本技術(shù)涉及納米材料,尤其涉及一種zno墨水的制備方法、zno墨水、光電器件和顯示裝置。
背景技術(shù):
1、zno納米顆粒是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料,不僅具有獨特的光電性能,還具有良好的電子傳輸性和適當(dāng)?shù)哪芗?,在光催化、傳感器等鄰域具有重要的?yīng)用前景,還可以作為電子注入材料和電子傳輸材料應(yīng)用于光電器件中。
2、zno墨水是制備包括zno納米顆粒的器件的常用原料。
3、但是,現(xiàn)有的制備方法制備得到的zno墨水中往往含有雜質(zhì),包括原分散溶劑、沉淀劑等,這些殘余的雜質(zhì)將會對zno墨水的儲存穩(wěn)定性造成影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本技術(shù)提供一種zno墨水的制備方法,旨在改善現(xiàn)有的制備方法制備得到的zno墨水的儲存穩(wěn)定性較差的問題。
2、本技術(shù)實施例是這樣實現(xiàn)的,一種zno墨水的制備方法,包括如下步驟:
3、提供zno顆粒分散液向所述zno顆粒分散液中加入阻聚劑,所述阻聚劑包括極性聚合物,得到混合分散液;
4、去除所述阻聚劑,得到zno墨水。
5、可選的,在一些實施例中,
6、所述zno顆粒分散液的固含量為3~30%;和/或
7、所述阻聚劑與所述zno顆粒分散液中的zno顆粒的質(zhì)量比為(0.05~0.5):1;和/或
8、所述極性聚合物的分子量為1~3kda;和/或
9、所述極性聚合物為極性低聚物。
10、可選的,在一些實施例中,所述極性聚合物包括含氮聚合物、醇類聚合物和醚類聚合物中的一種或多種。
11、可選的,在一些實施例中,所述含氮聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酰亞胺中的一種或多種;和/或
12、所述醇類聚合物包括聚乙二醇和聚丙二醇中的一種或多種;和/或
13、所述醚類聚合物包括聚乙烯甲基醚和聚乙烯乙基醚中的一種或多種。
14、可選的,在一些實施例中,所述zno顆粒分散液的制備方法包括如下步驟:
15、提供zno原液,所述zno原液中包括zno顆粒和第一溶劑;
16、向所述zno原液中加入沉淀劑,得到包含zno顆粒的固體沉淀;
17、將所述固體沉淀與第二溶劑混合,得到所述zno顆粒分散液,所述zno顆粒分散液中包括zno顆粒、第二溶劑和殘余的第一溶劑。
18、可選的,在一些實施例中,所述第一溶劑的沸點為60~170℃;和/或
19、所述沉淀劑的為沸點在60~170℃;和/或
20、所述zno原液的固含量為3~30%;和/或
21、所述沉淀劑與所述zno原液的體積比為(1.5~10):1;和/或
22、所述第一溶劑包括第一醇類溶劑和第一醚類溶劑中的一種或多種,所述第一醇類溶劑包括乙醇、異丙醇、丁醇、正戊醇、異戊醇中的一種或多種,所述第一醚類溶劑包括乙二醇單甲醚;和/或;和/或
23、所述沉淀劑包括烷烴類有機溶劑、芳烴類有機溶劑、酯類有機溶劑、醚類有機溶劑中的一種或多種,所述烷烴類有機溶劑包括環(huán)己烷、正庚烷、正辛烷中的一種或多種,所述芳烴類有機溶劑包括甲苯、二甲苯、乙基苯中的一種或多種,所述酯類有機溶劑包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、正丁酸乙酯、正丁酸異丙酯中的一種或多種,所述醚類有機溶劑包括二丁醚、叔丁基甲醚、二異丙醚中的一種或多種;和/或
24、所述第二溶劑包括叔丁醇、乙二醇中的一種或多種;和/或
25、所述zno顆粒的平均粒徑為3~30nm;和/或
26、所述zno顆粒中還摻雜有摻雜元素,所述摻雜元素包括al、mg、li、mn、y、la、cu、ni、zr、ce、in和ga中的一種或多種。
27、可選的,在一些實施例中,
28、在得到混合分散液之后以及去除所述阻聚劑之前還包括:
29、對所述混合分散液進(jìn)行干燥,得到固體混合物,所述固體混合物中包括zno顆粒和阻聚劑;
30、將所述固體混合物與第三溶劑混合,得到預(yù)分散前驅(qū)液。
31、所述第三溶劑的沸點為100~350℃;和/或
32、所述預(yù)分散前驅(qū)液的固含量為10~50%;和/或
33、所述第三溶劑包括第二醇類溶劑和第二醚類溶劑中的一種或多種,所述第二醇類溶劑包括正庚醇、正戊醇、正己醇、環(huán)己醇、正辛醇中的一種或多種,所述第二醚類溶劑包括二乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單乙醚中的一種或多種。
34、可選的,在一些實施例中,所述對所述混合分散液進(jìn)行干燥包括:對所述混合分散液進(jìn)行預(yù)冷凍,然后真空干燥。
35、可選的,在一些實施例中,所述預(yù)冷凍的溫度為-80℃至-10℃;和/或
36、所述預(yù)冷凍的時間為4~48h;和/或
37、所述真空干燥的溫度為-40~10℃;和/或
38、所述真空干燥的氣壓小于等于1torr;和/或
39、所述真空干燥的時間為24~72h。
40、可選的,在一些實施例中,所述去除所述阻聚劑的方法包括:透析。
41、可選的,在一些實施例中,所述透析包括:
42、將所述混合分散液或所述預(yù)分散前驅(qū)液置于透析膜的一側(cè),在透析膜的另一側(cè)設(shè)置第四溶劑,進(jìn)行透析,更換透析膜和第四溶劑繼續(xù)進(jìn)行透析并重復(fù)n次,其中,n大于等于0。
43、可選的,在一些實施例中,所述透析膜上的透析孔的孔徑為5~10kd;和/或
44、所述第四溶劑包括第二醇類溶劑和第二醚類溶劑中的一種或多種,其中,所述第二醇類溶劑包括正庚醇、正戊醇、正己醇、環(huán)己醇、正辛醇中的一種或多種,所述第二醚類溶劑包括二乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單乙醚中的一種或多種。
45、可選的,在一些實施例中,在得到zno墨水之后還包括:
46、測定zno墨水的固含量,向所述zno墨水中加入第五溶劑,混合,得到具有預(yù)設(shè)固含量的zno墨水。
47、可選的,在一些實施例中,所述具有預(yù)設(shè)固含量的zno墨水的固含量為0.2~20%;和/或
48、所述第五溶劑包括第三醇類溶劑和第三醚類溶劑中的一種或多種,其中所述第三醇類溶劑包括正庚醇、正戊醇、正己醇、環(huán)己醇、正辛醇中的一種或多種,所述第三醚類溶劑包括二乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單乙醚中的一種或多種。
49、相應(yīng)的,本技術(shù)實施例還提供一種zno墨水,所述zno墨水由上文所述的制備方法制備得到。
50、相應(yīng)的,本技術(shù)實施例還提供一種光電器件,包括層疊的第一電極、電子傳輸層和第二電極,所述電子傳輸層由上文所述的zno墨水通過成膜工藝制備得到。
51、可選的,在一些實施例中,所述第一電極和所述第二電極分別獨立包括摻雜金屬氧化物電極、復(fù)合電極、石墨烯電極、碳納米管電極、金屬單質(zhì)電極或合金電極,所述摻雜金屬氧化物電極的材料包括銦摻雜氧化錫、氟摻雜氧化錫、銻摻雜氧化錫、鋁摻雜氧化鋅、鎵摻雜氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、鎂摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鎂、鎘摻雜氧化鋅中的一種或多種,所述復(fù)合電極包括azo/ag/azo、azo/al/azo、ito/ag/ito、ito/al/ito、zno/ag/zno、zno/al/zno、tio2/ag/tio2、tio2/al/tio2、zns/ag/zns、zns/al/zns、ca/al、lif/ca、lif/al、baf2/al、csf/al、caco3/al或baf2/ca/al,所述金屬單質(zhì)電極的材料包括ag、ni、pt、au、ir、cu、mo、al、ca、mg及ba中的一種或多種,所述合金電極包括au:mg合金電極或ag:mg合金電極;和/或
52、所述光電器件還包括發(fā)光層,所述發(fā)光層位于所述第一電極與所述電子傳輸層之間,或者位于所述第二電極與所述電子傳輸層之間,所述發(fā)光層的材料包括有機發(fā)光材料及量子點發(fā)光材料中的一種或多種,所述有機發(fā)光材料包括4,4'-雙(n-咔唑)-1,1'-聯(lián)苯:三[2-(對甲苯基)吡啶合銥(iii)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(對甲苯基)吡啶合銥、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、芴衍生物、tbpe熒光材料、ttpx熒光材料、tbrb熒光材料、dbp熒光材料、延遲熒光材料、tta材料、熱活化延遲材料、含有b-n共價鍵合的聚合物、雜化局域電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)材料、激基復(fù)合物發(fā)光材料、聚乙炔及其衍生物、聚對苯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一種或多種;所述量子點發(fā)光材料包括單一結(jié)構(gòu)量子點、核殼結(jié)構(gòu)量子點及鈣鈦礦型半導(dǎo)體材料中的一種或多種,所述單一結(jié)構(gòu)量子點的材料、核殼結(jié)構(gòu)量子點的核材料及核殼結(jié)構(gòu)量子點的殼層材料分別獨立選自ii-vi族化合物、iv-vi族化合物、iii-v族化合物和i-iii-vi族化合物中的一種或多種,所述ii-vi族化合物包括cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、zno、hgs、hgse、hgte、cdses、cdsete、cdste、znses、znsete、znste、hgses、hgsete、hgste、cdzns、cdznse、cdznte、cdhgs、cdhgse、cdhgte、hgzns、hgznse、hgznte、cdznses、cdznsete、cdznste、cdhgses、cdhgsete、cdhgste、hgznses、hgznsete及hgznste中的一種或多種,所述iv-vi族化合物包括sns、snse、snte、pbs、pbse、pbte、snses、snsete、snste、pbses、pbsete、pbste、snpbs、snpbse、snpbte、snpbsse、snpbsete、snpbste中的一種或多種,所述iii-v族化合物包括gan、gap、gaas、gasb、aln、alp、alas、alsb、inn、inp、inas、insb、ganp、ganas、gansb、gapas、gapsb、alnp、alnas、alnsb、alpas、alpsb、innp、innas、innsb、inpas、inpsb、gaalnp、gaalnas、gaalnsb、gaalpas、gaalpsb、gainnp、gainnas、gainnsb、gainpas、gainpsb、inalnp、inalnas、inalnsb、inalpas及inalpsb中的一種或多種,所述i-iii-vi族化合物包括cuins2、cuinse2及agins2中的一種或多種;所述鈣鈦礦型半導(dǎo)體材料包括摻雜或非摻雜的無機鈣鈦礦型半導(dǎo)體或有機-無機雜化鈣鈦礦型半導(dǎo)體,所述無機鈣鈦礦型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)通式為amx3,其中a為cs+離子,m為二價金屬陽離子,包括pb2+、sn2+、cu2+、ni2+、cd2+、cr2+、mn2+、co2+、fe2+、ge2+、yb2+、eu2+中的一種或多種,x為鹵素陰離子,包括cl-、br-、i-中的一種或多種;所述有機-無機雜化鈣鈦礦型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)通式為bmx3,其中b為有機胺陽離子,包括ch3(ch2)n-2nh3+或[nh3(ch2)nnh3]2+,其中n≥2,m為二價金屬陽離子,包括pb2+、sn2+、cu2+、ni2+、cd2+、cr2+、mn2+、co2+、fe2+、ge2+、yb2+、eu2+中的一種或多種,x為鹵素陰離子,包括cl-、br-、i-中的一種或多種;和/或
53、所述光電器件還包括空穴傳輸層,所述空穴傳輸層位于發(fā)光層的遠(yuǎn)離所述電子傳輸層的一側(cè),所述空穴傳輸層的材料包括4,4'-n,n'-二咔唑基-聯(lián)苯、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、n,n'-二苯基-n,n'-雙(1-萘基)-1,1'-聯(lián)苯-4,4”-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-雙(3-甲基苯基)-(1,1'-聯(lián)苯基)-4,4'-二胺、聚(n,n'雙(4-丁基苯基)-n,n'-雙(苯基)聯(lián)苯胺)、n,n'-雙(3-甲基苯基)-n,n'-雙(苯基)-螺、n,n'-二(4-(n,n'-二苯基-氨基)苯基)-n,n'-二苯基聯(lián)苯胺、4,4',4'-三(n-咔唑基)-三苯胺、4,4',4'-三(n-3-甲基苯基-n-苯基氨基)三苯胺、聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4'-(n-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]、聚(n-乙烯基咔唑)及其衍生物、n,n'-二(1-萘基)-n,n'-二苯基-1,1'-聯(lián)苯-4-4'-二胺、螺npb、聚(亞苯基亞乙烯基)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亞苯基亞乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亞苯基亞乙烯基]、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、4,4'-環(huán)己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺]、1,3-二(咔唑-9-基)苯、聚苯胺、聚吡咯、聚(對)亞苯基亞乙烯基、芳香族叔胺、多核芳香叔胺、4,4'-雙(對咔唑基)-1,1'-聯(lián)苯化合物、n,n,n',n'-四芳基聯(lián)苯胺、pedot:pss及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物、摻雜石墨烯、非摻雜石墨烯、c60、摻雜或非摻雜的nio、摻雜或非摻雜的moo3、摻雜或非摻雜的wo3、摻雜或非摻雜的v2o5、摻雜或非摻雜的p型氮化鎵、摻雜或非摻雜的cro3、摻雜或非摻雜的cuo中的一種或多種;和/或
54、所述光電器件還包括空穴注入層,所述空穴注入層位于所述空穴傳輸層的遠(yuǎn)離所述發(fā)光層的一側(cè)所述空穴注入層的材料包括2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜苯并菲、pedot、pedot:pss、pedot:pss摻有s-moo3的衍生物、4,4',4'-三(n-3-甲基苯基-n-苯基氨基)三苯胺、四氰基醌二甲烷、酞菁銅、氧化鎳、氧化鉬、氧化鎢、氧化釩、硫化鉬、硫化鎢及氧化銅中的一種或多種。
55、相應(yīng)的,本技術(shù)實施例還提供一種顯示裝置,所述顯示裝置包括上述光電器件。
56、本技術(shù)所述的zno墨水的制備方法,通過使極性聚合物中的極性基團(tuán)與zno顆粒的表面可以發(fā)生配位作用而包覆在zno顆粒的表面,如此,可以有效防止zno顆粒在干燥狀態(tài)下發(fā)生不可逆的團(tuán)聚,并對于引入的極性聚合物進(jìn)行了去除,如此,使得制備得到的zno墨水具有較高的儲存穩(wěn)定性。