ZnO墨水及其制备方法、光电器件和显示装置与流程

本技术涉及纳米材料，尤其涉及一种zno墨水的制备方法、zno墨水、光电器件和显示装置。

背景技术：

1、zno纳米颗粒是一种重要的宽禁带半导体材料，不仅具有独特的光电性能，还具有良好的电子传输性和适当的能级，在光催化、传感器等邻域具有重要的应用前景，还可以作为电子注入材料和电子传输材料应用于光电器件中。

2、zno墨水是制备包括zno纳米颗粒的器件的常用原料。

3、但是，现有的制备方法制备得到的zno墨水中往往含有杂质，包括原分散溶剂、沉淀剂等，这些残余的杂质将会对zno墨水的储存稳定性造成影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种zno墨水的制备方法，旨在改善现有的制备方法制备得到的zno墨水的储存稳定性较差的问题。

2、本技术实施例是这样实现的，一种zno墨水的制备方法，包括如下步骤：

3、提供zno颗粒分散液向所述zno颗粒分散液中加入阻聚剂，所述阻聚剂包括极性聚合物，得到混合分散液；

4、去除所述阻聚剂，得到zno墨水。

5、可选的，在一些实施例中，

6、所述zno颗粒分散液的固含量为3～30％；和/或

7、所述阻聚剂与所述zno颗粒分散液中的zno颗粒的质量比为(0.05～0.5)：1；和/或

8、所述极性聚合物的分子量为1～3kda；和/或

9、所述极性聚合物为极性低聚物。

10、可选的，在一些实施例中，所述极性聚合物包括含氮聚合物、醇类聚合物和醚类聚合物中的一种或多种。

11、可选的，在一些实施例中，所述含氮聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮和聚乙酰亚胺中的一种或多种；和/或

12、所述醇类聚合物包括聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种；和/或

13、所述醚类聚合物包括聚乙烯甲基醚和聚乙烯乙基醚中的一种或多种。

14、可选的，在一些实施例中，所述zno颗粒分散液的制备方法包括如下步骤：

15、提供zno原液，所述zno原液中包括zno颗粒和第一溶剂；

16、向所述zno原液中加入沉淀剂，得到包含zno颗粒的固体沉淀；

17、将所述固体沉淀与第二溶剂混合，得到所述zno颗粒分散液，所述zno颗粒分散液中包括zno颗粒、第二溶剂和残余的第一溶剂。

18、可选的，在一些实施例中，所述第一溶剂的沸点为60～170℃；和/或

19、所述沉淀剂的为沸点在60～170℃；和/或

20、所述zno原液的固含量为3～30％；和/或

21、所述沉淀剂与所述zno原液的体积比为(1.5～10)：1；和/或

22、所述第一溶剂包括第一醇类溶剂和第一醚类溶剂中的一种或多种，所述第一醇类溶剂包括乙醇、异丙醇、丁醇、正戊醇、异戊醇中的一种或多种，所述第一醚类溶剂包括乙二醇单甲醚；和/或；和/或

23、所述沉淀剂包括烷烃类有机溶剂、芳烃类有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂中的一种或多种，所述烷烃类有机溶剂包括环己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或多种，所述芳烃类有机溶剂包括甲苯、二甲苯、乙基苯中的一种或多种，所述酯类有机溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、正丁酸乙酯、正丁酸异丙酯中的一种或多种，所述醚类有机溶剂包括二丁醚、叔丁基甲醚、二异丙醚中的一种或多种；和/或

24、所述第二溶剂包括叔丁醇、乙二醇中的一种或多种；和/或

25、所述zno颗粒的平均粒径为3～30nm；和/或

26、所述zno颗粒中还掺杂有掺杂元素，所述掺杂元素包括al、mg、li、mn、y、la、cu、ni、zr、ce、in和ga中的一种或多种。

27、可选的，在一些实施例中，

28、在得到混合分散液之后以及去除所述阻聚剂之前还包括：

29、对所述混合分散液进行干燥，得到固体混合物，所述固体混合物中包括zno颗粒和阻聚剂；

30、将所述固体混合物与第三溶剂混合，得到预分散前驱液。

31、所述第三溶剂的沸点为100～350℃；和/或

32、所述预分散前驱液的固含量为10～50％；和/或

33、所述第三溶剂包括第二醇类溶剂和第二醚类溶剂中的一种或多种，所述第二醇类溶剂包括正庚醇、正戊醇、正己醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种，所述第二醚类溶剂包括二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单乙醚中的一种或多种。

34、可选的，在一些实施例中，所述对所述混合分散液进行干燥包括：对所述混合分散液进行预冷冻，然后真空干燥。

35、可选的，在一些实施例中，所述预冷冻的温度为-80℃至-10℃；和/或

36、所述预冷冻的时间为4～48h；和/或

37、所述真空干燥的温度为-40～10℃；和/或

38、所述真空干燥的气压小于等于1torr；和/或

39、所述真空干燥的时间为24～72h。

40、可选的，在一些实施例中，所述去除所述阻聚剂的方法包括：透析。

41、可选的，在一些实施例中，所述透析包括：

42、将所述混合分散液或所述预分散前驱液置于透析膜的一侧，在透析膜的另一侧设置第四溶剂，进行透析，更换透析膜和第四溶剂继续进行透析并重复n次，其中，n大于等于0。

43、可选的，在一些实施例中，所述透析膜上的透析孔的孔径为5～10kd；和/或

44、所述第四溶剂包括第二醇类溶剂和第二醚类溶剂中的一种或多种，其中，所述第二醇类溶剂包括正庚醇、正戊醇、正己醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种，所述第二醚类溶剂包括二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单乙醚中的一种或多种。

45、可选的，在一些实施例中，在得到zno墨水之后还包括：

46、测定zno墨水的固含量，向所述zno墨水中加入第五溶剂，混合，得到具有预设固含量的zno墨水。

47、可选的，在一些实施例中，所述具有预设固含量的zno墨水的固含量为0.2～20％；和/或

48、所述第五溶剂包括第三醇类溶剂和第三醚类溶剂中的一种或多种，其中所述第三醇类溶剂包括正庚醇、正戊醇、正己醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种，所述第三醚类溶剂包括二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单乙醚中的一种或多种。

49、相应的，本技术实施例还提供一种zno墨水，所述zno墨水由上文所述的制备方法制备得到。

50、相应的，本技术实施例还提供一种光电器件，包括层叠的第一电极、电子传输层和第二电极，所述电子传输层由上文所述的zno墨水通过成膜工艺制备得到。

51、可选的，在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极分别独立包括掺杂金属氧化物电极、复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属单质电极或合金电极，所述掺杂金属氧化物电极的材料包括铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、镁掺杂氧化锌、铝掺杂氧化镁、镉掺杂氧化锌中的一种或多种，所述复合电极包括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，所述金属单质电极的材料包括ag、ni、pt、au、ir、cu、mo、al、ca、mg及ba中的一种或多种，所述合金电极包括au:mg合金电极或ag:mg合金电极；和/或

52、所述光电器件还包括发光层，所述发光层位于所述第一电极与所述电子传输层之间，或者位于所述第二电极与所述电子传输层之间，所述发光层的材料包括有机发光材料及量子点发光材料中的一种或多种，所述有机发光材料包括4,4'-双(n-咔唑)-1,1'-联苯:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱(iii)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱、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荧光材料、ttpx荧光材料、tbrb荧光材料、dbp荧光材料、延迟荧光材料、tta材料、热活化延迟材料、含有b-n共价键合的聚合物、杂化局域电荷转移激发态材料、激基复合物发光材料、聚乙炔及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚芴及其衍生物中的一种或多种；所述量子点发光材料包括单一结构量子点、核壳结构量子点及钙钛矿型半导体材料中的一种或多种，所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核材料及核壳结构量子点的壳层材料分别独立选自ii-vi族化合物、iv-vi族化合物、iii-v族化合物和i-iii-vi族化合物中的一种或多种，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中的一种或多种，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中的一种或多种，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中的一种或多种，所述i-iii-vi族化合物包括cuins2、cuinse2及agins2中的一种或多种；所述钙钛矿型半导体材料包括掺杂或非掺杂的无机钙钛矿型半导体或有机-无机杂化钙钛矿型半导体，所述无机钙钛矿型半导体的结构通式为amx3，其中a为cs+离子，m为二价金属阳离子，包括pb2+、sn2+、cu2+、ni2+、cd2+、cr2+、mn2+、co2+、fe2+、ge2+、yb2+、eu2+中的一种或多种，x为卤素阴离子，包括cl-、br-、i-中的一种或多种；所述有机-无机杂化钙钛矿型半导体的结构通式为bmx3，其中b为有机胺阳离子，包括ch3(ch2)n-2nh3+或[nh3(ch2)nnh3]2+，其中n≥2，m为二价金属阳离子，包括pb2+、sn2+、cu2+、ni2+、cd2+、cr2+、mn2+、co2+、fe2+、ge2+、yb2+、eu2+中的一种或多种，x为卤素阴离子，包括cl-、br-、i-中的一种或多种；和/或

53、所述光电器件还包括空穴传输层，所述空穴传输层位于发光层的远离所述电子传输层的一侧，所述空穴传输层的材料包括4,4'-n,n'-二咔唑基-联苯、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、n,n'-二苯基-n,n'-双(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4”-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺、聚(n,n'双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺)、n,n'-双(3-甲基苯基)-n,n'-双(苯基)-螺、n,n'-二(4-(n,n'-二苯基-氨基)苯基)-n,n'-二苯基联苯胺、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'-联苯-4-4'-二胺、螺npb、聚(亚苯基亚乙烯基)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、4,4'-环己基二[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(对)亚苯基亚乙烯基、芳香族叔胺、多核芳香叔胺、4,4'-双(对咔唑基)-1,1'-联苯化合物、n,n,n',n'-四芳基联苯胺、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、掺杂石墨烯、非掺杂石墨烯、c60、掺杂或非掺杂的nio、掺杂或非掺杂的moo3、掺杂或非掺杂的wo3、掺杂或非掺杂的v2o5、掺杂或非掺杂的p型氮化镓、掺杂或非掺杂的cro3、掺杂或非掺杂的cuo中的一种或多种；和/或

54、所述光电器件还包括空穴注入层，所述空穴注入层位于所述空穴传输层的远离所述发光层的一侧所述空穴注入层的材料包括2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、pedot、pedot:pss、pedot:pss掺有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、酞菁铜、氧化镍、氧化钼、氧化钨、氧化钒、硫化钼、硫化钨及氧化铜中的一种或多种。

55、相应的，本技术实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述光电器件。

56、本技术所述的zno墨水的制备方法，通过使极性聚合物中的极性基团与zno颗粒的表面可以发生配位作用而包覆在zno颗粒的表面，如此，可以有效防止zno颗粒在干燥状态下发生不可逆的团聚，并对于引入的极性聚合物进行了去除，如此，使得制备得到的zno墨水具有较高的储存稳定性。