阅读说明：本技术 钙钛矿墨水及其制备方法、显示面板 (Perovskite ink, preparation method thereof and display panel ) 是由 赵金阳 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种钙钛矿墨水及其制备方法、显示面板,钙钛矿墨水包括钙钛矿前驱体以及溶剂；钙钛矿前驱体的分子式为(LX)<Sub>2</Sub>(SX)<Sub>n-1</Sub>(MX<Sub>2</Sub>)<Sub>n</Sub>；在结构分子式中,L为长链有机阳离子,S为短链有机阳离子；M为金属阳离子；X为卤素；n为任意大于0的自然数。本发明的钙钛矿墨水,具有优异的光学性能以及较好的成膜性,能够应用喷墨打印技术打印高浓度、高粘度的层状的钙钛矿墨水,能够有效的改善制备工艺,提高喷墨打印后形成的膜层质量。(The invention discloses perovskite ink, a preparation method thereof and a display panel, wherein the perovskite ink comprises a perovskite precursor and a solvent; the perovskite precursor has the molecular formula of (LX) 2 (SX) n‑1 (MX 2 ) n (ii) a In the structural molecular formula, L is a long-chain organic cation, and S is a short-chain organic cation; m is a metal cation; x is halogen; n is any natural number greater than 0. The perovskite ink disclosed by the invention has excellent optical performance and good film-forming property, can be used for printing high-concentration and high-viscosity layered perovskite ink by applying an ink-jet printing technology, can effectively improve the preparation process, and can improve the quality of a film layer formed after ink-jet printing.)

钙钛矿墨水及其制备方法、显示面板

技术领域

本发明涉及显示器等领域，具体为一种钙钛矿墨水及其制备方法、显示面板。

背景技术

钙钛矿是近年来最受瞩目的发光材料之一，其具有高的发光效率、高的色谱纯度及发光波长可调等优点，目前已经在太阳能电池，LED和激光等领域显示出极大的应用价值。同样地，将其应用于薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)可以大幅度提高LCD显示器的色域范围和色彩表现力。目前，钙钛矿LCD显示逐渐成为显示技术领域应用研究的重要课题之一，然而基于传统的三维钙钛矿材料仍然面临着稳定性差，成膜质量差和不易加工等问题，这些都限制了其实际应用。

传统的喷墨打印技术对墨水体系的粘度和浓度有一定的要求，因此并不适用于高浓度高粘度的二维层状钙钛矿墨水的打印。因此，需要开发新的喷墨打印方法，以避免钙钛矿堵塞喷口影响制备进程。

发明内容

为解决上述技术问题：本发明提供一种钙钛矿墨水及其制备方法、显示面板，其钙钛矿墨水具有优异的光学性能以及较好的成膜性，以解决现有钙钛矿材料稳定性差、成膜质量差和不易加工等问题；同时将钙钛矿墨水应用至彩膜基板的色阻层中，使色阻层具有良好的稳定性和高的发光效率。

解决上述问题的技术方案是：本发明提供一种钙钛矿墨水，包括钙钛矿前驱体以及溶剂；所述钙钛矿前驱体的分子式为(LX)₂(SX)_n-1(MX₂)_n；在分子式中，L为长链有机阳离子，S为短链有机阳离子；M为金属阳离子；X为卤素；n为大于0的自然数。

在本发明一实施例中，在所述分子式中，n为2-7。

在本发明一实施例中，在所述分子式中，所述金属阳离子为第四主族金属离子：铅离子、锗离子、锡离子中的任意一种；和/或，过渡金属离子：铜离子、镍离子、钴离子、铁离子、锰离子、铬离子、钯离子、镉离子、铕离子、镱离子中的任意一种；所述短链有机阳离子为有机胺基团甲胺、甲脒、具有钾离子的有机配合物、铷离子的有机配合物和铯离子的有机配合物中的任意一种或多种的组合；所述卤素包括溴元素、氯元素、碘元素中的至少一种；所述长链有机阳离子选自下述有机基团中的任意一种或多种组合：

在本发明一实施例中，当所述钙钛矿墨水为蓝色时，则卤素为氯元素或氯与溴元素的混合；当所述钙钛矿墨水为绿色时，则卤素为溴元素；当所述钙钛矿墨水为红色时，则卤素为碘元素或碘与溴元素的混合。

在本发明一实施例中，所述溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基亚砜溶剂，所述溶剂的浓度为10mg/ml～1000mg/ml。

本发明还提供了一种钙钛矿墨水的制备方法，包括以下步骤：分别将原料LX、SX和MX₂进行混合形成钙钛矿前驱体，所述钙钛矿前驱体的分子式为(LX)₂(SX)_n-1(MX₂)_n；其中L为长链有机阳离子，S为短链有机阳离子，M为金属阳离子，X为卤素；将制备好的钙钛矿前驱体添加到溶剂中，得到混合溶液；加热所述混合溶液至60～80℃，并搅拌1-2小时，直至所述钙钛矿前驱体完全溶解；将温度降温到室温，即得到钙钛矿墨水。

本发明还提供了一种显示面板，包括背光源，具有一出光侧；以及彩膜基板，设于所述背光源的出光侧，所述彩膜基板具有色阻层，所述色阻层所用材料为权利要求1-5中任意一项所述的钙钛矿墨水。

在本发明一实施例中，所述色阻层中具有若干点阵排列的色阻区；部分或全部色阻区中具有所述钙钛矿墨水。

在本发明一实施例中，所述背光源提供紫外光；当全部色阻区中具有所述钙钛矿墨水，其中，具有红色的钙钛矿墨水的色阻区显示红色；具有绿色的钙钛矿墨水的色阻区显示绿色；具有蓝色的钙钛矿墨水的色阻区显示蓝色。

在本发明一实施例中，所述背光源提供蓝光；当部分色阻区中具有所述钙钛矿墨水，其余色阻区中填充有透明的聚合物；其中具有红色的钙钛矿墨水的色阻区显示红色；具有绿色的钙钛矿墨水的色阻区显示绿色；具有透明的聚合物的色阻区显示蓝色。

本发明的有益效果是：本发明的钙钛矿墨水，具有优异的光学性能以及较好的成膜性，能够应用喷墨打印技术打印高浓度、高粘度的二维或三维层状的钙钛矿墨水，能够有效的改善制备工艺，提高喷墨打印后形成的膜层质量。本发明的钙钛矿墨水的制备方法，制备工艺简单。本发明的显示面板，将钙钛矿墨水应用至彩膜基板的色阻层中，有效的提高了色阻层的稳定性和发光效率，同时有效的提高了显示面板的色域范围和色彩表现力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。

图1是本发明实施例1的显示面板结构示意图。

图2是本发明实施例2的显示面板结构示意图。

其中，

1显示面板； 10背光源；

20彩膜基板； 21偏光片；

22平坦层； 23色阻层；

24滤光片； 100出光侧；

231色阻区； 232黑色矩阵；

231a第一色阻区； 231b第二色阻区；

231c第三色阻区； 231d第四色阻区；

231e第五色阻区； 231f第六色阻区；。

具体实施方式

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例1：本发明的钙钛矿墨水，包括钙钛矿前驱体以及溶剂；所述钙钛矿前驱体的分子式为(LX)₂(SX)_n-1(MX₂)_n；在所述分子式中，L为长链有机阳离子，S为短链有机阳离子；M为金属阳离子；X为卤素；n为任意大于0的自然数。在所述分子式中，n优选为2-7。所述金属阳离子为第四主族金属离子：铅离子、锗离子、锡离子中的任意一种；和/或，过渡金属离子：铜离子、镍离子、钴离子、铁离子、锰离子、铬离子、钯离子、镉离子、铕离子、镱离子中的任意一种；所述短链有机阳离子为有机胺基团甲胺、甲脒、具有钾离子的有机配合物、铷离子的有机配合物和铯离子的有机配合物中的任意一种或多种的组合；所述卤素包括溴元素、氯元素、碘元素中的至少一种；所述长链有机阳离子选自下述有机基团中的任意一种或多种组合：

所述溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基亚砜溶剂，所述溶剂的浓度为10mg/ml～1000mg/ml。

当所述钙钛矿墨水为蓝色时，则卤素为氯元素或氯与溴元素的混合；当所述钙钛矿墨水为绿色时，则卤素为溴元素；当所述钙钛矿墨水为红色时，则卤素为碘元素或碘与溴元素的混合。

下面结合钙钛矿墨水的制备方法对本发明的钙钛矿墨水进行进一步说明。

本发明的钙钛矿墨水的制备方法，包括以下步骤：

分别将原料LX、SX和MX₂进行混合形成钙钛矿前驱体，所述钙钛矿前驱体的分子式为(LX)₂(SX)_n-1(MX₂)_n；其中L为长链有机阳离子，S为短链有机阳离子，M为金属阳离子，X为卤素；

将制备好的钙钛矿前驱体添加到溶剂中，得到混合溶液；加热所述混合溶液至60～80℃，并搅拌1-2小时，直至所述钙钛矿前驱体完全溶解；

将温度降温到室温，即得到钙钛矿墨水。

本实施例中，相应钙钛矿墨水发出的颜色则是通过改变氯溴碘三种卤素的相对摩尔量获得的，即当所述钙钛矿墨水为蓝色时，则卤素为氯元素或氯与溴元素的混合；当所述钙钛矿墨水为绿色时，则卤素为溴元素；当所述钙钛矿墨水为红色时，则卤素为碘元素或碘与溴元素的混合。

如图1所示，本实施例1还提供了一种显示面板1，包括背光源10、彩膜基板20。

所述背光源10具有一出光侧100，该背光源10提供紫外光。

所述彩膜基板20位于所述背光源10的出光侧100，所述彩膜基板20具有偏光片21、平坦层22、色阻层23，滤光片24等。所述偏光片21设于所述平坦层22的一侧，所述色阻层23设于所述平坦层22的另一侧，所述滤光片24设于所述色阻层23上，所述色阻层23中具有若干点阵排列的色阻区231以及黑色矩阵232；所述黑色矩阵232设于色阻区231之间。全部色阻区231中具有所述钙钛矿墨水。本实施例中，所述色阻区231分为第一色阻区231a、第二色阻区231b和第三色阻区231c。所述第一色阻区231a中具有红色的钙钛矿墨水，所述第二色阻区231b具有绿色的钙钛矿墨水、所述第三色阻区231c具有蓝色的钙钛矿墨水。

由于所述背光源10提供紫外光，具有红色的钙钛矿墨水的第一色阻区231a显示红色；具有绿色的钙钛矿墨水的第二色阻区231b显示绿色；具有蓝色的钙钛矿墨水的第三色阻区231c显示蓝色。

本实施例1的主要设计要点在于利用振荡式喷墨打印装置，将层状的钙钛矿墨水定点打印、沉积在色阻层23的各个色阻区231，以制得作为色阻层23的彩膜。至于其他如阵列基板、封装层就不再一一赘述。

如图2所示，实施例2，本实施例2与实施例1的区别在于，所述背光源10提供蓝光；部分色阻区231中具有所述钙钛矿墨水。本实施例中，所述色阻区231分为第四色阻区231d、第五色阻区231e和第六色阻区231f。所述第四色阻区231d中具有红色的钙钛矿墨水，所述第五色阻区231e具有绿色的钙钛矿墨水、所述第六色阻区231f具有透明的聚合物。本实施例中，所述透明的聚合物可采用聚氨酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯等等。

由于所述背光源10提供蓝光；其中具有红色的钙钛矿墨水的第四色阻区231d显示红色；具有绿色的钙钛矿墨水的第五色阻区231e显示绿色；具有透明的聚合物的第六色阻区231f显示蓝色。

在实施例1和实施例2的彩膜基板20制备过程中，利用振荡式喷墨打印装置，将层状的钙钛矿墨水定点打印、沉积在色阻层23的各个色阻区231，溶剂挥发后即可制得作为色阻层23的彩膜。利用振荡式喷墨打印工艺，能够适用于高粘度和高浓度的墨水溶液。具体的，先通过毛细管作用将一种发光颜色的钙钛矿墨水吸取到打印喷头内，之后，将喷头移动到色阻区231的上方位置，通过振荡的力将一定量钙钛矿墨水沉积到色阻区231内。清洗喷头后，再吸取其他发光颜色的钙钛矿墨水在对应的色阻区231中喷涂，最终得到所需的彩膜。

整个的钙钛矿墨水的制备方法也简单，只需要钙钛矿前驱体和溶剂混合、加热、冷却即可。制备方便，节省材料。

由于层状钙钛矿结构中长链有机分子的保护作用，使得其所组成的彩膜具有更好的环境稳定性。而具有该彩膜基板20的显示面板1也可以获得较高的发光效率、更广的色域范围和更好的色彩表现力。因此有效的提升了显示器件的品质和价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。