[發明專利]基于納米顆粒的油墨制劑

有效

• 申請號: 201480036717.X
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105378002B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 埃馬努埃萊·彼得里;維爾日妮·艾爾·卡塞米;路易斯·多米尼克·考夫曼;科琳娜·韋爾西尼;葉海亞·迪達內
• 申請（專利權）人: 吉尼斯油墨股份有限公司
• 主分類號: C09D11/03
• 分類號: C09D11/03;C09D11/033
• 代理公司: 北京摯誠信奉知識產權代理有限公司11338
• 代理人: 邢悅,李延虎

本發明涉及基于(半)導電性納米顆粒的油墨制劑。特別地，本發明涉及適于不同印刷方法的基于(半)導電性納米顆粒的油墨組合物。

更特別地，本發明涉及適于許多印刷方法的基于(半)導電性納米顆粒的油墨領域。作為非限制性實例，描述了以下印刷方法：噴墨、噴霧、絲網印刷、輪轉凹版印刷、柔版印刷、刮墨刀、旋涂和狹縫涂布(slot die coating)。

根據本發明的基于(半)導電性納米顆粒的油墨可以印刷在所有類型的支持物上。以下支持物作為實例描述：聚合物和聚合物衍生物、復合材料、有機材料、無機材料。特別地，在印刷電子領域中使用的支持物，例如PET、PEN、聚酰亞胺、玻璃、PET/ITO、玻璃/ITO、聚碳酸酯、PVC，以及在光電器件中使用的所有類型的活性層。

根據本發明的基于(半)導電性納米顆粒的油墨具有許多優點，其中我們作為非限制性實例描述了：

-與當前的油墨相比隨時間推移的更大穩定性；例如在環境溫度下的儲存過程中其穩定性遠大于6個月；

-就其應用領域而言的多功能性；作為優選實例，我們描述了光電子學、光伏和安全領域；

-溶劑和納米顆粒的無毒性；

-納米顆粒的內在性質的保留；以及特別地

-電子特性的保留：

一旦沉積，通過根據本發明的基于ZnO的油墨的功函數或WF來表征根據本發明的基于ZnO的油墨。功函數是電子從費米能級移動到真空能級所需要的能量。

根據本發明獲得的功函數隨溫度穩定且恒定，而不管油墨沉積的支撐物是什么。平均測量值優選為大約3.9+/-0.5eV，在其他使用中其與在光電和光伏器件中使用的電子注入層兼容。其在有機光伏電池中用作電子注入層使得與使用通過CVD沉積的LiF相比，收率有顯著改進。

-熒光特性的保留。

本發明還涉及用于制備所述油墨的改進方法；最后，本發明還涉及所述油墨在所謂的“安全性”領域，光伏、傳感器(例如氣體傳感器)、觸摸屏、生物傳感器和非接觸技術的領域中的應用。

鑒于最近幾年的文獻，半導電性膠體納米晶體由于其新的光電、光伏和催化特性而受到關注。這使其對納米電子學、太陽能電池、傳感器領域中和生物醫學領域中的未來應用特別有利。

半導電性納米顆粒的發展使其可能使用新的實例并預見許多新應用。納米顆粒具有非常高的表面/體積比并且使用表面活性劑取代其表面導致某些特性改變，特別是光學特性和使其分散的可能性。

在一些情況下，其小的尺寸可以產生量子限域效應(quantum confinement effect)。當納米顆粒沒有預先定義的形式時，其可以是珠子(1至100nm)、小棒條(L<200至300nm)、線(幾百納米或幾微米)、圓盤、星形體、錐體、四角錐體或晶體形。

出于合成半導電性納米顆粒的目的，已經開發了幾種方法。其中可以在不全面的清單中描述：

-物理方法：

■化學氣相沉積(也被稱為“CVD”)，當基底暴露于在其表面上反應或分解的揮發的化學前體時。該方法一般導致形成納米顆粒，該納米顆粒的形態取決于所使用的條件；

■熱蒸發；

■分子束外延，當將要形成納米顆粒的原子以氣流形式高速轟擊到基底上(原子開始附著在基底上)時；

-物理化學方法

■微乳液；

■溶液中的激光脈沖，當使用激光束照射包含前體的溶液時。在溶液中沿著光束形成納米顆粒；

■使用微波照射來合成；

■通過表面活性劑輔助的定向合成；

■在超聲下的合成；

■電化學合成；

■有機金屬合成；

■醇介質中的合成。

物理合成一般需要高溫，使其不太適于轉換到工業規模生產。此外，這使其不適合用于某些基底，例如柔性基底。

關于化學合成，其對于納米顆粒的產生具有主要優勢：半導電性納米顆粒分散在溶劑中，并且在大多數情況下不附著到基底上。最后，其使得有可能控制納米顆粒的形狀。

本發明的目的是通過提供穩定、通用和改進的油墨以克服現有技術的一個或多個缺點，所述油墨使其有可能保留納米顆粒的內在特性，特別是其熒光特性和其電子特性。

根據本發明的實施方案，該目的通過油墨的方式實現，油墨的組成至少包括：

a.組分“a”，由納米顆粒組成，

b.組分“b”，其由醇溶劑組成，

c.組分“c”，其由不同于組分“b”的醇助溶劑組成，