色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法和应用与流程

本发明属于纳米光电子材料制备，尤其是涉及一种色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法和应用。

背景技术：

1、评价显示器的性能指标包括对比度、响应时间、刷新频率、分辨率、视角等，其中对人眼直观感受影响显著的指标之一是面板的显示色域，它是衡量显示器展示图像色彩能力的一个重要指标。量子点具有色纯度高、发光颜色可调和荧光量子产率高等诸多优良的光电特性，成为一类非常重要的发光材料，在显示及照明领域都受到了广泛的关注，尤其在提升显示面板的色域方面，具有巨大的潜力，从量子点材料被报道以来，就受到了显示面板行业的广泛关注。

2、色彩转换应用主要是基于量子点材料的光致发光特性，可分为不完全的色转换以及完全的色转换，前者主要用于液晶显示器的背光，在蓝光led的激发下，获得白光背光光源，再结合液晶显示面板内部的彩色滤光膜，实现全彩显示；完全的色转换则是以蓝光oled或者蓝光mini-/micro-led显示器作为激发源，将绿光和红光量子点色转换层集成到显示面板内部，采用色转换策略，获得所需的绿光和红光发射，与本身的蓝光oled或者蓝光mini-/micro-led搭配实现全彩显示。

3、钙钛矿材料在光子学和光电子学领域具有极大的应用潜力，并且目前已处在工业化的进程之中。特别是具有高量子产率的全无机cspbx3(x＝cl，br或i)量子点，凭借其高光效、低成本、高吸光系数(达105cm-1量级)以及可原位制备等优势，已成为量子点色转换应用的重要材料体系之一。然而，金属卤素钙钛矿量子点的稳定性差严重制约了其在色转换器件中的应用。尽管已有专利利用钙钛矿量子点可原位制备的特点，将钙钛矿前驱体与聚合物混合，蒸发可获得高稳定性的钙钛矿量子点薄膜(wo2016180364a1)。然而，该合成方法仅在有机-无机杂化钙钛矿聚合物薄膜取得较好的效果，对于全无机钙钛矿量子点/聚合物薄膜合成繁琐、合成温度较高，所得薄膜发光不均匀、发光效率低且稳定性差。因此，目前的高质量的全无机钙钛矿/聚偏二氟乙烯墨水的制备方法还有待改进。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法和应用，解决了全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯色彩转换层发光效率低、发光不均匀的瓶颈问题，采用该制备方法具有制备工艺简单、快速、原料来源广泛以及全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯色转换层发光效率高、发光均匀、稳定性好的特点，并适于工业化规模制备，在宽色域led背光源显示、柔性显示、mini-/micro-led全彩显示中有广阔的市场应用前景。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水，含有钙钛矿前驱体、聚合物、配体、扩散粉、分散剂，各组分的重量百分比如下：

3、

4、其中，各组分的重量百分比之和为100％。

5、进一步的，所述色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水中，各组分的重量百分比如下：

6、

7、其中，各组分的重量百分比之和为100％。

8、进一步的，所述的钙钛矿前驱体选自csx和dmapbx3，x为cl、br和i中的至少一种。

9、进一步的，所述csx和dmapbx3的摩尔比在1:0.1～5之间，优选为1:0.5～2。

10、例如，csbr和dmapbbr3的摩尔比为1:1；dmapbbr3和dmapbi3的摩尔比为5:1；dmapbbr3和dmapbi3的摩尔比为1:1。

11、进一步的，所述聚合物选自含氟的聚合物，例如聚偏二氟乙烯，所述聚偏二氟乙烯的平均分子量在180000～1000000之间。

12、进一步的，所述配体选自卤化铵盐、卤化鏻盐和卤化锍盐中的一种或任意几种混合。

13、例如，四丁基溴化铵、四癸基溴化铵、四丁基溴化鏻、四苯基溴化鏻、三丁基己基溴化鏻、三甲基溴化锍、三苯基溴化锍。

14、进一步的，所述扩散粉选自二氧化硅光扩散剂和/或有机光扩散剂。

15、进一步的，所述有机光扩散剂选自亚克力型，苯乙烯型，丙烯酸树脂型和有机硅型的一种或多种。

16、进一步的，所述分散剂选自与钙钛矿前驱体有较强配位能力且可以溶解聚偏二氟乙烯的有机强极性溶剂，包括n，n-二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亚砜(dmso)中的一种或者两种的混合。

17、进一步的，所述全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水在25℃下的粘度在500-10000cps之间。

18、本发明还提供了一种色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法，包括以下步骤：

19、1)在容器中加入配方量的聚合物和分散剂，加热至80-90℃并用高速搅拌器搅拌10-30min，转速为500-1000rpm。

20、2)加入配方量的钙钛矿前驱体，并用高速搅拌器搅拌5-10min，转速为500-1000rpm。

21、3)加入配方量的扩散粉和配体，室温下搅拌5-10min，转速为800-1000rpm，即可得到色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水。

22、本发明还提供了色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水在液晶显示器中的应用，包括：

23、1)将全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水通过涂布的方法(包括：刮刀、线棒、狭缝、逗号涂布)均匀地涂布在基底上，然后在一定的温度下蒸发掉分散剂，得到全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯色转换层，其可覆于蓝光led导光板之上用于液晶显示器的背光。

24、进一步的，在温度10-90℃范围下蒸发掉分散剂。

25、进一步的，所述基底选自玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet)中的一种。

26、本发明还提供了色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水在mini-/micro-led的全彩显示中的应用，包括：

27、将全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水通过喷墨打印技术打印到mini-/micro-led芯片的像素点上，在这个过程中分散剂很快挥发掉了，即可得到全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯色转换层，用于mini-/micro-led的全彩显示。

28、进一步的，所述的全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水具有很好的稳定性和可调性，同时制备的色转换层具备优异的发光性质和光谱稳定性。

29、进一步的，所述的色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法在宽色域led背光源显示、柔性显示、mini/micro-led全彩显示等领域的应用。

30、本发明的有益效果：

31、本发明提供了色彩转换用全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水及其制备方法，通过选用与目标cspbx3钙钛矿材料具有相同铅卤化学计量比的dmapbx3前驱体，利用离子交换反应机制，大幅减少钙钛矿量子点制备过程中晶体结构卤素空位缺陷的产生，进一步地，引入有机卤化盐配体，提供额外的卤素环境，解决了全无机钙钛矿量子点/聚合物色转换层发光效率低、成膜效果差的问题，且通过本发明可获得高发光效率和高稳定性全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯色彩转换层。同时，该制备方法简单、方便、重现性好，适合大规模的产业化制备，且可兼容各种常规的涂布和印刷工艺。

32、本发明所得的全无机钙钛矿量子点/聚偏二氟乙烯墨水具有很好的稳定性和可调性，同时制备的色转换层具备优异的发光性质和光谱稳定性。可用于照明显示领域，还可用于太阳能电池、荧光传感、光或光电催化以及光探测器等领域。