量子點墨水的粘度測定

量子點（Quantum dot，QD）又稱半導體納米晶，是一類由II-VI族元素（如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnS等）或III-V族元素（無鎘量子點，如InP、InAs等）等半導體材料構成的尺寸在1-10nm之間的納米顆粒。量子點具有光色純度高、發光量子效率高、發光顏色可調、使用壽命長等優良特性。這些特性使得以量子點材料作為發光層的量子點發光二極管（QLED）在固態照明、平板顯示等領域具有廣泛的應用前景，受到了學術界以及產業界的廣泛關注。

與傳統有機發光二極管顯示器件相比，QLED具有發光峰窄、色彩飽和度高、色域寬等優點。當前QLED實現像素化、全彩化的解決方式有轉印法、微接觸式打印法、刮涂法、噴射打印法、噴墨打印法等。相對于前面幾種方法，噴墨打印技術可以精確地按所需用量將量子點發光材料沉積在適當位置，使半導體材料均勻沉積形成薄膜層，由此使得材料的利用率非常高，同時制造商可以降低生產成本，簡化制作工藝，產品容易量產和普及。噴墨打印技術的關鍵在于量子點墨水的制備，墨水的粘度直接影響噴墨過程及薄膜干燥過程，是衡量噴墨打印效果的重要參數。量子點墨水通常由量子點材料分散在有機試劑中，由于量子點材料本身是納米顆粒，所以很難得到高粘度的墨水，墨水粘度過低，使得打印過程中墨滴不易控制，易出現彗星點、邊緣厚中間薄的咖啡環等問題，從而導致量子點膜厚度不一致，均勻性很差。

大量研究表明，在量子點墨水的配制過程中，可通過優化溶劑配方及配比，適當添加粘度調節劑，引發劑及其他助劑等方法以適當提高墨水粘度，解決墨水因粘度過低而導致的上述噴墨打印的難題，使其能夠滿足噴墨打印工藝要求，實現穩定出墨、穩定鋪展、干燥均勻、成膜均一等技術要求。

測試方法本文使用DVNext錐板流變儀+TC-650 AP循環水浴系統（如圖1所示）測試一種量子點墨水（用戶提供）在25℃條件下的粘度。

TC-650AP水浴循環系統用于控制樣品溫度，Rheocalc T軟件連接主機，進行程序編輯及數據采集，繪制粘度變化曲線。根據流變儀操作手冊調節錐板轉子與樣品杯之間的間隙，然后吸取一定量的量子點墨水于錐板流變儀的樣品杯中，待轉子及樣品杯安裝完畢后，連接流變儀主機和水浴循環系統，設置測試溫度為25℃。使用Rheocalc T軟件編輯粘度測試程序，待樣品溫度穩定后開始粘度測試。測試結果參閱圖2 。

分析與思考

使用“Multi Point"功能采集數據，“Test Averaging"功能計算粘度平均值，并觀察和分析測試過程中儀器穩定性及數據波動。根據圖2可知，該量子點墨水在轉速為15 RPM條件下測得的粘度值為10.18cP；測試過程中，數據波動非常小，相對標準偏差僅為0.04%。Brookfield的連續感應器可以保證測試數據輸出的實時性和準確性。測試過程中，溫度非常穩定，始終保持在25±0.01℃之間。

l 錐板流變儀測試所需樣品體積僅為0.5-2.0 mL（具體的樣品量與所使用的轉子型號相關），特別適用于微量樣品的粘度測試，可有效減少產品的消耗。

l 錐板流變儀使用錐型轉子及配套的樣品杯，可以精確計算剪切速率和剪切應力，得到絕對粘度。

l 由于樣品量很少，可實現快速恒溫，有效提高測試效率。TC-650 AP循環水浴系統的控溫精度可達0.01℃，為粘度測試提供準確及穩定的溫度條件。