墨液组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种墨液组合物，所述墨液组合物包含(a)电荷传输性物质、(b)一种以上的金属氧化物纳米粒子以及(c)液体载体，其中所述液体载体包含(c‑1)具有沸点bp

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】墨液组合物
本专利技术涉及一种墨液组合物，其包含电荷传输性物质、金属氧化物纳米粒子以及具有规定组成的液体载体。
技术介绍
在例如有机类的有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管(PLED)、磷光有机发光二极管(PHOLED)及有机发电器件(OPV)等节能器件中，虽然具备有用的进步，但仍需进一步的改良以提供用于商业化的更为良好的材料加工和/或器件性能。例如，在有机电子设备中所使用的材料中，例如包含聚噻吩类的导电性聚合物是一种有前景的类型。但是，因在它们的中性及/或导电性状态下的聚合物的纯度、加工性及不稳定性而可能引起问题。另外，能够良好地控制各种器件架构的交替重叠的层中所使用的聚合物的溶解度[例如，在特定的器件架构中相邻层之间的正交或交替的溶解度特性(orthogonaloralternatingsolubilityproperties)]至关重要。这些层例如也被称为空穴注入层(HIL)及空穴传输层(HTL)，考虑到竞争要求以及极薄但具有高质量的薄膜的必要性，有时会面对不少难题。在典型的OLED器件层合时，如包含PEDOT：PSS的HIL那样的大致的p型掺杂聚合物HIL的折射率为1.5左右，但发光材料一般具有更大的折射率(1.7以上)。其结果，会在EML/HIL(或HTL/HIL)及HIL/ITO界面产生累计性的内部全反射，从而使得光提取效率降低。对于良好的平台系统(platformsystem)的尚未解决的需求越来越高，该平台系统通过控制溶解性、热/化学稳定性及电子能级(HOMO及LUMO等)等空穴注入层及空穴传输层的特性来使这些化合物适合不同的用途，且使适合与发光层、光活性层及电极等的不同化合物一起发挥作用。良好的溶解度、溶剂难处理性(intractability)及热稳定性的特性很重要。另外，在特性之中，在保持高透明度、低吸收率、低内部反射、在OLED系统内的低工作电压及更长的寿命等的同时，能够调节HIL的电阻及HIL层的厚度这一点很重要。能够建构用于特定应用的系统、以及能够提供这些特性所必需的均衡也很重要。作为使用如上所述的导电性聚合物形成HIL和以HIL为代表的有机EL元件的电荷传输性薄膜的方法之一，已知有如下方法：将主要由分散或溶解有导电性聚合物的液体载体构成的墨液组合物涂布在基板上(多数情况下，准确地说，在形成于基板上的薄膜电极上)而形成涂膜，使所得涂膜干燥而除去液体载体，由此形成电荷传输性薄膜。有机EL元件因与水分接触而劣化，因此该墨液组合物优选为非水性。进而，以改善电荷传输性薄膜及对其加以使用的有机EL元件的各种特性等为目的，提出了具有各种组成的非水性墨液组合物。专利文献1中公开了一种添加有胺化合物的墨液组合物。该墨液组合物中胺化合物的存在不仅提供具有良好的储藏寿命和稳定性的墨液组合物，而且使由该墨液组合物所形成的薄膜展现出优异的均质性，并且，使包含由该墨液组合物所形成的HIL的OLED器件也显示出良好的性能。专利文献2及3中公开了添加有金属和/或半金属纳米粒子的墨液组合物。这些纳米粒子可用于改善有机EL元件的亮度、热稳定性、空穴注入性等特性及降低不同产品之间的特性差异等。已知有多种用于涂布这种墨液组合物的方法。作为这种方法的一例，可列举：使墨液组合物作为微小的液滴从喷嘴喷出并附着在被涂布物上的喷墨法(液滴喷出法)。当使用喷墨法在基板上形成电荷传输性薄膜以制造有机EL元件时，经常采用如下方法：在形成于基板上的薄膜电极(多数情况下为图案化的薄膜电极)上形成隔离件(bank)(隔离件也被称作“堤状结构”或“隔壁”等)，使薄膜电极上的所需区域成为被隔离件包围的成膜区域，并仅在该成膜区域内通过喷墨法涂布墨液组合物，从而形成电荷传输性薄膜。如上所形成的电荷传输性薄膜优选为其厚度在整个薄膜上呈均匀的状态。然而，实际上，特别是当通过使用如上所述那样的隔离件的方法来形成时，电荷传输性薄膜可能形成厚度不均的状态。作为这些状态的一例，可列举如下状态：所形成的电荷传输性薄膜的周边部的厚度沿着从薄膜的中央朝向端部的方向增大。这是由于，涂布在所述成膜区域内的墨液组合物会沿着隔离件的侧面爬升，从而导致所形成的涂膜的周围的厚度沿着从涂膜的中央朝向端部(换言之，涂膜与隔离件的侧面相接触的部分)的方向增大的状态，如上所述，由该状态下的涂膜所形成的电荷传输性薄膜形成厚度不均的状态。在本说明书中，将墨液组合物如上所述那样沿着隔离件的侧面爬升的现象称为“堆积现象”或者简称为“堆积”。所涂布的墨液组合物不会附着在隔离件的侧面，为了在膜形成区域形成厚度均匀的涂膜，经常施行如下处理：对隔离件的与墨液组合物(涂膜)接触的侧面进行用于对墨液组合物显示疏液性的处理(例如，规定的等离子体处理)，另外对成为膜形成区域的基板(薄膜电极)表面进行用于对墨液组合物显示亲液性的处理(例如，另外的规定的等离子体处理)。在本说明书中，对施加了如此处理的基板称作“带有疏液隔离件的基板”。然而，有时即使使用带有疏液隔离件的基板，也不能充分抑制堆积现象。如上所述，为了改善电荷传输性薄膜及使用该薄膜的有机EL元件的各种特性等，经常会在墨液组合物中添加各种附加成分，但有时所添加的成分会引发堆积现象。实际上，如下所述，本专利技术人等发现，若在某一特定的条件下向墨液组合物中添加金属氧化物纳米粒子，则堆积现象的产生将会变得更显著。由堆积现象所导致的电荷传输性薄膜的厚度不均匀性可能会产生整个厚度增大部分的电气缺陷(漏电流的产生、短路等)，而这将会导致有机EL元件的寿命缩短。另外，这种电荷传输性薄膜的厚度的不均匀性会引起与之相邻的发光层的厚度的不均匀性，再加上所述电气缺陷，将可能会引起有机EL元件的发光不均。作为抑制堆积现象的方式，例如，提出了适当调节墨液组合物的液体载体的组成(参见专利文献4及5)。然而，在这种情况下，墨液组合物仅由液体载体和导电性物质构成，并非旨在抑制如上所述那样添加有附加成分的墨液组合物中的堆积现象。即，目前并未掌握抑制添加有附加成分的墨液组合物的堆积现象的方式，该附加成分是为了改善电荷传输性薄膜或有机EL元件的特性等而添加的。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2016/171935号专利文献2：国际公开第2017/014945号专利文献3：国际公开第2017/014946号专利文献4：国际公开第2016/140205号专利文献5：日本特开2015-185640号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在这种情况下，本专利技术人等为了开发出抑制如上所述的添加有附加成分的墨液组合物的堆积现象的方式而进行了潜心研究。结果，令人意外的是，本专利技术人等发现，在向电荷传输性物质和液体载体的组合中添加金属氧化物纳米粒子而成的墨液组合物中，金属氧化物纳米粒子的分散状态和堆积现象的产生之间存在相关，分散状态越均匀，则越堆积现象的产生变得越显著。本专利技术人等还发现，对于墨液组合物中的金属氧化物纳米粒子的分散状态而言，受所使用的溶剂、特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种墨液组合物，其包含：/n(a)电荷传输性物质；/n(b)一种以上的金属氧化物纳米粒子；以及/n(c)液体载体，所述液体载体包含：/n(c-1)具有沸点bp

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180925 JP 2018-1790651.一种墨液组合物，其包含：
(a)电荷传输性物质；
(b)一种以上的金属氧化物纳米粒子；以及
(c)液体载体，所述液体载体包含：
(c-1)具有沸点bp1(℃)的第一亲水性二醇系溶剂，
(c-2)具有沸点bp2(℃)的第二亲水性二醇系溶剂，以及
(c-3)具有沸点bp3(℃)的有机溶剂，
并且bp1＜bp3＜bp2。


2.如权利要求1所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-3)是疏水性二醇系溶剂、腈、醇、芳香族醚、芳香族酯或芳香族烃。


3.如权利要求1或2所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-3)是疏水性二醇系溶剂。


4.如权利要求1至3中任一项所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-1)和(c-2)均为二醇溶剂，所述溶剂(c-3)为二醇二醚溶剂。


5.如权利要求1至4中任一项所述的墨液组合物，其中，bp1为180℃以上，bp2为270℃以上，bp3为200℃以上且低于270℃。


6.如权利要求1所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-3)是含有一种以上的二醇二醚溶剂的两种以上的有机溶剂的混合物。


7.如权利要求1至6中任一项所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-1)为乙二醇，所述溶剂(c-2)为三乙二醇。


8.如权利要求1至7中任一项所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-1)与所述溶剂(c-2)的重量比((c-1):(c-2))为29:1～8:7。


9.如权利要求1至8中任一项所述的墨液组合物，其中，所述溶剂(c-1)的重量相对于所述液体载体(c)的总重量为16％～29％，所述溶剂(c-2)的重量相对于所述液体载体(c)的总重量为14％～1％。


10.如权利要求1至9中任一项所述的墨液组合物，其中，所述金属氧化物纳米粒子(b)包含B2O3、B2O、SiO2、SiO、GeO2、GeO、As2O4、As2O3、As2O5、Sb2O3、TeO2、SnO2、SnO或它们的混合物。


11.如权利要求10所述的墨液组合物，其中，所述金属氧化物纳米粒子(b)包含SiO2。


12.如权利要求1至11中任一项所述的墨液组合物，其中，所述电荷传输性物质(a)是聚噻吩。


13.如权利要求12所述的墨液组合物，其中，所述聚噻吩是包含下列式(I)所示的重复单元的聚噻吩，



式中，R1及R2分别独立为H、烷基、氟烷基、烷氧基、氟烷氧基、芳氧基、-SO3M或-O-[Z-O]p-Re，或者R1及R2一起形成-O-Z-O-；其中，
M为H、碱金属、铵、单烷基铵、二烷基铵或三烷基铵；
Z为根据情况被卤素或Y所取代的亚烃基，在此Y是碳原子数为1～10的直链或支链的烷基或烷氧基烷基，该烷基或烷氧基烷基的任意位置能够被磺酸基所取代；
p为1以上的整数；并且
Re为H、烷基、氟烷基或芳基。


14.如权利要求13所述的墨液组合物，其中，R1及R2分别独立为H、氟烷基、-SO3M、-O[C(RaRb)-C(RcRd)-O]p-Re或-ORf，或者R1及R2一起形成-O-(CH2)q-O-，其中(CH2)q根据情况被Y所取代；其中，M为H、碱金属、铵、单烷基铵、二烷基铵或三烷基铵，各自的Ra、Rb、Rc及Rd分别独立为H、卤素、烷基、氟烷基或芳基；Re为H、烷基、氟烷基或芳基；p为1、2或3；Rf为烷基、氟烷基或芳基；q为1、2或3；并且，Y为碳原子数1～10的直链或支链的烷氧基烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田知佳，东将之，菅野裕太，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP