一种用于喷墨打印的有机发光材料墨水、有机发光薄膜的制备及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于喷墨打印的有机发光材料墨水、有机发光薄膜的制备及其应用，涉及印刷电子技术领域。该墨水包含溶质和溶剂，其中溶质包括有机空穴传输材料和有机发光染料，溶剂包含苯甲酸丁酯和邻二氯苯，苯甲酸丁酯和邻二氯苯的体积比为1:0.01~1:10。本发明专利技术通过使用聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种用于喷墨打印的有机发光材料墨水、有机发光薄膜的制备及其应用


[0001]本专利技术涉及印刷电子
，具体涉及一种用于喷墨打印的有机发光墨水，使用该发光材料墨水制备有机发光薄膜，及其在发光器件中应用。

技术介绍

[0002]21世纪以来，信息技术迅猛发展，信息技术已然成为推动社会生产新改革、创造人类生活新方向的重要影响因素。占据信息化发展制高点是一个国家的现代化发展的竞争方向之一。互联网以及智能手机的普及为信息化的发展创造了科技条件。显示器作为智能手机传输信息的一个关键载物，已然成为信息化发展道路上不可或缺的一部分。
[0003]商业化的全彩化显示器主要采用红绿蓝三原色独立发光的发光模式以及真空蒸镀的制造方法。但是，真空蒸镀法在生产红绿蓝三原色独立显示器时，需要高精度的金属掩膜版、对有机材料的利用率低，这并不利于降低生产成本以及简易化制造工艺。
[0004]喷墨打印是一种按需式的数字打印技术，由于其非接触特性和较高的打印精度、可以提高材料的利用率、生产效率和获得高分辨率图案的特征，在显示器商业化生产行业备受关注。然而，目前喷墨打印的主要挑战是如何制备可稳定喷射的墨水配方，并实现均匀的薄膜形态。为避免产生无法喷射、卫星液滴或细丝的现象，可稳定喷射的墨水配方需要选择不易团聚的材料主体、具有适当表面张力以及粘度等物理性质的溶剂。蒸发过程中材料的结晶性和普遍产生的咖啡环效应会影响薄膜均匀性。以上问题均会导致器件性能下降。
[0005]溶液处理的小分子材料通常成膜性较差，沉积在基底上的液膜会产生去湿现象并且在干燥过程中不能形成连续均匀的膜。聚合物材料能够更容易地进行溶液加工，有利于提高成膜质量。
[0006]不稳定的墨水在喷射时会堵塞喷嘴，形成细丝或卫星液滴。首先，根据材料体系选择具有较好溶解度的溶剂，其次根据溶剂的表面张力、粘度和密度等物理参数配置可稳定喷射的墨水。同时，在选择溶剂形成油墨时，溶剂与底层的润湿性和兼容性至关重要。当墨水的表面张力与基底的表面能并不适配时，墨水在基底上会产生较高的接触角，最终无法形成连续的薄膜。此外，当用低粘度油墨印刷时，由于接触线钉扎和高的蒸发速率引起向外的毛细管流动，固体墨水成分倾向于在干燥液滴的周边积聚，最终容易产生不均的液滴形貌。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种可稳定喷射的有机发光材料的发光墨水，能够改善蒸发干燥过程中的液滴形貌均匀性以及降低薄膜粗糙度，并有效提高材料利用率和简易生产过程，最终实现以上有机发光墨水的应用。
[0008]本专利技术的技术方案具体如下：在本专利技术的第一部分，本专利技术的一种用于喷墨打印的有机发光材料墨水，该墨水
包含溶质和溶剂，其中溶质包括有机空穴传输材料及有机发光染料，所述有机空穴传输材料包括聚合物与小分子材料，所述的聚合物材料为聚乙烯咔唑（PVK），所述的小分子材料为1,3
‑
双(咔唑基)苯（mCP），所述的有机发光染料为乙酰丙酮酸二(2
‑
苯基吡啶)铱（Ir(ppy)2(acac)），所述的溶质的总体浓度为1~30 mg/mL。溶剂包含苯甲酸丁酯和邻二氯苯，苯甲酸丁酯和邻二氯苯的体积比为1:0.01~1:10，聚乙烯咔唑和1,3
‑
双(咔唑基)苯的质量比为1:8。
[0009]进一步地，在本专利技术的一种优选实施案例中，所述溶质总浓度为10 mg/mL，苯甲酸丁酯和邻二氯苯的体积比为9:1。
[0010]在本专利技术的第二部分，提供了如第一部分所述的用于喷墨打印的有机发光材料墨水的制备方法，其过程如下：将有机空穴传输材料、发光染料与溶剂混合形成混合液，之后30 o
C下搅拌1~12 h，经有机滤头过滤处理得到所述有机发光墨水。
[0011]在本专利技术的第三部分，提供了一种喷墨打印有机发光薄膜，该薄膜采用如第一部分所述的有机发光材料墨水或如第二部分所述方法制备的有机发光材料墨水制得。所述的制备方法，过程如下：设置喷墨打印参数，打印电压为16~21 V，打印驱动波形为DI Water，打印液滴间距为20~70 μm、打印喷头数量为1~16，打印完成后50 ℃退火0.5~2 h，得到有机发光薄膜。
[0012]进一步地，所述有机发光薄膜厚度为10~35 nm。
[0013]在本专利技术的第四部分，提供了如第一方面所述有机发光材料墨水或如第二方面所述得到制备的有机发光材料墨水在有机发光器件中的应用。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1）本专利技术的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，使用有机空穴传输材料和有机发光染料作为溶质，使用无卤素的高沸点溶剂——苯甲酸丁酯作为主溶剂，可有效降低墨水挥发性和环境危害性。
[0015]2）本专利技术的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，所用有机空穴传输材料价格较低，可有效降低有机发光器件的生产成本。
[0016]3）本专利技术的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，所用混合材料主体体系（聚合物
‑
小分子），可通过限制主体材料的分子堆积来限制薄膜的结晶，改善了印刷薄膜的粗糙度，可有效提高喷墨打印器件性能。
[0017]4）本专利技术的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，墨水制备方法简单，可适用于喷墨打印、电液印刷等溶液法制备技术，可普适于OLED的大面积或像素阵列印刷制备。
[0018]5）混合材料主体体系可以通过改变混合主体的组成来自由调节电荷传输性能，可有效平衡器件载流子。
[0019]6）本专利技术通过掺杂聚合物材料，提高墨水粘度，限制了溶质向边缘的迁移；本专利技术选择符合可稳定喷射范围的溶剂，实现墨滴的稳定下落，并且采用二元溶剂体系调控液滴内部流动，控制溶质移动，最终获得均匀的薄膜形貌。
附图说明
[0020]图1是实施例1～6的粘度与表面张力测试数据图。
[0021]图2是实施例1～6的液滴光学显微镜图片和横截面高度图。其中a1~h1分别是实施
例1～6的液滴光学显微镜图片，a2~h2分别是实施例1～6的横截面高度图。
[0022]图3是对比例1~3和实施例7的薄膜光学显微镜图片。
[0023]图4是对比例1~3和实施例7的薄膜厚度数据。
[0024]图5是对比例4~6和实施例8制备的OLED的性能测试图。其中a~c分别是OLED的发光亮度
‑
电压
‑
电流密度图、电流效率
‑
亮度图、功率效率
‑
亮度图。
[0025]图6是对比例4~6和实施例8的OLED器件结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术进一步地详细描述。
[0027]本专利技术中涉及的材料来源说明如下：以下实施例和对比例中使用的原料和试剂均为市售。
实施例1
[0028]将PVK、mCP和Ir(ppy)2(acac)以10:80:10的质量比溶解在二元混合溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种用于喷墨打印的有机发光材料墨水，其特征在于，该墨水包含溶质和溶剂，其中溶质包括有机空穴传输材料及有机发光染料，所述有机空穴传输材料包括聚合物与小分子材料，所述的聚合物材料为聚乙烯咔唑，所述的小分子材料为1,3
‑
双(咔唑基)苯，所述的有机发光染料为乙酰丙酮酸二(2
‑
苯基吡啶)铱，所述溶质总浓度为1~30 mg/mL；聚乙烯咔唑和1,3
‑
双(咔唑基)苯的质量比为1:8，所述溶剂包含苯甲酸丁酯和邻二氯苯，苯甲酸丁酯和邻二氯苯的体积比为1:0.01~1:10。2. 根据权利要求1所述的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，其特征在于，所述溶质总浓度为10 mg/mL，苯甲酸丁酯和邻二氯苯的体积比为9:1。3. 根据权利要求1或2所述的用于喷墨打印的有机发光材料墨水，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑芬，陈诗燕，王伟，范凯，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：