印刷油墨及应用其印刷而成的电子器件的制作方法_5

文档序号:9319675阅读:来源:国知局
处,如增强器件的柔性,提高成膜性能等。原则上,所有的用于OLEDs的有机功能材料,包括 但不限于空穴注入材料0HM),空穴传输材料(HTM),电子传输材料(ETM),电子注入材料 (EM),电子阻挡材料(EBM),空穴阻挡材料(HBM),发光体(Emitter),主体材料(Host)都 可用于本发明的印刷油墨中。例如在W02010135519A1和US20090134784A1中对各种有机 功能材料有详细的描述,特此将这两篇专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
[0130] 本发明进一步涉及一电子器件,包含有一层或多层功能薄膜,其中至少有一层薄 膜是利用按照本发明的印刷油墨制备,特别是通过打印或涂布的方法制备。
[0131] 本发明涉及的包含纳米粒子的薄膜为通过打印或涂布的方法制备。在一个优选 的实施例中,包含纳米粒子的薄膜为通过喷墨打印的方法制备。用于打印本发明包含量 子点的油墨的喷墨打印机为已商业化的打印机,且包含按需打印喷头(drop-on-demand printheads)。这些打印机可以从FujifilmDimatix(Lebanon,N.H.),TridentIn ternational(Brookfield,Conn.),Epson(Torrance,Calif),HitachiDatasystems Corporation(SantaClara,Calif),XaarPLC(Cambridge,UnitedKingdom),和Idanit Technologies,Limited(RishonLeZion,Isreal)购得。例如,本发明可以使用Dimatix MaterialsPrinterDMP_3000(Fujifilm)进行打印。
[0132] 合适的电子器件包括但不限于量子点发光二极管(QLED)、量子点光伏电池 (QPV)、量子点发光电池(QLEEC)、量子点场效应管(QFET)、量子点发光场效应管、量子点激 光器,量子点传感器等。
[0133] 在一个优先的实施例中,以上所述的电子器件是电致发光器件,如图1所示,包括 一基片(101),一阳极(102),至少一发光层(104),一阴极(106)。基片(101)可以是不透 明或透明。一个透明的基板可以用来制造一个透明的发光元器件。例如可参见,Bulovic等 Nature1996, 380,p29,和Gu等,Appl.Phys.Lett. 1996, 68,p2606。基材可以是刚性的或弹 性的。基片可以是塑料,金属,半导体晶片或玻璃。最好是基片有一个平滑的表面。无表面 缺陷的基板是特别理想的选择。在一个优先的实施例中,基片可选于聚合物薄膜或塑料,其 玻璃化温度Tg为150°C以上,较好是超过200°C,更好是超过250°C,最好是超过300°C。合 适的基板的例子有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和聚乙二醇(2, 6-萘)(PEN)。
[0134] 阳极(102)可包括一导电金属或金属氧化物,或导电聚合物。阳极可以容易地注 入空穴到HIL或HTL或发光层中。在一个的实施例中,阳极的功函数和作为HIL或HTL的P型半导体材料的HOMO能级或价带能级的差的绝对值小于0. 5eV,较好是小于0. 3eV,最好 是小于0. 2eV。阳极材料的例子包括但不限于,Al,Cu,Au,Ag,Mg,Fe,Co,Ni,Mn,Pd,Pt,IT0, 铝掺杂氧化锌(AZO)等。其他合适的阳极材料是已知的,本领域普通技术人员可容易地选 择使用。阳极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理气相沉积法,包括射频磁 控派射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。
[0135] 在某些实施例中,阳极是图案结构化的。图案化的IT0导电基板可在市场上买到, 并且可以用来制备根据本发明的器件。
[0136] 阴极(106)可包括一导电金属或金属氧化物。阴极可以容易地注入电子到EIL 或ETL或直接到发光层中。在一个的实施例中,阴极的功函数和作为EIL或ETL或HBL的 n型半导体材料的LUM0能级或导带能级的差的绝对值小于0. 5eV,较好是小于0. 3eV,最 好是小于0. 2eV。原则上,所有可用作0LED的阴极的材料都可能作为本发明器件的阴极 材料。阴极材料的例子包括但不限于,Al,Au,Ag,Ca,Ba,Mg,LiF/Al,MgAg合金,BaF2/Al, Cu,Fe,Co,Ni,Mn,Pd,Pt,ITO等。阴极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理 气相沉积法,包括射频磁控派射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。
[0137] 发光层(104)中至少包含有一发光纳米材料,其厚度可以在2nm到200nm之间。在 一个优先的实施例中,按照本发明的发光器件中,其发光层是通过打印按照本发明的印刷 油墨制备而成,其中印刷油墨中包含有一种如上所述的发光纳米材料,特别是量子点。
[0138] 在一个优先的实施例中,按照本发明的发光器件进一步包含有一个空穴注层 (HIL)或空穴传输层(HTL)(103),其中包含有如上所述的有机HTM或无机p型材料。在一 个优选的实施例中,HIL或HTL可以通过打印本发明的印刷油墨制备而成,其中印刷油墨中 包含有具有空穴传输能力的无机纳米材料,特别是量子点。
[0139] 在另一个优先的实施例中,按照本发明的发光器件进一步包含有一个电子注层 (EIL)或电子传输层(ETL)(105),其中包含有如上所述的有机ETM或无机n型材料。在一 个优选的实施例中,EIL或ETL可以通过打印本发明的印刷油墨制备而成,其中印刷油墨中 包含有具有电子传输能力的无机纳米材料,特别是量子点。
[0140] 本发明还涉及按照本发明的发光器件在各种场合的应用,包括,但不限于,各种显 示器件,背光源,照明光源等。
[0141] 下面将结合优选实施例对本发明进行了说明,但本发明并不局限于下述实施例, 应当理解,所附权利要求概括了本发明的范围在本发明构思的引导下本领域的技术人员 应意识到,对本发明的各实施例所进行的一定的改变,都将被本发明的权利要求书的精神 和范围所覆盖。
[0142] 实施例:
[0143] 实施例1:蓝光量子点的制备(CdZnS/ZnS)
[0144] 称取0.0512g的S和量取2. 4mL0DE于25mL的单口烧瓶中,置于油锅中加热至80°C 使S溶解,备用,以下简称溶液1 ;称取0. 1280g的S和量取5mL0A于25mL的单口烧瓶中, 置于油锅中加热至90°C使S溶解,备用,以下简称溶液2 ;称量0. 1028gCd0和1.4680g的乙 酸锌,量取5. 6mL的0A于50mL的三口烧瓶中,将三口烧瓶置于150mL的加热套中,两边瓶 口用胶塞塞住,上方连接一个冷凝管,再连接至双排管,加热至150°C,抽真空40min,再通 氮气;用注射器将12mL的ODE加入到三口烧瓶中,升温至310°C时快速用注射器将1. 92mL的溶液1打进三口烧瓶中,计时12min;12min-到,用注射器将4mL的溶液2滴加至三口 烧瓶中,滴加速度大约为〇. 5mL/min,反应3h,停止反应,立刻把三口烧瓶放入水中冷却至 150。。;
[0145] 将过量的正己烷加入至三口烧瓶中,然后将三口烧瓶中的液体转移至多个10mL 的离心管中,离心,除去下层沉淀,重复三次;在经过后处理1的液体中加入丙酮至有沉淀 产生,离心,除去上层清液,留下沉淀;再用正己烷溶解沉淀,后加丙酮至有沉淀出来,离心, 除去上层清液,留下沉淀,重复三次;最后用甲苯溶解沉淀,转移至玻璃瓶中存储。
[0146] 实施例2:绿光量子点的制备(CdZnSeS/ZnS)
[0147] 称量0.0079g的硒和0.1122g的硫于25mL的单口烧瓶中,量取2mL的TOP,通氮 气,搅拌,备用,以下简称溶液1 ;称量〇. 〇128g的CdO和0. 3670g的乙酸锌,量取2. 5mL的 0A于25mL的三口烧瓶中,两边瓶口用胶塞塞住,上方连接一个冷凝管,再连接至双排管,将 三口烧瓶置于50mL的加热套中,抽真空通氮气,加热至150°C,抽真空30min,注射7. 5mL的 0DE,再加热至300°C快速注射lmL的溶液1,计时lOmin;10min-到,立刻停止反应,将三 口烧瓶置于水中冷却。
[0148] 往三口烧瓶中加入5mL的正己烷,然后就混合液加入至多个10mL的离心管中,加 入丙酮至有沉淀出来,离心。取沉淀,除去上层清液,用正己烷将沉淀溶解,加入丙酮至有沉 淀产生,离心。重复三次。最后的沉淀用少量的甲苯溶解,转移至玻璃瓶中储存。
[0149] 实施例3:红光量子点的制备(CdSe/CdS/ZnS)
[0150]lmmol的CdO, 4mmol的0A和20ml的ODE加入到100ml三口烧瓶中,鼓氮气,升温 至300°C形成Cd(0A)2前驱体.在此温度下,快速注入0. 25mL的溶有0. 25mmol的Se粉的 TOP。反应液在此温度下反应90秒,生长得到约3. 5纳米的CdSe核。0. 75mmol的辛硫醇在 300°C下逐滴加入到反应液中,反应30分钟后生长约1纳米厚的CdS壳。4mmol的Zn(0A)2 和2ml的溶有4mmol的S粉的TBP随后逐滴加入到反应液中,用以生长ZnS壳(约1纳米)。 反应持续10分钟后,冷却至室温。
[0151] 往三口烧瓶中加入5mL的正己烷,然后就混合液加入至多个10mL的离心管中,加 入丙酮至有沉淀出来,离心。取沉淀,除去上层清液,用正己烷将沉淀溶解,加入丙酮至有沉 淀产生,离心。重复三次。最后的沉淀用少量的甲苯溶解,转移至玻璃瓶中储存。
[0152] 实施例4: ZnO纳米粒子的制备
[0153] 将1. 475g醋酸锌溶于62. 5mL甲醇中,得到溶液1。将0.74gK0H溶于32. 5mL甲 醇中,得到溶液2。溶液1升温至60°C,激烈搅拌。使用进样器将溶液2逐滴滴加进溶液1。 滴加完成后,该混合溶液体系在60°C下继续搅拌2小时。移去加热源,将溶液体系静置2小 时。采用4500rpm,5min的离心条件,对反应溶液离心清洗三遍以上。最终得到白色固体为 直径约3nm的ZnO纳米粒子。
[0154] 实施例5:含1-四氢萘酮的量子点印刷油墨的制备
[0155] 本发明中涉及的有机溶剂的沸点及流变学参数如下表1所示。
[0156]表1
[0157]
[0158] 在小瓶内放入搅拌子,清洗干净后转移至手套箱中。在小瓶中配制9. 5gl_四氢萘 酮。用丙酮将量子点从溶液中析出,离心得到量子点固体。在手套箱中称取〇.5g量子点固 体,加到小瓶中的溶剂体系中,搅拌混合。在60°C温度下搅拌直至量子点完全分散后,冷却 至室温。将得到的量子点溶液经0.2ymPTFE滤膜过滤。密封并保存。
[0159] 实施例6:含3-苯氧基甲苯的量子点印刷油墨的制备
[0160] 在小瓶内放入搅拌子,清洗干净后转移至手套箱中
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