印刷油墨及电子器件的制作方法_4

文档序号:8937240阅读:来源:国知局
AngewandteChemie,2015, 127 (19) :5785-5788;NanoLett. ,2015, 15(4),pp 2640 - 2644 ;Adv.OpticalMater. 2014, 2, 670 - 678;TheJournalof化ysical 畑emistryLetters, 2015, 6 (3) :446-450 ;J.Mater.Chem.A, 2015, 3, 9187-9193 ; Inorg.Chem. 2015, 54, 740 - 74日;RSCAdv.,2014, 4, 55908-55911 ;J.Am.Chem. Soc. , 2014, 136 (3),PP850 - 853 !Part.Part.Syst.化aract. 2015,doi: 10. 1002/ ppsc. 201400214 ;Nanoscale, 2013, 5(19) : 8752-8780。特此将上述列出的专利文件中的全 部内容并入本文作为参考。
[0092] 在另一优先的实施例中,按照本发明的印刷油墨中,所述的发光无机纳米材料是 金属纳米粒子材料。 W93] 所述的金属纳米粒子包括但不限制于:铭(化)、钢(Mo)、鹤(W)、钉(Ru)、锭 她)、儀(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)、锋狂n)、钮(Pd)、金(Au)、饿(Os)、鍊(Re)、银(Ir)和销 (Pt)的纳米粒子。常见的金属纳米粒子的种类、形貌和合成方法可W参见:Angew.化em. Int.Ed. 2009, 48, 60-103 ;Angew.Qiem.Int.Ed. 2012, 51,7656-7673 ;Adv.Mater. 2003,15, No. 5, 353-389 ;Adv.Mater. 2010, 22, 1781-1804 ;Small. 2008, 3, 310-325 ;Angew.Chem. Int.Ed. 2008, 47, 2-46等及其所引用的文献,特此将上述列出的文献中的全部内容并入本 文作为参考。
[0094]在另一个优先的实施例中,所述的无机纳米材料具有电荷传输的性能。
[0095] 在一个优先的实施例中,所述的无机纳米材料具有电子传输能力。优先的,运类无 机纳米材料选自n型半导体材料。n型无机半导体材料的例子包括,但不限于,金属硫族元 素化物,金属憐族元素化物,或元素半导体,如金属氧化物,金属硫化物,金属砸化物,金属 蹄化物,金属氮化物,金属憐化物,或金属神化物。优先的n-型无机半导体材料选自化0,Z nS,aiSe,Ti02,SiTe,GaN,GaP,A1N,CdSe,CdS,CdTe,CdZnSe及它们的任何组合。
[0096] 在某些的实施例中,所述的无机纳米材料具有空穴传输能力。优先的,运类无机 纳米材料选自P型半导体材料。无机p-型半导体材料可选自NiOx,WOx,Mo化,Ru化,V化及 它们的任何组合。
[0097] 在某些的实施例中,按照本发明的印刷油墨,包含至少两种及两种W上的无机纳 米材料。
[0098] 在某些的实施例中,按照本发明的印刷油墨,进一步包含至少一种有机功能材料。 如上所述,本发明的一个目的是将电子器件从溶液中制备,有机材料由于其在有机溶液中 的可溶性及其固有的柔性,可W在某种情况下结合到电子器件的功能层中,带来另外的好 处,如增强器件的柔性,提高成膜性能等。原则上,所有的用于OL邸S的有机功能材料,包括 但不限于空穴注入材料化IM),空穴传输材料(HTM),电子传输材料巧TM),电子注入材料 巧IM),电子阻挡材料巧BM),空穴阻挡材料(HBM),发光体(血itter),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,特此将运两篇专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
[0099] 本发明进一步设及一电子器件,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。
[0100] 本发明设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(化op-on-demand printheads)。运些打印机可W从F'ujifiImDimatix(Lebanon,N.H.),TridentInt ernational(Brookfield,Conn. ),Epson(Torrance,Calif),HitachiDatasystems Corporation(SantaClara,Calif),XaarPLC(Cambridge,UnitedKingdom),和Idanit Technologies,Limited巧ishonLeZion,Isreal)购得。例如,本发明可W使用Dimatix MaterialsPrinterDMP-SOOCKF'ujifilm)进行打印。
[0101] 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。
[0102] 在一个优先的实施例中,W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W是不透 明或透明。一个透明的基板可W用来制造一个透明的发光元器件。例如可参见,Bulovic等 化 1:ure1996, 380,p29,和Gu等,Appl.Phys.Lett. 1996, 68,p2606。基材可W是刚性的或弹 性的。基片可W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 玻璃化溫度Tg为150°CW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(对苯二甲酸乙二醇醋)(PET)和聚乙二醇化6-糞)(PEN)。 阳103]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W容易地注 入空穴到HIL或OTL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,化,Co,化,Mn,Pd,Pt,IT0, 侣渗杂氧化锋(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W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 磁控瓣射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。 阳104] 在某些实施例中,阳极是图案结构化的。图案化的ITO导电基板可在市场上买到, 并且可W用来制备根据本发明的器件。
[01化]阴极(106)可包括一导电金属或金属氧化物。阴极可W容易地注入电子到EIL或或直接到发光层中。在一个的实施例中,阴极的功函数和作为EIL或或皿L的 n型半导体材料的LUMO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OL邸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, 化,Fe,Co,Ni,Mn,Pd,Pt,ITO等。阴极材料可W使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理 气相沉积法,包括射频磁控瓣射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。
[0106]发光层(104)中至少包含有一发光纳米材料,其厚度可W在2皿到200皿之间。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。
[0107] 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)或空穴传输层脚L) (103),其中包含有如上所述的有机HTM或无机P型材料。HIL或 OTL可W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。
[0108] 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)或电子传输层巧化)(105),其中包含有如上所述的有机ETM或无机n型材料。EIL 或E化可W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。 阳109] 本发明还设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。
[0110] 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。 阳111] 实施例:
[0112] 实施例1:蓝光量子点的制备(CdZnS/ZnS)
[0113] 称取0.0512g的S和量取2. 4mL0DE于25血的单口烧瓶中,置于油锅中加热至80°C 使S溶解,备用,W下简称溶液1 ;称取0. 1280g的S和量取5血OA于25血的单口烧瓶中, 置于油锅中加热至90°C使S溶解,备用,W下简称溶液2 ;称量0. 1028gCd0和1.4680g的乙 酸锋,量取5. 6血的OA于50血的S口烧瓶中,将S口烧瓶置于150血的加热套中,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S口烧瓶中,升溫至310°C时快速用注射器将1. 92mL 的溶液1打进S口烧瓶中,计时12min;12min-到,用注射器将4mL的溶液2滴加至S口 烧瓶中,滴加速度大约为0. 5mL/min,反应化,停止反应,立刻把S口烧瓶放入水中冷却至 150°C;
[0114] 将过量的正己烧加入至S口烧瓶中,然后将S口烧瓶中的液体转移至多个10血 的离屯、管中,离屯、,除去下层沉淀,重复=次;在经过后处理1的液体中加入丙酬至有沉淀 产生,离屯、,除去上层清液,留下沉淀;再用正己烧溶解沉淀,后加丙酬至有沉淀出来,离屯、, 除去上层清液,留下沉淀,重复=次;最后用甲苯溶解沉淀,转移至玻璃瓶中存储。
[0115] 实施例2:绿光量子点的制备(CdZnSeS/ZnS)
[0116] 称量0. 0079g的砸和0. 1122g的硫于25血的单口烧瓶中,量取2血的TOP,通氮 气,揽拌,备用,W下简称溶液1 ;称量0. 〇128g的CdO和0. 3670g的乙酸锋,量取2. 5mL的 OA于25mL的立口烧
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