专利名称：光电子器件用油墨组合物的制作方法
技术领域：
以下公开内容涉及一种直接适用于图案化工艺的印刷油墨组合物，所述组合物 通过将光电子器件用材料形成为油墨而获得，更具体地，涉及一种光电子器件制造用印 刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物通过控制用于制造光电子器件(包括有机发光二极 管(OLED)或有机薄膜晶体管(OTFT))的关键材料的物理性质使其适用于印刷工艺并可 直接进行图案化而获得。
背景技术：
近来，光电子器件已经在商业化方面取得成功，其尺寸增大和富有成本效益的 制造也得到了深入研究。所述光电子器件的典型实例包括有机电致发光器件或有机发光 二极管(OLED)，它们是利用自发发光现象的发光器件，所述现象由对于在阳极与阴极 之间包含荧光或磷光类发光层的器件施加电流时电子与空穴之间的偶合所引起。所述 OLED具有简单的结构，通过简单的工艺而获得，并且实现了高图像品质和宽视角。此 夕卜，它们能够完全实现视频图像和高色纯度，并在低电压下以低能耗驱动，因此适于便 携式电子设备。更具体而言，OLED包含依次层叠在基板上的阳极、空穴注入层、空穴输送 层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极。此处，阳极通常由具有低表面电阻和高 透射率的氧化铟锡(ITO)形成。另外，可以在如上所述的两个电极之间设置多个有机薄 膜，以提高发光效率和使用寿命。由于有机薄膜对于空气中的水分和氧气非常脆弱，因 此要在器件的最上部分上形成封装膜，以提高其使用寿命。需要许多昂贵的真空室来形成所述高效的多层OLED，并且还需要图案化掩 模。此外，制造OLED的工艺在低温工作方面具有根本性的限制。基于这些原因，很难 增大OLED的尺寸和提高其成本效益。因此，对于开发解决上述问题的新型工艺一直存 在需求。更近一些时期，为克服上述问题已利用印刷工艺进行了许多尝试。例如，取代 已知的沉积工艺的喷墨印刷工艺与沉积工艺的不同之处在于，其消耗较少量的材料，显 示较高的效率，并可以实现尺寸增大和低温工作。因此，可将如塑料等柔性基板用在喷 墨印刷工艺中，从而显著提高成本效益。结果，许多韩国和外国公司及组织对这种喷墨 印刷工艺进行了积极的研究与开发。预计喷墨印刷技术适用于各种工业领域，包括电气 /电子、能源、显示器、生物产业，并有助于生产许多种商品和改善成本效益和环境友好 特性。喷墨印刷是低噪音、低成本且非接触的印刷技术。根据油墨喷射模式，喷墨印 刷工艺分为两类连续喷墨工艺和按需滴墨(DOD)工艺。连续喷墨工艺通过以下方式 进行印刷通过改变电磁场控制油墨方向同时用泵连续喷射油墨。DOD工艺利用电信号 仅在需要的时刻喷射油墨，并且进一步分为压电喷墨工艺和热喷墨工艺，压电喷墨工艺 利用由电引起动态形变的压电板产生压力，热喷墨工艺利用受热产生的气泡在膨胀时所产生的压力。利用所述喷墨工艺制造OLED的方法可见于各种出版物，例如T.R.Hebner， C.C.Wu, D.Marcy， M.H.Lu 和 J.C.Sturm, "Ink-jet Printing ofdoped Polymers for Organic Light Emitting Devices” , Applied PhysicsLetters,第 72 卷，第 5 其月，第 519-521 页， 1998。已知方法通常使用聚合物材料，如聚乙烯基咔唑或聚对苯乙炔(PPV)，但问题在 于，与其他常规工艺相比，它们会造成液滴大小的不均勻和光电性质的劣化。这可能源 于以下事实，即，已知工艺未能提供具有适于喷墨工艺的可控的粘度、表面张力、溶解 性、干燥后的膜均勻性等的喷墨印刷用油墨组合物。油墨组合物将光电子器件(包括OLED)的如发光、电子输送或空穴输送用材料 等关键材料应用于喷墨印刷工艺，需要使油墨组合物具有最优的粘度、表面张力、溶解 性、干燥后的膜均勻性等。这些性质会影响液滴形成系统、恒定压力下的液滴大小和速 度。例如，当使用一般的光电子器件用喷墨系统时，鉴于良好的喷射性，油墨的最优粘 度为5cp 15cp。然而，目前作为OLED的关键材料商业化和使用的最高效的高寿命 化合物具有低溶解性和小分子量，因此在将其粘度控制为适于喷墨印刷工艺方面存在困 难。基于此原因，使用了各种添加剂来控制粘度并测试喷射性。然而，一些添加剂在干 燥后未被除去，仍然残留在油墨中充当杂质，由此对电气和光学性质等产生不利影响。 结果，不能保持独特的色坐标、高效率和长使用寿命。另外，难以控制如电介质、半导 体和导体等有机材料的溶解性和分子量，鉴于喷墨印刷所需的物理性质，难以用作有机 薄膜晶体管(OTFT)的关键材料。使用各种添加剂的常规喷墨工艺会因器件制造后残留 的杂质而使介电系数、电荷转移和导电性劣化。韩国专利第2003-0058767号公报公开了一种改善通过辊涂法形成的OLED的有 机发光层的印刷性的方法。该方法使用下述混合物作为溶剂，所述混合物含有溶解度为 1重量/体积％的第一溶剂、挥发度为0.1以下的第二溶剂和表面张力为30达因/cm以 下的第三溶剂，来防止在涂布基板之前溶剂蒸发和改善溶解性和表面张力。然而，上述 方法仅限于提高用于特定工艺的有机聚合物材料的溶解度特性，而不能实现根据不同种 类的有机聚合物材料选择适当的溶剂组合，并且在控制适于印刷工艺的粘度方面存在困 难。因此，该方法不适用于光电子器件制造的各种材料。如上所述，相关技术的光电子器件制造用油墨组合物在控制粘度、溶解性和膜 均勻性以使所述油墨组合物适用于如喷墨工艺等印刷工艺方面存在困难。因此，通过作 为油墨提供的光电子材料的印刷而成膜的工艺被限制于形成某些有机发光层。结果，在 实现柔性光电子器件及其尺寸增大和富有成本效益的制造方面存在显著的限制。
发明内容
技术问题本发明的实施方式涉及提供油墨形式的用于如有机发光二极管(OLED)或有机 薄膜晶体管(OTFT)等光电子器件的关键材料的印刷的油墨组合物，所述印刷油墨组合物 包含具有特定结构以控制油墨的粘度、溶解性和膜均勻性的化合物，其中，所述化合物 容易在足够低的温度下分解并且不会不利地影响所获得的光电子器件的特性。本发明的另一实施方式涉及将所述印刷油墨组合物应用于光电子器件的各种关键材料，使其可以实现柔性器件的制造和器件的尺寸增大，并提高成本效益。技术方案 为解决上述技术问题，我们已经进行了深入的研究，并发现，当将氨基甲酸铵 化合物或碳酸铵化合物混入如有机发光器件(OLED)或有机薄膜晶体管(OTFT)等光电子 器件用印刷油墨组合物中时，可以容易地控制油墨的粘度、溶解性和膜均勻性。另外， 此处所使用的氨基甲酸铵化合物或碳酸铵化合物可以在足够低的温度下自发分解，因此 不会对所获得的器件的品质产生不利影响。因此，可以将以其他方式不适用于印刷油墨 的许多具有高效率和长使用寿命的化合物形成为适于印刷工艺的油墨。结果，可以提供 柔性器件，以实现器件尺寸的增大和提高成本效益。在一个总的方面中，提供了通过将光电子器件用材料形成为油墨而获得的直 接适用于图案化工艺的印刷油墨组合物。更具体而言，提供了油墨形式的用于印刷如 OLED或OTFT等光电子器件的关键材料的印刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物包含 由化学式1表示的氨基甲酸铵化合物、由化学式2表示的碳酸铵化合物、由化学式3表示 的碳酸氢铵化合物或它们的混合物。[化学式1]
权利要求
1.一种光电子器件制造用印刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物通过将光电子器件 用材料形成为油墨而直接适用于图案化工艺，所述印刷油墨组合物包含相对于所述组合 物的总重为0.01重量％ 90重量％的下述化合物，所述化合物选自由化学式1、化学式 2和化学式3表示的化合物及它们的混合物[化学式1]
2.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，其中，民至116各自独 立地选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、乙基己基、庚 基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、二十二烷基、环丙 基、环戊基、环己基、烯丙基、羟基、甲氧基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、氰基乙基、 乙氧基、丁氧基、己氧基、甲氧基乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙氧基乙基、六亚甲基亚 胺、吗啉、哌啶、哌嗪、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、三乙二胺、吡咯、咪唑、吡 啶、羧甲基、三甲氧基甲硅烷基丙基、三乙氧基甲硅烷基丙基、苯基、甲氧基苯基、氰 基苯基、苯氧基、甲苯基、苄基、聚烯丙胺、聚乙烯胺及它们的衍生物。
3.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，其中，化学式1表示的氨 基甲酸铵化合物选自由氨基甲酸铵、乙基氨基甲酸乙基铵、异丙基氨基甲酸异丙基铵、 正丁基氨基甲酸正丁基铵、异丁基氨基甲酸异丁基铵、叔丁基氨基甲酸叔丁基铵、2-乙 基己基氨基甲酸2-乙基己基铵、十八烷基氨基甲酸十八烷基铵、2-甲氧基乙基氨基甲 酸2-甲氧基乙基铵、2-氰基乙基氨基甲酸2-氰基乙基铵、二丁基氨基甲酸二丁基铵、 双十八烷基氨基甲酸双十八烷基铵、甲基癸基氨基甲酸甲基癸基铵、六亚甲基亚胺氨基 甲酸六亚甲基亚胺铵、吗啉氨基甲酸吗啉鐺、乙基己基氨基甲酸吡啶鐺、异丙基双氨基 甲酸三乙二铵、苄基氨基甲酸苄基铵、三乙氧基甲硅烷基丙基氨基甲酸三乙氧基甲硅烷基丙基铵及它们的衍生物或它们的混合物组成的组；化学式2表示的碳酸铵化合物选自 由碳酸铵、乙基碳酸乙基铵、异丙基碳酸异丙基铵、正丁基碳酸正丁基铵、异丁基碳酸 异丁基铵、叔丁基碳酸叔丁基铵、2-乙基己基碳酸2-乙基己基铵、2-甲氧基乙基碳酸 2-甲氧基乙基铵、2-氰基乙基碳酸2-氰基乙基铵、十八烷基碳酸十八烷基铵、二丁基碳 酸二丁基铵、双十八烷基碳酸双十八烷基铵、甲基癸基碳酸甲基癸基铵、六亚甲基亚胺 碳酸六亚甲基亚胺铵、吗啉碳酸吗啉铵、苄基碳酸苄基铵、三乙氧基甲硅烷基丙基碳酸 三乙氧基甲硅烷基丙基铵、异丙基碳酸三乙二铵及它们的衍生物或它们的混合物组成的 组；并且化学式3表示的碳酸氢铵化合物选自由碳酸氢铵、碳酸氢异丙基铵、碳酸氢叔 丁基铵、碳酸氢2-乙基己基铵、碳酸氢2-甲氧基乙基铵、碳酸氢2-氰基乙基铵、碳酸 氢双十八烷基铵、碳酸氢吡啶鐺、碳酸氢三乙二铵及它们的衍生物或它们的混合物组成 的组。
4.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，其中，所述光电子器件为 有机发光器件(OLED)或有机薄膜晶体管(OTFT)。
5.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，其中，所述光电子器件用 材料选自荧光聚合物、磷光聚合物、主体材料、掺杂材料、空穴输送材料、电子输送材 料、有机半导体材料、光盘材料、光致变色材料、光化学烧孔(PHB)材料、液晶材料、 激光颜料材料、光学材料、抗蚀剂材料、光敏材料、照相材料、光导材料、电荷转移复 合物、离子传导材料、超导材料、传感器材料、电致变色材料、压电材料、磁性材料、 光电功能生物材料、有机光伏材料及它们的组合。
6.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物应用 于选自喷墨印刷、胶版印刷、丝网印刷、压印、凹版印刷、苯胺印刷、刻版印刷和盖印 的印刷工艺。
7.如权利要求1所述的光电子器件制造用印刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物还包 含选自溶剂、稳定剂、分散剂、粘合剂树脂、还原剂、表面活性剂、湿润剂、触变剂和 流平剂中的至少一种组分。
全文摘要
本发明涉及一种印刷用油墨组合物，所述印刷用油墨组合物能够使光电子器件用材料油墨化并直接将所述油墨化材料应用于图案化工艺。更具体地，本发明涉及一种光电子器件制造用印刷油墨组合物，所述印刷油墨组合物能够通过调整核心材料的物理性质使其适于光电子器件(例如有机电致发光器件或有机薄膜晶体管)制造中的印刷方法而直接进行图案化。
文档编号C09D11/00GK102027079SQ200980116785
公开日2011年4月20日 申请日期2009年4月7日 优先权日2008年4月10日
发明者柳志勋, 赵显南, 郑光春 申请人:印可得株式会社