电子传输层墨水及其制作方法和应用与流程

本发明属于喷墨打印技术领域，尤其涉及一种电子传输层墨水及其制作方法和应用。

背景技术：

有机发光二极管(oled)是一种载流子双注入型电致发光器件，其发光原理是电子和空穴分别从阴极和阳极注入，通过克服界面势垒向有机发光层内传输，并在发光层内复合产生激子，最后通过激子辐射跃迁产生发光。通常，oled所用材料空穴的迁移率高于电子，使发光层内载流子传输不平衡，从而导致器件的发光效率降低。因此，在电子注入层和有机发光层之间引入具有高电子迁移率的电子传输层(etl)对提高器件的综合性能至关重要。

制作电子传输层常用的材料包括：pbd(2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基噁二唑)、tpbi(1，3，5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯)、tmpypb(1，3，5-三((3-吡啶基)-3-苯基)苯)、bcp(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲)、bphen(4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲)、taz(3-(4-联二苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑)、balq(双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1，o8)-(1，1’-联苯-4-羟基)铝)等有机材料。现有技术中，通常采用真空蒸镀法或旋涂法制备电子传输层；其中，真空蒸镀法除了制备工艺复杂，设备成本高外，和旋涂法一样都存在材料利用率低，不适用于大面积器件制备等问题。此外，用于旋涂法的有机电子传输材料溶液所用溶剂多为氯苯、甲苯等毒性较大的有机溶剂，不利于实现产业化。采用喷墨打印技术不仅可以使材料利用率得到大幅提高，还能实现大面积、高分辨率甚至柔性显示器件的制备，但是现有技术中还没有出现基于以上电子传输材料的应用于喷墨打印的电子传输层墨水。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种适用于喷墨打印的电子传输层墨水及其制作方法和应用。

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的一方面提供了一种电子传输层墨水，所述电子传输层墨水由有机电子传输材料以及能够溶解所述有机电子传输材料的有机溶剂混合形成。

优选地，所述有机溶剂为正辛醇、环己醇、苯甲醇、乙二醇、戊醚、苯甲醚、苯乙醚、三甘醇二甲醚、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、硬脂酸丁酯、环己酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲基环己酮、苯乙酮中的一种。

优选地，所述电子传输层墨水的粘度为0.007帕秒～0.01帕秒；和/或所述电子传输层墨水的表面张力为28毫牛/米～35毫牛/米；和/或所述电子传输层墨水的固含量为5毫克/毫升～30毫克/毫升。

本发明的另一方面提供了一种电子传输层墨水的制作方法，所述制作方法包括：将有机电子传输材料和有机溶剂混合在一起；其中，所述有机溶剂能够溶解所述有机电子传输材料。

优选地，所述制作方法还包括：

对所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合形成的混合溶液进行超声处理；

对经超声处理后的混合溶液进行加热搅拌处理；

对经加热搅拌处理后的混合溶液进行过滤处理，以得到所述墨水。

优选地，所述有机溶剂为正辛醇、环己醇、苯甲醇、乙二醇、戊醚、苯甲醚、苯乙醚、三甘醇二甲醚、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、硬脂酸丁酯、环己酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲基环己酮、苯乙酮中的一种。

优选地，所述电子传输层墨水的粘度为0.007帕秒～0.01帕秒；和/或所述电子传输层墨水的表面张力为28毫牛/米～35毫牛/米；和/或所述电子传输层墨水的固含量为5毫克/毫升～30毫克/毫升。

本发明的又一方面提供了利用如上所述的电子传输层墨水制作oled的电子传输层的方法，所述方法包括：

利用喷墨打印设备将所述电子传输层墨水喷涂在指定位置，以形成电子传输层墨水薄膜；

去除所述电子传输层墨水薄膜中的有机溶剂，从而形成电子传输层。

优选地，去除所述电子传输层墨水薄膜中的有机溶剂的方法包括：

将所述电子传输层墨水薄膜置于真空干燥箱内，以使所述电子传输层墨水薄膜在预定温度下被烘烤预定时间，从而去除有机溶剂。

本发明的有益效果：本发明提供了一种适用于喷墨打印的电子传输层墨水及其制作方法。进一步地，在本发明的电子传输层墨水中，通过采用单一组分的溶剂而使制作成的电子传输层墨水具有较好的粘度、表面张力和稳定性。更进一步地，在采用该电子传输层墨水制作电子传输层时，退火工艺易于调控，并且成膜均匀性较好。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的电子传输层墨水的制作流程图；

图2是根据本发明的实施例的采用图1所示的制作方法制成的电子传输层墨水来制作oled的电子传输层的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明公开了一种电子传输层墨水，所述电子传输层墨水由有机电子传输材料以及能够溶解所述有机电子传输材料的有机溶剂混合形成。

其中，所述机溶剂为醇、醚、酯、酮、胺中的一种。

所述醇为正辛醇、环己醇、苯甲醇、乙二醇中的一种；

所述醚为戊醚、苯甲醚、苯乙醚、三甘醇二甲醚中的一种；

所述酯为苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、肉桂酸乙酯、硬脂酸丁酯中的一种。

所述酮为环己酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲基环己酮、苯乙酮中的一种。

所述胺为丁二腈、苯乙腈、甲酰胺、n-甲基乙酰胺中的一种；

所述有机电子传输材料为pbd(2-(4-叔丁苯基)-5-联苯基噁二唑)、tpbi(1，3，5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯)、tmpypb(1，3，5-三((3-吡啶基)-3-苯基)苯)、b帕秒(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲)、bphen(4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲)、taz(3-(4-联二苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑)、balq(双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1，o8)-(1，1’-联苯-4-羟基)铝)中的任意一种。

图1是根据本发明的实施例的电子传输层墨水的制作流程图。

参照图1，根据本发明的实施例的电子传输层墨水的制作方法包括：步骤s1，将所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合在一起。在本实施例中，通过将所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合在一起，以形成一种电子传输层墨水。

进一步地，为了使所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合更加均匀，以便制作出质量较好的电子传输层墨水，根据本发明的实施例的电子传输层墨水的制作方法还可以包括步骤s2～步骤s4。

在步骤s2中，对所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合成的混合溶液进行超声处理。具体地，超声处理采用的超声波频率为40khz～100khz，超声处理时间为10～20min。

在步骤s3中，对经超声处理后的混合溶液进行加热搅拌处理。具体地，加热搅拌处理中的加热温度为50～60℃，搅拌时间为0.5～1h。

在步骤s4中，对经加热搅拌处理后的混合溶液进行过滤处理，以得到所述电子传输层墨水。具体地，可以采用滤头尺寸为0.2μm的过滤网对经加热搅拌处理后的混合溶液进行过滤处理。

经过上述制作方法所得到的电子传输层墨水需要进行物理性能测试。具体地，所述电子传输层墨水的粘度为0.007帕秒～0.01帕秒，表面张力为28毫牛/米～35毫牛/米，固含量为5毫克/毫升～30毫克/毫升。

需要说明的是，步骤s2～步骤s4是为了使所述有机电子传输材料和所述有机溶剂混合更加均匀，而不是形成电子传输层墨水的必要步骤，因此作为本发明的另一实施例，图1中的步骤s2～步骤s4可以被省略。

下面结合具体制作过程对本发明公开的电子传输层墨水进行详细的说明。

实施例1

称取3～5mgpbd置于4ml的试剂瓶中。量取1ml苯甲酸丁酯加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的pbd加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至pbd完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为29～30毫克/毫升，粘度为8～10毫帕秒，表面张力为29～32毫牛/米。

实施例2

称取35～40mgtpbi置于4ml的试剂瓶中，量取1ml苯甲酸苄酯加入试剂瓶中，在50-60℃条件下加热搅拌0.5～1h后，每次量取0.10～0.15ml的苯甲酸苄酯加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10-15min，重复上述工艺10～12次，直至tpbi完全溶解；然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为29-30毫克/毫升、粘度为8～10毫帕秒，表面张力为28～32毫牛/米。

实施例3

称取3～5mgbcp置于4ml的试剂瓶中，量取1ml的肉桂酸乙酯加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的bcp加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至bcp完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为5～6毫克/毫升，粘度为7～9毫帕秒，表面张力为28～32毫牛/米。

实施例4

称取3～5mgbphen置于4ml的试剂瓶中，量取1ml的正辛醇加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的bphen加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至bphen完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为29～30毫克/毫升，粘度为7～9毫帕秒，表面张力为28～33毫牛/米。

实施例5

称取10～15mgtaz置于4ml的试剂瓶中，量取1ml苯甲酸乙酯加入试剂瓶中，在50-60℃条件下加热搅拌0.5～1h后，每次量取0.10～0.15ml的苯甲酸乙酯加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10-15min，重复上述工艺10～12次，直至taz完全溶解；然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为8～9毫克/毫升，粘度为8～10毫帕秒，表面张力为29～34毫牛/米。

实施例6

称取3～5mgtmpypb置于4ml的试剂瓶中，量取1ml的苯甲酸苄酯加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的tmpypb加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至tmpypb完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为14～15毫克/毫升，粘度为9～10毫帕秒，表面张力为32～35毫牛/米。

实施例7

称取20-25mgbalq置于4ml的试剂瓶中，量取1ml环己醇加入试剂瓶中。在50-60℃条件下加热搅拌0.5～1h后，每次量取0.10～0.15ml的环己醇加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺10～12次，直至balq完全溶解；然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为10～11毫克/毫升，粘度为8～10毫帕秒，表面张力为29～35毫牛/米。

实施例8

称取3～5mgpbd置于4ml的试剂瓶中，量取1ml的苯甲醚加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的pbd加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至pbd完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为25～26毫克/毫升，粘度为7～9毫帕秒，表面张力为28～30毫牛/米。

实施例9

称取15-20mgtpbi置于4ml的试剂瓶中，量取1ml环己酮加入试剂瓶中。在50-60℃条件下加热搅拌0.5～1h后，每次量取0.10～0.15ml的环己酮加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10-15min，重复上述工艺10～12次，直至tpbi完全溶解；然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为11～12毫克/毫升，粘度为7～8毫帕秒，表面张力为32～34毫牛/米。

实施例10

称取3mgbphen置于4ml的试剂瓶中，量取1ml的甲酰胺加入试剂瓶中。在35～45℃条件下加热搅拌0.4～0.6h后，每次称取3～5mg的bphen加入试剂瓶中，在100khz的条件下超声10～15min，重复上述工艺2～6次，直至bphen完全溶解。然后采用0.2μm的过滤头过滤，得到墨水。所获墨水的固含量为15～16毫克/毫升，粘度为7～9毫帕秒，表面张力为28～19毫牛/米。

从实施例1～实施例10可以看出，制作电子传输层墨水的有机溶剂均采用单一组分，从而利用这样的电子传输层墨水制作成的电子传输层墨水具有较好的粘度、表面张力和稳定性。当然，有机溶剂采用单一组分仅是一优选地实施方式，作为其他实施方式，本发明的有机溶剂也可以采用多组分溶剂。

本发明还公开了一种采用上述的电子传输层墨水来制作oled的电子传输层的方法。图2是根据本发明的实施例的采用上述的电子传输层墨水来制作oled的电子传输层的方法的流程图。参照图2，所述方法包括步骤s21～步骤s22。

在步骤s21中，利用喷墨打印设备将所述电子传输层墨水喷涂在指定位置，以形成电子传输层墨水薄膜。具体地，喷墨打印设备的选用出墨量为10pl的喷头，喷头温度设置为25～40℃，操作基台的温度为25～35℃，喷头点间距为15～55μm。所述喷头点间距指的是喷墨打印落点之间的距离。其中，电子传输层墨水可例如是实施例1～实施例10中的任一制作形成的电子传输层墨水。

在步骤s22中，去除所述电子传输层墨水薄膜中的有机溶剂，从而形成电子传输层。具体地，把电子传输层墨水薄膜置于真空干燥箱中烘烤10～20min，烘烤温度设置为60～80℃，真空度为0.08～0.1mpa。

通过图2所示的方法制成的的电子传输层的均匀性均大于90％，厚度在10～30nm之间。

综上所述，本发明的实施例提供了一种适用于喷墨打印的电子传输层墨水及其制作方法。进一步地，在本发明的实施例的电子传输层墨水中，通过采用单一组分的溶剂而使制作成的电子传输层墨水具有较好的粘度、表面张力和稳定性。更进一步地，在采用该电子传输层墨水制作电子传输层时，退火工艺易于调控，并且成膜均匀性较好。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。