[发明专利]光电子器件用油墨组合物

说明书

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。此外，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期，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匀和光电性质的劣化。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、干燥后的膜均匀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、干燥后的膜均匀性等。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。