專利名稱：一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機發(fā)光材料溶液領域，具體涉及一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液及其制備方法。
背景技術：
有機發(fā)光顯示由于其高亮度、寬視角及柔性輕型等特點而被廣泛關注和深入研究。為實現(xiàn)彩色有機發(fā)光顯示，必須對紅、綠、藍三色有機發(fā)光薄膜進行圖案化，加工成發(fā)光像素陣列。噴墨打印可充分利用有機發(fā)光材料可溶液加工的特點，簡單高效的實現(xiàn)大面積基底上的薄膜圖案化，且過程易于自動化控制，從而可以有效降低加工成本并保護材料性能，因此被認為是最有潛力在有機發(fā)光顯示加工中應用的圖案化技術。在噴墨打印沉積液滴的干燥成膜過程中，由于溶劑蒸汽主要由液滴邊緣區(qū)域揮發(fā)，而溶液體積變化主要發(fā)生在液滴中心區(qū)域，因此會造成液滴內(nèi)部形成由中心向邊緣的溶液流動，稱之為邊緣流動。這種邊緣流動會帶動溶質(zhì)向溶液邊緣遷移，并最終在邊緣沉積，形成邊緣厚中心薄的沉積形貌，稱為“咖啡環(huán)效應”。噴墨打印沉積有機發(fā)光材料得到的有機發(fā)光薄膜同樣存在咖啡環(huán)效應，并造成薄膜厚度不均勻，嚴重影響加工得到的有機電致發(fā)光器件的性能。降低噴墨打印沉積薄膜的咖啡環(huán)效應，改善噴墨打印沉積薄膜的均勻性，不僅可提高有機發(fā)光材料的利用效率，降低器件加工成本，更重要的是增加噴墨打印圖案化有機發(fā)光平板顯示中像素的有效發(fā)光面積比例和發(fā)光均勻性，從而提高器件的電學性能，延長其使用壽命。開發(fā)具有穩(wěn)定的噴墨打印性能，并能夠在噴墨打印沉積中改善有機發(fā)光薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，是實現(xiàn)噴墨打印加工彩色有機發(fā)光顯示器件的關鍵之一。2004年Langmuir雜志第20卷7789頁報道了 Schubert U. S.等采用可形成對流的溶劑體系在氟化的玻璃基底上噴墨打印聚苯乙烯薄膜并改善其均勻性的研究工作。該方法只進行了可去潤濕的氟化基底表面的非光電功能性聚合物的噴墨打印成膜，且得到與咖啡環(huán)效應相反的中間厚邊緣薄的薄膜形貌，以上因素決定了其不能適用于有機光電薄膜的噴墨打印加工中。2007年Journal of Materials Chemistry雜志第17卷667頁報道了 Schubert U.S.等利用溶液凝膠化的高粘度抑制溶液邊緣流動，改善噴墨打印沉積的二氧化鈦薄膜均勻性的方法。該方法只適用于可在加熱條件下凝膠化的溶液體系，因此限制了使用材料的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術有機發(fā)光薄膜的均勻性差、材料的使用范圍受到限制的問題， 本發(fā)明提供一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液及其制備方法。一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，按重量百分比該組合物由以下組分組成
第一溶劑38.8%-91. 9%，第二溶劑7·7% -60. 1%,溶質(zhì)0·2%-2. 5% ；其中，第一溶劑為甲苯、二甲苯、氯苯或異丙基苯；第二溶劑為二氯苯、對二異丙基苯、戊苯、四氫萘、環(huán)己基苯或氯萘；溶質(zhì)為聚(9，9-二正辛基芴)(Poly (9，9_di-n-octylfluorenyl) ；PFO)、聚 (9，9- 二辛基芴-交替-[2. 1. 3]苯并噻二唑)(Poly [ (9,9-dioctyl-f luorenyl-2, 7-diyl) -alt- (benzo [2,1,3] thiadiazol-4,8-diyl) ] ；F8BT)、聚(9,9- 二辛基芴-交替-4，7-二(2，-噻吩基)苯并噻二唑)(Poly[9，9-dioctyl-fluorene-co-4，7-di(2，-th ienyl)-benzothiadiazole] ；F8TBT)或聚(2-甲氧基 _5_(2，-乙基己氧基)_1，4-苯乙烯撐)(Poly(2-methoxy-5_(2' -ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene) ；MEH-PPV)。一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液的制備方法，其步驟如下按配方，先稱取溶質(zhì)置于容器中，再稱取第一溶劑加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取第二溶劑放入上述混合溶液中攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。發(fā)明原理本發(fā)明首先選擇對有機發(fā)光材料具有良好溶解性的溶劑作為第一溶劑，第一溶劑作為溶液的主體，具有較高的沸點從而保證溶液噴射過程的穩(wěn)定性，并對有機發(fā)光材料具有良好的溶解性以保證有機發(fā)光材料分子在溶液中的分子分散和分散穩(wěn)定性； 然后選擇一種第二溶劑，第二溶劑與第一溶劑相比具有更高的沸點和粘度，在噴墨打印到基底上的干燥過程中，由于第二溶劑的高沸點和低揮發(fā)性，降低了溶液邊緣流動的驅(qū)動力， 結合第二溶劑的高粘度形成的高流動阻力，使溶液邊緣流動強度有效降低，溶質(zhì)的邊緣沉積得到抑制，由此改善噴墨打印沉積薄膜的不均勻，第二溶劑的高沸點同時導致溶液的干燥時間延長，使增加溶質(zhì)在溶液中由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自由擴散的時間，降低干燥過程中溶質(zhì)在溶液中的區(qū)域分布不均勻性，改善噴墨打印沉積薄膜均勻性。有益效果一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液可以直接噴墨打印，具有穩(wěn)定和可重復的溶液噴射過程，保證了打印過程的穩(wěn)定性；噴墨打印沉積得到的有機發(fā)光薄膜邊緣沉積強度降低，薄膜平均厚度增加且厚度均勻性改善；這增加了有機發(fā)光薄膜的有效發(fā)光面積比例，改善了有機發(fā)光器件的發(fā)光均勻性和器件壽命，有機發(fā)光薄膜平均厚度的增加提高了有機發(fā)光材料的利用效率，可降低生產(chǎn)中材料的使用量和生產(chǎn)成本。


圖1是對比例中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖2是實施例1中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖3是實施例2中的的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖4是實施例5中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖5是實施例7中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖6是實施例8中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖；圖7是實施例9中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖。
具體實施例方式一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，按重量百分比該組合物由以下組分組成第一溶劑38.8% -91. 9%，優(yōu)選為 66. 7% -89. 8% ；第二溶劑7.7% -60. 1%，優(yōu)選為 19. 7% -58. 7% ；溶質(zhì)0·2% -2. 5%，優(yōu)選為 0. 5% -1. 5% ；其中，第一溶劑為甲苯、二甲苯、氯苯或異丙基苯；優(yōu)選為甲苯或二甲苯；第二溶劑為二氯苯、對二異丙基苯、戊苯、四氫萘、環(huán)己基苯或氯萘；優(yōu)選為二氯苯或?qū)Χ惐?；溶質(zhì)為聚(9，9-二正辛基芴)(Poly (9，9_di-n-octylfluorenyl) ；PFO)、聚 (9，9- 二辛基芴-交替-[2. 1. 3]苯并噻二唑)(Poly [ (9,9-dioctyl-f luorenyl-2, 7-diyl) -alt- (benzo [2,1,3] thiadiazol-4,8-diyl) ] ；F8BT)、聚(9,9- 二辛基芴-交替-4，7-二(2，-噻吩基)苯并噻二唑)(Poly[9，9-dioctyl-fluorene-co-4，7-di(2，-th ienyl) -benzothiadiazole] ；F8TBT)或聚(2-甲氧基 _5_(2，-乙基己氧基)_1，4-苯乙烯撐)(Poly(2-methoxy-5_(2' -ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene) ；MEH-PPV),所
述溶質(zhì)的結構式如下 所述PF0(自行合成)的數(shù)均分子量為4. 5-10. 2萬，分子量分布在1. 92-2. 18 范圍內(nèi)；F8BT(自行合成)的數(shù)均分子量為5. 2-12. 4萬，分子量分布在1.90-2. 09范圍
F8TBT
MEH-PPV
5內(nèi)；F8TBT(自行合成)的數(shù)均分子量為4.0-10. 1萬，分子量分布在1.90-2.91范圍內(nèi)； MEH-PPV (購自Aldrich公司)的數(shù)均分子量為4_10萬，分子量分布在5_6范圍內(nèi)。一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液的制備方法，其步驟如下按配方，先稱取溶質(zhì)置于容器中，再稱取第一溶劑加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取第二溶劑放入上述混合溶液中，在室溫至80°C的溫度條件下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。對比例1稱取0. 8克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取99. 2 克的氯苯加入容器中，在室溫下攪拌，至有機發(fā)光材料F8BT完全溶解形成透明溶液。圖1是對比例中F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度呈現(xiàn)邊緣高中間低的凹陷狀，薄膜最大厚度和最小厚度差達到200nm。實施例1按配方，稱取0. 2克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取91. 9克的氯苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取7. 9克的對二異丙基苯，放入上述混合溶液中，在室溫下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖2是實施例1中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例2按配方，稱取2. 5克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取38. 8克的二甲苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取58. 7克的二氯苯，放入上述混合溶液中，在40°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖3是實施例2中的的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例3按配方，稱取0. 2克數(shù)均分子量5. 6萬、分子量分布1. 99的PFO置于容器中，再稱取39. 7克的二甲苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取60. 1克的二氯苯，放入上述混合溶液中，在60°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。本實施例制備出的有機發(fā)光材料溶液可以明顯的改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例4按配方，稱取2. 5克數(shù)均分子量8. 5萬、分子量分布5的MEH-PPV置于容器中，再稱取89. 8克的氯苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取7. 7克的對二異丙基苯，放入上述混合溶液中，在60°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。本實施例制備出的有機發(fā)光材料溶液可以明顯的改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例5按配方，稱取0. 5克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取79. 8克的甲苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取19. 7克的戊苯，放入上述混合溶液中，在室溫下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖4是實施例5中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例6按配方，稱取0. 5克數(shù)均分子量9. 0萬、分子量分布2. 71的F8TBT置于容器中，再稱取81. 6克的氯苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取17. 9克的四氫萘，放入上述混合溶液中，在50°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。本實施例制備出的有機發(fā)光材料溶液可以明顯的改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例7按配方，稱取1. 0克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取66. 7克的異丙基苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取32. 3克的四氫萘，放入上述混合溶液中，在50°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖5以實施例7中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。實施例8按配方，稱取1. 5克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取72. 0克的氯苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取26. 5克的環(huán)己基苯，放入上述混合溶液中，在70°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖6以實施例8中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性實施例9按配方，稱取0. 8克數(shù)均分子量10. 4萬、分子量分布1. 94的F8BT置于容器中，再稱取78. 1克的氯苯加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取21. 1克的氯萘，放入上述混合溶液中，在80°C下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。圖7以實施例9中的F8BT溶液噴墨打印沉積到限制性溝道內(nèi)的F8BT薄膜的橫截面高度圖，從圖中可以看出，圖中位于兩個高起的限制性圖案中間的F8BT薄膜的橫截面高度均一，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。 從對比例和以上實施例可以看出，本發(fā)明制備出的有機發(fā)光材料溶液，薄膜的橫截面高度均一，可以明顯的改善溶液沉積薄膜的均勻性。
權利要求
1.一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，按重量百分比該組合物由以下組分組成第一溶劑38.8% -91.9%,第二溶劑7.7% -60. 1%,溶質(zhì)0. 2% -2. 5% ；其中，第一溶劑為甲苯、二甲苯、氯苯或異丙基苯；第二溶劑為二氯苯、對二異丙基苯、戊苯、四氫萘、環(huán)己基苯或氯萘；溶質(zhì)為聚(9，9_ 二正辛基芴)、聚(9，9_ 二辛基芴-交替-[2. 1.3]苯并噻二唑)、聚 (9，9-二辛基芴-交替-4，7-二(2’ -噻吩基)苯并噻二唑)或聚甲氧基-5-(2’ -乙基己氧基)-1，4_苯乙烯撐)。
2.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述第一溶劑為氯苯或異丙基苯。
3.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述第二溶劑為二氯苯、四氫萘或環(huán)己基苯。
4.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述溶質(zhì)為聚(9，9_ 二辛基芴-交替-[2. 1.3]苯并噻二唑)。
5.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述第一溶劑的含量為66. 7% -89. 8%。
6.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述第二溶劑的含量為19. 7% -58. %。
7.如權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液，其特征在于，所述溶質(zhì)的含量為0. 5% -1. 5%。
8.基于權利要求1所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液的制備方法，其特征在于，步驟如下按配方，先稱取溶質(zhì)置于容器中，再稱取第一溶劑加入容器中，形成混合溶液，然后再稱取第二溶劑放入上述混合溶液中攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。
9.如權利要求8所述的一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液的制備方法，其特征在于，所述將第二溶劑放入上述混合溶液中，在室溫至80°C的溫度條件下攪拌，完全溶解后，得到一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用抑制邊緣流動改善噴墨打印薄膜均勻性的有機發(fā)光材料溶液及其制備方法，涉及有機發(fā)光材料溶液領域。解決現(xiàn)有技術中有機發(fā)光薄膜的均勻性差的問題，該有機發(fā)光材料溶液是由甲苯、二甲苯、氯苯或異丙基苯為第一溶劑，二氯苯、對二異丙基苯、戊苯、四氫萘、環(huán)己基苯或氯萘為第二溶劑，聚(9，9-二正辛基芴)、聚(9，9-二辛基芴-交替-[2.1.3]苯并噻二唑)、聚(9，9-二辛基芴-交替-4，7-二(2’-噻吩基)苯并噻二唑)或聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1，4-苯乙烯撐)為溶質(zhì)組成。該有機發(fā)光材料溶液增加噴墨打印薄膜的平均厚度，明顯改善噴墨打印薄膜的均勻性。
文檔編號C09D11/10GK102504804SQ20111030070
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者丁自成, 丁艷, 邢汝博, 韓艷春 申請人:中國科學院長春應用化學研究所