JP2005324504A - インクパック - Google Patents

Abstract

【課題】 特に有機ＥＬ素子形成用のインクを密封するためのインクパックであって、成形が容易で、且つ耐食性に優れたインクパックを提供することを目的とする。
【解決手段】 インクパックの内側のインクに接する面を、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジオールとを共重合させてなる低結晶性ポリエステル、特に、１種類以上のジカルボン酸にテレフタル酸を優勢に含む第１の化合物と、１種類以上のジオールにエチレングリコールを優勢に含む第２の化合物とを共重合させてなる低結晶性ポリエステルによって構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インクジェット装置に着脱可能に収容されて当該インクジェット装置の吐出ヘッドにインクを供給するインクパックに関し、特に有機ＥＬ素子の発光層を形成するためのインクを密封可能なインクパックの構造に関するものである。

近年、自発光型ディスプレイとして、発光層に有機物を用いた有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の開発が進められている。有機ＥＬ素子は、その発光層に低分子発光材料を用いたものと高分子発光材料を用いたものとに大別することができる。特に高分子発光材料を用いたものでは、高輝度化が可能であり、製造も液相プロセスによって容易に行なうことができることから、このような有機ＥＬデバイスの本命として期待されている。
ここで、高分子発光層を液相プロセスで形成する方法としてはいくつか候補があるが、その中でもインクジェット法は、
（１）基板の大面積化が可能
（２）高解像度化が可能
（３）マスクが不要でＣＡＤデータを直接描画できる
（４）原料のロスが原理的になく、廃棄物の回収も容易
（５）フォトリソグラフィに比べて製造プロセスが短い
（６）少ない設備投資と製造装置の小型化が可能
等の理由から、液相プロセスの中でも有望視されている。
なお、このような有機ＥＬ素子形成用のインクジェット装置は、従来の紙に印字するタイプのインクジェット装置の構成を略そのまま踏襲している。従来のインクジェット装置に関しては、特許文献１を参照されたい。
特開２００３−９４６８８号公報

前述のように、有機ＥＬ素子形成用のインクジェット装置は、従来の紙に印字するタイプのインクジェット装置と基本的な構造は同じである。しかし、従来のインクジェット装置をそのまま転用すると、得られる有機ＥＬ素子の発光特性が不均一になったり、十分な発光輝度が得られない等の問題があることがわかってきた。この原因は、インクの流路、特に、インクが長期間保存されるインクパックの材質が、有機ＥＬ素子形成用に最適化されていないことにある。つまり、紙に印字するタイプのものでは、インクの溶媒に水系の溶媒が使用されており、これに合わせて、インクパックのインクに接する面（接液面）には、係る溶媒に対して化学的に安定なポリエチレン樹脂等が使用されている。しかし、有機ＥＬ素子の高分子有機発光層を形成するためのインクには、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族化合物からなる有機溶媒（芳香族有機溶媒）が使用されるため、このインクに対して従来のインクパックを適用すると、接液面であるポリエチレン樹脂等が腐食され、膨潤等を生じることがある。また従来のインクパックでは、このポリエチレン樹脂等に酸化防止剤，滑剤，安定剤，紫外線防止剤，アンチブロッキング剤等の各種添加材を含ませているため、腐食によってこれらの添加剤がインク中に溶出し、有機ＥＬ素子の特性を劣化させることもある。

そこでインクパックの接液面に、このような芳香族有機溶媒に対して耐食性の高いフッ素系の樹脂やＰＥＴフィルムを使用することが考えられるが、フッ素系樹脂は硬度が高く柔軟性にも乏しいため、これを袋状に加工するのは難しい。一方、ＰＥＴフィルムは柔軟性に優れるものの、結晶化度が高いために熱融着して使うことができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形が容易で耐食性に優れたインクパックを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のインクパックは、袋状に加工されたフィルムの内部に、芳香族有機溶媒に有機発光材料を溶解させてなるインクを密封可能に構成され、インクジェット装置に着脱可能に収容されて当該インクジェット装置の吐出ヘッドに前記インクを供給するインクパックであって、前記フィルムの前記インクと接する面が、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジオールとを共重合させてなる低結晶性ポリエステルによって構成されたことを特徴とする。

本発明は、インクパックの材料を工夫して、デバイス製造用のインクに適した構成を実現したものである。ポリエステルは、ジカルボン酸とジオールとの重合物であり、一般にＰＥＴと呼称されるポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸とエチレングリコールとを重合したものである。ＰＥＴは結晶化度が高いために熱融着性に乏しく、熱融着性を付与するためには結晶化度を下げる必要がある。低結晶性ポリエステルは、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジオールとを共重合させて結晶化度を下げたもの、或いは、この低結晶性ポリエステルを２種類以上混合したものである（ただし、ジカルボン酸単独とジオール単独の組み合わせは除く）。本発明では、このような低結晶性のポリエステル樹脂をインクパックの接液面に使用しているため、通常のＰＥＴに比べて成形が容易で、耐食性に優れたインクパックを提供することができる。また、本発明者が鋭意検討した結果、仮にインクに対して本発明の低結晶性ポリエステルより溶出物が混入したとしても、形成される有機ＥＬ素子の特性に影響を与えることがない、したがって、本発明を適用することにより、有機ＥＬ素子形成用に適したインクパックを提供することができる。

本発明のインクパックでは、前記フィルムの前記インクと接する面が、１種類以上のジカルボン酸にテレフタル酸を優勢に含む第１の化合物と、１種類以上のジオールにエチレングリコールを優勢に含む第２の化合物とを共重合させてなる低結晶性ポリエステル（ただし、ジカルボン酸単独とジオール単独の組み合わせは除く。なお本明細書では、これをシーラブルＰＥＴと呼ぶ）によって構成されたものを用いることができる。このようなポリエステル樹脂は、芳香族有機溶媒に対する耐食性，熱融着性，柔軟性等の特性がいずれも高く、本発明のインクパックの材料として、より適した材料となる。

また本発明のインクパックでは、前記フィルムが、ＰＥＴフィルムからなる層と、該ＰＥＴフィルム上に積層された前記低結晶性ポリエステルからなる層とを含む構成とすることができる。このようにフィルムの表面を熱融着性の低結晶ポリエステルフィルムとＰＥＴフィルムとの２層構造とすることで、インクパックへの加工がし易くなる。

また本発明のインクパックでは、前記フィルムがガスバリア層を備えた構成とすることができる。インクジェット装置では、インクを加圧してインク滴を発生させる関係上、インクに気泡が含まれていると、圧力が低下してインク滴の吐出性能も低下するため、溶存ガスを排除したインクを必要とする。本構成では、フィルムにガスバリア層が形成されているので、外部からのガスの混入がなく、従ってインクジェット装置から吐出されるインクの吐出量を安定させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図１は、本実施形態に係るインクパック１０を備えたインクカートリッジの構成を示す分解斜視図である。本実施形態のインクカートリッジ１００は、インクを充填したインクパック１０と、このインクパック１０を収容するケース２０と蓋２１、及びインクパック１０をケース２０内に固定する板材２２等を備えている。

インクパック１０は、ラミネートフィルム１５を熱融着（ヒートシール）して袋状に加工したものである。例えば本例のインクパック１０は、栓体であるゴム固定成形品３０が取り付けられた端辺１５ａと、これに直交する二つの端辺１５ｂとの三辺が、先ず熱融着によって接合されて袋状に形成される。そして、前記のようにして袋状に形成されたインクパック１０における残りの一辺における開口を利用して、インクパック１０内にインクが導入され、最後に残りの一辺が熱融着によって接合されて、インクパック１０内にインクが封入された状態とされている。なお、ゴム固定成形品３０は、ゴムで栓がされた管状の部材であり、このゴム栓に針等を突き刺すことで、内部のインクを取り出すようになっている。本実施形態では、このゴム固定成形品３０をポリブチレンテレフタレートによって形成し、ゴム栓をフロロシリコーンゴムによって形成している。

本実施形態のインクパック１０は、有機ＥＬ素子の有機発光層形成用のインクを密封するためのものである。このため、インクパック１０を構成するラミネートフィルム１５には、インクの溶媒に対して耐食性の高い材料が使用されている。
図２は、本発明のラミネートフィルムの一構成例を示す断面図である。本実施形態のラミネートフィルム１５は、基材であるＰＥＴフィルム１２の一方の面に熱融着層１１を備え、他方の面にガスバリア層としての金属層、例えばアルミニウム層１３と、ナイロン等からなる保護層１４とを備えている。

熱融着層１１は、低結晶性のポリエステルからなる。この低結晶性ポリエステルは、ポリエステル樹脂の結晶化度を下げて熱融着性を持たせたものである。具体的には、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジオールとを共重合させたもの、或いは、この低結晶性ポリエステルを２種類以上混合したものである（ただし、ジカルボン酸単独とジオール単独の組み合わせは除く）。このような低結晶ポリエステルの中でも特に、１種類以上のジカルボン酸にテレフタル酸を優勢に含む第１の化合物と、１種類以上のジオールにエチレングリコールを優勢に含む第２の化合物とを共重合させて得られる低結晶性ポリエステル（シーラブルＰＥＴ）は、芳香族有機溶媒に対する耐食性，熱融着性，柔軟性等の特性がいずれも高く、本実施形態のインクパックの材料として、より適した材料となる。なお、本実施形態では、インクが不純物によって汚染されないように、このような不純物の原因となる酸化防止剤，滑剤，安定剤，紫外線防止剤，アンチブロッキング剤等の各種の添加剤を熱融着層１１に含めないようにしている。

以上説明したように、本実施形態では熱融着層１１に低結晶性のポリエステル樹脂を用いているため、成形が容易で且つインクに対する耐食性に優れたインクパックを提供することができる。また、本実施形態ではＰＥＴフィルム１２の表面にガスバリア層１３を設けているため、インクＬの脱気状態を長期間にわたって維持することができる。

［第１の実施例］
次に、本発明の第１の実施例について説明する。
本実施例では、前述したインクパックに有機発光層形成用のインク（シクロヘキシルベンゼンにポリマー発光材料を溶解したもの）を充填し、２週間保管後のインクパックの腐食状態（インクパックの重量変化）を調べた。また、２週間保管後のインクを使って実際に有機ＥＬ素子を作製し、その特性（初期輝度，消費電力，寿命）を調べた。また本実施例では、比較のために、インクパックの接液面の材料を変えたものを３種類用意し、同様の実験を行なった。実験条件は以下のとおりである。なお実験は、汚染のないインクを使って作製した有機ＥＬ素子（即ち、インクタンクとしてガラス瓶を使用し、この中にインクを長時間保持しない状態ですぐに有機ＥＬ素子を作製した場合）との比較において行なっている。

（１）有機ＥＬ素子の構成
ITO（陽極）／PEDOT PSS（正孔注入層）／ポリマー（発光層）／Ca／Al（陰極）
（２）インクパックの構成
実施例 ：（内面）シーラブルPET／PET／Al／ナイロン（外面）
比較例１：（内面）ポリオキシメチレン樹脂（POM）／Al／ナイロン（外面）
比較例２：（内面）エチレンビニルアルコール樹脂（EVOH）／Al／ナイロン（外面）
比較例３：（内面）ポリオエチレン樹脂（PE）／ナイロン（外面）
実験結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の構成のインクパックでは、インクの保持による重量変化がなく、耐食性に優れた構造であることがわかる。また、初期輝度，消費電力，素子寿命に関しては、汚染のないインクを用いたものと同様の特性が得られていることから、インクパックからインクへの不純物の溶出がないこともわかる。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
本実施例では、前述のインクパックに溶媒の異なるインクを充填し、２週間保管後のインクパックの腐食状態（インクパックの重量変化）を調べた。溶媒としては、シクロヘキシルベンゼン，イソプロピルビフェニル，テトラメチルベンゼン，メチルナフタレンの４種類の芳香族有機溶媒を用いた。これらの溶媒は、いずれも有機発光層形成用のインクに使用可能なものである。なお、インクパックの構成については、第１の実施例と同じである。
実験結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明の構成のインクパックでは、いずれのインクに対しても重量変化がなく、溶媒の種類に関係なく高い耐食性を示すことがわかる。

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
本実施例では、前述したインクパックに有機発光層形成用のインクを充填し、２週間保管後にＧＣ／ＭＳでインク中の不純物を調べた。なお、インクについては、第１の実施例で使用したもの（シクロヘキシルベンゼンにポリマー発光材料を溶解したもの）と同じものである。
実験結果を表３に示す。

表３に示すように、比較例のインクパックでは、いずれも有機発光層の発光特性を劣化させるような不純物が溶出している。これに対して、本発明の構成のインクパックでは、溶出物がシーラブルＰＥＴの低分子成分のみであり、発光特性に影響がでることはない。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

インクカートリッジの概略構成を示す分解斜視図。 インクパックのフィルムの構成を示す断面図。

符号の説明

１０・・・インクパック、１１・・・熱融着層（低結晶ポリエステルからなる層）、１２・・・ＰＥＴフィルム、１３・・・ガスバリア層、１５・・・ラミネートフィルム、Ｌ・・・インク

Claims (4)

1. 袋状に加工されたフィルムの内部に、芳香族有機溶媒に有機発光材料を溶解させてなるインクを密封可能に構成され、インクジェット装置に着脱可能に収容されて当該インクジェット装置の吐出ヘッドに前記インクを供給するインクパックであって、
   前記フィルムの前記インクと接する面が、１種類以上のジカルボン酸と１種類以上のジオールとを共重合させてなる低結晶性ポリエステルによって構成されたことを特徴とする、インクパック。
2. 前記フィルムの前記インクと接する面が、１種類以上のジカルボン酸にテレフタル酸を優勢に含む第１の化合物と、１種類以上のジオールにエチレングリコールを優勢に含む第２の化合物とを共重合させてなる低結晶性ポリエステルによって構成されたことを特徴とする、インクパック。
3. 前記フィルムが、ＰＥＴフィルムからなる層と、該ＰＥＴフィルム上に積層された前記低結晶性ポリエステルからなる層とを含むことを特徴とする、請求項１又は２記載のインクパック。
4. 前記フィルムがガスバリア層を備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載のインクパック。
   
   

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