JP2009120631A - Inkjet ink and method for producing electroconductive pattern - Google Patents

Inkjet ink and method for producing electroconductive pattern Download PDF

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Kiyoko Shibata
聖子 柴田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet ink excellent in satellite resistance obtained by adjusting the amount of a static electric charge by adding an ionic liquid to the inkjet ink dissolving an organic semiconductor compound, and a method for producing an electroconductive pattern by using the same. <P>SOLUTION: This inkjet ink used for forming a pattern image by ejecting it from an inkjet-recording device equipped with a pressure-impressing means and an electric field-impressing means is characterized by containing the organic semiconductor compound, an organic solvent having a specific permittivity of 10 or less and at least one selected from specific 5 kinds of ionic liquids. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機半導体化合物を溶解したインクジェットインクとそれを用いた導電性パターン作製方法に関するものである。   The present invention relates to an inkjet ink in which an organic semiconductor compound is dissolved and a method for producing a conductive pattern using the same.

近年、有機材料を使った有機電子デバイス研究が盛んである。有機材料を薄膜化し、デバイスに応用することによって、低温、低コストプロセスで製造でき、携帯性に優れ、安価な有機電子デバイスの実現が期待されている。   In recent years, research on organic electronic devices using organic materials has been active. By making organic materials into thin films and applying them to devices, it is expected to realize organic electronic devices that can be manufactured at a low temperature and a low cost process, have excellent portability, and are inexpensive.

このような有機電子デバイスの一種である有機トランジスタは、チャネルに用いられる半導体材料が有機分子の集合体(有機半導体材料)であり、分子内でのみ共有結合している。したがって、全体としては結晶系シリコンに対しては比較的弱い結合体である。そのため、製造プロセス(特に、結晶化工程)の低温化が期待できる。また、有機半導体材料はフレキシブル性に富み、軽量化が可能である。したがって、有機トランジスタを用いることにより、携帯性に優れた装置の提供が可能性がある。具体的には、有機トランジスタは、ペーパーライクディスプレイや液晶ディスプレイの構成要素として好適である可能性がある。低温製造プロセスを実現する1つの有力な方法として、インクジェット方式を利用した有機トランジスタの製造方法が挙げられる。   In an organic transistor which is a kind of such an organic electronic device, a semiconductor material used for a channel is an aggregate of organic molecules (organic semiconductor material) and is covalently bonded only within the molecule. Therefore, as a whole, it is a relatively weak bond with respect to crystalline silicon. Therefore, it can be expected that the manufacturing process (particularly the crystallization step) will be performed at a low temperature. Organic semiconductor materials are highly flexible and can be reduced in weight. Therefore, by using an organic transistor, there is a possibility of providing a device with excellent portability. Specifically, the organic transistor may be suitable as a component of a paper-like display or a liquid crystal display. One effective method for realizing a low-temperature manufacturing process is a method for manufacturing an organic transistor using an inkjet method.

このインクジェット方式としては、ピエゾ方式、サーマル方式など種々の吐出方式が知られているが、特に微小なインク液滴を吐出する際、吐出時の初速を高くすると、適用する条件によっては吐出時に液滴が引き伸ばされて後端部が分裂することがある。分裂した微小な液滴は、いわゆる「サテライト」と呼ばれ、主滴よりも遅れて、しかも所望の着弾位置から外れた位置に付着する、あるいは付着することなく印字空間を漂うという問題を引き起こす。従って、この様なサテライトを生じると、形成画像の劣化を招くこととなり、サテライトの発生を防止するための方法の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。   As this ink jet method, various discharge methods such as a piezo method and a thermal method are known. Particularly when discharging a small ink droplet, if the initial speed at the time of discharge is increased, the liquid may be discharged at the time of discharge depending on the applied conditions. Drops may be stretched and the back end may split. The divided fine droplets are called “satellite”, and cause a problem that they adhere to a position that is later than the main droplet and deviates from a desired landing position, or drifts in the print space without adhering. Therefore, when such a satellite is generated, the formed image is deteriorated, and a method for preventing the generation of the satellite has been proposed (for example, see Patent Document 1).

一方、インクジェットインクとして、イオン性液体を含有したインクジェットインクが提案されている。例えば、記録媒体上に電荷がかかっていても、インク液滴の帯電がイオン性液体の添加により中和されるため、記録媒体とインク液滴間の反発が解消され、着弾精度を向上した記録方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)
特許文献2では、インク液滴の極性と基体との極性の関係を反対極性とすることにより、位置精度が向上することが開示されているが、この方法では、例えば、過度に基体が一方の極性に帯電した場合、インクの帯電もその反対極性に過度に併せることになり、確かに位置精度は向上するが、ヘッド内のノズル付近の帯電バランスが劣化し、ヘッドノズルからのインク液滴の射出安定性が十分ではないという課題があることが判明した。すなわち、正もしくは負電荷を極端に帯電しているインクは、ノズル近傍に電荷を残留させるため、射出に不具合が出たり、サテライトが発生したりするという問題が発生する。
On the other hand, an inkjet ink containing an ionic liquid has been proposed as an inkjet ink. For example, even if an electric charge is applied on the recording medium, the charging of the ink droplet is neutralized by the addition of the ionic liquid, so the repulsion between the recording medium and the ink droplet is eliminated, and the recording accuracy is improved. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Patent Document 2 discloses that the positional accuracy is improved by setting the relationship between the polarity of the ink droplet and the polarity of the substrate to the opposite polarity. When charged to a polarity, the charge of the ink is excessively combined with the opposite polarity, and the positional accuracy is certainly improved, but the charge balance near the nozzles in the head deteriorates, and the ink droplets from the head nozzles deteriorate. It has been found that there is a problem that the injection stability is not sufficient. In other words, ink that is extremely charged with positive or negative charges leaves charges in the vicinity of the nozzle, which causes problems such as ejection failure and satellite generation.

また、特許文献3では、イオン性液体をインクに添加することにより、導電性粒子間の隙間をイオン性液体が埋めて、形成された導電性膜の導電性が向上するということが報告されているが、特許文献3においては、インクジェットインクの射出安定性に関しては、一切の記載がなされていない。
特開2004−216887号公報 特開2006−206686号公報 特開2006−335995号公報
Further, Patent Document 3 reports that by adding an ionic liquid to ink, the ionic liquid fills the gaps between the conductive particles, and the conductivity of the formed conductive film is improved. However, in Patent Document 3, there is no description regarding the ejection stability of the inkjet ink.
JP 2004-216877 A JP 2006-206686 A JP 2006-335995 A

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、有機半導体化合物が溶解したインクジェットインクに、イオン性液体を加えることにより、帯電量を調節し、サテライト耐性に優れたインクジェットインクとそれを用いた導電性パターン作製方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to add an ionic liquid to an inkjet ink in which an organic semiconductor compound is dissolved, thereby adjusting an amount of charge and an inkjet ink having excellent satellite resistance. An object of the present invention is to provide a conductive pattern manufacturing method using the same.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following configurations.

1.圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置により吐出してパターン像を形成するのに用いるインクジェットインクであって、有機半導体化合物、比誘電率が10以下の有機溶媒、及び下記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とするインクジェットインク。   1. An ink-jet ink used for forming a pattern image by being ejected by an ink-jet recording apparatus having a pressure applying means and an electric field applying means, comprising an organic semiconductor compound, an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less, and the following general formula An ink-jet ink comprising at least one selected from ionic liquids represented by (1) to (5).

Figure 2009120631
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〔式中、Q1は窒素原子と共に5または6員環の芳香族カチオンを形成する原子団を表す。R1は置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕 [Wherein, Q 1 represents an atomic group that forms a 5- or 6-membered aromatic cation with a nitrogen atom. R 1 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]

Figure 2009120631
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〔式中、A1は窒素原子またはリン原子を表す。R2〜R5は各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕 [Wherein, A 1 represents a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 2 to R 5 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]

Figure 2009120631
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〔式中、R6〜R11は各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕
一般式(4)
+12131415・X-
〔式中、R12〜R15は、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、アリール基、複素環基またはアラルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。X-はアニオンを表す。〕
[Wherein, R 6 to R 11 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]
General formula (4)
P + R 12 R 13 R 14 R 15 · X -
[Wherein, R 12 to R 15 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, heterocyclic group or aralkyl group, which may be the same or different. X represents an anion. ]

Figure 2009120631
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〔式中、X及びYは、各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一であっても異なっていてもよい。k及びiは、各々0または1〜4の正整数を、n及びmは、各々3〜7の正整数を表し、Aは酸成分を表す。〕
2.前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体が、炭素数が10以上、20以下であることを特徴とする前記1に記載のインクジェットインク。
[Wherein, X and Y each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different. k and i each represents 0 or a positive integer of 1 to 4, n and m each represents a positive integer of 3 to 7, and A represents an acid component. ]
2. 2. The inkjet ink as described in 1 above, wherein the ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5) has 10 to 20 carbon atoms.

3.前記有機半導体化合物が、6,13−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセン、または、1,3,6−N−スルフィニルアセトアミドペンタセンであることを特徴とする前記1または2に記載のインクジェットインク。   3. 3. The ink-jet ink according to 1 or 2, wherein the organic semiconductor compound is 6,13-bistriisopropylsilylethynylpentacene or 1,3,6-N-sulfinylacetamidopentacene.

4.前記比誘電率が10以下の有機溶媒の沸点が、150℃以上、250℃以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。   4). 4. The inkjet ink according to any one of 1 to 3, wherein the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less has a boiling point of 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

5.1〜4のいずれか1項に記載のインクジェットインクをインクジェット記録装置より吐出して導電性パターンを作製する導電性パターン作製方法であって、該インクジェット記録装置は、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、圧力発生素子に電圧を印加する電圧印加手段、及び静電力を用いた電界印加手段を有することを特徴とする導電性パターン作製方法。   5. A conductive pattern production method for producing a conductive pattern by ejecting the inkjet ink according to any one of items 1 to 4 from an inkjet recording apparatus, wherein the inkjet recording apparatus includes a nozzle plate having ejection holes. And a pressure chamber communicating with the discharge hole, a pressure generating element for causing a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, a voltage applying means for applying a voltage to the pressure generating element, and an electric field applying means using an electrostatic force. A conductive pattern manufacturing method.

本発明により、有機半導体化合物が溶解したインクジェットインクに、イオン性液体を加えることにより、帯電量を調節し、サテライト耐性に優れたインクジェットインクとそれを用いた導電性パターン作製方法を提供することができた。   According to the present invention, by adding an ionic liquid to an inkjet ink in which an organic semiconductor compound is dissolved, the charge amount is adjusted, and an inkjet ink having excellent satellite resistance and a conductive pattern manufacturing method using the inkjet ink are provided. did it.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.

本発明のインクジェットインクは、有機半導体化合物、比誘電率が10以下の有機溶媒及び前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体を含有することを特徴とする。   The ink-jet ink of the present invention comprises an organic semiconductor compound, an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less, and an ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5).

微小インク液滴を安定に吐出するインクジェット方式として、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、圧力発生素子に電圧を印加する電圧印加手段と、静電力を用いた電界印加手段とを有するインクジェット記録装置が知られている。この様な電圧印加手段と電界印加手段とを用いた吐出方式のインクジェット記録装置においては、有機半導体化合物及び比誘電率が10以下を満たす有機溶媒を含有するインクジェットインクでは、極性や電気伝導度が低くなる傾向があるため、特に、静電力を利用する電界印加手段を適用した吐出方式では、液滴の帯電量をうまくコントロールすることができず、サテライトや着弾位置のずれなどが発生するという問題がある。   As an ink jet method for stably discharging minute ink droplets, a voltage is applied to a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, a pressure generating element that causes pressure fluctuations in the liquid in the pressure chamber, and a pressure generating element. An ink jet recording apparatus having a voltage applying means and an electric field applying means using an electrostatic force is known. In the ink jet recording apparatus of the discharge method using such voltage applying means and electric field applying means, the polarity and electric conductivity of the ink jet ink containing the organic semiconductor compound and the organic solvent satisfying a relative dielectric constant of 10 or less are obtained. In particular, in the discharge method using an electric field application means that uses electrostatic force, the charge amount of the droplets cannot be controlled well, and satellites and landing position shifts occur. There is.

本発明者は、上記課題について鋭意検討を進めた結果、有機半導体化合物及び比誘電率が10以下である有機溶媒を含有するインクジェットインクに、本発明に係る前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体から選ばれる少なくとも1種を共存させることにより、インクジェットインクの帯電量をコントロールすることができ、その結果、静電力を利用する電界印加手段を適用した吐出方式を有するインクジェット記録装置より印字を行っても、サテライトの発生を低減させることができることを見出し、本発明に至った次第である。   As a result of intensive investigations on the above problems, the present inventors have found that the above-described general formulas (1) to (5) are applied to an inkjet ink containing an organic semiconductor compound and an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less. The charge amount of the ink-jet ink can be controlled by coexisting at least one selected from ionic liquids represented by the formula, and as a result, the ink jet having an ejection system to which an electric field applying means utilizing electrostatic force is applied. It has been found that the generation of satellites can be reduced even when printing is performed from a recording apparatus, and the present invention has been achieved.

以下、本発明の詳細について、更に説明する。   The details of the present invention will be further described below.

《インクジェットインク》
本発明のインクジェットインクは、少なくとも、有機半導体化合物、比誘電率が10以下の有機溶媒及び前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体を含有する。
<Inkjet ink>
The inkjet ink of the present invention contains at least an organic semiconductor compound, an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less, and an ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5).

〔有機半導体化合物〕
本発明に係る有機半導体化合物とは、半導体性を示す有機材料をいう。
[Organic semiconductor compound]
The organic semiconductor compound according to the present invention refers to an organic material exhibiting semiconductivity.

本発明のインクジェットインクに適用可能な有機半導体化合物としては、半導体として機能するものであれば、どのような有機化合物を選択してもよい。有機半導体化合物としては、例えば、特開平5−55568号公報等にて開示されているペンタセンやテトラセンといったアセン類、特開平4−167561号公報等に開示されている鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、特開2004−319982号公報等に開示されているベンゾポルフィリン等のポルフィリン類、その他、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体、テトラチアフルバレン類等といった低分子量化合物や、特開平8−264805号公報等に開示されているα−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン6量体を代表例とする芳香族オリゴマー、またポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−p−フェニレンビニレンといった共役高分子など(これらの多くは「アドバンスド・マテリアル」(Advanced Material)誌2002年、第2号99頁に記載されている)が一般的に知られている。その中でも、有機半導体材料として低分子量化合物を用いた場合に本発明の効果がより発揮され、特に、重量平均分子量が5000以下の低分子量有機半導体材料を用いると、高移動度で駆動する有機薄膜トランジスタを得る上でより好ましい。   As an organic semiconductor compound applicable to the inkjet ink of the present invention, any organic compound may be selected as long as it functions as a semiconductor. Examples of organic semiconductor compounds include acenes such as pentacene and tetracene disclosed in JP-A-5-55568, phthalocyanines including lead phthalocyanine disclosed in JP-A-4-167561, and the like. Disclosure in porphyrins such as benzoporphyrin disclosed in Kaikai 2004-319982 and other low molecular weight compounds such as perylene, its tetracarboxylic acid derivatives, and tetrathiafulvalene, and in JP-A-8-264805 Aromatic oligomers typically represented by thiophene hexamers called α-thienyl or sexithiophene, and conjugated polymers such as polythiophene, polythienylene vinylene, poly-p-phenylene vinylene (many of these are “advanced”・ Materia "(Advanced Material) magazine in 2002, has been described in No. 2, page 99) is generally known. Among these, when a low molecular weight compound is used as the organic semiconductor material, the effect of the present invention is more exhibited. In particular, when a low molecular weight organic semiconductor material having a weight average molecular weight of 5000 or less is used, the organic thin film transistor is driven with high mobility. It is more preferable in obtaining.

前述した有機半導体化合物の中でも、低分子量化合物として、例えば、ピレン、コロネン、オバレン等やその誘導体、アントラセン、ペンタセン等やその誘導体(アセン類)、ルブレンやその誘導体等に代表される縮合多環式炭化水素類、ベンゾジチオフェン、アントラジチオフェン等やその誘導体等に代表されるヘテロ原子を含む縮合多環式芳香族化合物類、チオフェンオリゴマー等が好ましい例として挙げられる。ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6,690,029号明細書、特開2004−107216号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,vol127.No14.4986等に記載のアセン類及びその誘導体等が挙げられる。   Among the organic semiconductor compounds described above, examples of the low molecular weight compound include condensed polycyclic compounds represented by pyrene, coronene, obalen and the like, derivatives thereof, anthracene, pentacene and the like and derivatives thereof (acenes), rubrene and the derivatives thereof, and the like. Preferred examples include condensed polycyclic aromatic compounds containing a hetero atom typified by hydrocarbons, benzodithiophene, anthradithiophene and the like and derivatives thereof, and thiophene oligomers. Examples of pentacenes include substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6,690,029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. A pentacene derivative described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol127. Examples include acenes and derivatives thereof described in No. 14.4986 and the like.

本発明では、半導体特性の観点から、特に、6,13−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセン、1,3,6−N−スルフィニルアセトアミドペンタセンを用いることが好ましい。   In the present invention, it is particularly preferable to use 6,13-bistriisopropylsilylethynylpentacene or 1,3,6-N-sulfinylacetamidopentacene from the viewpoint of semiconductor characteristics.

〔有機溶媒〕
本発明のインクジェットインクにおいては、有機半導体化合物、一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体と共に、比誘電率が10以下の有機溶媒を含有することを特徴とする。
[Organic solvent]
The inkjet ink of the present invention is characterized by containing an organic semiconductor compound and an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less together with the ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5).

本発明に係る比誘電率が10以下の有機溶媒としては、比誘電率が10以下であれば特に制限はなく、例えば、炭化水素系、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系などの高範囲の有機溶媒から、有機半導体化合物に応じて適宜選択される。本発明に係る有機溶媒としては、特に、有機半導体化合物の溶解性の観点から、トルエン、キシレン、ナフタレン、テトラリン、アニソールなどの芳香族炭化水素化合物を用いることがより好ましい。比誘電率の下限は、特にないが、0.1以上であることが好ましい。   The organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less according to the present invention is not particularly limited as long as the relative dielectric constant is 10 or less. For example, hydrocarbon-based, alcohol-based, ether-based, ester-based, ketone-based, glycol ether It is appropriately selected from a high range organic solvent such as a system according to the organic semiconductor compound. As the organic solvent according to the present invention, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon compound such as toluene, xylene, naphthalene, tetralin, and anisole, particularly from the viewpoint of solubility of the organic semiconductor compound. There is no particular lower limit for the relative dielectric constant, but it is preferably 0.1 or more.

本発明でいう比誘電率とは、真空に対する比誘電率であり、ASTM−150に準処して、市販の測定装置、例えば、誘電率測定装置 HP E5050A HEWLETT PACKARD等で測定可能である。また、「化学便覧 改訂4版(II)」丸善株式会社、「溶剤ハンドブック 第I版」(講談社サイエンティフィク)等にその値が記載されており、それらを参考にすることができる。   The relative dielectric constant referred to in the present invention is a relative dielectric constant with respect to vacuum, and can be measured with a commercially available measuring device such as a dielectric constant measuring device HP E5050A HEWRET PACKARD according to ASTM-150. The values are described in “Chemical Handbook 4th revised edition (II)” Maruzen Co., Ltd., “Solvent Handbook 1st edition” (Kodansha Scientific), etc., which can be referred to.

また、本発明に係る比誘電率が10以下の有機溶媒においては、沸点が150℃以上、250℃以下であることが好ましい。   In the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less according to the present invention, the boiling point is preferably 150 ° C. or more and 250 ° C. or less.

本発明に係る比誘電率が10以下で、かつ沸点が150℃以上、250℃以下の有機溶媒としては、例えば、
炭化水素系有機溶媒としては、デカン(ε:2.0、BP:174℃)、テトラリン(ε:2.7、BP:208℃)、ドデカン(ε:2.0、BP:216℃)、ノナン(ε:2.0、BP:150℃)、メチチレン(ε:0.1、BP:165℃)、p−クロロトルエン(ε:6.2、BP:162℃)、ジクロロブタン(ε:8.9、BP:155℃)、
アルコール系有機溶媒としては、2−エチルヘキサノール(ε:3.4、BP:185℃)、2−ヘプタノール(ε:9.2、BP:160℃)等、
エーテル系有機溶媒としては、アニソール(ε:4.3、BP:154℃)、エチルベンジルエーテル(ε:3.9、BP:186℃)、ジイソアミルエーテル(ε:2.8、BP:173℃)、1,8−シネオール(ε:4.5、BP:176℃)等、
エステル系有機溶媒としては、安息香酸エチル(ε:6.0、BP:213℃)、安息香酸メチル(ε:6.6、BP:199℃)、イソ吉草酸イソアミル(ε:3.6、BP:194℃)、酢酸ベンジル(ε:5.1、BP:215℃)、シュウ酸ジエチル(ε:8.3、BP:189℃)、ステアリン酸エチル(ε:3.0、BP:200℃)、プロピオン酸イソアミル(ε:4.7、BP:161℃)、マロン酸ジエチル(ε:7.9、BP:199℃)、マロン酸ジメチル(ε:9.9、BP:183℃)、酪酸イソアミル(ε:4.2、BP:185℃)、
を挙げることができる。なお、括弧内に記載のεは比誘電率を、BPは沸点を表す。
Examples of the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less and a boiling point of 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower according to the present invention include:
Examples of the hydrocarbon-based organic solvent include decane (ε: 2.0, BP: 174 ° C.), tetralin (ε: 2.7, BP: 208 ° C.), dodecane (ε: 2.0, BP: 216 ° C.), Nonane (ε: 2.0, BP: 150 ° C.), methylene (ε: 0.1, BP: 165 ° C.), p-chlorotoluene (ε: 6.2, BP: 162 ° C.), dichlorobutane (ε: 8.9, BP: 155 ° C),
Examples of alcohol organic solvents include 2-ethylhexanol (ε: 3.4, BP: 185 ° C.), 2-heptanol (ε: 9.2, BP: 160 ° C.), and the like.
Examples of the ether organic solvent include anisole (ε: 4.3, BP: 154 ° C.), ethyl benzyl ether (ε: 3.9, BP: 186 ° C.), diisoamyl ether (ε: 2.8, BP: 173). ° C), 1,8-cineole (ε: 4.5, BP: 176 ° C), etc.
Examples of the ester organic solvent include ethyl benzoate (ε: 6.0, BP: 213 ° C.), methyl benzoate (ε: 6.6, BP: 199 ° C.), isoamyl isovalerate (ε: 3.6, BP: 194 ° C.), benzyl acetate (ε: 5.1, BP: 215 ° C.), diethyl oxalate (ε: 8.3, BP: 189 ° C.), ethyl stearate (ε: 3.0, BP: 200) ° C), isoamyl propionate (ε: 4.7, BP: 161 ° C), diethyl malonate (ε: 7.9, BP: 199 ° C), dimethyl malonate (ε: 9.9, BP: 183 ° C) , Isoamyl butyrate (ε: 4.2, BP: 185 ° C),
Can be mentioned. In the parentheses, ε represents a relative dielectric constant, and BP represents a boiling point.

また、グリコールエーテル系有機溶媒としては、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、等を挙げることができるが、本発明ではこれらにのみ限定されるものではない。   Examples of glycol ether organic solvents include ethylene glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol monoalkyl ethers, dipropylene glycol dialkyl ethers, and the like. However, the present invention is not limited to these.

本発明のインクジェットインクにおいては、有機溶媒の沸点が150℃以上であれば、ノズル近傍(メニスカス部)での有機溶媒の乾燥が起こりにくくなり、ノズル内のインク物性の変化や吐出休止直後のインク液滴の吐出速度に遅れによるデキャップが発生しにくくなる。また、有機溶媒の沸点が250℃以下であれば、描画後における有機溶媒の適度な蒸発速度を得ることができる。   In the inkjet ink of the present invention, if the boiling point of the organic solvent is 150 ° C. or higher, drying of the organic solvent in the vicinity of the nozzle (meniscus portion) is difficult to occur, and ink immediately after the change in ink physical properties in the nozzle or immediately after the discharge is stopped. Decapping due to a delay in the discharge speed of droplets is less likely to occur. Moreover, if the boiling point of the organic solvent is 250 ° C. or less, an appropriate evaporation rate of the organic solvent after drawing can be obtained.

〔一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体〕
本発明のインクジェットインクにおいては、上記説明した有機半導体化合物及び比誘電率が10以下の有機溶媒と共に、前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体を少なくとも1種含有することを特徴とする。
[Ionic liquids represented by general formulas (1) to (5)]
The inkjet ink of the present invention contains at least one ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5) together with the above-described organic semiconductor compound and the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less. It is characterized by.

以下、一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体について、その詳細を順次説明する。   Hereinafter, details of the ionic liquids represented by the general formulas (1) to (5) will be sequentially described.

はじめに、前記一般式(1)〜(3)で表されるイオン性液体について説明する。   First, the ionic liquid represented by the general formulas (1) to (3) will be described.

前記一般式(1)において、Q1は窒素原子と共に5または6員環の芳香族カチオンを形成する原子団を表す。Q1は炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群から選ばれる原子により構成されるのが好ましい。Q1が形成する5員環はオキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、インドール環またはピロール環であるのが好ましく、オキサゾール環、チアゾール環またはイミダゾール環であるのがより好ましく、オキサゾール環またはイミダゾール環であるのが特に好ましい。Q1が形成する6員環はピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環またはトリアジン環であるのが好ましく、ピリジン環であるのが特に好ましい。 In the general formula (1), Q 1 represents an atomic group that forms a 5- or 6-membered aromatic cation with a nitrogen atom. Q 1 is preferably composed of an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. The 5-membered ring formed by Q 1 is preferably an oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, thiadiazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, indole ring or pyrrole ring, A thiazole ring or an imidazole ring is more preferable, and an oxazole ring or an imidazole ring is particularly preferable. The 6-membered ring formed by Q 1 is preferably a pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring or triazine ring, and particularly preferably a pyridine ring.

前記一般式(2)において、A1は窒素原子またはリン原子を表す。 In the general formula (2), A 1 represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.

一般式(1)、(2)及び(3)において、R1〜R11はそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基(好ましくは炭素原子数1〜24であり、直鎖状であっても分岐状であっても、また環式であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、t−オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、2−ヘキシルデシル基、オクタデシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等)、あるいは置換または無置換のアルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜24であり、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、ビニル基、アリル基等)を表す。R1〜R11はそれぞれ独立に、より好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数2〜18のアルケニル基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜6のアルキル基である。 In the general formulas (1), (2) and (3), R 1 to R 11 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, and may be linear. It may be branched or cyclic, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, pentyl, hexyl, octyl, 2-ethylhexyl, t-octyl, decyl Group, dodecyl group, tetradecyl group, 2-hexyldecyl group, octadecyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, or the like, or a substituted or unsubstituted alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, being linear) Or may be branched, for example, vinyl group, allyl group, etc.). R 1 to R 11 are each independently more preferably an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

一般式(2)におけるR2〜R5のうち、2つ以上が互いに連結してA1を含む非芳香族環を形成してもよく、一般式(3)におけるR6〜R11のうち2つ以上が互いに連結して環を形成してもよい。 Two or more of R 2 to R 5 in the general formula (2) may be connected to each other to form a non-aromatic ring containing A 1, and among R 6 to R 11 in the general formula (3) Two or more may be connected to each other to form a ring.

上記Q1及びR1〜R11はそれぞれ置換基を有していてもよい。この置換基の好ましい例としては、ハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br、I等)、シアノ基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基等)、アリーロキシ基(例えば、フェノキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、エトキシカルボニル基等)、炭酸エステル基(例えば、エトキシカルボニルオキシ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、スルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、スルホニルオキシ基(例えば、メタンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基等)、ホスホニル基(例えば、ジエチルホスホニル基等)、アミド基(例えば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基等)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2−カルボキシエチル基、ベンジル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、トルイル基等)、複素環基(例えば、ピリジル基、イミダゾリル基、フラニル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基等)、シリル基、シリルオキシ基等が挙げられる。 Q 1 and R 1 to R 11 may each have a substituent. Preferred examples of this substituent include halogen atoms (eg, F, Cl, Br, I, etc.), cyano groups, alkoxy groups (eg, methoxy group, ethoxy group, methoxyethoxy group, methoxyethoxyethoxy group, etc.), aryloxy Group (for example, phenoxy group, etc.), alkylthio group (for example, methylthio group, ethylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (for example, ethoxycarbonyl group, etc.), carbonate group (for example, ethoxycarbonyloxy group, etc.), acyl group (for example) For example, acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), sulfonyl group (eg, methanesulfonyl group, benzenesulfonyl group, etc.), acyloxy group (eg, acetoxy group, benzoyloxy group, etc.), sulfonyloxy group (eg, methanesulfonyl group) Oxy group, toluenesulfonylo Si group etc.), phosphonyl group (eg diethylphosphonyl group etc.), amide group (eg acetylamino group, benzoylamino group etc.), carbamoyl group (eg N, N-dimethylcarbamoyl group etc.), alkyl group ( For example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, butyl group, 2-carboxyethyl group, benzyl group, etc.), aryl group (for example, phenyl group, toluyl group, etc.), heterocyclic group (for example, , Pyridyl group, imidazolyl group, furanyl group and the like), alkenyl group (for example, vinyl group, 1-propenyl group and the like), silyl group, silyloxy group and the like.

前記一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物は、Q1及びR1〜R11のいずれかを介して多量体を形成してもよい。 The compounds represented by the general formulas (1), (2) and (3) may form a multimer via Q 1 and any one of R 1 to R 11 .

一般式(1)、(2)及び(3)において、X-はアニオンを表す。X-の好ましい例としては、例えば、ハロゲン化物イオン(例えば、I-、Cl-、Br-等)、SCN-、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、(CF3SO22-、(CF3CF2SO22-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、CF3COO-、Ph4-、(CF3SO23-等が挙げられる。X-はI-、SCN-、CF3SO3 -、CF3COO-、(CF3SO22-またはBF4 -であるのがより好ましい。 In the general formulas (1), (2) and (3), X represents an anion. Preferred examples of X include, for example, halide ions (for example, I , Cl , Br etc.), SCN , BF 4 , PF 6 , ClO 4 , (CF 3 SO 2 ) 2 N -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, CF 3 COO -, Ph 4 B -, (CF 3 SO 2) 3 C - , and the like. X - is I -, SCN -, CF 3 SO 3 -, CF 3 COO -, (CF 3 SO 2) 2 N - or BF 4 - and more preferable.

以下、本発明に係る一般式(1)〜(3)で表される化合物の具体例を示すが、本発明ではこれら例示する化合物にのみ限定されるものではない。   Specific examples of the compounds represented by the general formulas (1) to (3) according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these exemplified compounds.

Figure 2009120631
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上記で列挙した例示化合物のうち、好ましく用いられる化合物は、例示化合物6−3、18−3、21−3、30−3、31−3、33−3である。   Of the exemplified compounds listed above, compounds preferably used are exemplified compounds 6-3, 18-3, 21-3, 30-3, 31-3, and 33-3.

本発明に係る一般式(1)〜(3)で表される化合物は、単独で使用しても2種以上混合して使用してもよい。   The compounds represented by the general formulas (1) to (3) according to the present invention may be used alone or in combination of two or more.

次いで、前記一般式(4)で表されるイオン性液体について説明する。   Next, the ionic liquid represented by the general formula (4) will be described.

前記一般式(4)において、R12〜R15は、互いに独立して水素原子、飽和または不飽和の炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数7〜11のアラルキル基、R16−X−(R17−Y−)n−(式中、R16は炭素数4以下のアルキル基、R17は炭素数4以下のアルキレン基、X及びYは酸素原子または硫黄原子、nは0〜10の整数を示す)を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。 In the general formula (4), R 12 to R 15 are each independently a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 aryl groups or aralkyl groups having 7 to 11 carbon atoms, R 16 —X— (R 17 —Y—) n — (wherein R 16 is an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and R 17 is 4 or less carbon atoms) Represents an oxygen atom or a sulfur atom, and n represents an integer of 0 to 10, and these groups optionally have a substituent.

上述の中でR12〜R15の具体的な例はとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルなどの直鎖または分枝を有するアルキル基、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどのシクロアルキル基、無置換あるいはハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br、I)、水酸基、低級アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ)、カルボキシル基、アセチル基、プロパノイル基、チオール基、低級アルキルチオ基(例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ)、アミノ基、低級アルキルアミノ基、ジ低級アルキルアミノ基などの置換基を1〜3個有するフェニル、ナフチル、トルイル、キシリル等のアリール基、ベンジルなどのアラルキル基などを挙げることができる。 Specific examples of R 12 to R 15 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, A linear or branched alkyl group such as nonyl and decyl; a cycloalkyl group such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl; unsubstituted or halogen atom (eg, F, Cl, Br, I ), Hydroxyl group, lower alkoxy group (for example, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy), carboxyl group, acetyl group, propanoyl group, thiol group, lower alkylthio group (for example, methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio), amino group, lower group Alkylamino group, di-lower alkyl An aryl group such as phenyl, naphthyl, toluyl and xylyl having 1 to 3 substituents such as a ruamino group, and an aralkyl group such as benzyl can be exemplified.

また、R16の具体的な例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチルなどのアルキル基などが挙げられ、R17としてはメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンなどのアルキレン基などを挙げることができる。 Specific examples of R 16 include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, and the like. As R 17 , methylene, Examples thereof include alkylene groups such as ethylene, propylene, and butylene.

-で表されるアニオン種としてはアニオンであれば如何なる化合物でもよい。具体例としては、(FSO22-、(CF3SO22-、CH3SO4 -、Br-、Cl-、OH-、NO3 -、PF6 -、BF4 -、CH3−Ph−SO3 -、CF3SO3 -、C817SO3 -、C49SO3 -、CH3OSO3 -、C817SO3 -、(CF3SO23-、HSCN-、CH3COO-、C817COO-、(CN)2-が挙げられる。 By X - it may be any compound as long as anion as an anion species represented. Specific examples include (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , CH 3 SO 4 , Br , Cl , OH , NO 3 , PF 6 , BF 4 , CH 3 —Ph—SO 3 , CF 3 SO 3 , C 8 F 17 SO 3 , C 4 H 9 SO 3 , CH 3 OSO 3 , C 8 H 17 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 3 C , HSCN , CH 3 COO , C 8 H 17 COO , (CN) 2 N .

次いで、前記一般式(5)で表されるイオン性液体について説明する。   Next, the ionic liquid represented by the general formula (5) will be described.

前記一般式(5)において、X及びYは、各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一であっても異なっていてもよく、k及びiは、各々0または1〜4の正整数を、n及びmは、各々3〜7の正整数を表す。   In the general formula (5), X and Y each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different, and k and i are each a positive integer of 0 or 1 to 4 , N and m each represent a positive integer of 3 to 7.

前記一般式(5)において、X及びYの炭素数が5以上、k及びiが5以上、または、n及びmが8以上の場合には、スピロアンモニウム化合物塩のイオン導電性が低下し好ましくない。   In the general formula (5), when the number of carbon atoms of X and Y is 5 or more, k and i are 5 or more, or n and m are 8 or more, the ionic conductivity of the spiroammonium compound salt is preferably decreased. Absent.

一般式(5)において、スピロアンモニウム化合物塩のカチオンとしては、例えば、スピロ−(1,1′)−ビアザシクロブチルイオン、アザシクロペンタン−1−スピロ−1′−アザシクロブチルイオン、アザシクロヘキサン−1−スピロ−1′−アザシクロブチルイオン、アザシクロヘプタン−1−スピロ−1′−アザシクロブチルイオン、アザシクロオクタン−1−スピロ−1′−アザシクロブチルイオン、スピロ−(1,1′)−ビアザシクロペンチルイオン、アザシクロヘキサン−1−スピロ−1′−アザシクロペンチルイオン、アザシクロヘプタン−1−スピロ−1′−アザシクロペンチルイオン、アザシクロオクタン−1−スピロ−1′−アザシクロペンチルイオン、スピロ−(1,1′)−ビアザシクロヘキシルイオン、アザシクロヘプタン−1−スピロ−1′−アザシクロヘキシルイオン、アザシクロオクタン−1−スピロ−1′−アザシクロヘキシルイオン、スピロ−(1,1′)−ビアザシクロヘプチルイオン、アザシクロオクタン−1−スピロ−1′−アザシクロヘプチルイオン、スピロ−(1,1′)−ビアザシクロオクチルイオンが挙げられる。   In the general formula (5), examples of the cation of the spiro ammonium compound salt include spiro- (1,1 ′)-biazacyclobutyl ion, azacyclopentane-1-spiro-1′-azacyclobutyl ion, and aza. Cyclohexane-1-spiro-1′-azacyclobutyl ion, azacycloheptane-1-spiro-1′-azacyclobutyl ion, azacyclooctane-1-spiro-1′-azacyclobutyl ion, spiro- (1 , 1 ')-biazacyclopentyl ion, azacyclohexane-1-spiro-1'-azacyclopentyl ion, azacycloheptane-1-spiro-1'-azacyclopentyl ion, azacyclooctane-1-spiro-1'- Azacyclopentyl ion, spiro- (1,1 ′)-biazacyclohexyl ion, a Cycloheptane-1-spiro-1′-azacyclohexyl ion, azacyclooctane-1-spiro-1′-azacyclohexyl ion, spiro- (1,1 ′)-biazacycloheptyl ion, azacyclooctane-1- Examples include spiro-1'-azacycloheptyl ion and spiro- (1,1 ')-biazacyclooctyl ion.

一般式(5)において、Aは酸成分を表し、例えば、過塩素酸イオン(ClO4 -)、フッ素イオン(F-)、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 -)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6 -)、テトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3SO3 -)、トリフルオロ酢酸イオン(CF3CO2 -)、ビストリフルオロメタンスルフォニルイミドイオン((CF3SO22-)、ペルフルオロブタンスルホン酸イオン(C49SO3 -)、トリストリフルオロメタンスルフォニルメチドイオン((CF3SO23-)、ジシアナミドイオン((CN)2-)等が挙げられる。 In the general formula (5), A represents an acid component. For example, perchlorate ion (ClO 4 ), fluorine ion (F ), chlorine ion (Cl ), bromine ion (Br ), iodine ion ( I ), hexafluorophosphate ion (PF 6 ), hexafluoroantimonate ion (SbF 6 ), tetrafluoroborate ion (BF 4 ), trifluoromethanesulfonate ion (CF 3 SO 3 ), Trifluoroacetate ion (CF 3 CO 2 ), bistrifluoromethanesulfonylimide ion ((CF 3 SO 2 ) 2 N ), perfluorobutane sulfonate ion (C 4 F 9 SO 3 ), tristrifluoromethanesulfonylmethy Doion ((CF 3 SO 2 ) 3 C ), dicyanamide ion ((CN) 2 N ) and the like.

本発明に係る一般式(5)で表されるスピロアンモニウム化合物塩は、以下の製造方法により得られる。   The spiro ammonium compound salt represented by the general formula (5) according to the present invention is obtained by the following production method.

まず、イソプロピルアルコール溶媒中、炭酸カリウム存在下でアザシクロアルカンに両末端を臭素化させたジブロモアルカンを作用させてスピロアンモニウムブロマイドを得、次に該ブロマイドを水またはアルコール中で電気透析により脱塩させて水酸化スピロアンモニウム溶液を得る。次いで、得られた水酸化スピロアンモニウム溶液に、一般式(5)中のAに対応する酸成分を、等モル量添加して、中和反応させた後、減圧下で脱水させて、目的とするスピロアンモニウム化合物塩を得ることができる。   First, dibromoalkane brominated at both ends is allowed to act on azacycloalkane in the presence of potassium carbonate in an isopropyl alcohol solvent to obtain spiroammonium bromide, and then the bromide is desalted by electrodialysis in water or alcohol. To obtain a spiro ammonium hydroxide solution. Next, the resulting spiroammonium hydroxide solution was added with an equimolar amount of an acid component corresponding to A in the general formula (5), neutralized, and then dehydrated under reduced pressure. Spiroammonium compound salts can be obtained.

本発明に係る一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体が、総炭素数10以上、20以下であることが好ましい。総炭素数が10以上のイオン性液体であれば、有機半導体化合物を溶解するのに用いる疎水性有機溶媒に対する溶解性を付与することができ、20以下であれば、適度な融点で、室温で液体状態を保つことができ、取り扱い容易性の観点から好ましい。   The ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5) according to the present invention preferably has a total carbon number of 10 or more and 20 or less. An ionic liquid having a total carbon number of 10 or more can impart solubility to a hydrophobic organic solvent used to dissolve the organic semiconductor compound, and if it is 20 or less, at an appropriate melting point at room temperature. The liquid state can be maintained, which is preferable from the viewpoint of easy handling.

また、本発明のインクジェットインクを用いて導電性パターンを形成して、例えば、有機TFT等を作製する場合、その信頼性も考慮すると、アニオン種として、トリフルオロメチルスルホニル基、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド基、p−トルエンスルホネート基を用いることがより好ましい。   In addition, when an electroconductive pattern is formed using the ink-jet ink of the present invention to produce, for example, an organic TFT or the like, considering its reliability, trifluoromethylsulfonyl group, bis (trifluoromethyl) are considered as anion species. It is more preferable to use a sulfonyl) imide group or a p-toluenesulfonate group.

本発明に係るイオン性液体の添加量は、射出性やパターン描画後の半導体特性の観点から、インクジェットインクが含有する有機半導体化合物の総質量に対し、1質量%以上、10質量%以下が好ましい。   The addition amount of the ionic liquid according to the present invention is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total mass of the organic semiconductor compound contained in the ink-jet ink from the viewpoint of ejection properties and semiconductor characteristics after pattern drawing. .

〔インクジェットインクの物性〕
本発明のインクジェットインクは、粘度は0.9mPa・s以上、20mPa・s以下が好ましい。さらには2mPa・s以上、10mPa・s以下が射出安定性の観点から好ましく、3mPa・s以上、7mPa・s以下が最も好ましい。本発明で言うインクの粘度(mPa・s)は、25℃で測定した粘度値であり、従来公知の粘度計を用いて求めることができる。
[Physical properties of inkjet ink]
The inkjet ink of the present invention preferably has a viscosity of 0.9 mPa · s or more and 20 mPa · s or less. Furthermore, 2 mPa · s or more and 10 mPa · s or less are preferable from the viewpoint of injection stability, and 3 mPa · s or more and 7 mPa · s or less are most preferable. The ink viscosity (mPa · s) referred to in the present invention is a viscosity value measured at 25 ° C. and can be determined using a conventionally known viscometer.

本発明のインクジェットインクにおいては、表面張力は20mN/m以上、60mN/m以下が好ましい。さらには射出安定性の観点から30mN/m以上、50mN/m以下が好ましい。本発明で言うインクの表面張力(mN/m)は、25℃で測定した表面張力値であり、その測定方法は一般的な界面化学、コロイド化学の参考書等において述べられているが、例えば新実験化学講座第18巻(界面とコロイド)、日本化学会編、丸善株式会社発行:P.68〜117を参照することが出来る。   In the inkjet ink of the present invention, the surface tension is preferably 20 mN / m or more and 60 mN / m or less. Furthermore, 30 mN / m or more and 50 mN / m or less are preferable from the viewpoint of injection stability. The surface tension (mN / m) of the ink referred to in the present invention is a surface tension value measured at 25 ° C., and the measuring method is described in general interface chemistry, colloid chemistry reference books, etc. New Experimental Chemistry Lecture Volume 18 (Interface and Colloid), The Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd. 68-117 can be referred to.

本発明のインクジェットインクの電気伝導度は、25℃において0.1μS/cm以上、1000μS/cm以下が好ましいが、描画性の観点から、1μS/cm以上、500μS/cm以下がさらには好ましい。インクの電気伝導度の測定は、JIS K 0130(1995)に記載の方法に示されるような方法に従って容易に行うことができる。   The electrical conductivity of the inkjet ink of the present invention is preferably 0.1 μS / cm or more and 1000 μS / cm or less at 25 ° C., but more preferably 1 μS / cm or more and 500 μS / cm or less from the viewpoint of drawability. The electric conductivity of the ink can be easily measured according to a method as described in the method described in JIS K 0130 (1995).

《導電性パターンの作製方法》
本発明においては、上記説明した有機半導体化合物、比誘電率が10以下の有機溶媒、及び本発明に係るイオン性液体を含有する本発明のインクジェットインクを用いて、圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置により吐出してパターン像を形成することを特徴の一つとする。
<< Method for producing conductive pattern >>
In the present invention, using the organic semiconductor compound described above, the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less, and the inkjet ink of the present invention containing the ionic liquid according to the present invention, pressure applying means and electric field applying means One of the features is that a pattern image is formed by discharging with an inkjet recording apparatus including

本発明に係る圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置について、詳細を説明する。   The ink jet recording apparatus provided with the pressure applying means and the electric field applying means according to the present invention will be described in detail.

一般に、電子回路等で要求されている微細な線幅のパターンを高精細に描画するには、インクジェット記録装置から射出するインク液滴をより微細化する必要がある。   In general, in order to draw a fine line width pattern required in an electronic circuit or the like with high definition, it is necessary to further refine the ink droplets ejected from the ink jet recording apparatus.

しかしながら、電気−機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)や電気−熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等)のみの出力手段を用いて、極微小インク液滴を吐出した場合、ノズルから吐出したインク液滴に付与される運動エネルギーは、インク液滴の半径の3乗に比例して小さくなるため、微小液滴は空気抵抗に耐えるほどの十分な運動エネルギーを確保できず、空気対流などによる擾乱を受け、正確な着弾が困難となる。さらに、インク液滴が微細になるほど、表面張力の効果が増すために、液滴の蒸気圧が高くなり蒸発量が激しくなる。このため微細液滴は、飛翔中の著しい質量の消失を招き、着弾時に液滴の形態を保つことすら難しいという問題があった。このように着弾位置の高精度化は、インク液滴の微細化と相反する課題であり、これら2つを同時に実現することに対し、障害を抱えていた。   However, electro-mechanical conversion methods (eg, single cavity type, double cavity type, bender type, piston type, shear mode type, shared wall type, etc.) and electro-thermal conversion methods (eg, thermal ink jet type, bubble jet type) When a very small ink droplet is ejected using only (registered trademark type) output means, the kinetic energy imparted to the ink droplet ejected from the nozzle is proportional to the cube of the radius of the ink droplet Therefore, the microdroplet cannot secure sufficient kinetic energy enough to withstand air resistance, and is subject to disturbance due to air convection, making accurate landing difficult. Furthermore, as the ink droplet becomes finer, the effect of surface tension increases, so the vapor pressure of the droplet increases and the amount of evaporation increases. For this reason, fine droplets cause a significant loss of mass during flight, and there is a problem that it is difficult to maintain the shape of the droplets upon landing. As described above, increasing the accuracy of the landing position is a problem that contradicts the miniaturization of ink droplets, and has an obstacle to realizing these two simultaneously.

本発明においては、上記課題を解決する方法として、圧力印加手段と電界印加手段とを用いた射出方法を適用することを特徴とする。   In the present invention, as a method for solving the above problems, an injection method using a pressure applying means and an electric field applying means is applied.

この射出方法は、0.1〜100μmの内径の吐出口を有するノズルを用い、本発明のインクジェットインク(以下、導電性インクともいう)に任意波形の電圧を印加して、この導電性インクを帯電させることにより、そのインク液滴を吐出口から、樹脂層を有するインク受容基材に吐出する方法である。   In this ejection method, a nozzle having an ejection port having an inner diameter of 0.1 to 100 μm is used, and an arbitrary waveform voltage is applied to the inkjet ink of the present invention (hereinafter also referred to as conductive ink). In this method, the ink droplets are discharged from the discharge port to the ink receiving substrate having a resin layer by charging.

すなわち、この射出方法は、ノズルの吐出口の内径が0.1〜100μmであり、電界強度分布が狭くなっているため、ノズル内に供給された導電性インクに任意波形の電圧を印加することにより電界を集中させることができる。その結果、形成されるインク液滴を微小で、かつ形状の安定化したものとすることができる。従って、従来よりも微細な、例えば1pl(ピコリットル)未満の複数のインク液滴からなるインク液滴パターンを樹脂層表面に形成することができる。また、電界強度分布が狭くなっているため、ノズル内の導電性インクに印加する総印加電圧を低減することができる。また、インク液滴は、ノズルから吐出された直後、電界と電荷の間に働く静電力により加速されるが、ノズルから離れると電界は急激に低下するので、その後は、空気抵抗により減速する。しかしながら、微小液滴でかつ電界が集中したインク液滴は、樹脂層に近づくにつれ、鏡像力により加速される。この空気抵抗による減速と鏡像力による加速とのバランスをとることにより、微小液滴を安定に飛翔させ、着弾精度を向上させることが可能となる。   That is, in this ejection method, the inner diameter of the nozzle outlet is 0.1 to 100 μm and the electric field strength distribution is narrow, so that an arbitrary waveform voltage is applied to the conductive ink supplied into the nozzle. Thus, the electric field can be concentrated. As a result, the formed ink droplets can be made minute and the shape can be stabilized. Accordingly, it is possible to form an ink droplet pattern composed of a plurality of ink droplets, for example, less than 1 pl (picoliter), on the surface of the resin layer. In addition, since the electric field strength distribution is narrow, the total applied voltage applied to the conductive ink in the nozzle can be reduced. The ink droplet is accelerated by an electrostatic force acting between the electric field and the electric charge immediately after being ejected from the nozzle. However, since the electric field rapidly decreases when the ink droplet moves away from the nozzle, the ink droplet is then decelerated by air resistance. However, the ink droplets, which are minute droplets and the electric field is concentrated, are accelerated by mirror image force as they approach the resin layer. By balancing the deceleration by the air resistance and the acceleration by the mirror image force, it is possible to stably fly the fine droplets and improve the landing accuracy.

図1は、本発明に好ましく適用できる圧力印加手段と電界印加手段とを用い導電性インク吐出装置の一例を示した概略断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conductive ink discharge apparatus using a pressure applying unit and an electric field applying unit that can be preferably applied to the present invention.

図1において、導電性インク吐出装置120は、帯電可能な導電性インクの液滴を先端部から樹脂層を有するインク受容基材Kに向かって吐出する超微細径のノズル121と、ノズル121の先端部に対向する面側には位置され、その対向面でインク受容基材Kを支持する対向電極123と、ノズル121内の流路122に導電性インクを供給する導電性インク供給手段と、ノズル121内の導電性インクに任意波形の吐出電圧を印加する吐出電圧印加手段(電圧印加手段)125とを備えている。なお、上記ノズル121と導電性インク供給手段の一部の構成と吐出電圧印加手段125の一部の構成とは、ノズルプレート126と一体的に形成されている。   In FIG. 1, a conductive ink discharge device 120 includes a nozzle 121 having an ultrafine diameter that discharges a droplet of conductive ink that can be charged from a tip portion toward an ink receiving substrate K having a resin layer. A counter electrode 123 that is positioned on the surface facing the tip and supports the ink receiving substrate K on the facing surface; a conductive ink supply unit that supplies conductive ink to the flow path 122 in the nozzle 121; Ejection voltage application means (voltage application means) 125 for applying an ejection voltage having an arbitrary waveform to the conductive ink in the nozzle 121 is provided. The nozzle 121 and a part of the conductive ink supply unit and a part of the discharge voltage application unit 125 are formed integrally with the nozzle plate 126.

ノズル121は、ノズルプレート126の下面層126cから垂設され、この下面層126cと一体的に形成されている。ノズル121の先端部は、対向電極123に指向している。ノズル121の内部には、その先端部からその中心線に沿って貫通するノズル内流路122が形成されている。   The nozzle 121 is suspended from the lower surface layer 126c of the nozzle plate 126 and is formed integrally with the lower surface layer 126c. The tip of the nozzle 121 is directed to the counter electrode 123. Inside the nozzle 121, an in-nozzle flow path 122 that penetrates from the tip portion along the center line is formed.

ノズル121は、例えば、ガラスなどの電気絶縁体により、超微細径で形成されている。ノズル121の各部の寸法の具体例を挙げると、ノズル内流路122の内部直径は1μm、ノズル121の先端部における外部直径は2μm、ノズル121の根元、すなわち、上端部の直径は5μm、ノズル121の高さは100μmに設定されている。また、ノズル121の形状は限りなく円錐形に近い円錐台形に形成されている。このようなノズル121はその全体がノズルプレート126の下面層126cと共に絶縁性の樹脂材により形成されている。   The nozzle 121 is formed with an ultrafine diameter by an electrical insulator such as glass. As specific examples of the dimensions of each part of the nozzle 121, the internal diameter of the nozzle flow path 122 is 1 μm, the external diameter at the tip of the nozzle 121 is 2 μm, the root of the nozzle 121, that is, the diameter of the upper end is 5 μm, and the nozzle The height of 121 is set to 100 μm. The shape of the nozzle 121 is formed in a truncated cone shape that is close to a conical shape. The entire nozzle 121 is formed of an insulating resin material together with the lower surface layer 126c of the nozzle plate 126.

なお、ノズル121の各寸法は上記一例に限定されるものではない。特に吐出口の内径については、電界集中の効果により液滴の吐出を可能とする吐出電圧が1000V未満を実現する範囲であって、例えば、100μm以下であり、より望ましくは、20μm以下であって、現行のノズル形成技術により溶液を通す貫通穴を形成することが実現可能な範囲である内径、例えば0.1μmをその下限値とする。   The dimensions of the nozzle 121 are not limited to the above example. In particular, the inner diameter of the ejection port is a range in which the ejection voltage that enables ejection of droplets due to the effect of electric field concentration is less than 1000 V, for example, 100 μm or less, and more preferably 20 μm or less. An inner diameter, for example, 0.1 μm, in which it is feasible to form a through hole through which a solution is passed by the current nozzle forming technique is set as the lower limit.

導電性インク供給手段は、ノズルプレート126の内部であってノズル121の根元となる位置に設けられると共にノズル内流路122に連通する溶液室124と、図示しない外部の導電性インクタンクからインク室124に導電性インクを導く供給路127と、インク室124への溶液の供給圧力を付与する図示しない供給ポンプとを備えている。   The conductive ink supply means is provided inside the nozzle plate 126 at a position that is the root of the nozzle 121 and communicates with the flow path 122 in the nozzle and an ink chamber from an external conductive ink tank (not shown). A supply path 127 that guides conductive ink to 124, and a supply pump (not shown) that applies supply pressure of the solution to the ink chamber 124 are provided.

上記供給ポンプは、ノズル21の先端部まで導電性インクを供給し、当該先端部からこぼれ出さない範囲の供給圧力を維持して導電性インクの供給を行う。   The supply pump supplies the conductive ink to the tip of the nozzle 21 and supplies the conductive ink while maintaining the supply pressure in a range that does not spill from the tip.

吐出電圧印加手段125は、ノズル121内の導電性インクに吐出電圧を印加してこの導電性インクを帯電させることにより、この導電性インクの液滴をノズル121の吐出口からインク受容基材Kに向かって吐出させるものである。この吐出電圧印加手段125は、ノズルプレート126の内部であってインク室124とノズル内流路122との境界位置に設けられた吐出電圧印加用の吐出電極128と、この吐出電極128に常時,直流のバイアス電圧を印加するバイアス電源130と、吐出電極128にバイアス電圧に重畳して吐出に要する電位とするパルス電圧を印加する吐出電圧電源129とを備えている。   The discharge voltage applying means 125 applies a discharge voltage to the conductive ink in the nozzle 121 to charge the conductive ink, thereby discharging the conductive ink droplets from the discharge port of the nozzle 121 to the ink receiving substrate K. It is made to discharge toward. The discharge voltage applying means 125 is provided inside the nozzle plate 126 at the boundary position between the ink chamber 124 and the nozzle flow path 122, and the discharge electrode 128 for applying a discharge voltage is always applied to the discharge electrode 128. A bias power source 130 that applies a DC bias voltage and an ejection voltage power source 129 that applies a pulse voltage that is superimposed on the bias voltage and that is a potential required for ejection to the ejection electrode 128 are provided.

吐出電極128は、インク室124内部において導電性インクに直接接触し、導電性インクを帯電させると共に吐出電圧を印加する。   The discharge electrode 128 directly contacts the conductive ink inside the ink chamber 124 to charge the conductive ink and apply a discharge voltage.

バイアス電源130によるバイアス電圧は、導電性インクの吐出が行われない範囲で常時電圧印加を行うことにより、吐出時に印加すべき電圧の幅を予め低減し、これによる吐出時の反応性の向上を図っている。   The bias voltage from the bias power source 130 is applied in a constant range within the range where conductive ink is not discharged, thereby reducing the voltage range to be applied during discharge in advance, thereby improving the reactivity during discharge. I am trying.

一例を挙げると、バイアス電圧はDC300Vで印加され、パルス電圧は100Vで印される。従って、吐出の際の重畳電圧は400Vとなる。   As an example, the bias voltage is applied at 300V DC and the pulse voltage is marked at 100V. Therefore, the superimposed voltage at the time of ejection is 400V.

ノズルプレート126は、最も上層に位置する上面層126aと、その下に位置する導電性インクの供給路を形成する流路層126bと、この流路層126bのさらに下に形成される下面層126cとを備え、流路層126bと下面層126cとの間には、吐出電極128が介挿されている。   The nozzle plate 126 has an upper surface layer 126a positioned at the uppermost layer, a flow path layer 126b that forms a supply path for conductive ink positioned therebelow, and a lower surface layer 126c that is formed further below the flow path layer 126b. The discharge electrode 128 is interposed between the flow path layer 126b and the lower surface layer 126c.

対向電極123は、ノズル121に垂直な対向面を備えており、かかる対向面に沿うようにインク受容基材Kの支持を行う。ノズル121の先端部から対向電極123の対向面までの距離は、例えば100μm等、一定に保持されている。   The counter electrode 123 has a counter surface perpendicular to the nozzle 121, and supports the ink receiving substrate K along the counter surface. The distance from the tip of the nozzle 121 to the facing surface of the counter electrode 123 is kept constant, for example, 100 μm.

また、対向電極123は接地されているため、常時、接地電位を維持している。従って、パルス電圧の印加時にはノズル121の先端部と対向面との間に生じる電界による静電力により吐出された液滴を対向電極123側に誘導する。   Further, since the counter electrode 123 is grounded, the ground potential is always maintained. Accordingly, when a pulse voltage is applied, the liquid droplets ejected by the electrostatic force generated by the electric field generated between the tip of the nozzle 121 and the opposing surface are guided to the opposing electrode 123 side.

なお、導電性インク吐出装置120は、ノズル121の超微細化による当該ノズル121の先端部での電界集中により電界強度を高めることで液滴の吐出を行うことから、対向電極123による誘導がなくとも液滴の吐出を行うことは可能ではあるが、ノズル121と対向電極123との間での静電力による誘導が行われた方が望ましい。この場合、ノズル121から吐出され空気抵抗により減速する液滴を、鏡像力により加速することができる。従って、これら空気抵抗による減速と鏡像力による加速とのバランスをとることにより、微小液滴を安定に飛翔させ、着弾精度を向上させることができる。またなお、帯電した液滴の電荷を、対向電極123の接地により逃がすことも可能である。   The conductive ink ejection device 120 ejects liquid droplets by increasing the electric field strength by concentrating the electric field at the tip of the nozzle 121 due to the ultra-fine nozzle 121, so there is no induction by the counter electrode 123. In both cases, it is possible to discharge droplets, but it is desirable that induction is performed between the nozzle 121 and the counter electrode 123 by electrostatic force. In this case, the droplet discharged from the nozzle 121 and decelerated by air resistance can be accelerated by the mirror image force. Therefore, by balancing the deceleration by the air resistance and the acceleration by the mirror image force, it is possible to stably fly the fine droplets and improve the landing accuracy. Further, the charge of the charged droplet can be released by grounding the counter electrode 123.

以上のような導電性インク吐出装置120は、図示しない駆動機構により、インク受容基材Kの搬送方向に対して直交する方向に走査自在とされた走査型の導電性インク吐出装置としてもよい。この場合において、導電性インク吐出装置120に複数のノズル121を配列するようにしてもよい。また、導電性インク吐出装置120は、インク受容基材Kの搬送方向に対して直交する方向に多数のノズル121を配列してなるライン型の導電性インク吐出装置としてもよい。   The conductive ink discharge device 120 as described above may be a scanning type conductive ink discharge device that can be scanned in a direction orthogonal to the transport direction of the ink receiving substrate K by a driving mechanism (not shown). In this case, a plurality of nozzles 121 may be arranged in the conductive ink discharge device 120. Further, the conductive ink discharge device 120 may be a line-type conductive ink discharge device in which a large number of nozzles 121 are arranged in a direction orthogonal to the transport direction of the ink receiving substrate K.

更に、本発明に適用可能なインクジェット記録装置の詳細構成について、図を用いて説明する。   Further, a detailed configuration of an ink jet recording apparatus applicable to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の導電性パターンの作製方法においては、本発明のインクジェットインクを、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、圧力発生素子に電圧を印加する電圧印加手段、及び静電力を用いた電界印加手段を有するインクジェット記録装置を用いて導電性パターンの作製することを特徴とする。   In the method for producing a conductive pattern of the present invention, the inkjet ink of the present invention is applied to a nozzle plate having ejection holes, a pressure chamber communicating with the ejection holes, a pressure generating element that causes pressure fluctuations in the liquid in the pressure chamber, and pressure generation. A conductive pattern is produced using an ink jet recording apparatus having a voltage applying means for applying a voltage to the element and an electric field applying means using an electrostatic force.

(液滴吐出ヘッド)
本発明で好ましく用いられる液滴吐出ヘッドの一例を図2及び図3に従って説明する。
(Droplet ejection head)
An example of a droplet discharge head preferably used in the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は液滴吐出ヘッドの例であるインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッドと称する。)Aを構成している、ノズルプレート1、ボディプレート2、圧力発生手段3を模式的に示している。   FIG. 2 schematically shows a nozzle plate 1, a body plate 2, and pressure generating means 3 constituting an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) A which is an example of a droplet discharge head. .

ここでは、はじめに、吐出手段の一つである圧力発生手段として圧電素子を用いた場合について説明する。   Here, first, a case where a piezoelectric element is used as pressure generating means which is one of the discharging means will be described.

ノズルプレート1には、インク吐出のための吐出孔11を複数配列してある。また、ボディプレート2には、ノズルプレート1を貼り合わせることで、圧力室となる圧力室溝24、インク供給路となるインク供給路溝23及び共通インク室となる共通インク室溝22、並びにインク供給口21が形成されている。   A plurality of ejection holes 11 for ejecting ink are arranged in the nozzle plate 1. Further, the nozzle plate 1 is bonded to the body plate 2 so that the pressure chamber groove 24 serving as a pressure chamber, the ink supply path groove 23 serving as an ink supply path, the common ink chamber groove 22 serving as a common ink chamber, and the ink. A supply port 21 is formed.

そして、ノズルプレート1の吐出孔11とボディプレート2の圧力室溝24とが一対一で対応するようにノズルプレート1とボディプレート2とを貼り合わせることで流路ユニットMを形成する。ここで、以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号はそれぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。   And the flow path unit M is formed by bonding the nozzle plate 1 and the body plate 2 so that the discharge hole 11 of the nozzle plate 1 and the pressure chamber groove 24 of the body plate 2 correspond one-to-one. Hereafter, the reference numerals of the pressure chamber groove, the supply path groove and the common ink chamber groove used in the above description are also used for the pressure chamber, the supply path and the common ink chamber, respectively.

ここで、図3は、この記録ヘッドAにおいて、ノズルプレート1、ボディプレート2、圧電素子3を組み立てた後、ノズルプレート1のY−Y、及びボディプレート2のX−Xの位置での断面を模式的に示している。図3が示しているように、流路ユニットMに圧電素子3をインク吐出用アクチュエータとしてボディプレート2のノズルプレート1を接着する面と反対の各圧力室24の底部25の面に接着することで、記録ヘッドAが完成する。この記録ヘッドAの各圧電素子3に駆動電圧が印加され、圧電素子3から発生する振動が圧力室24の底部25に伝えられ、この底部25の振動により圧力室24内の圧力を変動させることで吐出孔11からインク滴を吐出させる。   Here, FIG. 3 shows a cross section of the recording head A after the nozzle plate 1, the body plate 2, and the piezoelectric element 3 are assembled, and the Y-Y of the nozzle plate 1 and the X-X position of the body plate 2. Is schematically shown. As shown in FIG. 3, the piezoelectric element 3 is bonded to the flow path unit M to the surface of the bottom 25 of each pressure chamber 24 opposite to the surface to which the nozzle plate 1 of the body plate 2 is bonded. Thus, the recording head A is completed. A driving voltage is applied to each piezoelectric element 3 of the recording head A, and vibration generated from the piezoelectric element 3 is transmitted to the bottom 25 of the pressure chamber 24, and the pressure in the pressure chamber 24 is changed by the vibration of the bottom 25. Ink droplets are ejected from the ejection holes 11.

(駆動電圧)
本発明に係るインクジェット記録装置における圧電素子の駆動電圧と、吐出孔における液体の挙動との関連について説明する。
(Drive voltage)
The relationship between the drive voltage of the piezoelectric element in the ink jet recording apparatus according to the present invention and the behavior of the liquid in the ejection hole will be described.

本発明で用いる液滴吐出ヘッドは、吐出孔を有するノズルプレートと、前記吐出孔に連通する圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子を有しており、圧力発生素子に所定の駆動電圧を印加することにより圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることにより前記吐出孔から液体が吐出するものである。この液体吐出の状態は、圧力変動の程度、換言すると圧力発生素子への駆動電圧に応じて変化する。一般に、液体吐出の状態は、実際には駆動電圧だけではなく、他のさまざまな要因によって影響を受けるものであるのだが、ここでは駆動電圧による影響について説明する。   The droplet discharge head used in the present invention includes a nozzle plate having discharge holes, a pressure chamber communicating with the discharge holes, and a pressure generating element that causes a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, By applying a predetermined drive voltage to the element to cause a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, the liquid is discharged from the discharge hole. This liquid discharge state changes in accordance with the degree of pressure fluctuation, in other words, the driving voltage to the pressure generating element. In general, the liquid discharge state is actually influenced not only by the drive voltage but also by various other factors. Here, the influence of the drive voltage will be described.

液滴を吐出する際に圧力発生手段に印加する駆動電圧Veの波形の例として、図4及び図5に記載の波形を挙げることができる。但し、これらの波形に限られない。   As an example of the waveform of the drive voltage Ve applied to the pressure generating means when ejecting the droplet, the waveforms shown in FIGS. 4 and 5 can be exemplified. However, it is not restricted to these waveforms.

(静電力を利用した液滴吐出法)
静電力を利用した液滴吐出法に用いられる電界印加手段については、前述の図1を用いて説明したが、更に、図6に示す液滴吐出装置の一例に従って説明する。
(Droplet discharge method using electrostatic force)
The electric field applying means used in the droplet discharge method using electrostatic force has been described with reference to FIG. 1 described above, but will be further described according to an example of the droplet discharge apparatus shown in FIG.

図6は、液滴吐出ヘッドBを用いて構成した液体吐出装置60の全体構成を示す模式的である。液滴吐出ヘッドBに利用するノズルプレート1の、例えば、大径部15の内周面に、例えばNiP、Pt、Au等の導電素材よりなるノズル内の液体を帯電させるための静電電圧印加手段である帯電用電極50を設ける。帯電用電極50を設けることで、帯電用電極50がノズルプレート1の大径部15内の液体に接触する。静電電圧電源51から帯電用電極50と吐出される液滴が着弾する基材53を備えた対向電極54との間に静電電圧が印加されると、大径部15内の液体が同時に帯電される。この帯電により、液滴吐出ヘッドのノズル孔11と対向する位置に設けてある対向電極54との間、特に液体と吐出される液滴が着弾する基材53との間に静電吸引力が発生されるようにすることができる。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of a liquid discharge apparatus 60 configured using the droplet discharge head B. Electrostatic voltage application for charging the liquid in the nozzle made of a conductive material such as NiP, Pt, Au, etc., for example, on the inner peripheral surface of the large diameter portion 15 of the nozzle plate 1 used for the droplet discharge head B A charging electrode 50 as a means is provided. By providing the charging electrode 50, the charging electrode 50 comes into contact with the liquid in the large diameter portion 15 of the nozzle plate 1. When an electrostatic voltage is applied between the charging electrode 50 from the electrostatic voltage power supply 51 and the counter electrode 54 provided with the base material 53 on which the discharged droplets land, the liquid in the large diameter portion 15 is simultaneously discharged. Charged. Due to this charging, an electrostatic attraction force is generated between the counter electrode 54 provided at a position facing the nozzle hole 11 of the droplet discharge head, particularly between the liquid and the base material 53 on which the discharged droplets land. Can be generated.

各圧力室24に対応する背面部分には、圧力発生手段としての圧電素子3がそれぞれ設けられている。圧電素子3には、圧電素子3に駆動電圧を印加して圧電素子3を変形させるための駆動電圧電源52が接続されている。圧電素子3は、駆動電圧電源52からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル内の液体に圧力を生じさせてノズル11の吐出孔13に液体のメニスカスを形成させるようになっている。ここで、上記で述べたように吐出孔13の存在する吐出面12に撥液層45が設けてあることで、ノズルの吐出孔13部分に形成される液体のメニスカスが吐出孔13の周囲の吐出面12に広がることによるメニスカス先端部への電界集中の低下を効果的に防止することができる。尚、55は駆動電圧電源52や静電電圧電源51等の液体吐出装置60を制御する制御部である。   Piezoelectric elements 3 as pressure generating means are provided on the back surface portions corresponding to the pressure chambers 24, respectively. A driving voltage power source 52 for applying a driving voltage to the piezoelectric element 3 to deform the piezoelectric element 3 is connected to the piezoelectric element 3. The piezoelectric element 3 is deformed by the application of a driving voltage from the driving voltage power supply 52 to generate a pressure in the liquid in the nozzle and form a liquid meniscus in the discharge hole 13 of the nozzle 11. Here, as described above, the liquid repellent layer 45 is provided on the ejection surface 12 where the ejection holes 13 are present, so that the liquid meniscus formed in the ejection hole 13 portion of the nozzle is around the ejection holes 13. It is possible to effectively prevent a decrease in electric field concentration on the meniscus tip due to spreading on the discharge surface 12. A control unit 55 controls the liquid ejection device 60 such as the drive voltage power source 52 and the electrostatic voltage power source 51.

従って、圧電素子3による液体への圧力付与と帯電用電極50による液体への静電吸引力との相乗効果により効率的に液滴が吐出できる液滴吐出ヘッドとすることができる。換言すると、静電吸引力が働かない場合には飛翔中に空気抵抗の影響により飛翔速度が低下して正規の着弾位置まで到達しないような微小な液滴を吐出する場合においても、静電吸引力の作用により正規の着弾位置に高い精度で着弾させることができ、良好なインクパターンを形成することができる。   Accordingly, a droplet discharge head capable of efficiently discharging droplets by a synergistic effect between the application of pressure to the liquid by the piezoelectric element 3 and the electrostatic attraction force to the liquid by the charging electrode 50 can be obtained. In other words, if electrostatic attraction force does not work, electrostatic attraction can be applied even when ejecting small droplets that do not reach the normal landing position due to the effect of air resistance during flight. It is possible to land at a regular landing position with high accuracy by the action of force, and it is possible to form a good ink pattern.

《インク受容基材》
本発明のインクジェットインクを用いて導電性パターンを形成するのに用いるインク受容基材は、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、ガラス−エポキシ基板、シリコン基板、セラミックス基板、ガラス基板等が挙げられる。
<Ink-receiving substrate>
The ink receiving substrate used to form the conductive pattern using the inkjet ink of the present invention is a resin film such as a polyimide film, a polyamideimide film, a polyamide film, or a polyester film, a glass-epoxy substrate, a silicon substrate, or a ceramic substrate. And a glass substrate.

本発明で用いられる樹脂フィルムの材質としては、特に限定はないが、例えば、ポリエステル系フィルム(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム,ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム(アートン(JSR社製)、ゼオネックス、ゼオネア(以上、日本ゼオン社製))、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリアクリレート系フィルム、ポリアリレート系フィルム等を挙げることができる。これらの素材を主成分とする異なる材質のフィルムを積層したフィルムであってもよい。   The material of the resin film used in the present invention is not particularly limited. For example, polyester film (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polycarbonate film, polyarylate film, polysulfone (including polyethersulfone). Film, polyethylene film, polypropylene film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, syndiotactic polystyrene film, polycarbonate film, cycloolefin polymer film (Arton (manufactured by JSR), Zeonex, Zeonea (and above) , Manufactured by Nippon Zeon)), polyethersulfone film, polysulfone film, polymethylpentene film, poly Chromatography ether ketone film, polyether ketone imide film, a polyamide film, a fluororesin film, a nylon film, polymethyl methacrylate film, polyacrylate films, and polyarylate films. The film which laminated | stacked the film of the different material which has these materials as a main component may be sufficient.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.

《有機半導体化合物》
有機半導体化合物1(6,13−ビスイソプロピルシリルエチニルペンタセン)は、J.Am.Chem.Soc.,vol.123(2001),p9482,supporting informationに記載の方法に従って合成した。また、有機半導体化合物2〔ポリ(3−ヘキシルチオフェン)〕はAldrich社から購入したものを使用した。
《Organic semiconductor compound》
Organic semiconductor compound 1 (6,13-bisisopropylsilylethynylpentacene) is described in J. Org. Am. Chem. Soc. , Vol. 123 (2001), p9482, supporting information. The organic semiconductor compound 2 [poly (3-hexylthiophene)] purchased from Aldrich was used.

《イオン性液体》
イオン性液体1:1−エチル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボレート、(炭素原子数:6、分子量:198、融点:6℃、メルク社製)
イオン性液体2:1−オクタデシル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(炭素原子数:24、分子量:616、融点:25℃以下、メルク社製)
イオン性液体3:1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(炭素原子数:10、融点:−5℃、関東化学社製)
《インクジェットインクの調製》
〔インク1の調製:本発明〕
下記に示す添加比率で、有機溶媒1(テトラリン、比誘電率:2.7、沸点:208℃)に、有機半導体化合物1(6,13−ビスイソプロピルシリルエチニルペンタセン)、イオン性液体1(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボレート)を混合、溶解した。次いで、得られた溶液を0.45μmフィルターで濾過して、インク1を調製した。
<Ionic liquid>
Ionic liquid 1: 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, (number of carbon atoms: 6, molecular weight: 198, melting point: 6 ° C., manufactured by Merck & Co., Inc.)
Ionic liquid 2: 1-octadecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (carbon atoms: 24, molecular weight: 616, melting point: 25 ° C. or less, manufactured by Merck & Co., Inc.)
Ionic liquid 3: 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (carbon atoms: 10, melting point: −5 ° C., manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)
<Preparation of inkjet ink>
[Preparation of Ink 1: Present Invention]
The organic semiconductor compound 1 (6,13-bisisopropylsilylethynylpentacene) and ionic liquid 1 (1) are added to the organic solvent 1 (tetralin, relative dielectric constant: 2.7, boiling point: 208 ° C.) at the addition ratio shown below. -Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate) was mixed and dissolved. Next, the obtained solution was filtered through a 0.45 μm filter to prepare ink 1.

有機半導体化合物1(6,13−ビスイソプロピルシリルエチニルペンタセン)
1.00質量%
有機溶媒1(テトラリン) 98.99質量%
イオン性液体1(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム テトラフルオロボレート)
0.01質量%
〔インク2の調製:本発明〕
上記インク1の調製において、イオン性液体1に代えて、イオン性液体2(1−オクタデシル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)を用いた以外は同様にして、インク2を調製した。
Organic semiconductor compound 1 (6,13-bisisopropylsilylethynylpentacene)
1.00% by mass
Organic solvent 1 (tetralin) 99.99% by mass
Ionic liquid 1 (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)
0.01% by mass
[Preparation of ink 2: the present invention]
Ink 1 was prepared in the same manner as in preparing ink 1 except that ionic liquid 2 (1-octadecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide) was used instead of ionic liquid 1. did.

〔インク3の調製:本発明〕
上記インク1の調製において、イオン性液体1に代えて、イオン性液体3(1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)を用いた以外は同様にして、インク3を調製した。
[Preparation of Ink 3: Present Invention]
Ink 3 was prepared in the same manner as in preparing Ink 1 except that ionic liquid 3 (1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide) was used instead of ionic liquid 1. did.

〔インク4の調製:本発明〕
上記インク3の調製において、有機溶媒1(テトラリン)に代えて、有機溶媒2(トルエン、比誘電率:2.2、沸点:111℃)を用いた以外は同様にして、インク4を調製した。
[Preparation of ink 4: the present invention]
Ink 4 was prepared in the same manner except that organic solvent 2 (toluene, relative dielectric constant: 2.2, boiling point: 111 ° C.) was used instead of organic solvent 1 (tetralin) in the preparation of ink 3. .

〔インク5の調製:実施例〕
上記インク3の調製において、有機半導体化合物1に代えて、有機半導体化合物2〔ポリ(3−ヘキシルチオフェン)〕を用いたこと以外は同様にして、インク5を調製した。
[Preparation of Ink 5: Examples]
Ink 5 was prepared in the same manner except that organic semiconductor compound 2 [poly (3-hexylthiophene)] was used in place of organic semiconductor compound 1 in the preparation of ink 3.

〔インク6の調製:比較例〕
上記インク1の調製において、イオン性液体1を削除し、有機溶媒1(テトラリン)の添加量を99.00質量%に変更した以外は同様にして、インク5を調製した。
[Preparation of Ink 6: Comparative Example]
Ink 5 was prepared in the same manner as in the preparation of Ink 1 except that the ionic liquid 1 was omitted and the amount of organic solvent 1 (tetralin) added was changed to 99.00% by mass.

〔インク7の調製:比較例〕
下記の各添加剤を混合、溶解して、インク7を調製した。
[Preparation of Ink 7: Comparative Example]
Ink 7 was prepared by mixing and dissolving the following additives.

顔料:C.I.Pigment Red−122 4.00質量%
スチレン−ステアリルメタアクリレート共重合体 4.00質量%
イオン性液体2:1−オクタデシル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 12.00質量%
アイソパーH(非水溶性有機溶媒、エクソン社製) 80.00質量%
《インクの評価》
上記調製した各インクについて、下記に示す方法に従って評価を行った。
Pigment: C.I. I. Pigment Red-122 4.00 mass%
Styrene-stearyl methacrylate copolymer 4.00% by mass
Ionic liquid 2: 1-octadecyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide 12.00% by mass
Isopar H (water-insoluble organic solvent, manufactured by Exxon) 80.00% by mass
<Evaluation of ink>
Each ink prepared above was evaluated according to the following method.

〔サテライト耐性の評価〕
各インクを、ノズル口径が5μm、吐出インク液滴量が0.1plの図6に記載の圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置に装填、吐出させ、ノズル穴から吐出されるインク液滴の飛翔状態を、CCDカメラを用いてサテライト発生数を計測し、下記に示す基準に従って、サテライト耐性を評価した。液滴吐出ヘッド内に設けられた圧電素子の駆動電圧は、吐出孔からインクは隆起するが、液滴が形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧の1.1倍に、静電力は1kVにそれぞれ設定した。
[Evaluation of satellite resistance]
Each ink is loaded and discharged into an ink jet recording apparatus having the pressure applying means and electric field applying means shown in FIG. 6 having a nozzle diameter of 5 μm and a discharge ink droplet amount of 0.1 pl, and discharged from the nozzle holes. The flying state of the ink droplets was measured for the number of satellites generated using a CCD camera, and the satellite resistance was evaluated according to the following criteria. The drive voltage of the piezoelectric element provided in the droplet discharge head is 1.1 times the maximum voltage that the ink rises from the discharge hole but returns to the discharge hole without forming a droplet. Each was set to 1 kV.

◎:ノズルから吐出されたインク液滴数に対し、サテライト発生が5%未満
○:ノズルから吐出されたインク液滴数に対し、サテライト発生が5%以上、10%未満
△:ノズルから吐出されたインク液滴数に対し、サテライト発生が10%以上、20%未満
×:ノズルから吐出されたインク液滴数に対し、サテライト発生が20%以上
〔デキャップ耐性の評価〕
ノズル口径が5μm、吐出インク液滴量が0.1plの図6に記載のインクジェット記録ヘッドを用いて、上記調製各インクについて、23℃、60%RHの環境下で初期状態として、出射間隔1ミリ秒時、インク液滴速度が8m/secとなるように、液滴吐出ヘッド内に設けられた圧電素子の駆動電圧及び静電力を決定した。
◎: Less than 5% of satellites generated from the number of ink droplets ejected from the nozzle ○: More than 5% but less than 10% of satellites generated from the number of ink droplets ejected from the nozzle △: Ejected from the nozzle Satellite generation is 10% or more and less than 20% with respect to the number of ink droplets ×: Satellite generation is 20% or more with respect to the number of ink droplets ejected from the nozzle [Evaluation of decap resistance]
Using the inkjet recording head shown in FIG. 6 having a nozzle diameter of 5 μm and an ejected ink droplet amount of 0.1 pl, each of the above prepared inks has an emission interval of 1 as an initial state in an environment of 23 ° C. and 60% RH. The drive voltage and electrostatic force of the piezoelectric element provided in the droplet discharge head were determined so that the ink droplet velocity was 8 m / sec at milliseconds.

次いで、出射間隔時間を変化し、下式に従って液滴速度の相対比率を測定し、下記の基準に従ってデキャップ耐性の評価を行った。   Next, the emission interval time was changed, the relative ratio of the droplet velocity was measured according to the following formula, and the decap resistance was evaluated according to the following criteria.

例えば、出射間隔1ミリ秒でインク液滴を100滴出射させ、最初の出射から間隔時間t秒後に、再び出射間隔1ミリ秒で100滴出射させ、間隔時間t秒後の最初のインク液滴の速度を測定して、これを間隔時間t後の液滴速度とする。   For example, 100 ink droplets are ejected at an ejection interval of 1 millisecond, and after a time interval of t seconds from the first ejection, 100 droplets are ejected again at an ejection interval of 1 millisecond, and the first ink droplet after an interval time of t seconds. Is measured as a droplet velocity after an interval time t.

液滴速度の相対比率(%)=(出射間隔t秒後の液滴速度)/(出射間隔1ミリ秒の液滴速度=8m/sec)×100
◎:液滴速度の相対比率が70%以下となる間隔時間tが、10秒以上である
○:液滴速度の相対比率が70%以下となる間隔時間tが、1秒以上、10秒未満である
△:液滴速度の相対比率が70%以下となる間隔時間tが、0.3秒以上、1秒未満である
×:液滴速度の相対比率が70%以下となる間隔時間tが、0.3秒未満である
〔線幅再現性の評価〕
各インクを、図6に記載の圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置に装填し、アルカリ性水溶液で洗浄したガラス板上に、線幅10μmの直線を、線間隔50μmで複数本を形成した。液滴吐出ヘッド内に設けられた圧電素子の駆動電圧は、吐出孔から液体が隆起するが、液滴は形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧の1.1倍に、静電力は1kVにそれぞれ設定した。
Relative ratio of droplet velocity (%) = (droplet velocity after ejection interval t seconds) / (droplet velocity at ejection interval 1 ms = 8 m / sec) × 100
A: The interval time t at which the relative ratio of the droplet velocity is 70% or less is 10 seconds or more. O: The interval time t at which the relative ratio of the droplet velocity is 70% or less is 1 second or more and less than 10 seconds. Δ: The interval time t at which the relative proportion of the droplet velocity is 70% or less is 0.3 seconds or more and less than 1 second. ×: The interval time t at which the relative proportion of the droplet velocity is 70% or less. <0.3 seconds [Evaluation of line width reproducibility]
Each ink is loaded into an ink jet recording apparatus having the pressure applying means and the electric field applying means shown in FIG. 6, and a plurality of straight lines having a line width of 10 μm are formed on a glass plate washed with an alkaline aqueous solution at a line interval of 50 μm. Formed. The drive voltage of the piezoelectric element provided in the droplet discharge head is 1.1 times the maximum voltage that the liquid rises from the discharge hole but returns to the discharge hole without forming a droplet. Each was set to 1 kV.

形成したパターンを室温で乾燥させ、光学顕微鏡で観察し、以下の評価を行った。   The formed pattern was dried at room temperature, observed with an optical microscope, and evaluated as follows.

形成されたパターンの任意の50箇所における線幅を測定し、下式にしたがって平均泉幅Waveと線幅ばらつき度を算出し、下記基準に従って、細線再現性を評価した。   The line widths at arbitrary 50 locations of the formed pattern were measured, the average spring width Wave and the line width variation degree were calculated according to the following formula, and the fine line reproducibility was evaluated according to the following criteria.

平均線幅Wave=(W1+W2+・・・+W50)/50×100
(W1、W2、・・・、はそれぞれ1箇所目の測定位置の線幅、2箇所目の測定位置の線幅、・・・、を表す。)
線幅ばらつき度=(|W1−Wave|+|W2−Wave|+・・・+|W50−Wave|)/50×100
(線幅ばらつき度が小さいほど、線幅が均一であり、好ましい。)
〈評価基準〉
○:線幅ばらつき度が、1%未満である
△:線幅ばらつき度が、1%以上、5%未満である
×:線幅ばらつき度が、5%以上である
〔半導体特性の評価〕
(半導体素子の作製)
ゲート電極としての比抵抗0.01Ω・cmのSiウェハーに、厚さ200nmの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行った。
Average line width Wave = (W1 + W2 +... + W50) / 50 × 100
(W1, W2,... Represent the line width of the first measurement position, the line width of the second measurement position,...)
Line width variation = (| W1-Wave | + | W2-Wave | +... + | W50−Wave |) / 50 × 100
(The smaller the variation in line width, the more uniform and preferable the line width.)
<Evaluation criteria>
○: Line width variation is less than 1% Δ: Line width variation is 1% or more and less than 5% ×: Line width variation is 5% or more [Evaluation of Semiconductor Characteristics]
(Production of semiconductor elements)
A 200 nm thick thermal oxide film was formed on a Si wafer having a specific resistance of 0.01 Ω · cm as a gate electrode to form a gate insulating layer, and then surface treatment with octadecyltrichlorosilane was performed.

このような表面処理を行ったSiウェハー上に、マスクを用いて金を蒸着してソースおよびドレイン電極を形成した。ソースおよびドレイン電極は幅100μm、厚さ200nmで、チャネル幅W=3mm、チャネル長L=20μmになるように作製した。   On the Si wafer subjected to such surface treatment, gold was evaporated using a mask to form source and drain electrodes. The source and drain electrodes were manufactured to have a width of 100 μm, a thickness of 200 nm, a channel width W = 3 mm, and a channel length L = 20 μm.

図6に記載の圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置に装填し、上記で作製したインク1〜6を用いて、ソースおよびドレイン電極間に、着弾させた。滴吐出ヘッド内に設けられた圧電素子の駆動電圧は、吐出孔から液体が隆起するが液滴が形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧の1.1倍に、静電力は1kVにそれぞれ設定した。自然乾燥させ、窒素雰囲気下で50℃、30分間の熱処理を施した。   The ink jet recording apparatus provided with the pressure applying means and the electric field applying means shown in FIG. 6 was loaded and landed between the source and drain electrodes using the inks 1 to 6 produced above. The driving voltage of the piezoelectric element provided in the droplet discharge head is 1.1 times the maximum voltage that the liquid rises from the discharge hole but returns to the discharge hole without forming a droplet, and the electrostatic force is 1 kV Set each. It was naturally dried and heat-treated at 50 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

(キャリア移動度及びON/OFF値の評価)
得られた有機薄膜トランジスタについて、各素子のキャリア移動度とON/OFF値を、素子作製直後に測定した。尚、本発明では、I−V特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、さらに、ドレインバイアス−50Vとし、ゲートバイアス−50V及び0Vにしたときのドレイン電流値の比率からON/OFF比を求め、下記の基準に従って半導体特性の評価を行った。
(Evaluation of carrier mobility and ON / OFF value)
About the obtained organic thin-film transistor, the carrier mobility and ON / OFF value of each element were measured immediately after element preparation. In the present invention, the carrier mobility is obtained from the saturation region of the IV characteristic, and the ON / OFF ratio is obtained from the ratio of the drain current values when the drain bias is −50 V and the gate bias is −50 V and 0 V. The semiconductor characteristics were evaluated according to the following criteria.

〈評価基準〉
○:キャリア移動度が0.01cm2/Vsec以上で、かつ、ON/OFF比が106以上である
△:キャリア移動度が0.01cm2/Vsec以上、または、ON/OFF比が106以上のどちらか一方を満たす
×:キャリア移動度が0.01cm2/Vsec未満で、かつ、ON/OFF比が106未満である
以上により得られた結果を、表1に示す。
<Evaluation criteria>
○: Carrier mobility is 0.01 cm 2 / Vsec or more and ON / OFF ratio is 10 6 or more Δ: Carrier mobility is 0.01 cm 2 / Vsec or more, or ON / OFF ratio is 10 6 Satisfying either of the above ×: Carrier mobility is less than 0.01 cm 2 / Vsec and ON / OFF ratio is less than 10 6 Table 1 shows the results obtained.

Figure 2009120631
Figure 2009120631

表1に記載の結果より、圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置と本発明のインクを用いた水準は、比較例に対し、サテライト耐性、デキャップ耐性及び細線再現性に優れ、かつ形成した導電性パターンが優れた半導体特性を備えていることが分かる。   From the results shown in Table 1, the level using the ink jet recording apparatus having the pressure applying means and the electric field applying means and the ink of the present invention is superior to the comparative example in satellite resistance, decap resistance and fine line reproducibility. In addition, it can be seen that the formed conductive pattern has excellent semiconductor characteristics.

また、図6で示す圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置に代えて、圧力印加手段のみを有するセイコーエプソン社製のインクジェットプリンターPXG−900を用いて、上記の各評価で用いたのと同様のインク吐出条件になる様改造を行って、上記インク1〜5について同様の評価を行った結果、サテライト耐性、デキャップ耐性及び細線再現性に十分な結果を得ることができなかった。   Moreover, it replaces with the inkjet recording device provided with the pressure application means and electric field application means shown in FIG. 6, and uses for each said evaluation using the Seiko Epson ink-jet printer PXG-900 which has only a pressure application means. As a result of performing the same evaluation with respect to the inks 1 to 5 after modifying the ink discharge conditions to be the same as the ink discharge conditions, sufficient results for satellite resistance, decap resistance and fine line reproducibility could not be obtained. .

本発明に好ましく適用できる圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置の一例を示した概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an ink jet recording apparatus including a pressure applying unit and an electric field applying unit that can be preferably applied to the present invention. 本発明に好ましく適用できるインクジェット記録装置の液滴吐出ヘッドの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a droplet discharge head of an ink jet recording apparatus that can be preferably applied to the present invention. 本発明に好ましく適用できるインクジェット記録装置の液滴吐出ヘッドの一例の断面を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a cross section of an example of a droplet discharge head of an ink jet recording apparatus that can be preferably applied to the present invention. 液滴吐出の際の駆動電圧Veの波形の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the waveform of the drive voltage Ve at the time of droplet discharge. 液滴吐出の際の駆動電圧Veの波形の他の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the waveform of the drive voltage Ve at the time of droplet discharge. 本発明に好ましく適用できるインクジェット記録装置の全体構成の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an overall configuration of an ink jet recording apparatus that can be preferably applied to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

A インクジェット式記録ヘッド
1 ノズルプレート
2 ボディプレート
3 圧力発生手段
11 インク吐出のための吐出孔
21 インク供給口
22 共通インク室溝
23 インク供給路溝
24 圧力室となる圧力室溝
60 液体吐出装置
120 導電性インク吐出装置
121 ノズル
122 ノズル内流路
123 対向電極
124 インク室
125 吐出電圧印加手段
126 ノズルプレート
127 供給路
128 吐出電極
130 バイアス電源
K インク受容基材
A Inkjet recording head 1 Nozzle plate 2 Body plate 3 Pressure generating means 11 Ejection hole for ejecting ink 21 Ink supply port 22 Common ink chamber groove 23 Ink supply path groove 24 Pressure chamber groove serving as pressure chamber 60 Liquid ejection device 120 Conductive ink discharge device 121 Nozzle 122 Flow path in nozzle 123 Counter electrode 124 Ink chamber 125 Discharge voltage applying means 126 Nozzle plate 127 Supply path 128 Discharge electrode 130 Bias power supply 130 K Ink receiving substrate

Claims (5)

圧力印加手段と電界印加手段とを備えたインクジェット記録装置により吐出してパターン像を形成するのに用いるインクジェットインクであって、有機半導体化合物、比誘電率が10以下の有機溶媒、及び下記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とするインクジェットインク。
Figure 2009120631
〔式中、Q1は窒素原子と共に5または6員環の芳香族カチオンを形成する原子団を表す。R1は置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕
Figure 2009120631
〔式中、A1は窒素原子またはリン原子を表す。R2〜R5は各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕
Figure 2009120631
〔式中、R6〜R11は各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。X-はアニオンを表す。〕
一般式(4)
+12131415・X-
〔式中、R12〜R15は、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、アリール基、複素環基またはアラルキル基を表し、同一でも異なっていてもよい。X-はアニオンを表す。〕
Figure 2009120631
〔式中、X及びYは、各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、同一であっても異なっていてもよい。k及びiは、各々0または1〜4の正整数を、n及びmは、各々3〜7の正整数を表し、Aは酸成分を表す。〕
An ink-jet ink used for forming a pattern image by being ejected by an ink-jet recording apparatus having a pressure applying means and an electric field applying means, comprising an organic semiconductor compound, an organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less, and the following general formula An ink-jet ink comprising at least one selected from ionic liquids represented by (1) to (5).
Figure 2009120631
[Wherein, Q 1 represents an atomic group that forms a 5- or 6-membered aromatic cation with a nitrogen atom. R 1 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]
Figure 2009120631
[Wherein, A 1 represents a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 2 to R 5 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]
Figure 2009120631
[Wherein, R 6 to R 11 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkenyl group. X represents an anion. ]
General formula (4)
P + R 12 R 13 R 14 R 15 · X -
[Wherein, R 12 to R 15 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, heterocyclic group or aralkyl group, which may be the same or different. X represents an anion. ]
Figure 2009120631
[Wherein, X and Y each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different. k and i each represents 0 or a positive integer of 1 to 4, n and m each represents a positive integer of 3 to 7, and A represents an acid component. ]
前記一般式(1)〜(5)で表されるイオン性液体が、炭素数が10以上、20以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットインク。 2. The ink according to claim 1, wherein the ionic liquid represented by the general formulas (1) to (5) has 10 to 20 carbon atoms. 前記有機半導体化合物が、6,13−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセン、または、1,3,6−N−スルフィニルアセトアミドペンタセンであることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink according to claim 1, wherein the organic semiconductor compound is 6,13-bistriisopropylsilylethynylpentacene or 1,3,6-N-sulfinylacetamidopentacene. 前記比誘電率が10以下の有機溶媒の沸点が、150℃以上、250℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェットインク。 The inkjet ink according to claim 1, wherein the organic solvent having a relative dielectric constant of 10 or less has a boiling point of 150 ° C. or more and 250 ° C. or less. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェットインクをインクジェット記録装置より吐出して導電性パターンを作製する導電性パターン作製方法であって、該インクジェット記録装置は、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、圧力発生素子に電圧を印加する電圧印加手段、及び静電力を用いた電界印加手段を有することを特徴とする導電性パターン作製方法。 A conductive pattern production method for producing a conductive pattern by discharging the inkjet ink according to any one of claims 1 to 4 from an inkjet recording apparatus, wherein the inkjet recording apparatus includes a nozzle plate having discharge holes. And a pressure chamber communicating with the discharge hole, a pressure generating element for causing a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber, a voltage applying means for applying a voltage to the pressure generating element, and an electric field applying means using an electrostatic force. A conductive pattern manufacturing method.
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