JP5838876B2 - Method for forming functional thin film and functional ink - Google Patents
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Description
本発明は、機能性薄膜の形成方法及び機能性インクに関し、詳しくは、基材上に機能性薄膜を形成する機能性薄膜の形成方法及びこれに用いられる機能性インクに関する。 The present invention relates to a method for forming a functional thin film and a functional ink, and more particularly to a method for forming a functional thin film for forming a functional thin film on a substrate and a functional ink used for the method.
機能性材料を種々の基材上にパターニングすることが、例えば電子デバイス製造など多岐に亘る分野で必要とされている。 Patterning functional materials on various substrates is required in a wide variety of fields, such as electronic device manufacturing.
従来、機能性材料のパターニングには蒸着法が用いられてきたが、真空プロセスを用いる蒸着法は、装置コストが高いこと、材料の利用効率が低いことなどの問題があった。 Conventionally, a vapor deposition method has been used for patterning a functional material. However, a vapor deposition method using a vacuum process has problems such as high apparatus cost and low material utilization efficiency.
これに対して、インクジェット法によって、半導体材料をダイレクトにパターニングする方法が検討されている(特許文献1及び2)が、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性等に問題があった。 On the other hand, a method of directly patterning a semiconductor material by an ink jet method has been studied (Patent Documents 1 and 2). However, ink jet injection stability, flatness as a whole coating film, repelling prevention property, etc. There was a problem.
特許文献1は、半導体含有インクに用いる溶剤としてケトン系溶剤、エステル系溶剤等を用いること、及び2種以上の溶剤を併用してもよいことを提案しているが、ハロゲン系溶剤インクの作業環境影響、素子特性に鑑みたものであり、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性等については一切言及していない。特許文献1には、溶剤を2種併用する際の具体例や併用方法も記載されていないし、インクジェット法を適用した実施例は、アニソール(沸点153℃、表面張力35mN/m)の単独系である。 Patent Document 1 proposes to use a ketone solvent, an ester solvent, or the like as a solvent used in a semiconductor-containing ink, and to use two or more solvents together. This is in consideration of environmental influences and device characteristics, and makes no mention of inkjet ejection stability, flatness of the entire coating film, anti-repelling property and the like. Patent Document 1 does not describe a specific example or a combination method when two kinds of solvents are used in combination, and an example in which the inkjet method is applied is a single system of anisole (boiling point 153 ° C., surface tension 35 mN / m). is there.
特許文献2は、有機半導体含有インクに、比較的高沸点であり且つ有機半導体の良溶媒である溶媒Aと、比較的低沸点であり且つ有機半導体の貧溶媒である溶媒Bの2種の溶媒を含有することで、インクにおける有機半導体の溶解・析出を利用する発明である。特許文献2は、インク全体としての表面張力について言及するが、2種の溶媒間に特定の表面張力差を設けることについては一切の言及がない。更に、特許文献2において、2種の溶媒は、有機半導体を溶解する溶解性が異なるものでなければならず、2種の溶媒を共にエステル系又はケトン系溶剤から選択することについては一切言及していない。 Patent Document 2 discloses that an organic semiconductor-containing ink has two kinds of solvents, a solvent A having a relatively high boiling point and a good solvent for the organic semiconductor, and a solvent B having a relatively low boiling point and a poor solvent for the organic semiconductor. It is an invention that utilizes dissolution / precipitation of an organic semiconductor in an ink. Patent Document 2 refers to the surface tension of the ink as a whole, but there is no mention of providing a specific surface tension difference between two solvents. Furthermore, in Patent Document 2, the two types of solvents must be different in solubility for dissolving the organic semiconductor, and no mention is made of selecting both types of solvents from ester solvents or ketone solvents. Not.
本発明者は、研究により、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤は、機能性化材料、特に液中で安定性の低い機能性材料を含む場合においても、インクジェット射出安定性を向上し得るが、この溶剤だけでは、塗膜の乾燥過程において、局所的に膜厚異常部が発生したり、はじきによる液寄り(ドットの合一)が発生したりするため、塗布パターンの精密描画ができないという知見を得た。 The present inventor has shown that, based on research, an ester-based or ketone-based solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C. includes a functionalized material, in particular, a functional material having low stability in a liquid. However, with this solvent alone, an abnormal film thickness area may occur locally in the drying process of the coating film, or liquid dipping (coincidence of dots) may occur due to repelling. I learned that I couldn't draw precise drawings.
そこで本発明者は、更に鋭意検討し、特定の2種以上の溶剤を併用することにより、インクジェット射出安定性の向上と、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性の向上との両立が達成できることを見出して本発明に至った。 Therefore, the present inventor has further studied diligently, and by using two or more specific solvents in combination, it is possible to improve the stability of inkjet injection and improve the flatness and the repellency of the entire coating film. Has been found to be achieved, and the present invention has been achieved.
そこで、本発明の課題は、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性を向上できる機能性薄膜の形成方法及び機能性インクを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a functional thin film and a functional ink that can improve inkjet ejection stability, flatness as a whole coating film, and repellency prevention.
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクを基材に付着させた後、該基材上で前記溶剤を乾燥させて機能性薄膜を形成する機能性薄膜の形成方法において、
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含むことを特徴とする機能性薄膜の形成方法。
1. In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. A third solvent selected from the solvent group 2 consisting of a solvent and having a lower surface tension than the first solvent and an alcohol having a lower boiling point and lower surface tension than the first solvent; A method for forming a functional thin film comprising at least a solvent .
2.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクを基材に付着させた後、該基材上で前記溶剤を乾燥させて機能性薄膜を形成する機能性薄膜の形成方法において、
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性薄膜の形成方法。
2. In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. selected from solvent group 2 consisting of a solvent, and at least viewed contains a second and a solvent which is a low surface tension, the than the first solvent, in a range of less than 0.5 wt% total content of the polymer A method for forming a functional thin film, comprising:
3.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクを基材に付着させた後、該基材上で前記溶剤を乾燥させて機能性薄膜を形成する機能性薄膜の形成方法において、
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性薄膜の形成方法。
3. In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. A third solvent selected from the solvent group 2 consisting of a solvent and having a lower surface tension than the first solvent and an alcohol having a lower boiling point and lower surface tension than the first solvent; and a solvent, only at least including, a method of forming the functional thin film, wherein the total content of the polymer is in the range of less than 0.5 wt%.
4.前記第1の溶剤及び第2の溶剤の少なくとも1種は、分子内にエーテル結合を有するエステル系又はケトン系溶剤であることを特徴とする前記1〜3の何れかに記載の機能性薄膜の形成方法。 4). 4. The functional thin film according to any one of 1 to 3, wherein at least one of the first solvent and the second solvent is an ester solvent or a ketone solvent having an ether bond in the molecule. Forming method.
5.前記機能性インクは、前記溶剤群1より選ばれる溶剤の総含有量が40重量%未満の範囲であることを特徴とする前記1〜4の何れかに記載の機能性薄膜の形成方法。 5. 5. The method for forming a functional thin film according to any one of 1 to 4 , wherein the functional ink has a total content of a solvent selected from the solvent group 1 in a range of less than 40% by weight.
6.前記第2の溶剤は、沸点が80℃以上であることを特徴とする前記1〜5の何れかに記載の機能性薄膜の形成方法。 6). 6. The method for forming a functional thin film according to any one of 1 to 5 , wherein the second solvent has a boiling point of 80 ° C. or higher.
7.前記機能性インクを加熱された前記基材に付着させることを特徴とする前記1〜6の何れかに記載の機能性薄膜の形成方法。 7). 7. The method for forming a functional thin film according to any one of 1 to 6 , wherein the functional ink is adhered to the heated substrate.
8.前記機能性インクを前記基材にワンパス印字法で付着させることを特徴とする前記1〜7の何れかに記載の機能性薄膜の形成方法。 8). 8. The method for forming a functional thin film according to any one of 1 to 7 , wherein the functional ink is adhered to the substrate by a one-pass printing method.
9.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクにおいて、
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含むことを特徴とする機能性インク。
9. In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. And at least a second solvent having a lower surface tension than the first solvent and a third solvent composed of an alcohol having a lower boiling point and a lower surface tension than the first solvent. A functional ink.
10.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクにおいて、
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性インク。
10. In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. more selected, and at least a look-containing second and the solvent is a low surface tension, the than the first solvent, wherein the total content of the polymer is in the range of less than 0.5 wt% Functional ink.
11.機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクにおいて、
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性インク。
11. In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. And a second solvent having a lower surface tension than the first solvent and a third solvent composed of an alcohol having a lower boiling point and a lower surface tension than the first solvent. A functional ink having a total polymer content of less than 0.5% by weight .
12.前記第1の溶剤及び第2の溶剤の少なくとも1種は、分子内にエーテル結合を有するエステル系又はケトン系溶剤であることを特徴とする前記9〜11の何れかに記載の機能性インク。 12 12. The functional ink according to any one of 9 to 11, wherein at least one of the first solvent and the second solvent is an ester solvent or a ketone solvent having an ether bond in the molecule.
13.前記溶剤群1より選ばれる溶剤の総含有量が40重量%未満の範囲であることを特徴とする前記9〜12の何れかに記載の機能性インク。 13. 13. The functional ink as described in any one of 9 to 12 , wherein the total content of the solvent selected from the solvent group 1 is in the range of less than 40% by weight.
14.前記第2の溶剤は、沸点が80℃以上であることを特徴とする前記9〜13の何れかに記載の機能性インク。 14 14. The functional ink as described in any one of 9 to 13 , wherein the second solvent has a boiling point of 80 ° C. or higher.
本発明によれば、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性を向上できる機能性薄膜の形成方法及び機能性インクを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the formation method and functional ink of a functional thin film which can improve inkjet injection stability, the flatness as the whole coating film, and a repellency prevention property can be provided.
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。 Below, the form for implementing this invention is demonstrated.
本発明に係る機能性薄膜の形成方法は、機能性材料と、溶剤とを少なくとも含有する機能性インクを基材に付着させた後、該基材上で前記溶剤を乾燥させて機能性薄膜を形成する。 In the method for forming a functional thin film according to the present invention, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film. Form.
本発明において、機能性インクは、溶剤として、第1の溶剤及び第2の溶剤からなる2種の溶剤を少なくとも含有する。 In the present invention, the functional ink contains at least two kinds of solvents including a first solvent and a second solvent as a solvent.
第1の溶剤は、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる。 The first solvent is selected from solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C.
一方、第2の溶剤は、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ第1の溶剤よりも低表面張力である。 On the other hand, the second solvent is selected from the solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and has a lower surface tension than the first solvent.
つまり、本発明において、第1の溶剤は比較的高沸点且つ高表面張力であり、第2の溶剤は比較的低沸点且つ低表面張力である。 That is, in the present invention, the first solvent has a relatively high boiling point and high surface tension, and the second solvent has a relatively low boiling point and low surface tension.
従来、機能性材料を含有するインクでは、インクジェットヘッドのノズル孔近傍でのインクの非射出時(待機状態)におけるインクの蒸発に伴って、固形分が析出したり、インクが増粘すること等が理由で、射出時における射出安定性が確保できなくなる場合があった。 Conventionally, in ink containing a functional material, solids are deposited or the viscosity of the ink increases as the ink evaporates in the vicinity of the nozzle hole of the inkjet head when the ink is not ejected (standby state). For this reason, the injection stability at the time of injection may not be ensured.
本発明の機能性インクでは、比較的低沸点である第2の溶剤の一部が先に蒸発していっても、比較的高沸点である第1の溶剤が残留し、インクジェット射出安定性の向上に寄与しているものと考えられる。 In the functional ink of the present invention, even if a part of the second solvent having a relatively low boiling point has previously evaporated, the first solvent having a relatively high boiling point remains, and the inkjet injection stability is improved. It is thought that it contributes to improvement.
更に、本発明の機能性インクにより形成された塗膜(湿潤塗膜)の乾燥過程では、比較的低表面張力である第2の溶剤によってもたらされる濡れ性が、乾燥後の塗膜全体としての平坦性やはじき防止性の向上に寄与しているものと考えられる。また更に、薄膜状態では乾燥が早いため、第2の溶剤に引き続き、速やかに第1の溶剤も乾燥していく。乾燥に伴って第1の溶剤の割合が高まっても、薄膜であるため、第1の溶剤の比較的高い表面張力に起因した濡れ性の低下による故障が発生する前に、第1の溶剤が乾燥する。そのため、第1の溶剤の表面張力による影響は驚くほど小さくなることを発見した。このことも、乾燥後の塗膜全体としての平坦性やはじき防止性の向上に寄与しているものと考えられる。 Furthermore, in the drying process of the coating film (wet coating film) formed by the functional ink of the present invention, the wettability provided by the second solvent having a relatively low surface tension is as the entire coating film after drying. It is thought that it contributes to improvement of flatness and repellency prevention. Furthermore, since the drying is fast in the thin film state, the first solvent is quickly dried following the second solvent. Even if the proportion of the first solvent increases with drying, since the film is a thin film, before the failure due to the reduction in wettability due to the relatively high surface tension of the first solvent occurs, the first solvent dry. Therefore, it has been found that the influence of the surface tension of the first solvent is surprisingly small. This is also considered to contribute to the improvement of flatness and anti-repelling property as a whole coating film after drying.
本発明者は、上記の知見に基づいて更に検討を行い、本発明において、比較的高沸点且つ高表面張力である溶剤群1より選ばれる溶剤(第1の溶剤含む)の機能性インクにおける総含有量を比較的少量(具体的には後述する)の範囲とすることが、上述した本発明による効果を更に向上させることを見出した。薄膜の乾燥時における第1の溶剤の比較的高い表面張力による影響(濡れ性の低下)が更に抑えられるものと考えられる。 The present inventor has further studied based on the above knowledge, and in the present invention, the total of the functional inks of the solvent (including the first solvent) selected from the solvent group 1 having a relatively high boiling point and high surface tension. It has been found that setting the content in a relatively small range (specifically described later) further improves the effects of the present invention described above. It is considered that the influence (decrease in wettability) due to the relatively high surface tension of the first solvent during the drying of the thin film can be further suppressed.
また、本発明者は、上記の知見に基づいて更に検討を行い、本発明において、機能性インクを、加熱された基材、好ましくは比較的低い温度(具体的には後述する)に加熱された基材に付着させて(塗布して)薄膜形成することが、上述した本発明による効果を更に向上させることを見出した。加熱された基材に塗布することで、第1の溶剤の比較的高い表面張力による影響が更に抑えられ、特に、加熱を比較的低い温度で行うことで、第2の溶剤による濡れ性も好適に発現するものと考えられる。 The present inventor has further studied based on the above findings, and in the present invention, the functional ink is heated to a heated substrate, preferably a relatively low temperature (specifically described later). It has been found that the effect of the present invention described above can be further improved by attaching (applying) to a substrate and forming a thin film. By applying to the heated substrate, the influence of the relatively high surface tension of the first solvent can be further suppressed, and in particular, the wettability by the second solvent is also suitable by performing the heating at a relatively low temperature. It is thought that it is expressed in.
以下に、本発明に係る機能性インクについて更に詳しく説明する。 Hereinafter, the functional ink according to the present invention will be described in more detail.
本発明において、第1の溶剤が選択される溶剤群1は、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる。 In the present invention, the solvent group 1 from which the first solvent is selected comprises an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C.
沸点が150℃以上200℃未満のエステル系溶剤としては、例えば、酢酸3−メトキシブチル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、酢酸アミル、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、乳酸エチル等が挙げられ、中でも分子内にエーテル結合を有するエステル系溶剤が好ましく、酢酸3−メトキシブチル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネートが好ましく、酢酸3−メトキシブチルが最も好ましい。 Examples of ester solvents having a boiling point of 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C. include 3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol diacetate, cyclohexanol acetate, amyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol Monomethyl ether propionate, ethyl lactate and the like can be mentioned, among which ester solvents having an ether bond in the molecule are preferable, 3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol monomethyl ether Propionate is preferred and 3-methoxybutyl acetate is most preferred.
沸点が150℃以上200℃未満のケトン系溶剤としては、好ましくは、例えば、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン等が挙げられ、これらの中でも、シクロヘキサノン等が更に好ましい。また、分子内にエーテル結合を有するケトン系溶剤も好ましく用いることができる。 Preferred examples of the ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C. include cyclohexanone, methylcyclohexanone, diisobutyl ketone, and the like, and among these, cyclohexanone is more preferable. A ketone solvent having an ether bond in the molecule can also be preferably used.
本発明において、第2の溶剤が選択される溶剤群2は、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる。 In the present invention, the solvent group 2 from which the second solvent is selected comprises an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C.
沸点が150℃未満のエステル系溶剤としては、例えば、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸n−プロピルが挙げられ、中でも分子内にエーテル結合を有するエステル系溶剤が好ましく、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートが好ましい。 Examples of the ester solvent having a boiling point of less than 150 ° C. include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and n-propyl acetate. Among them, ester solvents having an ether bond in the molecule are preferable, and propylene acetate Glycol monomethyl ether and ethylene glycol monomethyl ether acetate are preferred.
沸点が150℃未満のケトン系溶剤としては、好ましくは、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらの中でも、3−ペンタノン等が更に好ましい。また、分子内にエーテル結合を有するケトン系溶剤も好ましく用いることができる。 Preferable examples of the ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. include methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and among these, 3-pentanone is more preferable. A ketone solvent having an ether bond in the molecule can also be preferably used.
本発明において、第2の溶剤は、溶剤群2の中から、第1の溶剤よりも低表面張力のものが選ばれる。なお、表面張力は、協和界面科学社製の自動表面張力計CVBP−Z型を用いて、Wilhelmy法(プレート法)により25℃で測定した値である。 In the present invention, the second solvent is selected from the solvent group 2 having a lower surface tension than the first solvent. The surface tension is a value measured at 25 ° C. by the Wilhelmy method (plate method) using an automatic surface tension meter CVBP-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
また、本発明において、第2の溶剤は、沸点が80℃以上であることが好ましい。 In the present invention, the second solvent preferably has a boiling point of 80 ° C. or higher.
更に、本発明において、第1の溶剤及び第2の溶剤の少なくとも1種、好ましくは両方が、分子内にエーテル結合を有するエステル系又はケトン系溶剤であることが好ましく、分子内にエーテル結合を有するエステル系溶剤であることが特に好ましい。 Furthermore, in the present invention, at least one of the first solvent and the second solvent, preferably both are ester-based or ketone-based solvents having an ether bond in the molecule, and the ether bond is formed in the molecule. It is particularly preferable that it is an ester solvent.
本発明に係る機能性インクは、第1の溶剤及び第2の溶剤の他に、更なる他の溶剤を1又は2種以上含んでもよい。 The functional ink according to the present invention may contain one or more other solvents in addition to the first solvent and the second solvent.
他の溶剤としては、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール等のアルコールを好ましく例示できる。 As other solvents, alcohols such as 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-pentanol, and 1-hexanol can be preferably exemplified.
中でも他の溶剤(第3の溶剤)として、第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールを含むことが好ましい。これにより、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性を更に顕著に向上できる効果が得られる。 Among these, as the other solvent (third solvent), it is preferable to include an alcohol having a lower boiling point and lower surface tension than the first solvent. Thereby, the effect which can improve notably inkjet injection stability, the flatness as the whole coating film, and repellency prevention property further is acquired.
また、機能性インク中に、溶剤群1及び溶剤群2に属する溶剤を、上述した第1の溶剤及び第2の溶剤の他に更に含むことも好ましいことである。 It is also preferable that the functional ink further contains a solvent belonging to the solvent group 1 and the solvent group 2 in addition to the first solvent and the second solvent described above.
本発明に係る機能性インクは、溶剤群1より選ばれる溶剤(第1の溶剤含む)の総含有量が比較的少量であることが好ましく、具体的には、好ましくは40重量%未満、より好ましくは30重量%以下、最も好ましくは20重量%以下の範囲である。これにより、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が更に向上し、特に、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が顕著に向上する。 In the functional ink according to the present invention, the total content of the solvent selected from the solvent group 1 (including the first solvent) is preferably relatively small, specifically, preferably less than 40% by weight, more Preferably it is 30 weight% or less, Most preferably, it is the range of 20 weight% or less. Thereby, inkjet injection stability, flatness as a whole coating film, and repellency prevention property are further improved, and in particular, flatness as a whole coating film and repellency prevention property are remarkably improved.
また、機能性インクにおける溶剤群1より選ばれる溶剤(第1の溶剤含む)の総含有量は、5重量%以上であることが好ましく、10重量%以上であることがより好ましい。これにより、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が更に向上し、特に、インクジェット射出安定性が顕著に向上する。 Further, the total content of the solvent (including the first solvent) selected from the solvent group 1 in the functional ink is preferably 5% by weight or more, and more preferably 10% by weight or more. As a result, the ink jet injection stability, the flatness of the entire coating film, and the repellency can be further improved, and in particular, the ink jet injection stability is significantly improved.
本発明のインクが含有する機能性材料としては、格別限定されるものではないが、導電性微粒子、導電性ポリマー等の導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、光学フィルター材料、誘電体材料等を好ましく例示できる。 The functional material contained in the ink of the present invention is not particularly limited, but conductive materials such as conductive fine particles and conductive polymers, insulating materials, semiconductor materials, optical filter materials, dielectric materials, etc. Can be preferably exemplified.
導電性微粒子としては、格別限定されないが、Au、Pt、Ag、Cu、Ni、Cr、Rh、Pd、Zn、Co、Mo、Ru、W、Os、Ir、Fe、Mn、Ge、Sn、Ga、In等の微粒子を好ましく例示でき、中でも、Au、Ag、Cuのような金属微粒子を用いると、電気抵抗が低く、且つ腐食に強い回路パターンを形成することができるので、より好ましい。コスト及び安定性の観点から、Agを含む金属微粒子が最も好ましい。これらの金属微粒子の平均粒子径は、好ましくは1〜100nmの範囲、より好ましくは3〜50nmの範囲とされる。 The conductive fine particles are not particularly limited, but Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga. In particular, fine particles such as In can be exemplified, and among them, use of fine metal particles such as Au, Ag, and Cu is more preferable because a circuit pattern having low electrical resistance and strong corrosion can be formed. From the viewpoint of cost and stability, metal fine particles containing Ag are most preferable. The average particle diameter of these metal fine particles is preferably in the range of 1 to 100 nm, more preferably in the range of 3 to 50 nm.
また、導電性微粒子として、カーボン微粒子を用いることも好ましい。カーボン微粒子としては、グラファイト微粒子、カーボンナノチューブ、フラーレン等を好ましく例示できる。 It is also preferable to use carbon fine particles as the conductive fine particles. Preferable examples of the carbon fine particles include graphite fine particles, carbon nanotubes, fullerenes and the like.
導電性ポリマーとしては、格別限定されないが、π共役系導電性高分子を好ましく挙げることができる。 Although it does not specifically limit as a conductive polymer, (pi) conjugated system conductive polymer can be mentioned preferably.
π共役系導電性高分子としては、特に限定されず、ポリチオフェン(基本のポリチオフェンを含む、以下同様)類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。中でも、高い導電性と良好な精密パターニング特性が得られる点で、ポリチオフェン類やポリアニリン類が好ましい。ポリエチレンジオキシチオフェンであることが最も好ましい。 The π-conjugated conductive polymer is not particularly limited, and includes polythiophenes (including basic polythiophenes, the same applies hereinafter), polypyrroles, polyindoles, polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes, polyfurans, polyparaffins. A chain conductive polymer of phenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, polythiazyls can be used. Of these, polythiophenes and polyanilines are preferable in that high conductivity and good precision patterning characteristics can be obtained. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.
本発明に用いられる導電性ポリマーは、より好ましくは、上述したπ共役系導電性高分子とポリアニオンとを含んで成ることである。こうした導電性ポリマーは、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と、ポリアニオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造できる。 More preferably, the conductive polymer used in the present invention comprises the above-described π-conjugated conductive polymer and a polyanion. Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a polyanion.
ポリアニオンは、置換若しくは未置換のポリアルキレン、置換若しくは未置換のポリアルケニレン、置換若しくは未置換のポリイミド、置換若しくは未置換のポリアミド、置換若しくは未置換のポリエステル及びこれらの共重合体であって、アニオン基を有する構成単位とアニオン基を有さない構成単位とからなるものである。 The polyanion is a substituted or unsubstituted polyalkylene, a substituted or unsubstituted polyalkenylene, a substituted or unsubstituted polyimide, a substituted or unsubstituted polyamide, a substituted or unsubstituted polyester, and a copolymer thereof. It consists of a structural unit having a group and a structural unit having no anionic group.
このポリアニオンは、π共役系導電性高分子を溶媒に可溶化させる可溶化高分子である。また、ポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性と耐熱性を向上させる。 This polyanion is a solubilized polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent. The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.
ポリアニオンのアニオン基としては、π共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシ基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシ基がより好ましい。 The anion group of the polyanion may be a functional group capable of undergoing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among them, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate group, A monosubstituted phosphate group, a phosphate group, a carboxy group, a sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxy group are more preferable.
ポリアニオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。 Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, polyisoprene sulfone. Examples include acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid, polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid and the like. . These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
また、化合物内にF(フッ素原子)を有するポリアニオンであってもよい。具体的には、パーフルオロスルホン酸基を含有するナフィオン(Dupont社製)、カルボン酸基を含有するパーフルオロ型ビニルエーテルからなるフレミオン(旭硝子社製)等を挙げることができる。 Moreover, the polyanion which has F (fluorine atom) in a compound may be sufficient. Specifically, Nafion (made by Dupont) containing a perfluorosulfonic acid group, Flemion (made by Asahi Glass Co., Ltd.) made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group, and the like can be mentioned.
これらのうち、スルホン酸を有する化合物であると、インク射出安定性が特に良好であり、かつ高い導電性が得られることから、より好ましい。 Among these, a compound having a sulfonic acid is more preferable because ink ejection stability is particularly good and high conductivity is obtained.
さらに、これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリアニオンは、導電性に優れるという効果を奏する。 Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These polyanions have the effect of being excellent in conductivity.
ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が10〜100000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10000個の範囲がより好ましい。 The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.
導電性ポリマーは市販の材料も好ましく利用できる。例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT/PSSと略す)が、H.C.Starck社からCLEVIOSシリーズとして、Aldrich社からPEDOT−PASS483095、560598として、Nagase Chemtex社からDenatronシリーズとして市販されている。また、ポリアニリンが、日産化学社からORMECONシリーズとして市販されている。 A commercially available material can also be preferably used for the conductive polymer. For example, a conductive polymer (abbreviated as PEDOT / PSS) made of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid is H.264. C. It is commercially available from Starck as the CLEVIOS series, from Aldrich as PEDOT-PASS 483095, 560598, and from Nagase Chemtex as the Denatron series. Polyaniline is also commercially available from Nissan Chemical as the ORMECON series.
絶縁性材料としては、格別限定されないが、酸化シリコン(SiOX)、窒化シリコン(SiNX)、酸化窒化シリコン(SiOXNY;但しX>Y)、窒化酸化シリコン(SiNXOY;但しX>Y)等のシリコン系材料、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁樹脂等を好ましく例示できる。 The insulating material is not particularly limited, but is silicon such as silicon oxide (SiOX), silicon nitride (SiNX), silicon oxynitride (SiOXNY; where X> Y), silicon nitride oxide (SiNXOY; where X> Y), or the like. Preferred examples include materials, organic insulating resins such as phenol resins and polyimide resins.
半導体材料としては、格別限定されないが、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレン等の有機半導体材料等を好ましく例示できる。 The semiconductor material is not particularly limited, but organic semiconductor materials such as polythienylene vinylene, poly (2,5-thienylene vinylene), polyacetylene, polyacetylene derivatives, and polyarylene vinylene can be preferably exemplified.
本発明の機能性インク及び機能性薄膜の形成方法を、有機ELパネル(有機EL素子)の有機層薄膜形成に用いることは特に好ましい。 It is particularly preferable to use the functional ink and the method for forming a functional thin film of the present invention for forming an organic layer thin film of an organic EL panel (organic EL element).
有機EL素子は、電極間に単数又は複数の有機化合物層を積層した構成であり、例えば、前記のような構成を有し、上記以外にも電子阻止層、また正孔阻止層、またバッファー層等適宜必要な層が所定の層順で積層され、両極から注入された正孔及び電子等のキャリア移動がスムースに行われるよう構成されている。 The organic EL element has a configuration in which one or a plurality of organic compound layers are laminated between electrodes. For example, the organic EL device has the above-described configuration. In addition to the above, an electron blocking layer, a hole blocking layer, and a buffer layer Necessary layers and the like are stacked in a predetermined layer order so that carriers such as holes and electrons injected from both electrodes are smoothly moved.
有機EL素子は、種々の有機層構成を有するが、又最も単純な構成においては、陽極/発光層/陰極からなるもので、その他、必要に応じ、例えば、上記以外、電子輸送層、電子阻止層、また正孔輸送層、正孔阻止層、またバッファー層等が適宜所定の層順で積層される。代表的には、例えば、陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極等の構成層からなる素子が一般的である。 The organic EL element has various organic layer configurations. In the simplest configuration, it consists of an anode / a light emitting layer / a cathode, and, if necessary, for example, other than the above, an electron transport layer, an electron blocking layer. A layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a buffer layer, and the like are appropriately laminated in a predetermined layer order. Typically, for example, an element comprising a constituent layer such as an anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode is common.
有機EL素子は、このように電極間に単数又は複数の有機層を積層した構成であり、両極から正孔及び電子等のキャリアを注入することで発光する。 The organic EL element has a structure in which one or a plurality of organic layers are stacked between electrodes as described above, and emits light by injecting carriers such as holes and electrons from both electrodes.
本発明の機能性インク及び機能性薄膜の形成方法を、発光層、正孔注入・輸送層、又は電子注入・輸送層等の塗布形成に用いることは特に好ましい。 The method for forming a functional ink and a functional thin film of the present invention is particularly preferably used for coating formation of a light emitting layer, a hole injection / transport layer, an electron injection / transport layer, or the like.
このとき、例えば、発光層中に含有される有機発光材料としては、カルバゾール、カルボリン、ジアザカルバゾール等の芳香族複素環化合物、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等、また、前述のポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール等の高分子材料があげられるが、本発明においてはこれに限られるものではなく、広く公知の材料を用いることができる。 At this time, for example, the organic light emitting material contained in the light emitting layer includes aromatic heterocyclic compounds such as carbazole, carboline, diazacarbazole, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, polyarylenes, aromatic condensed polycyclic compounds , Aromatic hetero-fused ring compounds, metal complex compounds, etc., and single or complex oligo compounds thereof, and polymer materials such as the aforementioned polyfluorenes and polyvinyl carbazoles. A widely known material can be used.
また有機発光材料と共に、該有機発光材料に対して好ましくは0.1〜20重量%程度のドーパントを含んでもよい。ドーパントとしては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体等公知の蛍光色素等が知られ、また、リン光発光タイプの発光層の場合、例えば、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム、ビス(2−フェニルピリジン)(アセチルアセトナート)イリジウム、ビス(2,4−ジフルオロフェニルピリジン)(ピコリナート)イリジウム、などに代表されるオルトメタル化イリジウム錯体等の錯体化合物が同様に0.1〜20質量%程度含有されることが好ましい。 In addition to the organic light emitting material, the organic light emitting material may preferably contain about 0.1 to 20% by weight of a dopant. As the dopant, known fluorescent dyes such as perylene derivatives and pyrene derivatives are known. In the case of a phosphorescent light emitting layer, for example, tris (2-phenylpyridine) iridium, bis (2-phenylpyridine) ( A complex compound such as an orthometalated iridium complex represented by acetylacetonato) iridium, bis (2,4-difluorophenylpyridine) (picolinato) iridium, etc. is similarly contained in an amount of about 0.1 to 20% by mass. Is preferred.
正孔注入・輸送層中に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)などに代表される導電性高分子等の高分子材料が、また、発光層に用いられる、例えば、4,4′−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、(ジ)アザカルバゾール類、1,3,5−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。 Examples of materials used in the hole injection / transport layer include phthalocyanine derivatives, heterocyclic azoles, aromatic tertiary amines, polyvinyl carbazole, polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), and the like. Polymer materials such as conductive polymers are also used for the light emitting layer, for example, carbazole-based light emitting materials such as 4,4′-dicarbazolylbiphenyl, 1,3-dicarbazolylbenzene, (di ) Low molecular light emitting materials represented by pyrene-based light emitting materials such as azacarbazoles, 1,3,5-tripyrenylbenzene, polymer light emitting materials represented by polyphenylene vinylenes, polyfluorenes, polyvinyl carbazoles, etc. Etc.
電子注入・輸送層材料としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。これらのポリマー材料も好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。 Examples of the electron injection / transport layer material include metal complex compounds such as 8-hydroxyquinolinate lithium and bis (8-hydroxyquinolinate) zinc, and nitrogen-containing five-membered ring derivatives listed below. That is, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole or triazole derivatives are preferred. These polymeric materials are also preferred. Specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5-bis (1 -Phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis ( 1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1 , 3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyl) Asiazolyl)] benzene, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4 -Triazole, 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene and the like.
また、本発明の機能性インク及び機能性薄膜の形成方法を、有機TFTの有機層薄膜形成に用いることは特に好ましい。 Moreover, it is particularly preferable to use the functional ink and the method for forming a functional thin film of the present invention for forming an organic thin film of an organic TFT.
TFT作成工程の一例として説明すると、基板上に、ゲート電極形成、ゲート絶縁膜形成、ソース、ドレイン電極形成、半導体層形成、保護膜形成を順次形成していく工法が知られているが、本発明の機能性インク及び機能性薄膜の形成方法を用いて、半導体層を形成することが特に好ましい。 As an example of the TFT creation process, a method of sequentially forming a gate electrode formation, a gate insulating film formation, a source and drain electrode formation, a semiconductor layer formation, and a protective film formation on a substrate is known. It is particularly preferable to form the semiconductor layer using the functional ink and the method for forming a functional thin film of the invention.
半導体材料は、有機高分子材料はもちろんのこと、有機低分子材料に溶解性を上げるために可溶性の側鎖を設けたものでも構わないが、低分子有機半導体材料を用いると移動度の高い有機TFTを作製することができる。 The semiconductor material may be an organic polymer material as well as a low molecular weight organic material provided with a soluble side chain to increase solubility. A TFT can be manufactured.
低分子系半導体材料としてはシリル基、フェロセニル基、シリルアルキル基、シリルアルコキシ基、シリルアルケニル基、フェロセニルアルキル基、フェロセニルアルコキシ基、フェロセニルアルケニル基等の有機溶媒に対する溶解性を向上させるための置換基を付加した、アセン類が好ましい。アセン類材料としては、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、アントラジチオフェン、ベンゾチエノベンゾチオフェン等が好ましい。 Low molecular weight semiconductor materials include solubility in organic solvents such as silyl groups, ferrocenyl groups, silylalkyl groups, silylalkoxy groups, silylalkenyl groups, ferrocenylalkyl groups, ferrocenylalkoxy groups, and ferrocenylalkenyl groups. Acenes to which substituents for improvement are added are preferred. As the acene material, pentacene, tetracene, anthracene, anthradithiophene, benzothienobenzothiophene and the like are preferable.
π共役系ポリマーおよびオリゴマーとしては、チオフェン、ビニレン、チエニレンビニレン、フェニレンビニレン、p−フェニレン、これらの置換体又はこれらの2種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数(n)が2〜15であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数(n)が20以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種が好ましい。また、繰り返し単位のうち少なくとも1箇所に、例えばC4〜C15のアルキル基などの置換基を付加し、立体的な規則構造を有する材料が好ましい。 Examples of the π-conjugated polymer and oligomer include thiophene, vinylene, thienylene vinylene, phenylene vinylene, p-phenylene, a substituted product thereof, or two or more of these repeating units, and the number (n) of the repeating units is 2. At least one selected from the group consisting of an oligomer of ˜15, a polymer having the repeating unit number (n) of 20 or more, or a condensed polycyclic aromatic compound such as pentacene is preferable. A material having a three-dimensional regular structure by adding a substituent such as a C4 to C15 alkyl group to at least one of the repeating units is preferable.
光学フィルター材料としては、格別限定されず、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブルー、グリーン、レッドの色相を形成する材料が好ましく用いられ、特に好ましくはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各材料である。また、必ずしも可視光領域に光学特性を有する材料に限定されるものではなく、紫外光、赤外光等の不可視光領域に光学特性を有する材料を用いてもよい。また、特定波長領域の強度を変化させる機能を有する材料の他に、偏光特性を変化させる機能を有する材料であってもよい。また、励起エネルギーの付与等によって発光等の光学特性を発現する材料であってもよい。 The optical filter material is not particularly limited, and for example, materials that form hues of yellow, magenta, cyan, black, blue, green, and red are preferably used, and particularly preferably yellow, magenta, cyan, and black materials. It is. Further, the material is not necessarily limited to a material having optical properties in the visible light region, and a material having optical properties in an invisible light region such as ultraviolet light and infrared light may be used. In addition to a material having a function of changing the intensity in a specific wavelength region, a material having a function of changing polarization characteristics may be used. Moreover, the material which expresses optical characteristics, such as light emission, by provision of excitation energy etc. may be sufficient.
また、光学フィルター材料としては、顔料、染料等も好ましく用いることができる。 As the optical filter material, pigments, dyes and the like can be preferably used.
顔料としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、水分散性顔料、溶剤分散性顔料等いずれも使用可能であり、例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機顔料を好ましく用いることができる。この顔料は水性インクの中で分散された状態で存在させ、この分散の方式としては自己分散、活性剤分散、ポリマー分散、マイクロカプセル分散のいずれでもよいが、ポリマー分散、マイクロカプセル分散が定着性の点から好ましい。 As the pigment, conventionally known pigments can be used without particular limitation, and any of water-dispersible pigments, solvent-dispersible pigments and the like can be used. For example, organic pigments such as insoluble pigments and lake pigments, and inorganic pigments such as carbon black A pigment can be preferably used. This pigment is present in a dispersed state in the water-based ink, and any of self-dispersion, activator dispersion, polymer dispersion, and microcapsule dispersion may be used as this dispersion method, but polymer dispersion and microcapsule dispersion are fixable. From the point of view, it is preferable.
不溶性顔料としては特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。 Although it does not specifically limit as an insoluble pigment, For example, azo, azomethine, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline, azine, oxazine, thiazine, dioxazine , Thiazole, phthalocyanine, diketopyrrolopyrrole and the like are preferable.
好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。 Specific pigments that can be preferably used include the following pigments.
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 Examples of the magenta or red pigment include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。 Examples of the pigment for orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 15: 3, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. And CI Pigment Yellow 138.
グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Examples of the pigment for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
以上の顔料の他にレッド、グリーン、ブルー、中間色が必要とされる場合には、以下の顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましく、例えば、C.I.Pigment Red;209、224、177、194、C.I.Pigment Orange;43、C.I.Vat Violet;3、C.I.Pigment Violet;19、23、37、C.I.Pigment Green;36、7、C.I.Pigment Blue;15:6等が用いられる。 When red, green, blue and intermediate colors are required in addition to the above pigments, the following pigments are preferably used alone or in combination. I. Pigment Red; 209, 224, 177, 194, C.I. I. Pigment Orange; 43, C.I. I. Vat Violet; 3, C.I. I. Pigment Violet; 19, 23, 37, C.I. I. Pigment Green; 36, 7, C.I. I. Pigment Blue; 15: 6 or the like is used.
また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.Pigment Black;1、C.I.Pigment Black;6、C.I.Pigment Black;7等が挙げられる。 Examples of black pigments include C.I. I. Pigment Black; 1, C.I. I. Pigment Black; 6, C.I. I. Pigment Black; 7 etc. are mentioned.
染料としては、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができ、その具体的化合物としては、例えば、特開2002−264490号公報に例示した染料を挙げることができる。 Examples of the dye include azo dyes, methine dyes, azomethine dyes, xanthene dyes, quinone dyes, phthalocyanine dyes, triphenylmethane dyes, diphenylmethane dyes and the like. Specific examples of such compounds include JP-A-2002-264490. And the dyes exemplified in the publication.
また、ポリマー等と共に着色微粒子を形成し着色材となる油溶性染料については、通常カルボン酸やスルホン酸等の水溶性基を有さない有機溶剤に可溶で水に不溶な染料、例えば、分散染料等が選ばれる。また、水溶性染料を長鎖の塩基と造塩することにより油溶性を示す染料も含まれ、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料と長鎖アミンとの造塩染料が知られている。 For oil-soluble dyes that form colored fine particles together with polymers and the like and become colorants, dyes that are soluble in organic solvents that do not have water-soluble groups such as carboxylic acids and sulfonic acids and are insoluble in water, for example, dispersed A dye or the like is selected. Also included are dyes that exhibit oil solubility by salting a water-soluble dye with a long-chain base. For example, acid dyes, direct dyes, salt-forming dyes of reactive dyes and long-chain amines are known. .
誘電体材料としては、格別限定されないが、酸化ケイ素、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化スズ等を好ましく例示できる。 Although it does not specifically limit as a dielectric material, A silicon oxide, an alumina oxide, a titanium oxide, niobium oxide, a tantalum oxide, a tin oxide etc. can be illustrated preferably.
また、機能性材料の分散樹脂として、あるいは機能性材料のバインダーとして、各種高分子材料を用いることができる。 Further, various polymer materials can be used as the dispersion resin of the functional material or as the binder of the functional material.
また、本発明に係る機能性インクは、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることが好ましい。本発明の機能性インクが含有する高分子は、通常、上述した機能性材料に由来するものである。なお、高分子とは一般に分子量が10000以上のものを指し、分子量が1000以上10000未満の化合物は準高分子として扱われる。しかしながら、本発明において高分子とは、準高分子を含み、分子量が1000以上のものを指すこととする。 The functional ink according to the present invention preferably has a total polymer content of less than 0.5% by weight. The polymer contained in the functional ink of the present invention is usually derived from the functional material described above. The polymer generally means a polymer having a molecular weight of 10,000 or more, and a compound having a molecular weight of 1,000 or more and less than 10,000 is treated as a quasi-polymer. However, in the present invention, a polymer includes a quasi-polymer and has a molecular weight of 1000 or more.
また、本発明において、機能性材料は、第1の溶剤及び第2の溶剤の両方に対して溶解性が高いことが好ましく、第1の溶剤及び第2の溶剤の何れに対しても、好ましくは0.3g/l以上、より好ましくは5g/l以上の高い溶解性を有することが好ましい。また、本発明において、機能性材料は、第1の溶剤よりも、第2の溶剤に対して高い溶解性を示すものであってもよいし、第2の溶剤よりも、第1の溶剤に対して高い溶解性を示すものであってもよい。 In the present invention, the functional material preferably has high solubility in both the first solvent and the second solvent, and preferably in both the first solvent and the second solvent. Preferably has a high solubility of 0.3 g / l or more, more preferably 5 g / l or more. In the present invention, the functional material may be one having higher solubility in the second solvent than the first solvent, or in the first solvent rather than the second solvent. It may exhibit high solubility.
本発明において、機能性インクが付与されて、塗膜が形成される基材は、格別限定されず、光透過性であっても、光不透過性であってもよい。例えば、基材としての硬度に優れ、またその表面への導電層の形成のし易さ等の点で、ガラス基板、樹脂基板、樹脂フィルム等を好ましく例示できるが、軽量性及び可撓性に優れ、且つ安価である等の観点から、樹脂フィルムを用いることが好ましい。 In the present invention, the substrate on which the functional ink is applied and the coating film is formed is not particularly limited, and may be light transmissive or light opaque. For example, a glass substrate, a resin substrate, a resin film and the like can be preferably exemplified in terms of excellent hardness as a base material and ease of formation of a conductive layer on the surface, but it is lightweight and flexible. It is preferable to use a resin film from the viewpoints of being excellent and inexpensive.
本発明において基材として用いられる樹脂フィルムは、格別限定されず、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム等を好ましく例示できる。 The resin film used as the substrate in the present invention is not particularly limited, and the material, shape, structure, thickness and the like can be appropriately selected from known ones. For example, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate, modified polyester resin film such as modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, cyclic olefin resin Polyolefin resin films such as polyvinyl chloride, polyvinyl resin such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF) resin film, polyether sulfone (PES) resin film, polycarbonate ( PC) resin film, polyamide resin film, polyimide resin film, acrylic resin film, triacetyl cellulose (TAC) resin film, etc. It can be.
中でも、化学的に安定であり、製造時のばらつきが小さく、且つ安価であるという観点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミド樹脂フィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムであることが、より好ましい。 Above all, from the viewpoint of being chemically stable, small in manufacturing variations, and inexpensive, biaxially stretched polyethylene terephthalate, biaxially stretched polyethylene naphthalate film, polyethersulfone film, polycarbonate film, polyimide resin film The biaxially stretched polyethylene terephthalate and the biaxially stretched polyethylene naphthalate film are more preferable.
本発明において、基材は、精密パターニング特性の観点から、前処理されていることも好ましいことである。前処理としては、接着層の塗設、撥水層の塗設、コロナ放電、プラズマ照射、UV照射等を好ましく例示できる。 In the present invention, the substrate is preferably pretreated from the viewpoint of precision patterning characteristics. Preferred examples of the pretreatment include application of an adhesive layer, application of a water repellent layer, corona discharge, plasma irradiation, UV irradiation, and the like.
本発明の機能性インクによる塗膜形成に用いられるインクジェットヘッドとしては、ピエゾ方式、サーマル方式、コンティニュアス方式など既存の方式の何れを用いてもよいが、本願発明に係るインクを用いた際における射出安定性を更に好適に向上できる観点から、ピエゾ方式を用いることが好ましい。 As an inkjet head used for coating film formation with the functional ink of the present invention, any of existing methods such as a piezo method, a thermal method, and a continuous method may be used, but when the ink according to the present invention is used. It is preferable to use a piezo method from the viewpoint of further suitably improving the injection stability.
ヘッドから射出するインク滴の体積は、0.5pl〜100plの範囲とすることが好ましい。塗布ムラが少なく、且つ印字速度を高速化できる観点から、2pl〜20plの範囲であることが、より好ましい。なお、インク滴の体積は、印加電圧の調整等によって適宜調整可能である。 The volume of ink droplets ejected from the head is preferably in the range of 0.5 pl to 100 pl. From the viewpoint of reducing coating unevenness and increasing the printing speed, the range of 2 pl to 20 pl is more preferable. The volume of the ink droplet can be adjusted as appropriate by adjusting the applied voltage.
印字解像度は、好ましくは180dpi〜10000dpiの範囲、より好ましくは360dpi〜2880dpiの範囲で、湿潤膜厚とインク滴の体積等を考慮して適宜設定することができる。 The printing resolution is preferably in the range of 180 dpi to 10000 dpi, more preferably in the range of 360 dpi to 2880 dpi, and can be appropriately set in consideration of the wet film thickness, the volume of the ink droplets, and the like.
本発明において、インクジェット塗布時(塗布直後)における湿潤塗膜の湿潤膜厚は、適宜設定することができるが、好ましくは1μm〜100μmの範囲、より好ましくは1μm〜30μmの範囲、最も好ましくは1μm〜5μmの範囲において、本発明の効果がより顕著に奏される。なお、湿潤膜厚は、塗布面積、印字解像度及びインク滴の体積から算出できる。 In the present invention, the wet film thickness of the wet coating film at the time of inkjet application (immediately after application) can be appropriately set, but is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, more preferably in the range of 1 μm to 30 μm, and most preferably 1 μm. In the range of ˜5 μm, the effect of the present invention is more remarkably exhibited. The wet film thickness can be calculated from the application area, printing resolution, and ink droplet volume.
インクジェットによる印字方法には、ワンパス印字法とマルチパス印字法がある。 Ink jet printing methods include a one-pass printing method and a multi-pass printing method.
ワンパス印字法は、所定の印字領域を1回のヘッドスキャンで印字する方法である。対して、マルチパス印字法は、所定の印字領域を複数回のヘッドスキャンで印字する方法である。 The one-pass printing method is a method for printing a predetermined printing area by one head scan. On the other hand, the multi-pass printing method is a method of printing a predetermined print area by a plurality of head scans.
本発明の機能性インクは、上述した通り、ワンパス印字法を用いて塗膜形成する際に、より顕著な効果を奏する。 As described above, the functional ink of the present invention has a more remarkable effect when a coating film is formed using the one-pass printing method.
ワンパス印字法では、所望とする塗布パターンの幅以上の幅に亘ってノズルが並設された広幅のヘッドを用いることが好ましい。同一の基材上に、互いにパターンが連続していない独立した複数の塗布パターンを形成する場合は、少なくとも各塗布パターンの幅以上の広幅ヘッドを用いればよい。 In the one-pass printing method, it is preferable to use a wide head in which nozzles are arranged in parallel over a width equal to or larger than the width of a desired coating pattern. When forming a plurality of independent coating patterns whose patterns are not continuous with each other on the same base material, a wide head having at least the width of each coating pattern may be used.
なお、ノズルの並設幅が塗布パターンの幅に満たない場合は、1つの塗布パターンを複数の印字領域に分けて、各印字領域毎にワンパス印字を行うことになるが、この場合、従来のインクでは、隣接する領域間に未塗布のスジが形成されたり、あるいは、領域間で塗膜が重なり合って膜厚の均一性を損ない易い問題があった。これに対して、本発明に係る機能性インクであれば、このような印字条件においても、膜厚の均一性を向上できる効果が得られることが確認されている。 In addition, when the parallel arrangement width of the nozzles is less than the width of the application pattern, one application pattern is divided into a plurality of print areas, and one-pass printing is performed for each print area. In the ink, there is a problem that uncoated stripes are formed between adjacent regions, or the coating film is overlapped between the regions so that the uniformity of the film thickness is easily lost. On the other hand, with the functional ink according to the present invention, it has been confirmed that the effect of improving the uniformity of the film thickness can be obtained even under such printing conditions.
本発明においては、印字時(機能性インクの基材への付着時)に、基材が加熱されていることも好ましいことである。これにより、塗膜の乾燥を促進して、第1の溶剤の比較的高い表面張力による影響(濡れ性の低下)が更に抑えられ、乾燥ムラを更に軽減することができる。その結果、特に、乾燥後の塗膜全体としての平坦性やはじき防止性を更に向上する効果が得られる。 In the present invention, it is also preferable that the substrate is heated at the time of printing (when the functional ink adheres to the substrate). Thereby, drying of a coating film is accelerated | stimulated, the influence (decrease in wettability) by the comparatively high surface tension of a 1st solvent is further suppressed, and a drying nonuniformity can further be reduced. As a result, in particular, the effect of further improving the flatness and anti-repellency of the coating after drying can be obtained.
加熱は、比較的低い温度で行われることが好ましく、具体的には印字時における基材表面の温度が30℃〜70℃の範囲となるように行うことが好ましい。これにより、特に、乾燥後の塗膜全体としての平坦性やはじき防止性を更に向上する効果が得られる。70℃を超える場合は、乾燥が促進されすぎて、第2の溶剤による濡れ性が発現され難くなり、塗布ムラを生じる恐れがある。 Heating is preferably performed at a relatively low temperature. Specifically, it is preferable to perform the heating so that the temperature of the substrate surface during printing is in the range of 30 ° C to 70 ° C. Thereby, the effect which further improves the flatness as a whole coating film after drying, and repelling prevention property is acquired. When it exceeds 70 ° C., drying is promoted too much, so that wettability by the second solvent is hardly expressed, and there is a possibility of causing coating unevenness.
また、本発明においては、印字後に乾燥工程を設けることも好ましく、加熱乾燥、送風乾燥等を好ましく用いることができる。本発明において、塗布液の流動は、塗布後、数秒から数時間後も起こる場合があるので、塗布後になるべく速やかに乾燥して流動性を減じることも好ましいからである。 In the present invention, it is also preferable to provide a drying step after printing, and heat drying, blow drying, and the like can be preferably used. In the present invention, the flow of the coating solution may occur even after several seconds to several hours after coating, and therefore, it is preferable to reduce the fluidity by drying as soon as possible after coating.
本発明において好ましい乾燥工程の一例としては、塗布後、室温〜70℃の範囲で乾燥を開始し、乾燥温度を後に上げ、80℃以上で完全に乾燥させることである。乾燥温度の上昇は、多段的又は連続的に上げてもよい。 In the present invention, an example of a preferable drying step is to start drying in the range of room temperature to 70 ° C. after application, raise the drying temperature later, and dry completely at 80 ° C. or higher. The increase in drying temperature may be increased in stages or continuously.
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to such examples.
(実施例1)
<インクの調製>
表1に示す組成(重量%)で機能性材料及び有機溶剤を混合後、0.45μmのPTFEフィルターにて濾過して、得られた濾液をインク1〜13とした。なお、濾過前後において、表1に示した組成は実質的に変化していないことを確認した。
(Example 1)
<Preparation of ink>
After mixing the functional material and the organic solvent with the composition (% by weight) shown in Table 1, the mixture was filtered through a 0.45 μm PTFE filter, and the obtained filtrates were designated as Inks 1 to 13. It was confirmed that the composition shown in Table 1 was not substantially changed before and after filtration.
機能性材料としては、発光材料1(下記ホスト材料(90重量%)と下記発光材料(10重量%)の混合物)、又は、有機半導体材料1(下記C10−DNTT)を用いた。各機能性材料の高分子含有量は、機能性材料の総重量に対して、発光材料1及び有機半導体材料1共に0重量%である。 As the functional material, a light emitting material 1 (a mixture of the following host material (90% by weight) and the following light emitting material (10% by weight)) or an organic semiconductor material 1 (the following C10-DNTT) was used. The polymer content of each functional material is 0% by weight for both the light emitting material 1 and the organic semiconductor material 1 with respect to the total weight of the functional material.
調製された各々のインクに対して以下の評価を行った。 The following evaluation was performed on each prepared ink.
1.はじき防止性の評価
<基材の作製>
10cm角(10cm×10cm)ガラスを洗剤洗浄後、純水洗浄し、更にUV−オゾン洗浄機を用いて、低圧水銀灯(UV波長254nm、185nm)で30mmの距離から照度2mW/cm2で10分間UV照射して処理を行い、基材を得た。
1. Evaluation of repellency <Preparation of substrate>
A 10 cm square (10 cm × 10 cm) glass is washed with pure water after washing with detergent, and further using a UV-ozone cleaner for 10 minutes from a distance of 30 mm with a low-pressure mercury lamp (UV wavelength: 254 nm, 185 nm) at an illuminance of 2 mW / cm 2. Treatment was performed by UV irradiation to obtain a substrate.
<印字>
インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製「KM512M」)を搭載したインクジェット描画装置を用いて、インクジェット法により、上記作製された基材上に、上記調製されたインクを吐出して、2つのパターン膜(各36mm幅×90mm高さ;湿潤膜厚(μm)は表1記載)を形成した。
<Printing>
By using an inkjet drawing apparatus equipped with an inkjet head (“KM512M” manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the prepared ink is ejected onto the prepared substrate by an inkjet method, and two pattern films (each 36 mm width × 90 mm height; wet film thickness (μm) is described in Table 1.
インクジェット法の描画条件は、印加電圧調整により液適量を13.0ng(14.1pl)とし、解像度を360dpi×360dpiとし、パターン膜ごとにワンパス印字とした。 The drawing conditions of the ink jet method were an appropriate liquid amount of 13.0 ng (14.1 pl) by adjusting the applied voltage, a resolution of 360 dpi × 360 dpi, and one-pass printing for each pattern film.
また、基材の温度は、印字時においては50℃に保持された。印字後は、ホットプレート上で、100℃において30分間加熱して乾燥させた。 Further, the temperature of the substrate was kept at 50 ° C. during printing. After printing, it was dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes on a hot plate.
連続して5枚の基材に、計10のパターン膜を形成し、塗布ムラ故障の発生パターンを数え、はじき防止性について以下の評価基準に従って評価した。 A total of 10 pattern films were continuously formed on 5 substrates, the occurrence pattern of uneven coating failure was counted, and the anti-repellency was evaluated according to the following evaluation criteria.
〔評価基準〕
評価5:10パターンに故障なし
評価4:1パターンに故障あり
評価3:2パターンに故障あり
評価2:3〜5パターンに故障あり
評価1:6パターン以上に故障あり
〔Evaluation criteria〕
Evaluation 5: No failure in 10 patterns Evaluation 4: Failure in 1 pattern Evaluation 3: Failure in 2 patterns Evaluation 2: Failure in 3-5 patterns Evaluation 1: Failure in 6 patterns or more
2.塗膜平坦性の評価
上記はじき防止性の評価と同様にして形成されたパターン膜に、Pd蒸着(厚さ1mm)を均一に施し、光干渉型表面形状測定装置(日本ビーコ社製「WYKO NT9300」)を用いた光干渉法で得られた垂直方向の2次元プロファイルに基づいて、塗布端部における膜厚異常部の幅を測定し、下記の評価基準に従って評価した。
2. Evaluation of coating film flatness Pd vapor deposition (thickness: 1 mm) was uniformly applied to the pattern film formed in the same manner as in the evaluation of the above-mentioned anti-repelling property, and a light interference type surface shape measuring apparatus (“WYKO NT9300 manufactured by Beiko Japan Ltd.) )) Was measured based on the two-dimensional profile in the vertical direction obtained by the optical interferometry using the optical interference method, and the width of the film thickness abnormality portion at the coating end was measured and evaluated according to the following evaluation criteria.
なお、2次元プロファイルに基づく塗布端部における膜厚異常部の幅の測定例は図1に示した通りである。 In addition, the example of a measurement of the width | variety of the film thickness abnormal part in the application | coating edge part based on a two-dimensional profile is as having shown in FIG.
〔評価基準〕
評価5:膜厚異常部の幅が50μm未満である
評価4:膜厚異常部の幅が50μm以上100μm未満である
評価3:膜厚異常部の幅が100μm以上150μm未満である
評価2:膜厚異常部の幅が150μm以上300μm未満である
評価1:膜厚異常部の幅が300μm以上である
〔Evaluation criteria〕
Evaluation 5: The width of the abnormal thickness portion is less than 50 μm Evaluation 4: The width of the abnormal thickness portion is 50 μm or more and less than 100 μm Evaluation 3: The width of the abnormal thickness portion is 100 μm or more and less than 150 μm Evaluation 2: Film The width of the abnormal thickness portion is 150 μm or more and less than 300 μm. Evaluation 1: The width of the abnormal thickness portion is 300 μm or more.
3.インクジェット吐出安定性の評価
インクジェットヘッド(コニカミノルタ社製「KM512M」)を搭載したインクジェット描画装置を用いて、インクジェット法により、インクジェット用光沢メディア(空隙型)上に、上記調製されたインクを吐出して、36mm幅×290mm高さのパターンを連続して印字した。
3. Evaluation of ink jet ejection stability Using an ink jet drawing apparatus equipped with an ink jet head ("KM512M" manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the ink prepared above is ejected onto glossy media for ink jet (void type) by the ink jet method. A pattern of 36 mm width × 290 mm height was continuously printed.
インクジェット法の描画条件は、印加電圧調整により液適量を13.0ng(14.1pl)とし、解像度を360dpi×360dpiとし、各パターン膜毎にワンパス印字とした。 The drawing conditions of the ink jet method were set to 13.0 ng (14.1 pl) by adjusting the applied voltage, the resolution to 360 dpi × 360 dpi, and one-pass printing for each pattern film.
連続して100パターンまで印字を行い、光学顕微鏡(100倍)により、着弾したインクを観察し、全ノズル(512本)中において、ノズル欠及びノズル曲がり(着弾位置ずれ)が発生したノズルの数を下記の評価基準に従って評価した。 Prints up to 100 patterns in succession, observes the landed ink with an optical microscope (100 times), and the number of nozzles with missing nozzles and nozzle bending (landing position deviation) in all nozzles (512) Were evaluated according to the following evaluation criteria.
〔評価基準〕
評価5:ノズル欠、ノズル曲がりの発生なし
評価4:ノズル欠の発生はないが、ノズル曲がりの発生あり(25本未満)
評価3:ノズル欠の発生はないが、ノズル曲がりの発生あり(25本以上50本未満)
評価2:ノズル欠の発生あり(50本未満)
評価1:ノズル欠の発生あり(50本以上)
〔Evaluation criteria〕
Evaluation 5: No missing nozzle or bent nozzle Evaluation 4: No missing nozzle, but no bent nozzle (less than 25)
Evaluation 3: No missing nozzle, but no bent nozzle (25 or more and less than 50)
Evaluation 2: Nozzle missing (less than 50)
Evaluation 1: Nozzle missing (50 or more)
4.評価
各々のインクに対して以上の評価を行った結果を表1に示す。
4). Evaluation Table 1 shows the results of the above evaluation for each ink.
<評価>
溶剤群1より選ばれた第1の溶剤と、溶剤群2より選ばれ且つ第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤とを少なくとも含む本発明に係るインク1〜10では、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が向上することがわかる。
<Evaluation>
In the inks 1 to 10 according to the present invention including at least a first solvent selected from the solvent group 1 and a second solvent selected from the solvent group 2 and having a lower surface tension than the first solvent, It can be seen that the injection stability, the flatness of the coating film as a whole, and the repellency can be improved.
特に、第3の溶剤としてアルコールを含むインク3では、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が顕著に向上することがわかる。 In particular, it can be seen that, in the ink 3 containing alcohol as the third solvent, the inkjet ejection stability, the flatness of the entire coating film, and the repelling prevention property are remarkably improved.
更に、インク1とインク4の対比より、溶剤群1より選ばれる溶剤(第1の溶剤含む)の総含有量が40重量%未満の範囲であるインク1が、塗膜全体としての平坦性に更に優れることがわかる。 Furthermore, the contrast of the ink 1 and the ink 4 indicates that the total content of the solvent (including the first solvent) selected from the solvent group 1 is less than 40% by weight. It turns out that it is further superior.
これに対して、溶剤群1より選ばれた第1の溶剤と、溶剤群2より選ばれ且つ第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤とを含まないインク11〜13では、インクジェット射出安定性、塗膜全体としての平坦性、及び、はじき防止性が劣ることがわかる。 In contrast, in the inks 11 to 13 that do not include the first solvent selected from the solvent group 1 and the second solvent selected from the solvent group 2 and having a lower surface tension than the first solvent, It can be seen that the ink jet injection stability, the flatness of the entire coating film, and the anti-repellency are poor.
Claims (14)
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含むことを特徴とする機能性薄膜の形成方法。 In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. A third solvent selected from the solvent group 2 consisting of a solvent and having a lower surface tension than the first solvent and an alcohol having a lower boiling point and lower surface tension than the first solvent; A method for forming a functional thin film comprising at least a solvent .
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性薄膜の形成方法。 In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. selected from solvent group 2 consisting of a solvent, and at least viewed contains a second and a solvent which is a low surface tension, the than the first solvent, in a range of less than 0.5 wt% total content of the polymer A method for forming a functional thin film, comprising:
前記機能性インクは、前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性薄膜の形成方法。 In a method for forming a functional thin film, a functional ink containing at least a functional material and a solvent is attached to a substrate, and then the solvent is dried on the substrate to form a functional thin film.
The functional ink includes, as the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. A third solvent selected from the solvent group 2 consisting of a solvent and having a lower surface tension than the first solvent and an alcohol having a lower boiling point and lower surface tension than the first solvent; and a solvent, only at least including, a method of forming the functional thin film, wherein the total content of the polymer is in the range of less than 0.5 wt%.
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含むことを特徴とする機能性インク。 In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. And at least a second solvent having a lower surface tension than the first solvent and a third solvent composed of an alcohol having a lower boiling point and a lower surface tension than the first solvent. A functional ink.
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性インク。 In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. more selected, and at least a look-containing second and the solvent is a low surface tension, the than the first solvent, wherein the total content of the polymer is in the range of less than 0.5 wt% Functional ink.
前記溶剤として、沸点が150℃以上200℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群1より選ばれる第1の溶剤と、沸点が150℃未満のエステル系又はケトン系溶剤からなる溶剤群2より選ばれ、且つ前記第1の溶剤よりも低表面張力である第2の溶剤と、前記第1の溶剤よりも低沸点且つ低表面張力であるアルコールからなる第3の溶剤と、を少なくとも含み、高分子の総含有量が0.5重量%未満の範囲であることを特徴とする機能性インク。 In a functional ink containing at least a functional material and a solvent,
As the solvent, a first solvent selected from a solvent group 1 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of 150 ° C. or more and less than 200 ° C., and a solvent group 2 consisting of an ester or ketone solvent having a boiling point of less than 150 ° C. And a second solvent having a lower surface tension than the first solvent and a third solvent composed of an alcohol having a lower boiling point and a lower surface tension than the first solvent. A functional ink having a total polymer content of less than 0.5% by weight .
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