WO2022070296A1 - インクジェット塗布用インク組成物、表示装置の製造方法および表示装置 - Google Patents

インクジェット塗布用インク組成物、表示装置の製造方法および表示装置 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to an ink composition for inkjet coating, a manufacturing method of a display device, and a display device.
  • Patent Document 1 discloses an ink composition for inkjet coating for forming functional layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron transport layer by using an inkjet device.
  • a main object of the present disclosure is to provide an ink composition for ink jet coating having more excellent dispersibility.
  • One form of the ink composition for inkjet coating in the present disclosure includes a functional material and an alkylene glycol derivative.
  • the method for manufacturing a display device includes a step of applying the ink composition for inkjet coating and drying it to form a charge transport functional layer.
  • One form of the display device in the present disclosure has a functional layer formed from the ink composition for inkjet coating.
  • FIG. It is a figure which shows typically an example of the laminated structure of the display device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a table which shows the composition of the ink composition for inkjet coating of an Example and a comparative example, and the like.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a laminated structure of the display device 100 according to the present embodiment.
  • an anode 2 a hole injection layer 4, a hole transport layer 5, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, and a cathode 8 are provided on the substrate 1 in this order. It has a plurality of light emitting elements 101R / 101G / 101B.
  • the light emitting elements 101R, 101G, and 101B are separated by a bank 3 provided on the substrate 1.
  • the light emitting element 101R emits red light.
  • the light emitting element 101G emits green light.
  • the light emitting element 101B emits blue light.
  • the light emitting elements 101R, 101G, and 101B that emit light in these three colors are used as one set to form one pixel.
  • the display device 100 is configured, for example, by arranging a plurality of pixels in a matrix.
  • the display device 100 can be manufactured, for example, by laminating each layer on the substrate 1.
  • Each of the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, and the electron transport layer 7 is a layer containing a functional material, and it can be said that each is a functional layer.
  • the substrate 1 is made of, for example, a glass substrate, a flexible substrate containing a resin film such as polyimide, and the like, and functions as a support for supporting each of the above layers.
  • the substrate 1 may be, for example, an array substrate on which a thin film transistor (TFT) or the like is formed.
  • TFT thin film transistor
  • the anode 2 supplies holes to the light emitting layer 6.
  • the cathode 8 supplies electrons to the light emitting layer 6. Further, the cathode 8 is provided so as to face the anode 2.
  • Either the anode 2 or the cathode 8 is made of a light-transmitting material. Either one of the anode 2 and the cathode 8 may be formed of a light-reflecting material.
  • the light emitting elements 101R, 101G, and 101B are top emission type light emitting elements, for example, the cathode 8 which is the upper layer is formed of a light transmitting material, and the anode 2 which is a lower layer is formed of a light reflecting material.
  • the cathode 8 which is the upper layer is formed of a light reflecting material
  • the anode 2 which is a lower layer is formed of a light transmitting material.
  • an electrode having light-reflecting property may be used.
  • the light transmissive material for example, a transparent conductive material can be used.
  • a transparent conductive material for example, ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), SnO 2 (tin oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide) and the like can be used. .. Since these materials have high visible light transmittance, the luminous efficiency of each light emitting element 101 is improved.
  • the light-reflecting material for example, a metal material can be used.
  • a metal material for example, Al (aluminum), Ag (silver), Cu (copper), Au (gold) and the like can be used. Since these materials have high reflectance of visible light, the luminous efficiency is improved.
  • the anode 2 and the cathode 8 can be formed by various conventionally known methods such as a sputtering method and a vacuum vapor deposition method.
  • a sputtering method for example, when the anode 2 is formed by ITO, it can be formed by a sputtering method.
  • the cathode 8 is formed of Al, it can be formed by a vacuum vapor deposition method.
  • the light emitting layer 6 is arranged between the anode 2 and the cathode 8 and emits light.
  • the light emitting layer 6 includes, for example, an organic light emitting material, a light emitting material such as a quantum dot, and the like.
  • the light emitting layer 6 emits light in a predetermined emission color by, for example, recombination of holes supplied from the anode 2 and electrons supplied from the cathode 8. That is, in the light emitting layer 6, light emitting materials having different light emitting colors are used corresponding to the light emitting elements 101R, 101G, and 101B.
  • the emission color of the light emitting elements 101R, 101G, and 101B depends on the emission color of the light emitting layer 6.
  • the light emitting layer 6 can be formed by, for example, an inkjet method, a coating method, a vapor deposition method, or the like. It can be said that the light emitting material such as quantum dots in the light emitting layer 6 is a functional material. Further, in the following description, the light emitting elements 101R, 101G, and 101B are collectively referred to as a light emitting element 101.
  • the hole transport layer 5 is arranged between the anode 2 and the light emitting layer 6, and transports holes from the anode 2 to the light emitting layer 6.
  • the hole transport layer 5 contains a hole transport material which is a functional material.
  • the hole transport material can be appropriately selected from materials generally used in the art, and examples thereof include organic hole transport materials and inorganic hole transport materials.
  • organic hole transport material examples include 4,4', 4''-tris (9-carbazoyl) triphenylamine (TCTA) and 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-. Phenyl-amino] -biphenyl (NPB), zinc phthalocyanine (ZnPC), di [4- (N, N-ditrilamino) phenyl] cyclohexane (TAPC), 4,4'-bis (carbazole-9-yl) biphenyl (CBP) ), 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylene (HATCN), MoO3 and other materials, and poly (N-vinylcarbazole) ( PVK), poly (2,7- (9,9-di-n-octylfluorene)-(1,4-phenylene-((4-second butylphenyl) imino
  • an inorganic hole transport material for example, as a metal oxide, for example, any of Zn, Cr, Ni, Ti, Nb, Al, Si, Mg, Ta, Hf, Zr, Y, La, Sr.
  • a metal oxide for example, any of Zn, Cr, Ni, Ti, Nb, Al, Si, Mg, Ta, Hf, Zr, Y, La, Sr.
  • examples thereof include materials containing one or more selected from the group consisting of oxides, nitrides, or carbides containing one or more.
  • the thickness of the hole transport layer 5 is preferably 15 nm or more and 80 nm or less. If the thickness of the hole transport layer 5 is less than 15 nm, the hole transport property in the hole transport layer 5 may be impaired. Further, when the thickness of the hole transport layer 5 exceeds 80 nm, the drive voltage in each light emitting element 101 may increase, and the current may be miniaturized.
  • the hole transport layer 5 is formed by, for example, an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method or the like, a sol-gel method, a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a CVD method or the like, depending on the material to be formed. Can be done.
  • the hole injection layer 4 is arranged between the anode 2 and the hole transport layer 5, and the holes from the anode 2 are injected into the hole transport layer 5.
  • the hole injection layer 4 contains the same hole transport material as the hole transport layer 5.
  • the hole transport material in the hole injection layer 4 is appropriately selected so as to increase the hole transport efficiency from the anode 2 to the light emitting layer 6 according to the materials of the anode 2 and the hole transport layer 5. It is preferable that the materials of the hole injection layer 4 and the hole transport layer 5 are different from each other.
  • the thickness of the hole injection layer 4 is preferably 15 nm or more and 100 nm or less. If the thickness of the hole injection layer 4 is less than 15 nm, the hole injection property of the hole injection layer 4 may be impaired. Further, when the thickness of the hole injection layer 4 exceeds 100 nm, the uniformity of the film thickness of the hole injection layer 4 may be impaired, and the hole injection efficiency into the hole transport layer 5 may decrease. There is sex.
  • the hole injection layer 4 is formed by, for example, an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method or the like, a sol-gel method, a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a CVD method or the like, depending on the material to be formed. Can be done.
  • the hole transport layer 5 and the hole injection layer 4 are not indispensable configurations, for example, the hole transport layer 5 and the hole injection layer 4 are absent, and the anode 2 is present.
  • the light emitting layer 6 may be in direct contact with the light emitting layer 6, or the anode 2 and the hole transport layer 5 and the light emitting layer 6 may be laminated without the hole injection layer 4.
  • the electron transport layer 7 is arranged between the cathode 8 and the light emitting layer 6, and transports electrons from the cathode 8 to the light emitting layer 6.
  • the electron transport layer 7 contains an electron transport material which is a functional material.
  • the electron transport material can be appropriately selected from materials generally used in the art, for example, an oxadiazole ring, a triazole ring, a triazole ring, a quinoline ring, a phenanthroline ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring, an imidazole ring carbazole ring and the like.
  • examples thereof include compounds and complexes containing one or more nitrogen-containing heterocycles of.
  • Specific examples include 1,10-phenanthroline derivatives such as bathocuproine and bathophenanthroline, benzimidazole derivatives such as 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene (TPBI), and bis (10-benzo).
  • Kinolinolato berylium complex
  • 8-hydroxyquinolin Al complex metal complex such as bis (2-methyl-8-quinolinate) -4-phenylphenolate aluminum, 4,4'-biscarbazolebiphenyl and the like
  • Other examples include aromatic phosphine compounds such as aromatic boron compounds, aromatic silane compounds and phenyldi (1-pyrenyl) phosphine, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as vasophenanthroline, bathocuproine, and triazine derivatives.
  • the electron transport layer 7 can be formed by, for example, an inkjet method, a spin coating method, a coating method such as a dip coating method, a sol-gel method, a sputtering method, a CVD method, or the like, depending on the material to be formed.
  • the electron transport layer 7 is not an essential configuration, for example, even if there is no electron transport layer 7 and the cathode 8 and the light emitting layer 6 are in direct contact with each other. good.
  • the ink composition for inkjet coating contains a functional material and an alkylene glycol derivative.
  • the ink composition for inkjet coating is, for example, a liquid in which a functional material is dissolved or dispersed in a solvent.
  • the shape of the functional material is not particularly limited as long as the ink composition for inkjet coating is in a liquid state, such as solids, liquids, powders, particles such as nanoparticles, and the like.
  • a solvent can be referred to as a dispersion medium.
  • alkylene glycol derivative examples include at least one selected from, for example, propylene glycol, methylene glycol, ethylene glycol and butylene glycol as the ink composition for inkjet coating. These alkylene glycol derivatives may be one kind or a plurality of kinds.
  • the alkylene glycol derivative can function as, for example, a solvent or a dispersion medium.
  • the alkylene glycol derivative can improve the dispersibility of the functional material in the ink composition for inkjet coating and improve the stability over time. Further, the alkylene glycol derivative can satisfactorily adjust the viscosity and surface tension of the ink composition for inkjet coating according to, for example, an inkjet apparatus.
  • the ink composition for inkjet coating may contain a solvent other than the alkylene glycol derivative.
  • the solvent is selected according to the type of functional material. Further, the solvent is preferably one that is compatible with the above-mentioned alkylene glycol derivative.
  • the functional material is at least one selected from nickel oxide (NiO) and nickel acetate (Ni (Ac) 2 ), 2-propanol is preferred as the solvent.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • the functional material is a polymer such as Poly-TPD or TFB
  • a solvent that dissolves the polymer is preferable.
  • the dispersibility of the functional material in the ink composition for inkjet coating can be further improved.
  • the functional material is Poly-TPD
  • chlorobenzene and chloroform are preferred.
  • the ink composition for inkjet coating may contain, for example, a binder resin.
  • a binder resin examples include polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyethylene glycol (PEG).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • PEG polyethylene glycol
  • This binder resin further improves the dispersibility of the inorganic particles in the ink composition for inkjet coating, especially when the functional material is inorganic particles such as zinc oxide (ZnO) and zinc magnesium oxide (ZnMgO), and over time. Stability can be further improved.
  • Each of the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, and the electron transport layer 7 is formed by, for example, applying an ink jet coating ink composition to a region separated by the bank 3 by an inkjet method and drying the layers. do. Each layer is formed from the lower layer to the upper layer in order.
  • at least one of the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, and the electron transport layer 7 may be formed from the ink composition for inkjet coating.
  • the ink composition for ink jet application is applied, for example, by being ejected from an ink ejection nozzle in an inkjet device.
  • the ink composition for inkjet coating has a density ⁇ (g / m 3 ), a surface tension ⁇ (mN ⁇ m) and a viscosity ⁇ (mPa ⁇ s), and a nozzle diameter d (mm) of the ink ejection nozzle, (D ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) 1/2 / ⁇
  • the Z value indicated by 1 is in the range of 1 to 14.
  • the functional material can be uniformly dispersed without using, for example, a surfactant, and the stability with time is further improved. Can be made to. Further, the viscosity and surface tension of the ink composition for inkjet coating can be satisfactorily adjusted.
  • the display device is manufactured by using the ink composition for inkjet coating, the adverse effect on each functional layer due to the residual of a surfactant or the like is reduced, and a good functional layer can be easily formed. It is possible to configure a low-cost display device with excellent light emission performance. Further, since each layer can be formed by an inkjet coating composition having different functional materials, the manufacturing process of the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer in the display device is formed by the inkjet method. can do.
  • an example in which the anode 2, the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the cathode 8 are laminated in this order on the substrate 1 is given.
  • the stacking order above may be reversed.
  • FIG. 2 is a table showing the composition and evaluation results of the ink jet coating ink composition according to Examples and Comparative Examples.
  • evaluations the dispersibility of each functional material in the ink jet coating ink composition, the stability of the inkjet coating ink composition, and the ejection property of the inkjet coating ink composition were evaluated.
  • stability those which were stable for 10 hours or more and did not cause precipitation were evaluated as ⁇ , and those which were precipitated in less than 10 hours were evaluated as x.
  • the ejection property those in which the ink composition for inkjet coating could be ejected by the inkjet device were evaluated as ⁇ , and those in which the ink composition could not be ejected were evaluated as x.
  • the ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming the hole injection layer 4.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG. Specifically, nickel acetate (Ni (Ac) 2 ), propylene glycol and 2-propanol were mixed and irradiated with ultrasonic waves for 20 minutes to obtain an ink composition for inkjet coating. Nickel acetate was uniformly dispersed in the obtained ink composition for inkjet coating. In addition, the obtained ink composition for inkjet coating did not show precipitation of nickel acetate even after 72 hours, and was excellent in stability. In addition, the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • the ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming the hole transport layer 5.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG. Specifically, OTPD was added dropwise to a mixed solvent of propylene glycol and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and the mixture was stirred to obtain an ink composition for inkjet coating. In the obtained ink composition for inkjet coating, OTPD was uniformly dispersed. Further, the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because OTPD did not separate even after 72 hours had passed. In addition, the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • PGMEA propylene glycol and propylene glycol monomethyl ether acetate
  • the ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming the hole transport layer 5.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG. Specifically, Poly-TPD dissolved in chlorobenzene was mixed with propylene glycol, chloroform was added, and the mixture was stirred and then passed through a 0.2 ⁇ m PTFE filter to obtain an ink composition for inkjet coating. In the obtained ink composition for inkjet coating, Poly-TPD was uniformly dispersed. Further, the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because OTPD did not separate even after 72 hours had passed. In addition, the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • the ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming an electron transport layer 7.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG. Specifically, zinc oxide nanoparticles, polyvinylpyrrolidone, 2-propanol, and propylene glycol were mixed and irradiated with ultrasonic waves for 5 minutes to obtain an ink composition for inkjet coating.
  • zinc oxide nanoparticles were uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because zinc oxide nanoparticles did not precipitate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 5 The ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming an electron transport layer 7. In this embodiment, the volume ratio of the solvent is changed in Example 4.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG. Specifically, zinc oxide nanoparticles, polyvinylpyrrolidone, 2-propanol, and propylene glycol were mixed and irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes to obtain an ink composition for inkjet coating.
  • zinc oxide nanoparticles were uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because zinc oxide nanoparticles did not precipitate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 6 In the ink composition for inkjet coating of this example, the solvent and the volume ratio of the solvent are changed in Example 1.
  • An ink jet coating ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 with the composition shown in the table of FIG.
  • Nickel acetate was uniformly dispersed in the obtained ink composition for inkjet coating.
  • the obtained ink composition for inkjet coating did not show precipitation of nickel acetate even after 72 hours, and was excellent in stability.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 7 The ink composition for inkjet coating of this example is obtained by changing propylene glycol to ethylene glycol in Example 2.
  • An ink jet coating ink composition was prepared in the same manner as in Example 2 with the composition shown in the table of FIG.
  • OTPD was uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because OTPD did not separate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 8 The ink composition for inkjet coating of this example is obtained by changing propylene glycol to ethylene glycol in Example 3.
  • An ink jet coating ink composition was prepared in the same manner as in Example 3 with the composition shown in the table of FIG.
  • Poly-TPD was uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because OTPD did not separate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 9 The ink composition for inkjet coating of this example is obtained by changing propylene glycol to ethylene glycol in Example 4.
  • An ink jet coating ink composition was prepared in the same manner as in Example 4 with the composition shown in the table of FIG.
  • zinc oxide nanoparticles were uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because zinc oxide nanoparticles did not precipitate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • the ink composition for inkjet coating of this example is a composition for forming the hole injection layer 4.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG.
  • NiO nanoparticles were uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because NiO nanoparticles did not precipitate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • Example 11 The ink composition for inkjet coating of this example is obtained by changing ZnO nanoparticles to ZnMgO nanoparticles in Example 4.
  • An ink composition for inkjet coating was prepared with the composition shown in the table of FIG.
  • ZnMgO nanoparticles were uniformly dispersed.
  • the obtained ink composition for inkjet coating was excellent in stability because ZnMgO nanoparticles did not precipitate even after 72 hours had passed.
  • the ink composition for inkjet coating of this example could be ejected by an inkjet device.
  • an ink composition for inkjet coating was obtained in the same manner as in Example 1.
  • nickel acetate was precipitated and the stability was low. That is, it is difficult to use it as an ink composition for inkjet coating, and it is difficult to eject it with an inkjet device.
  • Example 2 With the composition shown in the table of FIG. 2, an ink composition for inkjet coating was obtained in the same manner as in Example 2. However, although the ink composition for inkjet coating of this comparative example had good stability, it could not be ejected by an inkjet device.
  • Example 3 With the composition shown in the table of FIG. 2, an ink composition for inkjet coating was obtained in the same manner as in Example 3. However, although the ink composition for inkjet coating of this comparative example had good stability, it could not be ejected by an inkjet device.
  • an ink composition for inkjet coating was obtained in the same manner as in Example 4.
  • the ink composition for inkjet coating of this comparative example had good stability, it could not be ejected by an inkjet device.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, but is a configuration that is substantially the same as the configuration shown in the above actual embodiment, a configuration that exhibits the same action and effect, or a configuration that can achieve the same object. You may replace it.

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Abstract

インクジェット塗布用インク組成物は、機能性材料と、アルキレングリコール誘導体と、を含む。

Description

インクジェット塗布用インク組成物、表示装置の製造方法および表示装置
 本開示は、インクジェット塗布用インク組成物、表示装置の製造方法および表示装置に関する。
 例えば、特許文献1には、インクジェット装置を用いて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層等の機能層を形成するためのインクジェット塗布用インク組成物が開示されている。
国際公開WO2012/098577号公報
 しかしながら、インクジェット装置を用いて、インクジェット塗布用インク組成物を塗布する際には、機能性材料を溶剤に均一に分散させる必要があり、その分散が困難な場合があった。
 本開示の主な目的は、より分散性の優れたインクジェット塗布用インク組成物を提供することにある。
 本開示における一形態のインクジェット塗布用インク組成物は、機能性材料と、アルキレングリコール誘導体と、を含む。
 本開示における一形態の表示装置の製造方法は、上記インクジェット塗布用インク組成物を塗布し、乾燥させることにより電荷輸送機能層を形成する工程を含む。
 本開示における一形態の表示装置は、上記インクジェット塗布用インク組成物から形成された機能層を有する。
実施形態1に係る表示装置の積層構造の一例を模式的に示す図である。 実施例および比較例のインクジェット塗布用インク組成物の組成等を示す表である。
 以下に説明する実施形態は、本開示の単なる例示である。本開示は、下記の実施形態に何ら限定されない。
<実施形態1>
 図1は、本実施形態に係る表示装置100の積層構造の一例を模式的に示す図である。
 図1に示すように、表示装置100は、例えば、基板1上に、アノード2、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、カソード8、がこの順に設けられた複数の発光素子101R・101G・101Bを有する。そして、各発光素子101R・101G・101Bは、基板1上に設けられたバンク3により区切られている。発光素子101Rは、赤色に発光する。発光素子101Gは、緑色に発光する。発光素子101Bは、青色に発光する。例えば、この3色に発光する発光素子101R・101G・101Bを1つの組として、1つの画素を構成する。表示装置100は、例えば、複数の画素がマトリクス状に配置されて構成される。
 表示装置100は、例えば、基板1上に各層を積層していくことにより製造することができる。
 正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7の各層は、機能性材料を含む層であり、各々が機能層であるということができる。
 基板1は、例えばガラス基板やポリイミド等の樹脂膜を含む可撓性基板等からなり、上記各層を支持する支持体として機能する。基板1は、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)等が形成されたアレイ基板であってよい。
 アノード2は、発光層6に正孔を供給する。
 カソード8は、発光層6に電子を供給する。また、カソード8は、アノード2と対向するように設けられている。
 アノード2及びカソード8の何れか一方は、光透過性材料からなる。なお、アノード2及びカソード8の何れか一方は、光反射性材料で形成してもよい。発光素子101R・101G・101Bをトップエミッション型の発光素子とする場合、例えば、上層であるカソード8を光透過性材料で形成し、下層であるアノード2を光反射性材料で形成する。また、発光素子101R・101G・101Bをボトムエミッション型の発光素子とする場合、例えば、上層であるカソード8を光反射性材料で形成し、下層であるアノード2を光透過性材料で形成する。さらに、アノード2及びカソード8の何れか一方を、光透過性材料と光反射性材料との積層体とすることで、光反射性を有する電極としてもよい。
 光透過性材料としては、例えば、透明な導電性材料を用いることができる。光透過性材料としては、具体的には、例えば、ITO(インジウムスズ酸化物)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、SnO(酸化スズ)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)等を用いることができる。これらの材料は可視光の透過率が高いため、各発光素子101の発光効率が向上する。
 光反射性材料としては、例えば、金属材料を用いることができる。光反射性材料としては、具体的には、例えば、Al(アルミニウム)、Ag(銀)、Cu(銅)、Au(金)等を用いることができる。これらの材料は、可視光の反射率が高いため、発光効率が向上する。
 なお、アノード2およびカソード8は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等、従来公知の各種方法により形成することができる。例えば、アノード2をITOで形成する場合には、スパッタ法にて形成することができる。例えば、カソード8をAlで形成する場合には、真空蒸着法により形成することができる。
 発光層6は、アノード2とカソード8との間に配置され、発光する。発光層6は、例えば、有機発光材料、量子ドット等の発光材料を含む。発光層6は、例えば、アノード2から供給された正孔と、カソード8から供給された電子との再結合により所定の発光色で発光する。つまり、発光層6では、発光素子101R・101G・101Bに対応して、発光色が異なる発光材料が用いられている。発光素子101R・101G・101Bの発光色は、発光層6の発光色に依存する。発光層6は、例えば、インクジェット法、塗布法、蒸着法等にて形成することができる。なお、発光層6における量子ドット等の発光材料は機能性材料といえる。また、以下の説明では、発光素子101R・101G・101Bについて、発光素子101で総称する。
 正孔輸送層5は、アノード2と発光層6との間に配置され、アノード2からの正孔を発光層6に輸送する。正孔輸送層5は、機能性材料である正孔輸送材料を含む。
 正孔輸送材料としては、当該分野で一般的に用いられる材料から適宜選択でき、例えば、有機系正孔輸送材料、無機系正孔輸送材料等が挙げられる。
 有機系正孔輸送材料としては、例えば、4,4’,4’’-トリス(9-カルバゾイル)トリフェニルアミン(TCTA)、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニル-アミノ]-ビフェニル(NPB)、亜鉛フタロシアニン(ZnPC)、ジ[4-(N,N-ジトリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(TAPC)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)、2,3,6,7,10,11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン(HATCN)、MoOなどの材料や、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリ(2,7-(9,9-ジ-n-オクチルフルオレン)-(1,4-フェニレン-((4-第2ブチルフェニル)イミノ)-1,4-フェニレン(TFB)、N4,N4’-ビス(4-6-((3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ)ヘキシル)フェニル)-N4,N4’ -ジフェニルビフェニル-4,4’-ジアミン(OTPD)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス(フェニル)ベンジジン](poly-TPD)などが挙げられる。
 無機系正孔輸送材料としては、例えば、金属酸化物としては、例えば、Zn、Cr、Ni、Ti、Nb、Al、Si、Mg、Ta、Hf、Zr、Y、La、Srのうちのいずれか1つ以上を含む酸化物、窒化物、または炭化物からなる群から選択される一種以上を含む材料が挙げられる。
 正孔輸送層5の厚みは、15nm以上、80nm以下であることが好ましい。正孔輸送層5の厚みが15nm未満の場合、正孔輸送層5における正孔輸送性が損なわれる可能性がある。また、正孔輸送層5の厚みが80nmを超える場合には、各発光素子101における駆動電圧上昇が生じ、電流の微小化が起こる可能性がある。
 なお、正孔輸送層5は、形成する材料に応じて、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法等の塗布法、ゾルゲル法、スパッタ法、真空蒸着法、CVD法等により形成することができる。
 正孔注入層4は、アノード2と正孔輸送層5との間に配置され、アノード2からの正孔を正孔輸送層5に注入する。正孔注入層4は、正孔輸送層5と同様の正孔輸送材料を含む。正孔注入層4における正孔輸送材料は、アノード2、正孔輸送層5の材料に合わせて、アノード2から発光層6への正孔の輸送効率が高くなるように適宜選択される。なお、正孔注入層4と正孔輸送層5との材料が互いに異なることが好ましい。
 正孔注入層4の厚みは、15nm以上、100nm以下であることが好ましい。正孔注入層4の厚みが15nm未満の場合、正孔注入層4における正孔注入性が損なわれる可能性がある。また、正孔注入層4の厚みが100nmを超える場合には、正孔注入層4の膜厚の均一性が損なわれる場合があり、正孔輸送層5への正孔注入効率が低下する可能性がある。
 なお、正孔注入層4は、形成する材料に応じて、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法等の塗布法、ゾルゲル法、スパッタ法、真空蒸着法、CVD法等により形成することができる。
 また、本実施形態の各発光素子101において、上記正孔輸送層5、正孔注入層4は、必須の構成ではなく、例えば、正孔輸送層5および正孔注入層4がなく、アノード2と発光層6とが直接接触する構成であっても、正孔注入層4がなく、アノード2と正孔輸送層5と発光層6とが積層された構成であってもよい。
 電子輸送層7は、カソード8と発光層6との間に配置され、カソード8からの電子を発光層6に輸送する。電子輸送層7は、機能性材料である電子輸送材料を含む。
 電子輸送材料としては、当該分野で一般的に用いられる材料から適宜選択でき、例えば、オキサジアゾール環、トリアゾール環、トリアジン環、キノリン環、フェナントロリン環、ピリミジン環、ピリジン環、イミダゾール環カルバゾール環等の含窒素ヘテロ環を1つ以上含む化合物や錯体が挙げられる。具体例としてはバソクプロインやバソフェナントロリン等の1,10-フェナントロリン誘導体、1,3,5-トリス(N-フェニルベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン(TPBI)等のベンズイミダゾール誘導体、ビス(10-ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、8-ヒドロキシキノリンAl錯体、ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレートアルミニウム等の金属錯体、4,4’-ビスカルバゾールビフェニル等が挙げられる。その他、芳香族ホウ素化合物、芳香族シラン化合物、フェニルジ(1-ピレニル)ホスフィン等の芳香族ホスフィン化合物、バソフェナントロリン、バソクプロイン、またはトリアジン誘導体等の含窒素ヘテロ環化合物等が挙げられる。
 なお、電子輸送層7は、形成する材料に応じて、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法等の塗布法、ゾルゲル法、スパッタ法、CVD法等により形成することができる。
 また、本実施形態の各発光素子101において、上記電子輸送層7は、必須の構成ではなく、例えば、電子輸送層7がなく、カソード8と発光層6とが直接接触する構成であってもよい。
 以下、正孔注入層4、正孔輸送層5、電子輸送層7の各層を、インクジェット法により形成することができるインクジェット塗布用インク組成物について説明する。
 インクジェット塗布用インク組成物は、機能性材料と、アルキレングリコール誘導体と、を含む。インクジェット塗布用インク組成物は、例えば、溶剤に機能性材料が溶解または分散した液状である。機能性材料は、インクジェット塗布用インク組成物が液状になればよく、固体、液体、粉末、ナノ粒子等の粒子など、その形状は特に限定されない。なお、インクジェット塗布用組成物は、機能性材料が分散した分散系である場合、溶剤を分散媒ということができる。
 アルキレングリコール誘導体としては、例えば、さらに、インクジェット塗布用インク組成物は、例えば、プロピレングリコール、メチレングリコール、エチレングリコールおよびブチレングリコールから選択される少なくとも1種が挙げられる。これらのアルキレングリコール誘導体は、1種あっても、複数種であってもよい。アルキレングリコール誘導体は、例えば、溶剤あるいは分散媒として機能し得る。アルキレングリコール誘導体により、インクジェット塗布用インク組成物における、機能性材料の分散性を向上させ、経時安定性を向上させることができる。さらに、アルキレングリコール誘導体により、例えば、インクジェット装置に合わせて、インクジェット塗布用インク組成物の粘度、表面張力を良好に調整することができる。
 インクジェット塗布用インク組成物は、アルキレングリコール誘導体以外の溶剤が含まれていてもよい。溶剤は、機能性材料の種類に応じて、選択される。さらに、溶剤は、上記アルキレングリコール誘導体と相溶するものが好ましい。
 例えば、機能性材料が酸化ニッケル(NiO)および酢酸ニッケル(Ni(Ac))から選択される少なくとも1種である場合、溶剤として、2-プロパノールが好ましい。
 例えば、機能性材料がOTPDである場合、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)が好ましい。このPGMEAによりOTPDを加熱、超音波を照射することなく、インクジェット塗布用インク組成物を製造することができる。
 例えば、機能性材料がPoly-TPD、TFB等のポリマーである場合、溶剤として、当該ポリマーを溶解するものが好ましい。これにより、機能性材料のインクジェット塗布用インク組成物における分散性をさらに向上させることができる。例えば、機能性材料がPoly-TPDの場合、クロロベンゼンおよびクロロホルムが好ましい。
 さらに、インクジェット塗布用インク組成物は、例えば、バインダー樹脂を含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリエチレングリコール(PEG)等が挙げられる。このバインダー樹脂は、特に機能性材料が酸化亜鉛(ZnO)、亜鉛マグネシウム酸化物(ZnMgO)等の無機粒子である場合に、無機粒子のインクジェット塗布用インク組成物における分散性をさらに向上させ、経時安定性をさらに向上させることができる。
 正孔注入層4、正孔輸送層5、電子輸送層7の各層は、例えば、上記バンク3で区切られた領域に、インクジェット塗布用インク組成物をインクジェット法により塗布し、乾燥させることにより形成する。各層は、下層から順に上層へと形成される。なお、本実施形態における表示装置100においては、正孔注入層4、正孔輸送層5、電子輸送層7のうちの少なくとも1層がインクジェット塗布用インク組成物から形成されていればよい。また、インクジェット塗布用インク組成物は、例えば、インクジェット装置におけるインク吐出ノズルから吐出されることにより塗布される。
 インクジェット塗布用インク組成物は、密度ρ(g/m)、表面張力γ(mN・m)および粘度η(mPa・s)、並びに、インク吐出ノズルのノズル径d(mm)の場合、
(d・ρ・γ)1/2/η
で示されるZ値が1~14の範囲内であることが好ましい。インクジェット塗布用インク組成物を、このZ値の範囲にすることにより、インクジェット塗布用インク組成物をインクジェット装置により容易に吐出しやすくすることができる。なお、インクジェット装置におけるインクジェット塗布用インク組成物の吐出速度は、適宜調整が可能である。
 本実施形態におけるインクジェット塗布用インク組成物によれば、アルキレングリコール誘導体を含むため、例えば界面活性剤等を使用することなく、機能性材料を均一に分散することができ、さらに経時安定性を向上させることができる。さらに、インクジェット塗布用インク組成物における粘度および表面張力を良好に調整することができる。
 また、上記インクジェット塗布用インク組成物を使用して、表示装置を製造するため、特に界面活性剤等の残留による各機能層における悪影響が低減され、良好な各機能層を容易に形成することができ、発光性能に優れたコスト安価な表示装置を構成できる。さらに、機能性材料の異なるインクジェット塗布組成物により各層を形成することができるため、表示装置における正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の製造工程を、インクジェット法にて形成することができる。
 なお、上記では、基板1上に、アノード2、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、カソード8がこの順で積層した例を挙げたが、基板1上の積層順は逆であってもよい。
<実施例および比較例>
 以下、より具体的なインクジェット塗布用インク組成物の組成およびその評価結果について説明する。図2は、実施例および比較例にかかるインクジェット塗布用インク組成物の組成および評価結果を示す表である。評価としては、インクジェット塗布用インク組成物における各機能性材料の分散性、インクジェット塗布用インク組成物の安定性、インクジェット塗布用インク組成物の吐出性を評価した。安定性については、10時間以上安定で沈殿等が生じないものを〇、10時間未満で沈殿等が生じたものを×とした。吐出性については、インクジェット装置でインクジェット塗布用インク組成物を吐出できたものを〇、吐出できなったものを×とした。
<実施例1>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、正孔注入層4を形成するための組成物である。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。具体的には、酢酸ニッケル(Ni(Ac))、プロピレングリコールおよび2-プロパノールを混合し、20分間超音波を照射することにより、インクジェット塗布用インク組成物を得た。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、酢酸ニッケルが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過しても酢酸ニッケルの析出は見られず、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例2>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、正孔輸送層5を形成するための組成物である。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。具体的には、OTPDをプロピレングリコールとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)との混合溶剤に滴下し、撹拌することにより、インクジェット塗布用インク組成物を得た。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、OTPDが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもOTPDが分離することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例3>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、正孔輸送層5を形成するための組成物である。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。具体的には、クロロベンゼンに溶解したPoly-TPDをプロピレングリコールと混合し、クロロホルムを添加したのち撹拌した後、0.2μmのPTFEフィルタを通すことにより、インクジェット塗布用インク組成物を得た。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、Poly-TPDが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもOTPDが分離することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例4>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、電子輸送層7を形成するための組成物である。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。具体的には、酸化亜鉛ナノ粒子、ポリビニルピロリドン、2-プロパノール、プロピレングリコールを混合し、超音波を5分間照射することにより、インクジェット塗布用インク組成物を得た。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、酸化亜鉛ナノ粒子が均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過しても酸化亜鉛ナノ粒子が析出することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例5>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、電子輸送層7を形成するための組成物である。本実施例は、実施例4において、溶剤の体積比を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。具体的には、酸化亜鉛ナノ粒子、ポリビニルピロリドン、2-プロパノール、プロピレングリコールを混合し、超音波を10分間照射することにより、インクジェット塗布用インク組成物を得た。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、酸化亜鉛ナノ粒子が均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過しても酸化亜鉛ナノ粒子が析出することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例6>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例1において、溶剤および溶剤の体積比を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例1と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、酢酸ニッケルが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過しても酢酸ニッケルの析出は見られず、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例7>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例2において、プロピレングリコールをエチレングリコールに変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例2と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、OTPDが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもOTPDが分離することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例8>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例3において、プロピレングリコールをエチレングリコールに変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例3と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、Poly-TPDが均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもOTPDが分離することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例9>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例4において、プロピレングリコールをエチレングリコールに変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例4と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、酸化亜鉛ナノ粒子が均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過しても酸化亜鉛ナノ粒子が析出することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例10>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、正孔注入層4を形成するための組成物である。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、NiOナノ粒子が均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもNiOナノ粒子が析出することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<実施例11>
 本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例4において、ZnOナノ粒子をZnMgOナノ粒子に変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、インクジェット塗布用インク組成物を調製した。得られたインクジェット塗布用インク組成物は、ZnMgOナノ粒子が均一に分散していた。また、得られたインクジェット塗布用インク組成物は、72時間経過してもZnMgOナノ粒子が析出することがなく、安定性に優れるものであった。また、本実施例のインクジェット塗布用インク組成物は、インクジェット装置での吐出することができた。
<比較例1>
 本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例1において、溶剤を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例1と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を得た。しかしながら、およそ10時間の静置することで、酢酸ニッケルが析出し、安定性が低いものであった。つまり、インクジェット塗布用インク組成物として使用することが困難であり、インクジェット装置での吐出が困難であった。
<比較例2>
 本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例2において、溶剤を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例2と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を得た。しかしながら、本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、安定性はよかったものの、インクジェット装置での吐出することができなかった。
<比較例3>
 本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例3において、溶剤を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例3と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を得た。しかしながら、本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、安定性はよかったものの、インクジェット装置での吐出することができなかった。
<比較例4>
 本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、実施例4において、溶剤を変えたものである。
 図2の表に示す組成にて、実施例4と同様にして、インクジェット塗布用インク組成物を得た。しかしながら、本比較例のインクジェット塗布用インク組成物は、安定性はよかったものの、インクジェット装置での吐出することができなかった。
 本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

Claims (14)

  1.  機能性材料と、
     アルキレングリコール誘導体と、
    を含むインクジェット塗布用インク組成物。
  2.  前記アルキレングリコール誘導体は、プロピレングリコール、メチレングリコール、エチレングリコールおよびブチレングリコールから選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  3.  さらに、2-プロパノールを含む、請求項2に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  4.  前記機能性材料は、酸化ニッケルおよび酢酸ニッケルから選択される少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  5.  前記機能性材料は、OTPDを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  6.  さらに、PGMEAを含む、請求項5に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  7.  前記機能性材料は、Poly-TPDを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  8.  さらに、クロロベンゼンおよびクロロホルムを含む、請求項7に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  9.  前記機能性材料は、酸化亜鉛および亜鉛マグネシウム酸化物から選択される少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  10.  さらに、バインダー樹脂を含む、請求項9に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  11.  前記バインダー樹脂は、ポリビニルピロリドンである、請求項10に記載のインクジェット塗布用インク組成物。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物を塗布し、乾燥させることにより機能層を形成する工程を含む、表示装置の製造方法。
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載のインクジェット塗布用インク組成物から形成された少なくとも1つの機能層を有する表示装置。
  14.  前記少なくとも1つの機能層は、正孔注入層、正孔輸送層、及び電子輸送層のうち、少なくとも1つの機能層を含む、請求項13に記載の表示装置。

     
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