(57)【要約】本発明は、半導電性、電荷移動、光伝導および／またはフォトもしくはエレクトロルミネセント特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび１種または２種以上の有機溶媒を含む配合物、特にインクジェット印刷による、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、エレクトロルミネセント、光起電およびセンサーデバイスを含む電気光学的または電子デバイスの製造のためのこれらの使用、並びに当該配合物を含むＦＥＴおよび他の半導電性または発光素子またはデバイスに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導電性、電荷移動、光伝導および／またはフォトもしくはエレクトロルミネセント特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび１種または２種以上の溶媒を含む配合物であって、ポリマー濃度が、≦１０重量％であり、溶媒が、３２〜４０ダイン／ｃｍの表面張力および１６０℃またはこれより高い沸点を有することを特徴とする、前記配合物。
【請求項２】
溶媒（１種または２種以上）の粘度が、３ｍＰａ・ｓより低いことを特徴とする、請求項１に記載の配合物。
【請求項３】
配合物が、６ｍＰａ・ｓより低い粘度を有し、かつ／またはポリマー濃度が、≦３重量％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配合物。
【請求項４】
溶媒が、式Ｉ
【化１】
2008505991.tif 000010
式中、Ｘは、−ＣＨ２−または−ＣＨ２−ＣＨ２−である、
から選択されているか、またはこれらの溶媒の混合物であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の配合物。
【請求項５】
溶媒が、インダンであることを特徴とする、請求項５に記載の配合物。
【請求項６】
溶媒が、テトラリンであることを特徴とする、請求項６に記載の配合物。
【請求項７】
ポリマーが、ポリチオフェン類、ポリフェニレンビニレン類（ＰＰＶ）、ポリアリーレンビニレン類（ＰＡＶ）、ポリフルオレン類（ＰＦ）、ポリスピロビフルオレン類（ＰＳＦ）、ポリパラフェニレン類（ＰＰＰ）、ポリピリジン類（ＰＰｙ）、ポリピロール類、ポリビニルカルバゾール類、ポリトリアリールアミン類、および上記のもののコポリマーから選択されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の配合物。
【請求項８】
ポリマーが、ポリ−３−置換ポリチオフェン類から選択されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の配合物。
【請求項９】
ポリマーが、式ＩＩ
【化２】
2008505991.tif 000011
式中、ｎは、＞１の整数であり、Ｒ１は、Ｈ、ハロゲン、１〜２０個のＣ原子を有し、非置換であるか、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮにより単置換もしくは多置換されていてもよく、また１つもしくは２つ以上の隣接していないＣＨ２基が、各々の場合において互いに独立して、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ０−、−ＳｉＲ０Ｒ００−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−ＳＯ２−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−もしくは−Ｃ≡Ｃ−により置換されていることが可能である直鎖状、分枝状もしくは環状アルキル、随意に置換されているアリールもしくはヘテロアリール、またはＰ−Ｓｐであり、
Ｒ０およびＲ００は、互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｙ１およびＹ２は、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮであり、
Ｐは、随意に保護されている重合可能な、または反応性の基であり、また
Ｓｐは、スペーサー基または単結合である、
から選択されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の配合物。
【請求項１０】
Ｒ１が、１〜１２個のＣ原子を有する直鎖状基であることを特徴とする、請求項９に記載の配合物。
【請求項１１】
式ＩＩ中の重合度またはｎが、２〜５０００の整数であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の配合物。
【請求項１２】
ポリチオフェンが、９５％またはこれ以上のレジオレギュラリティーを有するレジオレギュラーなＨＴ−ポリ−（３−置換）チオフェンであることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の配合物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の配合物の、印刷インクとしての使用。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の配合物の、インクジェット印刷のための印刷インクとしての使用。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかに記載の配合物の、半導電性デバイスまたは薄層有機トランジスタの製造のための使用。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれかに記載の配合物を含む、印刷インク。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の配合物または印刷インクから得られた、半導体または電荷移動材料、素子またはデバイス。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載の配合物または印刷インクの、電荷移動、半導電性、導電性、光伝導または発光特性を有し、光学的、電気光学的もしくは電子素子もしくはデバイス、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）、フラットパネルディスプレイ、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ、エレクトロルミネセントもしくはフォトルミネセントデバイスもしくは素子、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイのバックライト、光起電もしくはセンサーデバイス、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止フィルム、導電性基板もしくはパターン、電池における電極材料、光伝導体、電子写真用途、電子写真記録、有機記憶デバイス、配向層、化粧品もしくは医薬組成物において、またはＤＮＡ配列を検出し、識別するために用いることができる材料、素子またはデバイスを製造または加工するための使用。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれかに記載の配合物もしくは印刷インクまたは請求項１８に記載の半導電性もしくは電荷移動材料、素子もしくはデバイスから得られた、光学的、電気光学的または電子素子、ＦＥＴ、集積回路（ＩＣ）、ＴＦＴまたはＯＬＥＤ。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれかに記載の配合物もしくは印刷インク、請求項１８に記載の半導電性もしくは電荷移動材料、素子もしくはデバイスまたは請求項２０に記載のＦＥＴ、ＩＣ、ＴＦＴもしくはＯＬＥＤを含む、フラットパネルディスプレイ用のＴＦＴまたはＴＦＴアレイ、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ、エレクトロルミネセントディスプレイまたはバックライト。
【請求項２１】
請求項２１に記載のＦＥＴまたはＲＦＩＤタグを含む、セキュリティーマーキングまたはデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、半導電性、電荷移動、光伝導および／またはフォトもしくはエレクトロルミネセント特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび１種または２種以上の有機溶媒を含む配合物に関する。本発明はさらに、特にインクジェット印刷による、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、エレクトロルミネセント、光起電およびセンサーデバイスを含む電気光学的または電子デバイスの製造のための配合物の使用に関する。本発明はさらに、当該配合物を含むＦＥＴおよび他の半導電性または発光素子またはデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景および従来技術
半導電性または電荷移動特性を有する有機材料は、最近、有機ベース薄層トランジスタ（ＴＦＴ）および有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）における活性層として有望であると示されている［H. E. Katz, Z. BaoおよびS. L. Gilat, Acc. Chem. Res., 2001, 34, 5, 359を参照］。このようなデバイスは、スマートカード、セキュリティータグおよびフラットパネルディスプレイにおける切換素子において、可能な用途を有する。有機材料は、これらを溶液から析出させることができる場合には、これらのケイ素類似体よりも実質的な費用についての利点を有すると予想される。その理由は、これにより迅速であり、領域の大きい製作経路が可能になるからである。
【０００３】
さらに、これらの有機材料は、発光およびエレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイス、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）において用いるために、提案されている。
【０００４】
デバイスの性能は、原則的に、半導電性材料の電荷担体可動性および電流オン／オフ比に基づき、従って理想的な半導体は、オフ状態において低い導電性、これと組み合わせて高い電荷担体可動性（＞１×１０−３ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１）を有しなければならない。さらに、酸化により、低下したデバイス性能がもたらされるため、半導電性材料が、酸化に対して比較的安定である、即ちこれが、高いイオン化ポテンシャルを有するのが、重要である。
【０００５】
従来技術において、ポリチオフェン（ＰＴ）、例えばレジオレギュラーな(regioregular)頭尾（ＨＴ）ポリ−（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、特にポリ−（３−ヘキシルチオフェン）（ＰＨＴ）が、１×１０−５〜０．１ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１の電荷担体可動性を示すため、半導電性材料として用いるために提案された。また、ＰＡＴは、有機溶媒への良好な溶解性を示し、大面積のフィルムを製作するために溶液加工可能である。
【０００６】
ＴＦＴ、ＯＦＥＴおよびＯＬＥＤデバイスを製作するために、通常低価格であり、溶液に基づき、付加的なプロセスを用いる。例えば、エレクトロルミネセントまたは半導電性ポリマーの溶液のインクジェット印刷が、従来技術において、好適な方法として提案されている。
【０００７】
この目的のために、ポリマー半導体材料の安定なインクまたは配合物を調製することが、必要である。しかし、これらのポリマー、例えば一般的に用いられているＰＡＴは、一般的には、２つの主な理由により溶解性の問題を有している。
【０００８】
先ず、半導電性ポリマーは、適切な電子的バンドギャップを付与するために、共役した成分、一般的には主鎖を必要とする。この主鎖は、通常高い程度の芳香族炭化水素および複素環を含み、これにより、コーティング溶媒への溶解性が制限される傾向がある。可溶化基、例えばＰＡＴの場合においてはアルキル基の導入は、用いられる官能基に依存して、材料の電子的に活性な部分を希釈し、従って電気的性能を低下させる効果を有し、かつさらに電荷を捕捉し得る。従って、これらの基は、一般的にポリマー構造中に控えめに導入されるに過ぎない。
【０００９】
第２に、電荷移動ポリマーは、ポリマー鎖の密な充填および凝集により増強される分子間電荷ホッピングを容易にするように分子的に設計されている。これが溶液中で発生する場合には、ゲル化が起こり、これにより、不可逆的な場合には、濾過およびコーティングの問題がもたらされる。
【００１０】
従って、電子およびＥＬデバイス、例えばＴＦＴ、ＯＦＥＴおよびＯＬＥＤを特にインクジェット印刷により製造するのに適する半導電性ポリマー、例えばＰＡＴを含む好適な組成物または配合物を提供する必要がある。
半導電性ポリマーおよび有機溶媒を含む組成物または配合物は、従来技術において記載されている。
【００１１】
米国特許第5,069,823号および米国特許第4,737,557号には、ＰＡＴおよびこの製造方法が開示されており、またＰＡＴをテトラリンに溶解した溶液が述べられている。
米国特許第2003/116772 A1号には、発光デバイスを、溶媒に溶解した有機発光性化合物からコーティング方法により製作することが開示されている。可能な有機化合物として、この参考文献には、一般的に、ポリマー、例えばＰＴ、ＰＰＶ、ＰＰまたはＰＦが開示されている。可能な溶媒としては、この参考文献には、一般的に、トルエン、ベンゼン、（ジ）クロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、キシレン、ＤＣＭ、シクロヘキサン、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、シクロヘキサノン、ジオキサン、ＴＨＦなどが述べられている。
【００１２】
米国特許第5,814,376号には、導電性ポリマーのフィルムを基板上に形成するためのグラビアコーティングプロセスが開示されている。可能なポリマーとして、ポリアセチレン、ポリピロール、ＰＴ、ＰＡＴ、ポリフェニレンスルフィド、ＰＰＶ、ポリチエニレンビニレン、ポリフェニレン（ＰＰ）、ポリイソチアナフテン、ポリアズレン、ポリフランまたはポリアニリンが、一般的に述べられている。可能な溶媒として、クロロホルム、トルエン、キシレン、ＴＨＦ、ＤＣＭおよびテトラリンが、一般的に述べられている。例６には、さらに、トルエン／キシレン／インダン８５／１０／５の溶媒混合物中のＰＨＴの混合物が開示されている。
【００１３】
しかし、前述の文献には、半導電性またはＥＬデバイスをインクジェット印刷により製造することが述べられていない。またこれらは、印刷性能を改善するために溶媒およびポリマーをどのように選択するかについての技術的教示を何も提供していない。
【００１４】
EP 0 880 303 A1には、有機ＥＬデバイスを、有機発光ポリマー、例えばＰＡＴ、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）またはポリフルオレン（ＰＦ）を含む液体組成物のインクジェット印刷により製造する方法が、開示されている。この参考文献には、さらに、組成物のいくつかの所望される特性、例えば粘度および表面張力が述べられているが、開示された範囲は、極めて広く、いかにして好適な溶媒を選択するかについての技術的教示が提供されていない。組成物中で用いることができる特定の好適な溶媒については、開示または示唆されていない。
【００１５】
WO 99/39373 A2には、半導体デバイスを、溶媒中の半導電性材料を基板上に、インクジェット印刷により析出させることにより製作する方法が開示されている。しかし、この参考文献には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）および発光染料をクロロホルムに溶解した溶液のみが、具体的に開示されている。
【００１６】
WO 01/47045 A1には、電子デバイスを基板上に、液体と混合した電気的に伝導性の、または半導電性の材料から形成する方法であって、混合物を、他の方法の中で、また基板上にインクジェット印刷により析出させることができる、前記方法が開示されている。半導電性材料として、ＰＨＴ、ＰＦまたはフルオレンおよびチオフェンのコポリマーが開示されており、溶媒として混合キシレンが開示されている。
【００１７】
米国特許第2003/008429 A1号には、有機発光化合物および溶媒を含む組成物のインクジェット印刷を用いて発光デバイスを製作する方法が開示されている。可能な有機化合物として、ポリマー、例えばＰＰＶ、ＰＴ、（ＰＦ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリアルキルフェニレンまたはポリアセチレンが、一般的に述べられている。可能な溶媒として、トルエン、ベンゼン、（ジ）クロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、キシレン、アニソール、ジクロロメタン（ＤＣＭ）、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などが、一般的に述べられている。しかし、印刷性能を改善するために、溶媒およびポリマーをいかにして選択するかについては、技術的教示はない。態様３には、ＰＶＫおよび発光金属キレート錯体の、溶媒を特定しない溶液のインクジェット印刷により形成した発光層が、記載されている。
【００１８】
WO 02/72714 A1には、有機半導体および少なくとも２種の溶媒の混合物を含む溶液および分散体が開示されており、ここで、これらの溶媒は、２００℃より低い沸点および１５℃またはこれ以下の融点を有し、ベンジル系ＣＨ２−またはＣＨ−基を含まず、ｔｅｒｔ．ブチルまたは２つより多いメチル置換基を有するベンゼン誘導体ではなく、これらの溶媒の少なくとも１種は、１４０℃〜２００℃の沸点を有する。半導体として、置換ポリアリーレンビニレン類（ＰＡＶ）、ＰＦ類、ポリスピロビフルオレン類（ＰＳＦ）、ポリパラフェニレン類（ＰＰＰ）、ＰＴ類、ポリピリジン類（ＰＰｙ）、ポリピロール類、ＰＶＫ類およびポリトリアリールアミン類が、述べられている。好ましい溶媒として、例えばキシロール、アニソール、トルオールおよびこれらのフッ素化、塩素化またはメチル化誘導体が述べられており、一方テトラリンは、不適であると報告されている。
【００１９】
EP 1 083 775 A1には、有機ＥＬデバイスのインクジェット印刷による製造において用いるための組成物が、開示されている。この組成物は、有機ＥＬ材料並びに、少なくとも３個の炭素原子を有する置換基および好ましくは少なくとも２００℃の沸点を有する少なくとも１種の置換ベンゼン誘導体を含む第１の溶媒、または前述の第１の溶媒の、１４０℃またはこれ以上の沸点を有する第２の溶媒との混合物を含む。可能なＥＬ材料として、ポリマー、例えばＰＰＶ、ＰＰ、ＰＴ、ＰＦまたはＰＶＫが、一般的に述べられている。溶媒として、特に、クメン、シメン、シクロヘキシルベンゼン、数種のアルキル化ベンゼン類、テトラリンまたはこれらの混合物が、提案されている。特に好ましいのは、ドデシルベンゼンおよび１，２，３，４−テトラメチルベンゼンである。具体的に述べられているのは、さらにテトラリンのキシレン、ドデシルベンゼンまたは１，２，３，４−テトラメチルベンゼンとの混合物である。
【００２０】
しかし、従来技術に記載されている配合物は、いくつかの欠点を有する。例えば、ポリチオフェンを塩素化溶媒、例えばクロロホルムまたはトリクロロベンゼンに溶解した溶液の場合においては、長期間にわたり、溶媒は、ポリチオフェン主鎖を分解し、従ってこの電気的性能を低下させることが例証されている。さらに、クロロホルムは、過度に揮発性であり、加工の間に時期尚早に蒸発し、コーティング不規則性、分配の問題、解決および特徴定義の損失並びに例えばインクジェットヘッドの目詰まりをもたらす。一方、ポリマー、例えばポリチオフェンのトルエンおよびキシレンへの溶解性は、しばしば十分なインク粘度を提供するには十分高くなく、またこれらの溶媒は、信頼性のあるインクジェット印刷のために十分高い表面張力を達成することができない。
【００２１】
従って、上記した従来技術の材料の欠点を有せず、特に電子または電気光学的デバイス、例えば薄層有機トランジスタを製造する場合にポリマーを加工するのに適する、半導電性ポリマー、特にポリチオフェン類、例えば３−アルキルポリチオフェン（ＰＡＴ）の改善された溶液および配合物に対する必要性がある。
【発明の開示】
【００２２】
本発明の目的は、前述の従来技術の材料の欠点を有せず、電子、電気光学的および発光デバイスを、特にインクジェット印刷により、経済的、有効かつ環境的に有益な方法で製造するのに適し、特に工業的な大規模の生産に適する、改善された配合物およびインク、特に溶液を提供することにあった。
【００２３】
本発明の他の目的は、以下の詳細な記載から当業者には直ちに明らかである。
本発明者らは、以下に記載する半導電性ポリマーの配合物を提供することにより、これらの目的を達成することができ、上記の問題を解決することができることを見出した。
【００２４】
発明の概要
本発明は、半導電性、電荷移動、光伝導および／またはフォトもしくはエレクトロルミネセント特性を有する１種または２種以上のポリマー並びに、３０〜４０ダイン／ｃｍ、好ましくは３２〜４０ダイン／ｃｍの表面張力、１６０℃またはこれより高い沸点および好ましくは３ｍＰａ・ｓより低い粘度を有する溶媒を含む群から選択された１種または２種以上の溶媒を含む配合物に関する。
【００２５】
本発明はさらに、半導電性または電荷移動特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび１種または２種以上の溶媒を含み、ここでポリマー濃度が、≦１０重量％であり、好ましくはここで配合物が、６ｍＰａ・ｓより低い粘度を有し、かつ／またはポリマー濃度が、≦３重量％である配合物に関する。
【００２６】
本発明はさらに、半導電性または電荷移動特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび式Ｉ
【化１】
2008505991.tif 000002
式中、Ｘは、−ＣＨ２−または−ＣＨ２−ＣＨ２である、
から選択された溶媒または溶媒の混合物を含む配合物に関する。
【００２７】
本発明はさらに、半導電性または電荷移動特性を有する１種または２種以上のポリマーおよび上記した１種または２種以上の溶媒を含む、印刷インクとして、特にインクジェット印刷に用いるための配合物に関する。
本発明はさらに、本明細書中に記載した配合物の、半導電性デバイス、特に薄層有機トランジスタの製造のための使用に関する。
本発明はさらに、本明細書中に記載した配合物から得られた、半導体または電荷移動材料、素子またはデバイスに関する。
【００２８】
本発明はさらに、本明細書中に記載した配合物の、電荷移動、半導電性、導電性、光伝導または発光特性を有し、光学的、電気光学的もしくは電子素子もしくはデバイス、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）、フラットパネルディスプレイ、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ、エレクトロルミネセントもしくはフォトルミネセントデバイスもしくは素子、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイのバックライト、光起電もしくはセンサーデバイス、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止フィルム、導電性基板もしくはパターン、電池における電極材料、光伝導体、電子写真用途、電子写真記録、有機記憶デバイス、配向層、化粧品もしくは医薬組成物において、またはＤＮＡ配列を検出し、識別するために用いることができる材料、素子またはデバイスを製造または加工するための使用に関する。
【００２９】
本発明はさらに、本明細書中に記載した配合物または半導電性もしくは電荷移動材料、素子もしくはデバイスから得られた、光学的、電気光学的または電子素子、ＦＥＴ、集積回路（ＩＣ）、ＴＦＴまたはＯＬＥＤに関する。
【００３０】
本発明はさらに、本発明の配合物、半導電性もしくは電荷移動材料、素子もしくはデバイスまたはＦＥＴ、ＩＣ、ＴＦＴもしくはＯＬＥＤを含む、フラットパネルディスプレイ用のＴＦＴまたはＴＦＴアレイ、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ、エレクトロルミネセントディスプレイまたはバックライトに関する。
本発明はさらに、本発明のＦＥＴまたはＲＦＩＤタグを含む、セキュリティーマーキングまたはデバイスに関する。
【００３１】
発明の詳細な説明
本発明の配合物および溶液は、半導電性素子またはデバイスにおけるポリチオフェンの薄層を、印刷プロセスを用いて、最も好ましくはインクジェット印刷により製造するための印刷インクとして特に適する。
【００３２】
従って、本発明の配合物において用いられる溶媒は、これらの物理的特性により、最終的な流体の物理的特性の多くが決定されるため、特に好ましくは、インクジェット印刷に適しなければならない。
【００３３】
インク噴出についての最適な結果は、溶媒の物理的特性が以下の通りである場合に得られることが、見出された：
・適度な表面張力、好ましくは３２ダイン／ｃｍまたはこれ以上、極めて好ましくは３４ダイン／ｃｍまたはこれ以上かつ４０ダイン／ｃｍより低い、
・高レベルの高度に粘性の、固体のポリマー材料が、配合物中に導入され得るのを確実にするために、可能な限り低い粘度；他方、配合物の固形分が極めて低い場合には、高い溶媒粘度が耐容可能である、好ましくは４ｍＰａ・ｓより低い、極めて好ましくは１〜３ｍＰａ・ｓの粘度。
【００３４】
・印刷ヘッド中の固体物質の沈殿を最小にするために可能な限り高いポリマー材料の溶解作用、
・選択された印刷ヘッドとの良好な適合性、即ち溶媒は、いかなる成分をも攻撃または膨潤させてはならない、
・印刷ヘッド中の接着剤が攻撃され得るため、過度に攻撃性ではないこと。
【００３５】
・８０℃より高い、好ましくは１３０℃より高い、極めて好ましくは１６０℃より高い沸点。比較的低い沸点によっては、極めて短い滞留時間により噴出性能が重大に低下し得る。従って、ドロップオンデマンド印刷ヘッドにおいて、ノズルは、大気に対して開放されており、従って印刷していない際には、溶媒は蒸発し、ノズルの周囲の流体粘度の上昇を生じる。この流体の粘度は、最終的には、液滴の速度および／または軌跡が影響されて、紛れた液滴が生じる点に達する−これが観察される前に要する時間は、インクの「潜伏」と呼ばれる。さらにある時間にわたり放置された場合には、インク中の固体物質は、沈殿し、ノズルの目詰まりを生じ得、これは、噴出を回復するために機械的な手段を必要とし得る−機械的介入が噴出を回復するのに要するまでの時間は、「滞留時間」と呼ばれる。
【００３６】
また、配合物は、長時間にわたり安定な物理的特性を有しなければならず、さもなければ噴出特性は、配合物の粘弾性挙動における変化により顕著に変化する。
【００３７】
本発明者らは、特に良好な性能を有する印刷インクが、本明細書中に記載したポリチオフェンを、少なくとも３０ダイン／ｃｍ、好ましくは少なくとも３２ダイン／ｃｍ、極めて好ましくは少なくとも３４ダイン／ｃｍ、最も好ましくは少なくとも３５ダイン／ｃｍかつ５０ダイン／ｃｍを超えない、極めて好ましくは４０ダイン／ｃｍを超えない表面張力を有する溶媒または溶媒の混合物と共に用いた場合に得られることを、見出した。ポリチオフェンの溶媒への溶解度は、少なくとも０．２重量％でなければならない。
【００３８】
溶媒の沸点は、好ましくは１００℃、極めて好ましくは１６０℃またはこれ以上、最も好ましくは１７０℃またはこれ以上でなければならない。
溶媒の粘度は、好ましくは４ｍＰａ・ｓより低く、極めて好ましくは３ｍＰａ・ｓより低くなければならない。
【００３９】
ポリチオフェンおよび溶媒を含む配合物の粘度は、好ましくは、１０ｍＰａ・ｓより低く、極めて好ましくは６ｍＰａ・ｓより低く、最も好ましくは４ｍＰａ・ｓまたはこれ以下であり、好ましくは０．５ｍＰａ・ｓより高く、極めて好ましくは１ｍＰａ・ｓより高く、最も好ましくは１．１５ｍＰａ・ｓより高くなければならない。
【００４０】
従って、本発明のさらなる好ましい態様は、ポリチオフェンを含み、前述の特性の１つまたは２つ以上を有する有機溶媒または２種もしくは３種以上の溶媒の混合物を含む配合物に関する。
【００４１】
有機溶媒中のポリチオフェンの濃度は、好ましくは≦２０重量％、極めて好ましくは≦１０重量％、特に好ましくは≦５重量％、最も好ましくは≦３重量％である。さらに、有機溶媒中のポリチオフェンの濃度は、好ましくは≧０．２重量％、極めて好ましくは≧０．５重量％、最も好ましくは≧１．０重量％である。
【００４２】
本発明の配合物は、他の添加剤、例えば補助溶剤および界面活性剤、さらに潤滑剤、湿潤剤、分散助剤、疎水剤(hydrophobing agent)、接着剤、流動改善剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、助剤、着色剤、染料または顔料を含むことができる。
本発明の配合物は、好ましくは溶液または分散体、極めて好ましくは溶液である。
【００４３】
特に好ましいのは、上記の式Ｉで表される溶媒である。式Ｉは、式Ｉ１で表される化合物ジヒドロインデン（インダン）および式Ｉ２で表される１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン（テトラリン）を包含する。
【化２】
2008505991.tif 000003
【００４４】
ポリマーは、好ましくは、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアリーレンビニレン（ＰＡＶ）、ポリフルオレン（ＰＦ）、ポリスピロビフルオレン（ＰＳＦ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリピリジン（ＰＰｙ）、ポリピロール、ポリビニルカルバゾール、ポリトリアリールアミンおよび上記のもののコポリマーから選択される。特に好ましいのは、ポリチオフェン類である。
【００４５】
極めて好ましくは、ポリマーは、式ＩＩ
【化３】
2008505991.tif 000004
式中、ｎは、＞１の整数であり、Ｒ１は、Ｈ、ハロゲン、１〜２０個のＣ原子を有し、非置換であるか、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮにより単置換もしくは多置換されていてもよく、また１つもしくは２つ以上の隣接していないＣＨ２基が、各々の場合において互いに独立して、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ０−、−ＳｉＲ０Ｒ００−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−ＳＯ２−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−もしくは−Ｃ≡Ｃ−により置換されていることが可能である直鎖状、分枝状もしくは環状アルキル、随意に置換されているアリールもしくはヘテロアリール、またはＰ−Ｓｐであり、
【００４６】
Ｒ０およびＲ００は、互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｙ１およびＹ２は、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮであり、
Ｐは、随意に保護されている重合可能な、または反応性の基であり、また
Ｓｐは、スペーサー基または単結合である、
で表されるポリ−３−置換チオフェン類から選択される。
【００４７】
本発明のポリマーは、特に好ましくは、レジオレギュラーなＨＴ−ポリ−（３−置換）チオフェン類である。これらのポリマーにおけるレジオレギュラリティー(regioregularity)（＝頭尾カップリングを合計カップリングで除し、百分率で表す）は、好ましくは少なくとも８５％、特に９０％またはこれ以上、極めて好ましくは９５％またはこれ以上、最も好ましくは９８〜１００％である。
【００４８】
レジオレギュラーなポリ−（３−置換）チオフェン類は、例えば米国特許第6,166,172号に記載されているように、これらが、強力な鎖間パイ−パイ積み重ね相互作用および高い程度の結晶度を示し、これらが高い担体可動性を有する有効な電荷移動材料となるため、有利である。
本発明のポリマーは、好ましくは、２〜５０００、特に１０〜５０００、極めて好ましくは５０〜１０００の重合度（または繰り返し単位の数ｎ）を有する。
【００４９】
さらに好ましいのは、５０００〜３００，０００、特に１０，０００〜１００，０００の分子量を有するポリマーである。
配合物は、１種のポリマーまたは２種もしくは３種以上のポリマーの混合物を含むことができる。特に好ましいのは、１種のポリマーを含む配合物である。
【００５０】
Ｒ１は、好ましくは、随意に１個もしくは２個以上のフッ素原子で置換されているＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ１〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ１〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ１〜Ｃ２０アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２０チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ２０シリル、Ｃ１〜Ｃ２０エステル、Ｃ１〜Ｃ２０アミノ、Ｃ１〜Ｃ２０フルオロアルキル、随意に置換されているアリールもしくはヘテロアリール、またはＰ−Ｓｐ−、特にＣ１〜Ｃ２０アルキルまたはＣ１〜Ｃ２０フルオロアルキル、好ましくは直鎖状基から選択される。
【００５１】
極めて好ましいのは、ポリ−３−アルキルチオフェン（以下でまたＰＡＴ３と呼ぶ）、即ちＲ１が、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有し、最も好ましくは４、５、６、７または８個のＣ原子を有するアルキル、最も好ましくは直鎖状アルキルである、式ＩＩで表されるポリマーである。最も好ましいのは、ポリ−３−ヘキシルチオフェンである。
【００５２】
Ｒ１がアルキルまたはアルコキシ基である、即ちここで、末端ＣＨ２基が−Ｏ−により置換されている場合には、これは、直鎖状または分枝状であってもよい。これは、好ましくは、直鎖状であり、２〜８個の炭素原子を有し、従って、好ましくは、例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキシルオキシ、ヘプトキシまたはオクトキシ、さらにメチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシである。特に好ましいのは、ｎ−ヘキシルおよびｎ−ドデシルである。
【００５３】
Ｒ１がオキサアルキルである、即ちここで、１つのＣＨ２基が−Ｏ−により置換されている場合には、好ましくは、例えば直鎖状２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−オキサブチル（＝エトキシメチル）もしくは３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−もしくは４−オキサペンチル、２−、３−、４−もしくは５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−もしくは６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−もしくは７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−もしくは８−オキサノニルまたは２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−もしくは９−オキサデシルである。
【００５４】
Ｒ１がチオアルキルである、即ちここで、１つのＣＨ２基が−Ｓ−により置換されている場合には、好ましくは、直鎖状チオメチル（−ＳＣＨ３）、１−チオエチル（−ＳＣＨ２ＣＨ３）、１−チオプロピル（＝−ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、１−（チオブチル）、１−（チオペンチル）、１−（チオヘキシル）、１−（チオヘプチル）、１−（チオオクチル）、１−（チオノニル）、１−（チオデシル）、１−（チオウンデシル）または１−（チオドデシル）であり、ここで好ましくは、ｓｐ２混成ビニル炭素原子に隣接したＣＨ２基は、置換されている。
【００５５】
Ｒ１がフルオロアルキルである場合には、これは、好ましくは直鎖状パーフルオロアルキルＣｉＦ２ｉ＋１であり、ここでｉは、１〜１５の整数であり、特にＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５またはＣ８Ｆ１７、極めて好ましくはＣ６Ｆ１３である。
【００５６】
本発明の他の好ましい態様は、３位において重合可能な、または反応性の基で置換されており、これが随意にポリチオフェンを生成するプロセスの間保護されているポリチオフェンを含む配合物に関する。このタイプの特に好ましいポリマーは、式ＩＩで表され、式中Ｒ１がＰ−Ｓｐを示すものである。これらのポリマーは、これらが、ポリマーを半導体素子用の薄層に加工する間またはこの後に、例えばインサイチュでの(in situ)重合により、基Ｐを介して架橋して、高い電荷担体可動性並びに高い熱、機械的および化学的安定性を有する架橋したポリマーフィルムを得ることができるため、半導体または電荷移動材料として特に有用である。
【００５７】
極めて好ましくは、重合可能な、または反応性の基Ｐは、
【化４】
2008505991.tif 000005
から選択され、Ｗ１は、Ｈ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ３、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、ＣｌまたはＣＨ３であり、Ｗ２およびＷ３は、互いに独立して、Ｈまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルであり、Ｗ４、Ｗ５およびＷ６は、互いに独立して、Ｃｌ、１〜５個のＣ原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルであり、Ｗ７およびＷ８は、互いに独立して、Ｈ、Ｃｌまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキルであり、Ｐｈｅは、随意に１個または２個以上の上記で定義した基Ｌにより置換されている１，４−フェニレンであり、ｋ１およびｋ２は、互いに独立して０または１である。
【００５８】
特に好ましい基Ｐは、
【化５】
2008505991.tif 000006
である。
基Ｐの重合を、専門家に知られており、文献、例えばD. J. Broer; G. Challa; G. N. Mol, Macromol. Chem, 1991, 192, 59に記載されている方法により、行うことができる。
【００５９】
スペーサー基Ｓｐとしては、この目的のために当業者に知られているすべての基を用いることができる。スペーサー基Ｓｐは、好ましくは、式−Ｓｐ’−Ｘ’−で表され、従ってＰ−Ｓｐ−は、Ｐ−Ｓｐ’−Ｘ’−であり、ここで、
Ｓｐ’は、３０個までのＣ原子を有し、非置換であるか、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮにより単置換もしくは多置換されているアルキレンであり、また、１つまたは２つ以上の隣接していないＣＨ２基が、各々の場合において互いに独立して、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ０−、−ＳｉＲ０Ｒ００−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により置換されていることが可能であり、
【００６０】
Ｘ’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＮＲ０−ＣＯ−ＣＲ００−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ｒ０およびＲ００は、互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルであり、また
Ｙ１およびＹ２は、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮである。
【００６１】
Ｘ’は、好ましくは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合、特に−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−または単結合である。他の好ましい態様において、Ｘ’は、共役系を形成することができる基、例えば−Ｃ≡Ｃ−もしくは−ＣＹ１＝ＣＹ２−、または単結合である。
【００６２】
典型的な基Ｓｐ’は、例えば、−（ＣＨ２）ｐ−、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−または−（ＳｉＲ０Ｒ００−Ｏ）ｐ−であり、ｐは、２〜１２の整数であり、ｑは、１〜３の整数であり、またＲ０およびＲ００は、前に示した意味を有する。
【００６３】
好ましい基Ｓｐ’は、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン−チオエチレン、エチレン−Ｎ−メチル−イミノエチレン、１−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
【００６４】
本発明の配合物、インクおよび溶液は、電荷移動または半導電性素子またはデバイス、例えばＯＦＥＴ、ＩＣ素子、ＲＦＩＤタグまたはＴＦＴ用途の製造に有用である。さらに、これらを、エレクトロもしくはフォトルミネセントまたは発光素子またはデバイス、例えばディスプレイまたは発光用途のためのＯＬＥＤの製造のために、例えばＬＣＤのバックライトとして用いることができる。これらをまた、光起電、センサーもしくは記憶デバイス、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止フィルム、導電性基板もしくはパターン、電池における電極材料、光伝導体、電子写真用途、電子写真記録、配向層、化粧品もしくは医薬組成物において、またはＤＮＡ配列を検出し、識別するために用いることができる。
【００６５】
本発明の配合物は、特に、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）の製造に有用である。有機半導電性材料が、ゲート誘電体並びにドレインおよびソース電極の間でフィルムとして配置されているこのようなＯＦＥＴは、一般的に、例えば米国特許第5,892,244号、WO 00/79617、米国特許第5,998,804号から、並びに背景および従来技術の章において引用し、以下に列挙する参考文献から、知られている。利点、例えば本発明の配合物の有利な特性を用いた低価格の生産および従って大きい表面の加工可能性のために、これらのＦＥＴの好ましい用途は、例えば集積回路、ＴＦＴディスプレイおよびセキュリティー用途である。
【００６６】
有機電界効果トランジスタを、インクジェット印刷手法、光パターニング(photopatterning)、微細成形(micromoulding)、スクリーン印刷、グラビアおよび他の接触印刷手法により、製作することができる。好適な、および好ましい方法および装置は、従来技術において記載されており、専門家に知られている。すべての場合において、溶媒蒸発速度を制御して、巨視的組織を推進し、一方溶媒を、適度な温度、特に２００℃より低い温度においてファシリー(facily)除去することができることを確実にするのが、重要である。
【００６７】
セキュリティー用途において、電界効果トランジスタおよび半導電性材料を有する他のデバイス、例えばトランジスタまたはダイオードを、ＲＦＩＤタグまたはセキュリティーマーキングのために用いて、有価証券、例えば貨幣、クレジットカードもしくはＩＤカード、国家のＩＤ書類、免許証または金銭価値を有するすべての製品、例えば切手、チケット、株、小切手などを認証し、偽造を防止することができる。
【００６８】
あるいはまた、本発明の配合物を、有機発光デバイスまたはダイオード（ＯＬＥＤ）の生産のために、例えばディスプレイ用途において、または例えば液晶ディスプレイのバックライトとして用いることができる。一般的なＯＬＥＤは、多層構造を用いて実現される。発光層は、一般的に、１つまたは２つ以上の電子移動および／または正孔移動層の間にはさまれている。電圧を印加することにより、電荷担体としての電子および正孔は、発光層の方向に移動し、ここでこれらの再結合により、励起および従って発光層中に含まれるルモフォア(lumophor)単位のルミネセンスがもたらされる。
【００６９】
本発明の配合物を、これらの電気的および／または光学的特性に対応して、電荷移動層の１つまたは２つ以上において、および／または発光層において用いることができる。さらに、発光層内でのこれらの使用は、本発明のポリマーが、これら自体のエレクトロルミネセント特性を示すか、またはエレクトロルミネセント基もしくは化合物を含む場合には、特に有利である。ＯＬＥＤにおいて用いるのに適するポリマー材料の選択、特徴づけおよび加工は、当業者により一般的に知られている。例えば、Meerholz, Synthetic Materials, 111-112, 2000, 31-34, Alcala, J. Appl. Phys., 88, 2000, 7124-7128およびこの中に引用されている文献を参照。
【００７０】
以下の例は、本発明を、これを限定せずに例示する作用を有する。上記および以下において、他に述べない限り、すべての温度は、摂氏度で示し、すべての百分率は、重量による。
【００７１】
粘度および表面張力の値は、他に述べない限り、２５℃の温度について表す。配合物の粘度は、自動化された微細粘度計（microviscometer）（例えばAnton Paar GmbH, Graz, Austriaから入手できる）を用いて得られ、これは、回転／降下する球の原理に基づいている。小さい金属球が回転する毛細管を用い、これを一方の方向に、または他方の方向に傾斜させることにより、球は、液体中を降下し、計時することができる。液体中を指定の距離通過するのに要する時間の長さは、粘度に比例し、この間管を保持する角度により、測定の剪断速度が決定される−これは、ニュートン液体について、記録された粘度に影響してはならない。報告された表面張力は、純粋な溶媒のものであり、文献、例えばRubber Handbook中に見出すことができる。表面張力の測定を、ジュヌーイ(DuNouy)環を有する表面張力計(White Torsion Balance)を用いて、張力学により達成することができる。
【００７２】
例１
配合物を、１０，０００の分子量および９６％のレジオレギュラリティーを有するポリ（３−ヘキシル）チオフェン（ＰＨＴ）から、以下の表に示す種々の溶媒中に調製し、ポリマーの溶解度およびゲル化挙動を、試験した。
【００７３】
【表１】
2008505991.tif 000007
【００７４】
アニソールおよびメチルアニソールは、合理的に高い沸点および、同等の酸素化されていない芳香族化合物よりも高い表面張力を有するが、これらは、インクジェット使用には不十分である、ポリマーについての極めて乏しい可溶化のみを示した。
【００７５】
キシレンおよびジエチルベンゼンは、加熱した場合には、満足なポリマー溶解度を提供したが、流体は、極めて迅速にゲル化し、蛍光性オレンジ色から非蛍光性の粘性ゲルへと変化し、これは、少量の剪断の下で液化した。粘度の顕著な上昇をもたらすこの迅速な凝集により、印刷ヘッドが、この現象を防止するのに十分高い温度に加熱されない限りは、長時間にわたり、安定な噴出が妨げられる。不都合なことに、これは、ノズルにおける溶媒の加速された蒸発による減少する滞留の顕著な欠点を有し、これにより、粘度がさらに低下し、これは、室温においてすでに極めて低い粘度の流体であるものの噴出性能に影響する。
【００７６】
１，２，５−トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）は、ポリマーの良好な可溶化を示し、高い沸点を有する。しかし、これは、中程度の表面張力のみを有する。また、この攻撃性、毒性および環境的問題、並びにポリマーの溶媒への長時間の安定性に関する可能な問題により、これは、インクジェット印刷には比較的好適ではなくなる。
【００７７】
従って、上記の溶媒の中で、テトラリンおよびインダンのみが、高い沸点、表面張力、溶解度およびポリマーがほとんどゲル化しないことの満足な組み合わせを示した。
【００７８】
例２
配合物を、テトラリンおよびインダン中の例１のＰＨＴから、以下の表に示す種々の濃度において調製した。比較のために、溶媒混合物テトラリン／トルエン（５０／５０）中のＰＨＴの配合物を、調製した。
【００７９】
【表２】
2008505991.tif 000008
【００８０】
例３−使用例
配合物１ａ〜ｃおよび２を、印刷インクとしての使用について試験した。
Ａ）準備性能を試験するために、インクを、Spectra SX-128インクジェット印刷ヘッド（Spectra Inc., NH, USAから入手できる）中に装填した。ヘッド貯留槽を、インクで半分満たし（約１０ｍｌ）；インクを、５．５ＰＳＩの圧力で５秒間単一のパージを用いてノズルにより準備した（Spectra Apollo systemにおける標準的なパージ）。
【００８１】
Ｂ）種々の駆動条件下で噴出特性および液滴形成を調査するために、配合物を、Spectra SX Special印刷ヘッド中に装填し、次に種々の発射電圧、周波数および波形を用いて噴出した。
【００８２】
Ｃ）インクの滞留性能を調査するために、ヘッドを、先ず準備し、液滴を、噴出した−これらの画像を、記録した。次に、ヘッドを、５分または３０分のいずれかの指定の時間の長さにわたり、発射せずに放置した。この時間の後に、ヘッドを発射し、画像を、種々の遅延において直ちに記録した。これらの画像を、各々の遅延設定において互いに対して比較して、滞留効果、即ちノズルプレートの外皮の形成によるものであり得る差異についてチェックすることができる。
【００８３】
Ｄ）噴出した液滴の画像品質を調査するために、インクを、非孔質の移動するメリネックス(Melinex)ポリエステル基板上に、１ｋＨｚの発射周波数、０．５、１および２ｍｍの発射距離および２０ｍ／分のテーブル速度で噴出した。
【００８４】
結果：
Ａ）準備
インク１ａおよび１ｂの場合において、単一のパージが、すべてのノズルを成功に準備するのに必要であるすべてのものであった。配管または印刷ヘッドチャネル／ノズル中の空気捕捉についての問題には、遭遇しなかった。インク１ｃについて、準備特性は、印刷ヘッドを完全に準備し、すべてのノズル発射を得るのに２つのパージが必要であった以外は、インク１ａと同様であった。
テトラリンおよびトルエンを含むインク２の場合において、準備は、極めて困難であった。いくつかのパージが、すべてのノズル発射を得るのに必要であった。
【００８５】
Ｂ）噴出特性および液滴形成
インク１ａ〜ｃを、印刷ヘッドを介して信頼性を以て噴出することができた。最良の全体的な性能は、インク１ｂについて見られ、ここで、高周波性能は、１０ｋＨｚまで拡張された。現在、電子的材料の析出のために設計されたインクジェット印刷基本骨格は、通常最大２ｋＨｚまでの噴出に制限されている。
【００８６】
オプティカ(Optica)イメージを用いて、噴出挙動および液滴形成を特徴づけした。オプティカ（VisionJet, Royston, UKから入手できる）は、噴出および液滴視覚化のための高鮮明度ＣＣＤカメラおよびストロボ配置を用いた装置である。
【００８７】
オプティカイメージは、最適な波形および液体の高い液滴ごとの再現性を有する電圧および良好な再現性を伴い、いかなる観察可能な液滴形状変化をも伴わない駆動条件を用いて駆動した場合には、インク１ａ〜１ｃについての優れた液滴形状を例証する。このことは、図１から明らかであり、これは、オプティカイメージのモンタージュであり、２ｋＨｚおよび６０Ｖにおいて８＿２＿２波形を伴って駆動されたインク１ｂについての液滴放出プロセスを示す。
【００８８】
さらに、ゲニー(Genie)システムを用いて、個別の液滴を調査し、さらにインクの噴出挙動を特徴づけした。ゲニー（VisionJet, Royston, UKから入手できる）は、多用途の印刷ヘッド駆動電子機器を包含する、レーザーに基づく液滴測定システムである。
【００８９】
測定を、５００μｍの発射距離において行った。ゲニーのオプティカシステムにまさる利点は、オプティカにより記録された約百の平均の画像よりむしろ、噴出された各々の液滴についてのデータを記録するこの能力である。すべての噴出された液滴を特徴づけるこの能力により、本発明者らは、特定のインクおよび駆動条件により、信頼性のある噴出が得られるか否かを容易に理解することが可能になる。ゲニー特徴づけシステムは、既知の距離だけ離間して位置しており、次にこれが、放出された液滴をこれらを通して発射するように印刷ヘッドの前面に配置される、２つのレーザーシートから構成されている。液滴が各々のシートを通過する際に液滴により投影された影は、２つのフォトダイオード（チャネルＡおよびＢ）により記録され、この信号を、試料番号に対してプロットする（事実上時間に相当する）。
【００９０】
ゲニーイメージにより、１つの液滴についてのチャネルＡおよびＢからの応答および次に３０の液滴の合成の画像が示される。単一の画像は、チャネルＡ（印刷ヘッドに最も近い）によるピークが、チャネルＢ（印刷ヘッドから最も離間している）におけるピークの前に生じることを示す。複数の画像は、インクおよび駆動条件の信頼性を劇的に例証し、信頼性のないインクは、液滴ごとに予測不能な液滴形成を有する。信頼性のある噴出条件により、完全に重複する形跡が得られる。
【００９１】
図２は、２ｋＨｚおよび６０Ｖにおいて８＿２＿２波形を伴って駆動されたインク１ａについてのゲニーイメージを示し、３０の液滴の合成の画像についてのチャネルＡおよびＢからの応答を示す。図２から明らかなように、高い液滴ごとの再現性が、達成された。
対照的に、テトラリンおよびトルエンを含むインク２について、安定な噴出は、すべての駆動条件について、達成するのが困難であった。
【００９２】
Ｃ）滞留性能
インク１ａ〜ｃの滞留および連続的な印刷は、優れていた。滞留実験を、１時間まで、即座の起動を伴って行うことができ、液滴形状に観察可能な変化はなかった。起動の問題点は、３０分まで観察されなかった。これは、電子的用途には極めて重要である。その理由は、短い滞留により、整備の必要量が増大し、ノズルの周囲の固体物質の蓄積により噴出ゆがみの発生が増大し得るからである。
インク１ａについて、連続的な印刷を、１時間まで例証することができ、１２８チャネル印刷ヘッドにわたりチャネルの損失はなく、液滴形状に観察可能な差異はなかった。
【００９３】
図３は、示した時間の後の、８ｋＨｚ、８０Ｖ、８＿２＿２波形におけるインク１ｂの連続的な印刷性能のイメージを示す。滞留性能は、液滴形状または速度の差異が、１時間の滞留においてさえも観察され得なかったため、優れていることが、明らかである。この時間にわたり、チャネルは損なわれず、チャネルごとの信頼性は、優れており、面板湿潤は、観察されなかった。
対照的に、テトラリンおよびトルエンを含むインク２は、噴出が長時間にわたり損なわれたため、比較的乏しい連続的な印刷性能を示した。
【００９４】
Ｄ）噴出された液滴の画像品質
非孔質メリネックスポリエステル基板上での印刷されたインクの乾燥時間は、極めて迅速であり、ほぼ数秒の程度であった。
２ｍｍより大きい発射距離は、調査しなかった。その理由は、電子材料を印刷するように設計されている印刷システムはすべて、固有の印刷ヘッド欠陥により、すべての液滴の狂いを最小にするのに可能な最小の発射距離を用いているからである。Spectra SX印刷ヘッドを用いるLitrexプリンターについての典型的な発射距離は、約３００ミクロンであった。この試験により、大きい発射距離においてさえも、インク配合物１ａ〜ｃが、付随体による干渉を伴わずに優れた画像品質を示すことが、例証された。
【００９５】
図４は、インク１ａについての、以下の表に示す種々の発射距離についての噴出された液滴の画像品質を示す。明らかなように、液滴の大きさおよび真円度は、すべての発射距離について一定であった。
【表３】
2008505991.tif 000009
【００９６】
基板上でのインクの湿潤は、良好であったが、過度ではなく、約６５ミクロンの印刷された液滴を再現可能に例証した。印刷品質、液滴の大きさまたは液滴の真円度は、２ｍｍまでの発射距離または波形の関数としては変化しなかった。
インクの乾燥時間を試験するために、ドットパターンを、２０ｍ／分より高い印刷速度で印刷し、基板（メリネックス）を、輸送手段から取り外し、次に手袋を着用した指でぬぐった。すべての場合において、インクは、接触に対して乾燥しており、これにより、数秒の程度の乾燥時間が示された。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の配合物のインクジェット印刷の後の液滴放出プロセスを示すオプティカイメージを示す図である。
【図２】本発明の配合物のインクジェット印刷の後の液滴放出プロセスを示すゲニーイメージを示す図である。
【図３】種々の時間の後の本発明の配合物をインクジェット印刷した際の、連続的な印刷性能を例証するオプティカイメージを示す図である。
【図４】本発明の配合物をインクジェット印刷した後の噴出された液滴の画像品質を示す図である。
【図１】
2008505991.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008505991.tif 000016
2008505991.tif 000017
2008505991.tif 000018