[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20180044286A - 유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자 - Google Patents

유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20180044286A
KR20180044286A KR1020187005244A KR20187005244A KR20180044286A KR 20180044286 A KR20180044286 A KR 20180044286A KR 1020187005244 A KR1020187005244 A KR 1020187005244A KR 20187005244 A KR20187005244 A KR 20187005244A KR 20180044286 A KR20180044286 A KR 20180044286A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
solvent
leveling agent
light emitting
ink composition
Prior art date
Application number
KR1020187005244A
Other languages
English (en)
Inventor
에이지 오츠키
유우사쿠 고토우
Original Assignee
디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디아이씨 가부시끼가이샤 filed Critical 디아이씨 가부시끼가이샤
Publication of KR20180044286A publication Critical patent/KR20180044286A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/151—Copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • H01L51/05—
    • H01L51/5048—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/20—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/15—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

레벨링제가 표면에 배향된 도막으로부터 형성된 층의 표면부에는 레벨링제가 배향되어 있다. 그러면, 이와 같은 층의 표면은, 레벨링제의 존재에 의해 표면 에너지가 작아져, 그 결과, 레벨링제를 사용해서 형성된 층 상에는, 습식 성막법에 의해 층 형성을 할 수 없거나, 또는 매우 하기 어려운 경우가 있는 것이 판명되었다. 그래서, 본 발명은, 저표면에너지층 상이어도 호적한 막을 형성할 수 있는 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 제1 유기 반도체 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매를 포함하고, 상기 레벨링제가, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이고, 상기 제1 용매의 표면 장력이 25mN/m 이하인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.

Description

유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자
본 발명은, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자에 관한 것이다.
유기 반도체 소자는, 반도체의 성질을 갖는 유기 화합물(유기 반도체)을 사용한 전계 발광 소자이다. 유기 반도체 소자는, 유기 반도체를 사용하기 때문에, 경량화, 대면적화, 플렉서블화 등이 가능하므로, 최근, 이 분야의 연구개발이 급속히 진행되고 있다. 또, 유기 반도체 소자 중, 유기 발광 소자, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 태양전지가 특히 주목되고 있다.
예를 들면, 유기 발광 소자는, 시인성이 우수하고, 시야각의존성이 적고, 박층화가 가능한 등의 관점에서, 차세대의 플랫패널 디스플레이나 차세대의 조명 등으로서 주목되고 있다.
유기 발광 소자는, 통상적으로, 양극, 정공(正孔) 수송층, 발광층, 전자 수송층, 및 음극을 포함한다. 당해 유기 발광 소자에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공 수송층에 정공이, 음극으로부터 전자 수송층에 전자가 각각 주입되고, 다음으로, 정공 및 전자는 발광층에 주입된다. 발광층에서는, 주입된 정공 및 전자가 재결합하고, 이 때 발생하는 에너지에 의해 발광층 중의 발광 재료가 발광한다. 또, 유기 발광 소자는, 경우에 따라, 정공 수송층 및/또는 전자 수송층을 갖지 않는 경우가 있다. 또한, 정공 주입층 및 전자 주입층 등의 다른 층을 포함하는 경우가 있다.
최근, 유기 반도체 소자는, 소자의 대형화 및 저코스트화 등의 관점에서, 유기 재료의 증착 등에 의해 막 형성을 행하는 건식 성막 대신에, 유기 재료를 포함하는 도포액(잉크 조성물)을 도포하여, 얻어진 도막을 건조해서 막을 형성하는 습식 성막법에 의한 제조가 시도되고 있다.
상술의 유기 발광 소자의 정공 및 전자가 층간을 이동한다는 발광 메커니즘으로부터도 이해되는 바와 같이, 전류 밀도는 막두께에 크게 의존하여, 막두께가 얇은 개소는 리크 전류를 유발하기 때문에, 유기 발광 소자를 구성하는 층에는 평탄성이 요구된다. 유기 전계 효과 트랜지스터나 태양전지에서도 마찬가지로, 리크 전류를 억제하기 위하여, 구성하는 층에는 평탄성이 요구된다.
그러나, 유기 반도체 소자를 구성하는 층을 습식 성막법에 의해 형성하려고 하면, 그 형성 방법에 기인해서 평탄성을 확보하기 어렵다. 이와 같은 층의 평탄성을 실현하는 방법으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 유기 EL 소자의 유기층을 형성할 때에 사용되는 유기 EL층 형성용 도액에 따른 발명이 기재되어 있다. 이때, 상기 유기 EL층 형성용 도액은, 상기 도액이 레벨링제와 발광 재료 또는 전하 수송 재료를 함유하고, 상기 레벨링제(L)의 첨가량이, L의 점도(cp)×발광 재료 또는 전하 수송 재료에 대한 L의 첨가량(wt%)<200으로 표시되는 관계식을 충족시키는 것을 특징으로 한다. 특허문헌 1에는, 유기 EL층 형성용 도액에 특정량의 레벨링제를 함유시킴에 의해, 습식 성막법에 의해 형성되는 막의 평탄성에 기인하는 발광 불균일 등의 문제를 해결할 수 있는 취지가 기재되어 있다.
일본 특개2002-56980호 공보
특허문헌 1에 의하면, 습식 성막법에 의해 형성되는 층이 일정한 평탄성을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 레벨링제가 도포에 의해 형성되는 도막 표면에 배향함으로써, 물결의 발생이 방지되어, 평탄성을 실현할 수 있다.
여기에서, 레벨링제가 표면에 배향된 도막으로부터 형성된 층의 표면부에는 레벨링제가 배향되어 있다. 그러면, 이와 같은 층의 표면은, 레벨링제의 존재에 의해 표면 에너지가 작아져, 그 결과, 레벨링제를 사용해서 형성된 층 상에는, 습식 성막법에 의해 층 형성을 할 수 없거나, 또는 매우 하기 어려운 경우가 있는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명은, 저표면에너지층 상이어도 호적한 막을 형성할 수 있는 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 예의 연구를 행했다. 그 결과, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물에 소정의 레벨링제 및 소정의 용매를 사용함으로써, 상기 과제가 해결될 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키는데 이르렀다.
즉, 본 발명은, 제1 유기 반도체 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매를 포함하고, 상기 레벨링제가, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이고, 상기 제1 용매의 표면 장력이 25mN/m 이하인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 저표면에너지층 상이어도 호적하게 막을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세히 설명한다.
<유기 반도체 소자용 잉크 조성물>
본 형태에 따른 유기 반도체 소자용 잉크 조성물은, 제1 유기 반도체 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매를 포함한다. 이때, 상기 레벨링제는, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이다. 또한, 상기 제1 용매의 표면 장력은 25mN/m 이하이다.
레벨링제를 포함하는 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 사용해서 형성된 층은, 층 표면에 레벨링제가 배향되어 있으므로 그 표면 에너지가 낮아진다. 이와 같은 저표면에너지층 상에, 추가로 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 사용해서 습식 성막법에 의해 층을 형성하려고 하면, 도막이 형성하기 어렵거나, 또는 형성할 수 없다. 구체적으로는, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 도포했을 경우, 접촉각이 현저하게 커져, 충분한 젖음성을 확보할 수 없는 것이다. 예를 들면, 유기 반도체 소자가 유기 발광 소자인 경우에 있어서, 저표면에너지층이 정공 주입층이고, 형성하려고 하는 층이 정공 수송층일 경우, 특허문헌 1과 같은 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 의해 정공 수송층을 형성하려고 하면, 충분한 젖음성이 없다. 그러면, 도막 자체를 형성할 수 없고, 가령 도막을 형성할 수 있었다고 해도 건조해서 얻어지는 정공 수송층의 표면에는 물결이 발생하게 된다. 그 결과, 정공 수송층-정공 주입층 및/또는 정공 수송층-발광층(정공 수송층 상에 형성된다)의 층간의 밀착성이 낮아져, 유기 발광 소자의 성능이 저하할 수 있다.
한편, 충분한 젖음성을 실현하기 위하여, 표면 에너지가 낮은 용매를 사용한 유기 반도체 소자용 잉크 조성물에 의해 층 형성하려고 하면, 유기 반도체 소자 재료를 용해하기 어렵거나, 또는 용해할 수 없는 경우가 있고, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물은, 그 적용 범위가 현저하게 좁아지거나, 또는 적용할 수 없어진다.
이것에 대하여, 본 형태에 따른 유기 반도체 소자용 잉크 조성물은, 저표면에너지층 상이어도 호적하게 막을 형성할 수 있다.
이 이유는 반드시 명확한 것은 아니지만, 이하의 메커니즘에 의한 것으로 생각할 수 있다. 즉, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물이 표면 장력 25mN/m 이하인 제1 용매를 포함함에 의해, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물의 젖음성이 향상하여, 저표면에너지층 상이어도 호적하게 도포하는 것이 가능하게 된다. 또한, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물이, 유기 반도체 소자 재료의 용해성이 우수한 방향족 용매를 더 포함하므로, 유기 반도체 소자 재료를 호적하게 용해할 수 있다. 즉, 용매로서, 제1 용매 및 방향족 용매를 병용함으로써, 젖음성과 유기 반도체 소자 재료의 용해성과의 양립을 도모할 수 있는 것이다.
그리고, 레벨링제가 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체임에 의해, 저표면에너지층 상에서의 층 형성을 보다 확실한 것으로 할 수 있다. 구체적으로는, 표면 에너지가 작은 제1 용매는, 방향족 용매보다도 상대적으로 증발하기 쉽다. 이 경우, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물을 사용해서 형성된 도막을 건조하려고 하면, 제1 용매가 우선해서 도막으로부터 증발할 수 있다. 이와 같은 상황에서 건조 공정이 진행하면, 그 종반에 있어서는, 도막 중에는 젖음성에 기여하는 제1 용매가 없거나, 또는 거의 없어, 최종적으로 얻어지는 층에 물결이 발생할 가능성이 있다. 그러나, 상기 레벨링제는, 실록산 구조를 가지므로 도막 표면에 배향하기 쉬워, 제1 용매 및 방향족 용매의 증발 속도를 제어할 수 있다. 보다 상세하게는, 도막 표면에 배향하는 레벨링제가 제1 용매의 우선적인 증발을 억제 또는 방지할 수 있다. 이것에 의해, 도막의 건조 공정에 있어서, 제1 용매 및 방향족 용매가 같은 정도로 증발하게 되어, 형성되는 층은 평탄성이 우수한 것으로 될 수 있다. 또, 상기 레벨링제의 작용 메커니즘은 추측한 것이며, 상기 메커니즘과 다른 메커니즘에 의해서 발명의 효과가 얻어졌다고 해도, 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
이하, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물로서, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 예로 들어서 상세히 설명한다. 또, 이하의 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 따른 기재를 참조하여, 출원 시의 기술상식을 고려하면, 당업자이면, 유기 전계 효과 트랜지스터 및 유기 태양전지에 사용되는 재료를 사용해서 유기 전계 효과 트랜지스터용 잉크 조성물 및 유기 태양전지용 잉크 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 당업자이면, 얻어지는 유기 전계 효과 트랜지스터용 잉크 조성물 및 유기 태양전지용 잉크 조성물도 또한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 것이 이해된다.
[제1 유기 발광 소자 재료(제1 유기 반도체 소자 재료)]
유기 반도체 소자가 유기 발광 소자일 경우, 제1 반도체 소자 재료는 제1 유기 발광 소자 재료이다.
제1 유기 발광 소자 재료로서는, 특히 제한되지 않으며, 유기 발광 소자를 구성하는 재료이면 어느 것이라도 사용할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 유기 발광 소자용 잉크 조성물은, 바람직하게는 습식 성막법에 의해서 형성된 저표면에너지층 상에 적용된다. 상기 저표면에너지층으로서는, 정공 주입층, 정공 수송층 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 정공 주입층 상에 형성될 수 있는 층으로서는, 정공 수송층 및 발광층을 들 수 있다. 또한, 상기 정공 수송층 상에 형성될 수 있는 층으로서는 발광층을 들 수 있다. 따라서, 제1 유기 발광 소자 재료는, 정공 수송층에 사용되는 정공 수송 재료, 발광층에 사용되는 발광 재료인 것이 바람직하다.
(정공 수송 재료)
정공 수송 재료는, 정공 수송층에 있어서, 정공을 효율적으로 수송하는 기능을 갖는다. 정공은, 통상적으로, 정공 수송 재료로부터 발광층에 수송된다.
정공 수송 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, TPD(N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'디아민(하기 화학식 HTM03)), α-NPD(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐), m-MTDATA(4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민) 등의 저분자 트리페닐아민 유도체; 폴리비닐카르바졸; 하기 화학식 HTM01, HTM02(n은, 1∼10000의 정수이다)로 표시되는 트리페닐아민 유도체에 치환기를 도입해서 중합한 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 정공 수송 재료는, 방향족 용매에 대한 용해성이 우수한 관점에서, 트리페닐아민 유도체, 트리페닐아민 유도체에 치환기를 도입해서 중합한 고분자 화합물인 것이 바람직하고, HTM01, HTM02, HTM03인 것이 보다 바람직하다.
Figure pct00001
상술의 정공 수송 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
정공 수송 재료의 함유량은, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 전량에 대해서, 0.01∼10질량%인 것이 바람직하고, 0.01∼5질량%인 것이 보다 바람직하다. 정공 수송 재료의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 정공을 효과적으로 수송할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 정공 수송 재료의 함유량이 10질량% 이하이면, 구동 전압의 상승을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
(발광 재료)
발광 재료는, 발광층에 있어서, 정공 및 전자를 이용해서 행하는 발광에 직접 또는 간접으로 기여하는 기능을 갖는다. 또, 본 명세서에 있어서, 「발광」에는, 형광에 의한 발광 및 인광에 의한 발광을 포함하는 것으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 발광 재료는, 호스트 재료 및 도펀트 재료를 포함한다.
호스트 재료
호스트 재료는, 통상적으로, 발광층에 주입된 정공 및 전자를 수송하는 기능을 갖는다.
상기 호스트 재료로서는, 상기 기능을 갖는 것이면 특히 제한되지 않는다. 호스트 재료는, 고분자 호스트 재료 및 저분자 호스트 재료로 분류된다. 또, 본 명세서에 있어서, 「저분자」란, 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 이하인 것을 의미한다. 한편, 본 명세서에 있어서, 「고분자」란, 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 초과인 것을 의미한다. 이때, 본 명세서에 있어서, 「중량 평균 분자량(Mw)」의 값은, 고속 겔 침투 크로마토그래피(GPC) 장치(도소가부시키가이샤제)를 사용해서 폴리스티렌을 표준 물질로 해서 측정한 값을 채용하는 것으로 한다.
고분자 호스트 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 폴리(9-비닐카르바졸)(PVK), 폴리플루오렌(PF), 폴리페닐렌비닐렌(PPV), 및 이들의 모노머 단위를 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다.
고분자 호스트 재료의 중량 평균 분자량(Mw)은, 5,000 초과 5,000,000 이하인 것이 바람직하고, 5,000 초과 1,000,000 이하인 것이 보다 바람직하다.
저분자 호스트 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐(CBP), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄(BAlq), 1,3-디카르바졸릴벤젠(mCP), 4,4'-비스(9-카르바졸릴)-2,2'-디메틸비페닐(CDBP), N,N'-디카르바졸릴-1,4-디메틸벤젠(DCB), 2,7-비스(디페닐포스핀옥사이드)-9,9-디메틸플루오레세인(P06), 3,5-비스(9-카르바졸릴)테트라페닐실란(SimCP), 1,3-비스(트리페닐실릴)벤젠(UGH3), 1,3,5-트리스[4-(디페닐아미노)페닐]벤젠(TDAPB), 9,9'-(p-tert-부틸페닐)-1,3-비스카르바졸(TBPBCz), 3-(비페닐-4-일)-5-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-4H-1,2,4-트리아졸(TAZ), 3-(4-(9H-카르바졸-9-일)페닐)-9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9H-카르바졸(CPCBPTz), 9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9'-페닐-3,3'-비스카르바졸(CzT) 등을 들 수 있다.
저분자 호스트 재료의 중량 평균 분자량(Mw)은, 100∼5,000인 것이 바람직하고, 300∼5,000인 것이 보다 바람직하다.
상술의 호스트 재료 중, 호스트 재료로서는, 저분자 호스트 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐(CBP), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄(BAlq), 9,9'-(p-tert-부틸페닐)-1,3-비스카르바졸(TBPBCz), 9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9'-페닐-3,3'-비스카르바졸(CzT)을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐(CBP), 9,9'-(p-tert-부틸페닐)-1,3-비스카르바졸(TBPBCz), 9-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-9'-페닐-3,3'-비스카르바졸(CzT)을 사용하는 것이 더 바람직하다.
상술의 호스트 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
호스트 재료의 함유량은, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 전량에 대해서, 0.1∼10질량%인 것이 바람직하고, 0.1∼5질량%인 것이 보다 바람직하다. 호스트 재료의 함유량이 0.1질량% 이상이면, 호스트 분자와 도펀트 분자의 분자 간 거리를 짧게 할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 호스트 재료의 함유량이 10질량% 이하이면 양자 수율의 저하를 억제할 수 있으므로 바람직하다.
도펀트 재료
도펀트 재료는, 수송된 정공 및 전자를 재결합함에 의해 얻어지는 에너지를 이용해서 발광하는 기능을 갖는다.
상기 도펀트 재료로서는, 상기 기능을 갖는 것이면 특히 제한되지 않는다. 도펀트 재료는, 통상적으로, 고분자 도펀트 재료 및 저분자 도펀트 재료로 분류된다.
고분자 도펀트 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 폴리페닐렌비닐렌(PPV), 시아노폴리페닐렌비닐렌(CN-PPV), 폴리(플루오레닐렌에티닐렌)(PFE), 폴리플루오렌(PFO), 폴리티오펜 폴리머, 폴리피리딘, 및 이들의 모노머 단위를 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다.
고분자 도펀트 재료의 중량 평균 분자량(Mw)은, 5,000 초과 5,000,000 이하인 것이 바람직하고, 5,000 초과 1,000,000 이하인 것이 보다 바람직하다.
저분자 도펀트 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 형광 발광 재료, 인광 발광 재료 등을 들 수 있다.
상기 형광 발광 재료로서는, 나프탈렌, 페릴렌, 피렌, 크리센, 안트라센, 쿠마린, p-비스(2-페닐에테닐)벤젠, 퀴나크리돈, 쿠마린, Al(C9H6NO)3 등의 알루미늄 착체 등, 루브렌, 페리미돈, 디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM), 벤조피란, 로다민, 벤조티오잔텐, 아자벤조티오잔텐, 트리페닐아민 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
상기 인광 발광 재료로서는, 주기표 제7족∼제11족의 중심 금속과, 상기 중심 금속에 배위한 방향족계 배위자를 포함하는 착체를 들 수 있다.
상기 주기표 제7족∼제11족의 중심 금속으로서는, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 금, 백금, 은, 구리 등을 들 수 있다. 이들 중, 중심 금속은, 이리듐, 백금인 것이 바람직하다.
상기 배위자로서는, 페닐피리딘, 디페닐피리딘, p-톨릴피리딘, 티에닐피리딘, 디플루오로페닐피리딘, 페닐이소퀴놀린, 플루오레노피리딘, 플루오레노퀴놀린, 아세틸아세톤, 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들 중, 배위자는, 페닐피리딘, 디페닐피리딘, p-톨릴피리딘, 및 이들의 유도체인 것이 바람직하고, p-톨릴피리딘 및 그 유도체인 것이 보다 바람직하다.
구체적인 인광 발광 재료로서는, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(Ir(ppy)3), 트리스(2-페닐피리딘)루테늄, 트리스(2-페닐피리딘)팔라듐, 비스(2-페닐피리딘)백금, 트리스(2-페닐피리딘)오스뮴, 트리스(2-페닐피리딘)레늄, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]이리듐(Ir(mppy)3), 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]루테늄, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]팔라듐, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]백금, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]오스뮴, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]레늄, 옥타에틸백금포르피린, 옥타페닐백금포르피린, 옥타에틸팔라듐포르피린, 옥타페닐팔라듐포르피린 등을 들 수 있다.
상술 중, 도펀트 재료는, 저분자 도펀트 재료인 것이 바람직하고, 인광 발광 재료인 것이 보다 바람직하고, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]이리듐(Ir(mppy)3)인 것이 더 바람직하다.
저분자 도펀트 재료의 중량 평균 분자량(Mw)은, 100∼5,000인 것이 바람직하고, 100∼3,000인 것이 보다 바람직하다.
상술의 도펀트 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
도펀트 재료의 함유량은, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 전량에 대해서, 0.01∼10질량%인 것이 바람직하고, 0.01∼5질량%인 것이 보다 바람직하다. 도펀트 재료의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 발광 강도를 높일 수 있으므로 바람직하다. 한편, 도펀트 재료의 함유량이 10질량% 이하이면, 양자 수율의 저하를 억제할 수 있으므로 바람직하다.
상술 중, 발광 재료로서는, 보다 높은 발광 효율을 얻을 수 있는 관점에서, 저분자 발광 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 저분자 호스트 재료 및 저분자 도펀트 재료를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 트리스[2-(p-톨릴)피리딘]이리듐(Ir(mppy)3) 및 9,9'-(p-tert-부틸페닐)-1,3-비스카르바졸을 사용하는 것이 더 바람직하다.
[레벨링제]
레벨링제는, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 형성되는 도막 표면에 배향하여, 도막의 건조 시에 제1 용매의 우선적인 증발을 억제 또는 방지하는 기능을 갖는다.
또한, 레벨링제는, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 형성되는 도막 표면에 배향해서, 층의 물결을 억제 또는 방지하는 기능을 갖는다.
본 형태에 따른 레벨링제는, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이다. 이때, 상기 레벨링제는, 방향족 함유 모노머를 단량체 단위로서 더 포함하고 있어도 된다. 또한, 소수성 모노머를 단량체 단위로서 포함하고 있어도 된다. 또한, 중합개시제에 기인하는 성분 등을 포함하고 있어도 된다.
(실록산 모노머)
실록산 모노머는, 실록산기, 중합성 관능기, 및 제1 연결기를 포함한다. 이때, 상기 제1 연결기는, 상기 실록산기와 상기 중합성 관능기를 연결시키는 것이다. 또, 본 명세서에 있어서, 「실록산」이란, 「-Si-O-Si-」의 구조(실록산 구조)를 의미한다.
실록산 모노머가 갖는 실록산기로서는, 특히 제한되지 않지만, 하기 식(1)으로 표시되는 것임이 바람직하다.
Figure pct00002
상기 식(1)에 있어서, R1로서는, 각각 독립해서, 수소 원자, C1∼C30알킬기, C3∼C30시클로알킬기, C1∼C30알킬실릴옥시기를 들 수 있다.
상기 C1∼C30알킬기로서는, 특히 제한되지 않지만, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, iso-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 데실, 운데실, 옥타데실 등을 들 수 있다.
또한, 상기 C3∼C30시클로알킬기로서는, 특히 제한되지 않지만, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 트리시클로[5,2,1,0(2,6)]데실, 아다만틸 등을 들 수 있다.
상기 C1∼C30알킬실릴옥시기로서는, 특히 제한되지 않지만, 메틸실릴옥시, 디메틸실릴옥시, 트리메틸실릴옥시, 에틸실릴옥시, 디에틸실릴옥시, 트리에틸실릴옥시, 에틸메틸실릴옥시, 디에틸메틸실릴옥시 등을 들 수 있다.
이때, 상기 C1∼C30알킬기, 상기 C3∼C30시클로알킬기, 상기 C1∼C30알킬실릴옥시기를 구성하는 수소 원자의 적어도 하나는, 치환기로 치환되어 있어도 된다. 당해 치환기로서는, 할로겐 원자; 히드록시기; 티올기; 니트로기; 설포기; 메톡시, 에톡시, 프로필, 이소프로필옥시, 부톡시 등의 C1∼C10알콕시기; 메틸아미노, 에틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 등의 C1∼C10알킬아미노기; 메틸카르보닐, 에틸카르보닐, 프로필카르보닐, 부틸카르보닐 등의 C2∼C10알킬카르보닐기; 메틸옥시카르보닐, 에틸옥시카르보닐, 프로필옥시카르보닐, 부틸옥시카르보닐 등의 C2∼C10알킬옥시카르보닐기를 들 수 있다.
이들 중, R1은, 수소 원자, C1∼C30알킬기, C1∼C30알킬실릴옥시기를 포함하는 것이 바람직하고, 수소 원자, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, iso-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 트리메틸실릴옥시, 트리에틸실릴옥시를 포함하는 것이 보다 바람직하고, 수소 원자, 메틸, 에틸, 프로필, 트리메틸실릴옥시를 포함하는 것이 더 바람직하다.
n은, 1∼1000이고, 바람직하게는 1∼200이다.
또한, 실록산 모노머가 갖는 중합성 관능기로서는, 특히 제한되지 않지만, 아크릴, 메타크릴, 글리시딜, 비닐, 비닐리덴 등을 들 수 있다. 이들 중, 중합성 관능기는, 아크릴, 메타크릴인 것이 바람직하다.
또한, 실록산 모노머가 갖는 제1 연결기로서는, 단결합, 산소 원자, 황 원자, C1∼C10알킬렌기 등을 들 수 있다.
상기 C1∼C10알킬렌기로서는, 특히 제한되지 않지만, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, iso-부틸렌, sec-부틸렌, 펜틸렌 등을 들 수 있다.
이때, 상기 C1∼C10알킬렌기를 구성하는 수소 원자의 적어도 하나는, 상술의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
상술 중, 제1 연결기는, 단결합, C1∼C10알킬렌기인 것이 바람직하고, 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌인 것이 보다 바람직하다.
구체적인 실록산 모노머의 구체예를 이하에 나타낸다.
Figure pct00003
상술의 실록산 모노머는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
(방향족 함유 모노머)
방향족 함유 모노머는, 방향족 용매와의 친화성을 향상시키는 기능을 갖는다. 이것에 의해, 레벨링제가 호적하게 용해할 수 있다. 그 결과, 유기 발광 소자용 잉크 조성물이 도포하기 쉬워짐과 함께, 얻어지는 도막이 평탄성을 가질 수 있다.
방향족 함유 모노머는, 방향족기, 중합성 관능기, 및 제2 연결기를 포함한다. 이때, 상기 제2 연결기는, 상기 방향족기와 상기 중합성 관능기를 연결시키는 것이다.
상기 방향족기로서는, 특히 제한되지 않지만, C6∼C30아릴기이다. 상기 C6∼C30의 아릴기로서는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐, 비페닐 등을 들 수 있다. 이때, 상기 C6∼C30아릴기를 구성하는 수소 원자의 적어도 하나는, C1∼C30의 알킬기, C3∼C30의 시클로알킬기, 상술의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
또한, 방향족 함유 모노머가 갖는 중합성 관능기는, 특히 제한되지 않지만, 아크릴, 메타크릴, 글리시딜, 비닐 등을 들 수 있다. 이들 중, 중합성 관능기는, 아크릴, 비닐인 것이 바람직하다.
또한, 방향족 함유 모노머가 갖는 제2 연결기로서는, 단결합, 산소 원자, 황 원자, C1∼C10알킬렌기를 들 수 있다.
구체적인 방향족 함유 모노머로서는, 페닐메타크릴레이트, 나프틸메타크릴레이트, 비페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 2-에틸페닐메타크릴레이트 등의 아릴메타크릴레이트; 페닐아크릴레이트, 나프틸아크릴레이트, 비페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 2-에틸페닐아크릴레이트 등의 아릴아크릴레이트; 글리시딜페닐에테르 등의 아릴글리시딜에테르; 스티렌, 비닐톨루엔, 4-비닐비페닐, 2-비닐나프탈렌 등의 아릴비닐; 페닐비닐에테르 등의 아릴페닐에테르; 1,1-디페닐에틸렌 등의 아릴비닐리덴 등을 들 수 있다.
이들 중, 방향족 용매와의 친화성이 높은 관점에서, 아릴비닐, 아릴비닐리덴을 사용하는 것이 바람직하고, 스티렌, 1,1-디페닐에틸렌을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상술의 방향족 함유 모노머는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
(소수성 모노머)
소수성 모노머는, 레벨링제의 성능을 조정하는 기능을 갖는다.
소수성 모노머는, 소수성기, 중합성 관능기, 및 제3 연결기를 포함한다. 이때, 상기 제3 연결기는, 상기 소수성기와 상기 중합성 관능기를 연결시키는 것이다. 또, 소수성 모노머는 방향족기를 포함하지 않기 때문에, 방향족 함유 모노머에는 해당하지 않는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「소수성기」란, 소수성기가 수소 원자와 결합해서 이루어지는 분자의 물에의 용해도(25℃, 25% RH)가 100mg/L 이하인 것을 의미한다.
상기 소수성기로서는, 특히 제한되지 않지만, C1∼C30알킬기, C3∼C30시클로알킬기를 들 수 있다.
상기 C1∼C30알킬기 및 C3∼C30시클로알킬기는 상술과 마찬가지이다.
이때, 상기 C1∼C10알킬기, C3∼C30시클로알킬기를 구성하는 수소 원자의 적어도 하나는, 소수성을 나타내는 범위 내에서, 상술의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
또한, 소수성 모노머가 갖는 중합성 관능기는, 특히 제한되지 않지만, 아크릴, 메타크릴, 글리시딜, 비닐 등을 들 수 있다. 이들 중, 중합성 관능기는, 아크릴, 메타크릴인 것이 바람직하다.
또한, 소수성 모노머가 갖는 제3 연결기로서는, 단결합, 산소 원자, 황 원자를 들 수 있다.
구체적인 소수성 모노머로서는, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트 등의 알킬메타크릴레이트; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 2-(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 등의 알킬아크릴레이트; 글리시딜메틸에테르, 에틸글리시딜에테르, 부틸글리시딜에테르 등의 알킬글리시딜에테르; 비닐메틸에테르, 에틸비닐에테르 등의 알킬비닐에테르; 시클로펜틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트 등의 시클로알킬메타크릴레이트; 시클로펜틸아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트 등의 시클로알킬아크릴레이트; 시클로헥실글리시딜에테르 등의 시클로알킬글리시딜에테르; 시클로헥실비닐에테르 등의 시클로알킬비닐에테르 등을 들 수 있다.
또, 상술의 소수성 모노머는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
(중합개시제)
중합개시제는, 통상적으로, 중합체를 형성할 때에 적용되는 중합 반응의 개시제의 기능을 갖는다. 이때, 중합개시제는, 실록산 모노머의 중합성 관능기, 방향족 함유 모노머의 중합성 관능기, 소수성 모노머의 중합성 관능기 등과 반응해서 중합을 개시시킬 수 있다. 이 경우에는, 얻어지는 중합체에는, 중합개시제에 기인하는 성분이 포함되는 경우가 있다.
중합개시제로서는, 특히 제한되지 않지만, 라디칼 중합개시제, 이온 중합개시제를 들 수 있다.
상기 라디칼 중합개시제로서는, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 쿠멘히드로퍼옥사이드, 이소부틸퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 과산화벤조일, 메틸에틸케톤퍼옥사이드 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴)(ABCN), 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴(AMBN), 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴(ADVN), 4,4'-아조비스-4-시아노발레르산(ACVA) 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 라디칼 중합개시제로서는, 아조 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또, 이들 라디칼 중합개시제는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
상기 이온 중합개시제로서는, 양이온 중합개시제 및 음이온 중합개시제를 들 수 있다.
양이온 중합개시제로서는, 트리페닐설포늄테트라플루오로보레이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트 등의 설포늄염; 비스(p-톨루엔설포닐)디아조메탄, 비스(1,1-디메틸에틸설포닐)디아조메탄 등의 비스설포닐디아조메탄류; p-톨루엔설폰산-2-니트로벤질, p-톨루엔설폰산-2,6-디니트로벤질 등의 니트로벤질 유도체; 피로갈롤트리메실레이트, 피로갈롤트리토실레이트, 벤질토실레이트, 벤질설포네이트 등의 설폰산에스테르류; 벤조인토실레이트 등의 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
또한, 음이온 중합개시제로서는, 유기 리튬 화합물을 들 수 있다. 당해 유기 리튬 화합물로서는, 특히 제한되지 않지만, 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 부틸리튬, sec-부틸리튬, iso-부틸리튬, tert-부틸리튬, 펜틸리튬, 헥실리튬 등의 알킬리튬; 메톡시메틸리튬, 에톡시메틸리튬 등의 알콕시알킬리튬; 비닐리튬, 알릴리튬, 프로페닐리튬, 부테닐리튬 등의 알케닐리튬; 에티닐리튬, 부티닐리튬, 펜티닐리튬, 헥시닐리튬 등의 알키닐리튬; 벤질리튬, 페닐에틸리튬, α-메틸스티릴리튬 등의 아랄킬리튬; 페닐리튬, 나프틸리튬 등의 아릴리튬; 1,1-디페닐에틸렌리튬, 1,1-디페닐헥실리튬, 1,1-디페닐-3-메틸펜톨릴리튬, 3-메틸-1,1-디페닐펜틸리튬 등의 디아릴알킬리튬; 2-티에닐리튬, 4-피리딜리튬, 2-퀴놀릴리튬 등의 헤테로환리튬; 트리(n-부틸)마그네슘리튬, 트리메틸마그네슘리튬 등의 알킬리튬마그네슘 착체 등을 들 수 있다.
또, 상술의 이온 중합개시제는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
상술의 중합개시제 중, 레벨링제의 형태에 따라서 다르지만, 라디칼 중합개시제, 음이온 중합개시제를 사용하는 것이 바람직하고, 라디칼 중합개시제를 사용하는 것이 보다 바람직하고, 과산화벤조일, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 사용하는 것이 더 바람직하고, 과산화벤조일, t-부틸퍼옥시벤조에이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
(레벨링제)
본 형태에 따른 레벨링제는, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이다. 당해 중합체는, 단독 중합체여도 되고, 공중합체여도 된다. 이때, 상기 공중합체는, 랜덤 공중합체여도 되고, 교호 중합체여도 되고, 그래프트 공중합체여도 되고, 블록 공중합체여도 된다. 이들 중, 레벨링제는, 공중합체인 것이 바람직하고, 랜덤 중합체, 블록 공중합체인 것이 보다 바람직하고, 블록 공중합체인 것이 더 바람직하다. 레벨링제가 블록 공중합체이면, 레벨링제의 기능, 구체적으로는 제1 용매의 우선적인 증발의 억제 또는 방지 효과 및/또는 층의 물결의 발생의 억제 또는 방지 효과를 호적하게 실현할 수 있다. 보다 상세하게는, 레벨링제가 블록 공중합체임에 의해, 랜덤 공중합체를 사용한 경우와 비교해서, 실록산 구조가 부분적으로 편재하므로, 레벨링제의 기능이 호적하게 발휘된다. 또한, 레벨링제를 구성하는 실록산 구조와, 방향족 함유 모노머 유래 구조 및/또는 소수성 모노머 유래 구조가 편재하면, 실록산 구조에 대해서는 도막 표면에 배향하고, 방향족 함유 모노머 유래 구조 및/또는 소수성 모노머 유래 구조에 대해서는 도막 내부에 배향하는 경향이 높아지기 때문에, 레벨링제의 기능이 보다 호적하게 발휘될 수 있다.
레벨링제의 구조는, 그 제조 방법에 의거하여 결정될 수 있다. 이때, 상기 제조 방법은 특히 제한되지 않으며, 공지의 기술이 적의(適宜) 채용될 수 있다. 또, 레벨링제를 제조할 때, 모노머의 첨가량, 제조 조건(온도, 압력 등)을 변경함으로써, 얻어지는 레벨링제의 구조·성능을 제어할 수 있다.
레벨링제의 구체적인 구조는, 상술한 바와 같이 제조 방법에 의해 제어될 수 있지만, 일 실시형태에 있어서, 하기 식(1-1)∼(1-4)으로 표시되는 실록산 모노머의 단독 중합체, 식(1-1)∼(1-4)으로 표시되는 실록산 모노머를 2종 이상 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
Figure pct00004
또한, 다른 일 실시형태에 있어서, 레벨링제의 구체적인 구조로서는, 상기 실록산 모노머(1-1)∼(1-4)의 적어도 하나와, 방향족 함유 모노머인 스티렌, 4-비닐비페닐, 2-비닐나프탈렌의 적어도 하나의 랜덤 공중합체를 들 수 있다.
또한, 다른 일 실시형태에 있어서, 레벨링제의 구체적인 구조로서는, 상기 실록산 모노머(1-1)∼(1-4)의 적어도 하나와, 방향족 함유 모노머인 스티렌, 4-비닐비페닐, 2-비닐나프탈렌의 적어도 하나의 블록 공중합체를 들 수 있다.
상술의 레벨링제는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 예를 들면, 랜덤 공중합체와 블록 공중합체를 혼합해서 사용할 수 있다.
레벨링제의 규소 함유율은, 10질량% 이상인 것이 바람직하고, 18질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 20∼25질량%인 것이 더 바람직하다. 레벨링제의 규소 함유율이 10질량% 이상이면, 표면 조정능이 높아져, 레벨링제의 기능(제1 용매의 우선적인 증발의 억제 또는 방지 효과 및/또는 층의 물결의 발생의 억제 또는 방지 효과)을 효과적으로 발휘할 수 있으므로 바람직하다. 또, 레벨링제의 규소 함유율은, 실록산 모노머의 첨가량을 적의 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「규소 함유율」의 값은, 하기 식으로 계산된 값을 채용하는 것으로 한다.
Figure pct00005
레벨링제의 중량 평균 분자량(Mw)은, 500∼100,000인 것이 바람직하고, 3,000∼40,000인 것이 보다 바람직하다. 레벨링제의 중량 평균 분자량(Mw)이 상기 범위에 있으면, 레벨링제의 기능을 효과적으로 발휘할 수 있으므로 바람직하다.
레벨링제의 불휘발 함유량은, 제1 유기 발광 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매의 합계를 100질량%로 했을 경우에, 0.001∼5.0질량%인 것이 바람직하고, 0.001∼1.0질량%인 것이 보다 바람직하다. 레벨링제의 불휘발 함유량이 0.001질량% 이상이면, 레벨링제의 기능을 호적하게 발휘할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 레벨링제의 불휘발 함유량이 5.0질량% 이하이면, 발광 효율이 안정하므로 바람직하다.
(레벨링제의 제조 방법)
레벨링제는, 특히 제한되지 않으며, 공지의 방법에 의해 제조된다.
예를 들면, 레벨링제가 블록 공중합체인 경우의 제조 방법으로서, 리빙 음이온 중합을 들 수 있다.
구체적인 리빙 음이온 중합으로서는, (1) 중합개시제를 사용해서 실록산 모노머를 음이온 중합시켜서 폴리실록산을 조제하고, 다음으로, 상기 폴리실록산에 방향족 함유 모노머 등을 음이온 중합시키는 방법, (2) 중합개시제를 사용해서 방향족 함유 모노머 등을 음이온 중합시켜서 방향족 함유 폴리머 등을 조제하고, 다음으로, 상기 소수성 폴리머에 실록산 모노머를 음이온 중합시키는 방법 등을 들 수 있다.
또, 중합개시제의 사용량은, 원하는 레벨링제의 구조에 따라서 다르지만, 모노머 100질량부에 대해서, 0.001∼1질량부인 것이 바람직하고, 0.005∼0.5질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.01∼0.3질량부인 것이 더 바람직하다.
또한, 중합 반응은 무용매에서 행해도 되고, 용매 중에서 행해도 된다. 용매 중에서 중합을 행할 때에 사용할 수 있는 용매로서는, 특히 제한되지 않지만, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 지방족 탄화수소 용매; 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지환족 탄화수소 용매; 벤젠, 자일렌, 톨루엔, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소 용매; 테트라히드로퓨란, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드 등의 극성 비프로톤성 용매 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.
중합 반응에 있어서의 용매의 사용량은, 특히 제한되지 않지만, 모노머의 투입량 100질량부에 대해서, 0∼2000질량부인 것이 바람직하고, 10∼1000질량부인 것이 보다 바람직하고, 10∼100질량부인 것이 더 바람직하다.
[제1 용매]
제1 용매는, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 표면 장력을 저하시키는 기능을 갖는다.
제1 용매의 표면 장력은, 25mN/m 이하이고, 바람직하게는 23mN/m 미만이고, 보다 바람직하게는 15mN/m 이상 23mN/m 미만이다. 또, 본 명세서에 있어서, 「표면 장력」의 값은, 플레이트법에 의해 측정된 값을 채용하는 것으로 한다.
제1 용매로서는, 표면 장력이 25mN/m 이하이면 특히 제한되지 않으며, 트리플루오로메톡시벤젠(TFMB) 등의 불소 함유 방향족 용매; 펜탄, 헥산, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 시클로헥산 등의 알칸계 용매; 디부틸에테르, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르계 용매; 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디이소부틸케톤(DIBK) 등의 케톤계 용매 등을 사용할 수 있다.
이들 중, 불소 함유 방향족 용매, 알칸계 용매, 케톤계 용매를 사용하는 것이 바람직하고, 트리플루오로메톡시벤젠(TFMB), 데칸, 메틸이소부틸케톤(MIBK)을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또, 상술의 제1 용매는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
제1 용매의 함유량은, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 전량에 대해서, 5∼99질량%인 것이 바람직하고, 10∼90질량%인 것이 보다 바람직하다. 제1 용매의 함유량이 5질량% 이상이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 호적한 젖음성을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 한편, 제1 용매의 함유량이 99질량% 이하이면, 제1 유기 발광 소자 재료의 석출을 억제 또는 방지할 수 있으므로 바람직하다.
[방향족 용매]
방향족 용매는, 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 함유되는 제1 유기 발광 소자 재료를 용매시키는 기능을 갖는다.
방향족 용매로서는, 방향족기를 갖는 용매이면 특히 제한되지 않으며, 공지의 것을 사용할 수 있다.
방향족 용매의 구체예로서는, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 쿠멘, 펜틸벤젠(아밀벤젠), 헥실벤젠, 시클로헥실벤젠, 도데실벤젠, 메시틸렌, 디페닐메탄, 디메톡시벤젠, 페네톨, 메톡시톨루엔, 아니솔, 메틸아니솔, 디메틸아니솔 등의 단환식 방향족 용매; 시클로헥실벤젠, 테트랄린, 나프탈렌, 메틸나프탈렌 등의 축합환식 방향족 용매; 메틸페닐에테르, 에틸페닐에테르, 프로필페닐에테르, 부틸페닐에테르 등의 에테르계 방향족 용매; 아세트산페닐, 프로피온산페닐, 벤조산에틸, 벤조산프로필, 벤조산부틸 등의 에스테르계 방향족 용매 등을 들 수 있다.
이들 중, 단환식 방향족 용매, 축합환식 방향족 용매인 것이 바람직하고, 아밀벤젠, 테트랄린인 것이 보다 바람직하다.
상술의 방향족 용매는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
또, 트리플루오로메톡시벤젠 등의 표면 장력이 25mN/m 이하인 용매는, 방향족기를 포함하는 용매여도 제1 용매에 해당하고, 방향족 용매에는 포함되지 않는다. 즉, 방향족 용매의 표면 장력은 25mN/m 초과이다.
또한, 방향족 용매의 표면 장력의 상한값으로서는, 특히 제한되지 않지만, 36mN/m 미만인 것이 바람직하고, 35mN/m 미만인 것이 보다 바람직하고, 32mN/m 이하인 것이 더 바람직하고, 30mN/m 이하인 것이 특히 바람직하고, 28mN/m 이하인 것이 가장 바람직하다. 방향족 용매의 표면 장력이 36mN/m 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 젖음성이 향상하므로 바람직하다.
여기에서, 용매의 표면 장력의 값은, 그 구조식을 적의 변경함으로써 제어할 수 있다. 구체적으로는, 용매에 치환기를 도입하면, 표면 장력이 저하하는 경향이 있다. 보다 상세하게는, 불소 원자 또는 불소 원자를 포함하는 관능기, 알킬, 알킬에테르, 시클로알킬을 치환기로서 도입하면, 이 순서로 표면 장력이 저하하는 경향이 있다.
방향족 용매의 함유량은, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 전량에 대해서, 10∼90질량%인 것이 바람직하고, 30∼70질량%인 것이 보다 바람직하다. 방향족 용매의 함유량이 10질량% 이상이면, 제1 유기 발광 소자 재료의 석출을 억제 또는 방지할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 방향족 용매의 함유량이 90질량% 이하이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 호적한 젖음성을 얻을 수 있으므로 바람직하다.
[제1 용매 및 방향족 용매]
일 실시형태에 있어서, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 젖음성을 확보하는 관점에서, 제1 용매 및 방향족 용매의 종류, 혼합비를 조정하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 하기 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 30 미만인 것이 바람직하고, 29 미만인 것이 보다 바람직하고, 28 미만인 것이 더 바람직하고, 26 미만인 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00006
상기 식 중, E1는, 상기 제1 용매의 표면 장력이고, W1는, 상기 제1 용매의 질량이다. 또한, E2는, 상기 방향족 용매의 표면 장력이고, W2는, 상기 방향족 용매의 질량이다.
또, 제1 용매 및/또는 방향족 용매가 2종 이상 포함되는 경우에는, 상기 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 이것을 고려해서 산출된다. 예를 들면, 제1 용매가 2종 포함되는 경우에는, 용매 표면 에너지 A는 식(1)을 변형한 하기 식에 의해 산출된다.
Figure pct00007
상기 식 중, E1-1 및 W1- 1는, 각각 1종류째의 제1 용매의 표면 장력 및 질량이고, E1-2 및 W1-2는, 각각 2종류째의 제1 용매의 표면 장력 및 질량이다.
용매 표면 에너지 A는, 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 포함되는 용매로서의 표면 장력을 고려한 것이고, 용매 표면 에너지 A가 작을수록 젖음성이 우수하다.
<유기 발광 소자용 잉크 조성물의 제조 방법>
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 제조 방법은, 특히 제한되지 않지만, (1) 레벨링제 및 용매(제1 용매 및 방향족 용매)를 포함하는 용액 또는 분산액을 조제하고, 다음으로, 당해 용액 또는 분산액에 제1 유기 발광 소자 재료를 첨가하는 방법, (2) 제1 유기 발광 소자 재료 및 용매(제1 용매 및 방향족 용매)를 포함하는 용액 또는 분산액을 조제하고, 다음으로, 당해 용액 또는 분산액에 레벨링제를 첨가하는 방법, (3) 레벨링제 및 용매(제1 용매 및/또는 방향족 용매)를 포함하는 용액 또는 분산액과, 제1 유기 발광 소자 재료 및 용매(방향족 용매 및/또는 제1 용매)를 포함하는 용액 또는 분산액을 각각 조제하고, 이들 용액 또는 분산액을 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
또, 잉크젯 기록용으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 조제하는 경우에는, 그 점도를 1∼20mPa로 되도록 조제하는 것이, 충분한 토출성을 확보하는데 바람직하다.
잉크젯 기록용 잉크를 조제하는 경우에는, 조대립자(粗大粒子)에 의한 노즐 눈막힘 등을 회피하는 것이 바람직하다. 구체적인 방법으로서는, 통상적으로, 잉크 조제의 임의의 공정에 있어서, 원심 분리나 필터 여과에 의해 조대립자를 제거하는 방법을 들 수 있다.
또한, 잉크 조제에 사용되는 제1 유기 발광 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매 등은, 불순물이나 이온 성분을 함유하지 않는 고순도품을 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 잉크젯 기록을 연속해서 행했을 경우에 발생할 수 있는 노즐 상에서의 퇴적물의 생성에 의거하는 노즐 눈막힘을 방지할 수 있다. 또한, 유기 발광 소자의 성능, 신뢰성 등을 얻을 수 있다.
상기에서 조제되는 잉크젯 기록용 잉크는, 공지 관용의 잉크젯 기록 방식의 프린터, 예를 들면, 피에조 방식, 서멀(버블젯) 방식 등의 각종 온 디맨드 방식의 프린터에 채용될 수 있다.
<유기 반도체 소자>
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유기 반도체 소자가 제공된다. 이때, 상기 유기 반도체 소자는, 제2 유기 반도체 소자 재료를 포함하는 제2층과, 제1 유기 반도체 소자 재료 및 레벨링제를 포함하고, 상기 제2층의 바로 위에 배치되는 제1층을 갖는다. 이때, 제2층의 표면 에너지가 28mN/m 이하이다. 또한, 상기 레벨링제가, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이다.
이하, 유기 반도체 소자로서, 유기 발광 소자를 예로 들어서 상세히 설명한다. 또, 유기 발광 소자에 따른 기재를 참조하여, 출원 시의 기술상식을 고려하면, 당업자이면, 원하는 유기 전계 효과 트랜지스터 및 유기 태양전지를 얻을 수 있다. 또한, 얻어지는 유기 전계 효과 트랜지스터 및 유기 태양전지도 또한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 것이 이해된다.
일 실시형태에 있어서, 유기 발광 소자는, 적어도 양극, 발광층, 및 음극을 포함한다. 이때, 상기 유기 발광 소자는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 등의 다른 층을 1 이상 포함하고 있어도 된다. 또한, 봉지(封止) 부재 등의 공지의 것을 포함하고 있어도 된다.
[제2층]
제2층의 표면 에너지는 28mN/m 이하이고, 바람직하게는 18∼25mN/m이고, 보다 바람직하게는 18∼23mN/m이다.
제2층은, 표면 에너지가 28mN/m 이하이면 특히 제한되지 않지만, 통상적으로, 습식 성막법에 의해 형성되는 층이다. 제2층의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물(이하, 「제2층 형성용 잉크 조성물」로 하는 경우도 있다)을 도포하고, 건조하는 방법을 들 수 있다.
(제2층 형성용 잉크 조성물)
제2층 형성용 잉크 조성물은, 통상적으로, 제2 유기 발광 소자 재료, 레벨링제(이하, 「제2층 형성용 레벨링제」로 하는 경우도 있다), 및 제2 용매를 포함한다.
제2 유기 발광 소자 재료
제2층은, 그 바로 위에 습식 성막법에 의해 제1층이 형성될 수 있으므로, 통상적으로, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이고, 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층이다. 따라서, 제2 유기 발광 소자 재료는, 바람직하게는, 정공 주입층에 사용되는 정공 주입 재료, 정공 수송층에 사용되는 정공 수송 재료이다.
정공 주입 재료
정공 주입 재료는, 정공 주입층에 있어서, 양극으로부터 정공을 도입하는 기능을 갖는다. 이때, 정공 주입 재료가 도입된 정공은, 정공 수송층 또는 발광층에 수송된다.
정공 주입 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물; 4,4',4"-트리스[페닐(m-톨릴)아미노]트리페닐아민 등의 트리페닐아민 유도체; 1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌헥사카르보니트릴, 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노-퀴노디메탄 등의 시아노 화합물; 산화바나듐, 산화몰리브덴 등의 산화물; 아모퍼스 카본; 폴리아닐린(에메랄딘), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌설폰산)(PEDOT-PSS), 폴리피롤 등의 고분자를 들 수 있다. 이들 중, 정공 주입 재료는, 고분자인 것이 바람직하고, PEDOT-PSS인 것이 보다 바람직하다.
상술의 정공 주입 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
정공 수송 재료
정공 수송 재료로서는, 상술한 것을 사용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
제2층 형성용 레벨링제
제2층은, 레벨링제를 포함하고 있어도 된다.
상기 레벨링제로서는, 특히 제한되지 않지만, 상술의 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체여도 되고, 다른 레벨링제여도 된다.
상기 다른 레벨링제로서는, 특히 제한되지 않지만, 디메틸실리콘, 메틸실리콘, 페닐실리콘, 메틸페닐실리콘, 알킬 변성 실리콘, 알콕시 변성 실리콘, 아랄킬 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 등의 실리콘계 화합물; 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 플루오로알킬메타크릴레이트, 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로알킬에틸렌옥사이드 등의 불소계 화합물 등을 들 수 있다.
이들 레벨링제는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
제2 용매
제2 용매는, 특히 제한되지 않으며, 형성하는 층에 따라서 적의 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 방향족계 용매, 알칸계 용매, 에테르계 용매, 알코올계 용매, 에스테르계 용매, 아미드계 용매, 다른 용매 등을 들 수 있다.
상기 방향족계 용매로서는, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 쿠멘, 펜틸벤젠, 헥실벤젠, 시클로헥실벤젠, 도데실벤젠, 메시틸렌, 디페닐메탄, 디메톡시벤젠, 페네톨, 메톡시톨루엔, 아니솔, 메틸아니솔, 디메틸아니솔 등의 단환식 방향족 용매; 시클로헥실벤젠, 테트랄린, 나프탈렌, 메틸나프탈렌 등의 축합환식 방향족 용매; 메틸페닐에테르, 에틸페닐에테르, 프로필페닐에테르, 부틸페닐에테르 등의 에테르계 방향족 용매; 아세트산페닐, 프로피온산페닐, 벤조산에틸, 벤조산프로필, 벤조산부틸 등의 에스테르계 방향족 용매 등을 들 수 있다.
상기 알칸계 용매로서는, 펜탄, 헥산, 옥탄, 시클로헥산 등을 들 수 있다.
상기 에테르계 용매로서는, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜-1-모노메틸에테르아세테이트, 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다.
상기 알코올계 용매로서는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등을 들 수 있다.
상기 에스테르계 용매로서는, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 젖산에틸, 젖산부틸 등을 들 수 있다.
상기 아미드계 용매로서는, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 2-피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 다른 용매로서는, 물, 디메틸설폭시드, 아세톤, 클로로포름, 염화메틸렌 등을 들 수 있다.
이들 중, 용매로서는, 방향족계 용매를 포함하는 것이 바람직하고, 축합환식 방향족 용매, 에테르계 방향족 용매, 및 에스테르계 방향족 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 보다 바람직하고, 축합환식 방향족 용매 및/또는 에테르계 방향족 용매를 사용하는 것이 더 바람직하다.
상술의 용매는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
또, 제2층 형성용 잉크 조성물은, 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물과 마찬가지의 조성으로 되는 경우가 있다.
(제2층의 형성 방법)
제2층의 형성 방법은, 특히 제한되지 않지만, 상술의 제2층 형성용 잉크 조성물을 도포하고, 건조하는 방법을 들 수 있다. 이때, 도포, 건조 조건 등은 특히 제한되지 않으며, 공지의 기술이 적의 채용될 수 있다.
(제2층의 구성)
제2층은, 제2 유기 발광 소자 재료를 포함한다.
또한, 제2층은, 바람직하게는 제2층 형성용 레벨링제를 더 포함한다. 이것에 의해, 제2층은 평탄성이 우수한 층으로 됨과 함께, 그 표면 에너지는 낮은 것(28mN/m 이하)으로 될 수 있다.
[제1층]
제1층은, 제2층의 바로 위에 배치된다.
제2층이, 바람직하게는 정공 주입층, 정공 수송층이므로, 제1층은 바람직하게는 정공 수송층, 발광층이다.
제1층은, 저표면에너지인 제2층 상에 형성되기 때문에, 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 의해 형성된다. 따라서, 제1층은, 유기 발광 소자 재료 및 레벨링제를 포함한다. 이때, 상기 레벨링제는, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이다.
이것에 의해, 저표면에너지층(제2층) 상이어도 호적하게 막을 형성할 수 있다.
또, 제1층의 형성 방법에 대해서는, 특히 제한되지 않으며, 공지의 기술이 적의 채용될 수 있다.
상술과 같이, 제2층은, 저표면에너지층이고, 제1층은 상기 제2층 상에 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 형성되는 층이다. 제2층-제1층의 조합으로서는, 바람직하게는, 정공 주입층-정공 수송층, 정공 주입층-발광층, 정공 수송층-발광층이다. 또, 정공 주입층-정공 수송층-발광층의 구성을 갖는 유기 발광 소자의 경우에 있어서, 정공 수송층 및 발광층이 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물에 의해 형성되는 경우에는, 정공 수송층은, 정공 주입층(제2층)에 대해서 제1층임과 동시에, 발광층(제1층)에 대해서 제2층이라고 할 수 있다.
제1층, 제2층, 및 유기 발광 소자를 구성하는 다른 층의 상세한 구성에 대하여, 이하 상세히 설명한다.
[양극]
양극으로서는, 특히 제한되지 않지만, 금(Au) 등의 금속, 요오드화구리(CuI), 인듐주석산화물(ITO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다. 이들 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
양극의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 10∼1000㎚인 것이 바람직하고, 10∼200㎚인 것이 보다 바람직하다.
양극은, 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 이때, 포토리소그래피법이나 마스크를 사용한 방법에 의해 패턴 형성을 행해도 된다.
[정공 주입층]
정공 주입층은, 유기 발광 소자에 있어서 임의의 구성 요소이고, 양극으로부터 정공을 도입하는 기능을 갖는다. 통상적으로, 양극으로부터 도입된 정공은, 정공 수송층 또는 발광층에 수송된다.
정공 주입층에 사용할 수 있는 재료는, 상술한 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
정공 주입층의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 0.1㎚∼5㎛인 것이 바람직하다.
정공 주입층은, 단층이어도 되고, 2 이상이 적층된 것이어도 된다.
정공 주입층은, 습식 성막법 및 건식 성막법에 의해 형성할 수 있다.
정공 주입층을 습식 성막법으로 형성하는 경우에는, 통상적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물 또는 제2층 형성용 잉크 조성물을 도포하여, 얻어진 도막을 건조하는 공정을 포함한다. 이때, 도포의 방식으로서는, 특히 제한되지 않지만, 잉크젯 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 스크린 인쇄법, 노즐 프린트 인쇄법 등을 들 수 있다.
또한, 정공 주입층을 건식 성막법으로 형성하는 경우에는, 진공 증착법, 스핀 코트법 등이 적용될 수 있다.
[정공 수송층]
정공 수송층은, 유기 발광 소자에 있어서 임의의 구성 요소이고, 정공을 효율적으로 수송하는 기능을 갖는다. 또한, 정공 수송층은, 정공의 수송을 방지하는 기능을 가질 수 있다. 정공 수송층은, 통상적으로, 양극 또는 정공 주입층으로부터 정공을 도입하고, 발광층에 정공을 수송한다.
정공 수송층에 사용할 수 있는 재료는, 상술한 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
정공 수송층의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 1㎚∼5㎛인 것이 바람직하고, 5㎚∼1㎛인 것이 보다 바람직하고, 10∼500㎚인 것이 더 바람직하다.
정공 수송층은, 단층이어도 되고, 2 이상이 적층된 것이어도 된다.
정공 수송층은, 습식 성막법 및 건식 성막법에 의해 형성할 수 있다.
정공 수송층을 습식 성막법으로 형성하는 경우에는, 통상적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물 또는 제2층 형성용 잉크 조성물을 도포하여, 얻어진 도막을 건조하는 공정을 포함한다. 이때, 도포의 방식으로서는, 특히 제한되지 않지만, 잉크젯 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 스크린 인쇄법, 노즐 프린트 인쇄법 등을 들 수 있다.
또한, 정공 수송층을 건식 성막법으로 형성하는 경우에는, 진공 증착법, 스핀 코트법 등이 적용될 수 있다.
[발광층]
발광층은, 발광층에 주입된 정공 및 전자의 재결합에 의해 발생하는 에너지를 이용해서 발광을 발생시키는 기능을 갖는다.
발광층에 사용할 수 있는 재료는, 상술한 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
발광층의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 2∼100㎚인 것이 바람직하고, 2∼20㎚인 것이 보다 바람직하다.
발광층은 습식 성막법 및 건식 성막법에 의해 형성할 수 있다.
발광층을 습식 성막법으로 형성하는 경우에는, 통상적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자용 잉크 조성물 또는 제2층 형성용 잉크 조성물을 도포하여, 얻어진 도막을 건조하는 공정을 포함한다. 이때, 도포의 방식으로서는, 특히 제한되지 않지만, 잉크젯 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 스크린 인쇄법, 노즐 프린트 인쇄법 등을 들 수 있다.
또한, 발광층을 건식 성막법으로 형성하는 경우에는, 진공 증착법, 스핀 코트법 등이 적용될 수 있다.
[전자 수송층]
전자 수송층은, 유기 발광 소자에 있어서 임의의 구성 요소이고, 전자를 효율적으로 수송하는 기능을 갖는다. 또한, 전자 수송층은, 전자의 수송을 방지하는 기능을 가질 수 있다. 전자 수송층은, 통상적으로, 음극 또는 전자 주입층으로부터 전자를 도입하고, 발광층에 전자를 수송한다.
전자 수송층에 사용할 수 있는 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 트리스(8-퀴놀리라토)알루미늄(Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(p-페닐페놀라토)알루미늄(BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(Znq) 등의 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체; 비스[2-(2'-히드록시페닐)벤즈옥사졸라토]아연(Zn(BOX)2) 등의 벤즈옥사졸린 골격을 갖는 금속 착체; 비스[2-(2'-히드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(Zn(BTZ)2)벤조티아졸린 골격을 갖는 금속 착체; 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(PBD), 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]카르바졸(CO11), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(TPBI), 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤조이미다졸(mDBTBIm-II) 등의 폴리아졸 유도체; 하기 화학식 ET-1로 표시되는 벤조이미다졸 유도체; 퀴놀린 유도체; 페릴렌 유도체; 피리딘 유도체; 피리미딘 유도체; 퀴녹살린 유도체; 디페닐퀴논 유도체; 니트로 치환 플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
Figure pct00008
상술의 전자 수송 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
전자 수송층의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 5㎚∼5㎛인 것이 바람직하고, 5∼200㎚인 것이 보다 바람직하다.
전자 수송층은, 단층이어도 되고, 2 이상이 적층된 것이어도 된다.
전자 수송층은, 통상적으로, 진공 증착법, 스핀 코트법, 캐스트법, 잉크젯법, LB법 등에 의해 형성할 수 있다.
[전자 주입층]
전자 주입층은, 유기 발광 소자에 있어서 임의의 구성 요소이고, 음극으로부터 전자를 도입하는 기능을 갖는다. 통상적으로, 음극으로부터 도입된 전자는, 전자 수송층 또는 발광층에 수송된다.
전자 주입층에 사용할 수 있는 재료로서는, 특히 제한되지 않지만, 스트론튬, 알루미늄 등의 금속 버퍼층; 불화리튬 등의 알칼리 금속 화합물 버퍼층; 불화마그네슘 등의 알칼리토류 금속 화합물 버퍼층; 산화알루미늄 등의 산화물 버퍼층 등을 들 수 있다. 이들 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
전자 주입층의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 0.1㎚∼5㎛인 것이 바람직하다.
전자 주입층은, 단층이어도 되고, 2 이상이 적층된 것이어도 된다.
전자 주입층은, 통상적으로, 진공 증착법, 스핀 코트법, 캐스트법, 잉크젯법, LB법 등에 의해 형성할 수 있다.
[음극]
음극으로서는, 특히 제한되지 않지만, 리튬, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘/알루미늄 혼합물, 마그네슘/인듐 혼합물, 알루미늄/산화알루미늄(Al2O3) 혼합물, 희토류 금속 등을 들 수 있다. 이들 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
음극은, 통상적으로, 증착이나 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
음극의 막두께로서는, 특히 제한되지 않지만, 10∼1000㎚인 것이 바람직하고, 10∼200㎚인 것이 보다 바람직하다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또, 실시예에 있어서 「부」의 표시를 사용하지만, 특히 한정하지 않는 한 「질량부」를 나타낸다.
[실시예 1]
하기 식으로 표시되는 레벨링제 MCS-01(폴리에테르 변성 실리콘오일, 랜덤 중합체) 0.005부와, 제1 용매인 트리플루오로메톡시벤젠(TFMB, 표면 장력 : 22mN/M) 50부와, 방향족 용매인 테트랄린(표면 장력 : 35mN/M) 50부를 혼합해서, 혼합액을 조제했다. 또, MCS-01은 백금 촉매 존재 하, 메틸하이드로젠실리콘오일과 알케닐 화합물을 반응시킴으로써 합성했다.
상기 혼합액에, 하기 식으로 표시되는 정공 수송 재료인 HTM-01(반복 단위수 : 100, ADS샤제) 0.01부를 투입하고, 가열 용해했다. 실온까지 냉각하고, 0.45㎛의 필터인 마이쇼리 디스크(도소가부시키가이샤제)를 사용해서 이물을 제거함으로써, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
Figure pct00009
또, 하기 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
Figure pct00010
또한, 레벨링제의 규소 함유율은, 4.1질량%였다. 이때, 레벨링제의 규소 함유율은, 이하의 방법에 의해 측정했다. 즉, 1H-NMR에 의해 폴리에테르 변성부와 디메틸실록산부의 몰비를 구하고, 질량%를 산출했다.
[실시예 2∼10]
제1 용매를, 각각 옥탄(표면 장력 : 21mN/M), 노난(표면 장력 : 22mN/M), 데칸(표면 장력 : 23mN/M), 운데칸(표면 장력 : 24mN/M), 도데칸(표면 장력 : 25mN/M), 메틸에틸케톤(MEK, 표면 장력 : 24.6mN/M), 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M), 디이소부틸케톤(DIBK, 표면 장력 : 23.9mN/M), 및 디부틸에테르(표면 장력 : 22.4mN/M)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 옥탄을 사용한 경우(실시예 2)는 28이고, 노난을 사용한 경우(실시예 3)는 28.5이고, 데칸을 사용한 경우(실시예 4)는 29이고, 운데칸을 사용한 경우(실시예 5)는 29.5이고, 도데칸을 사용한 경우(실시예 6)는 30이고, 메틸에틸케톤을 사용한 경우(실시예 7)는 29.8이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 8)는 29.3이고, 디이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 9)는 29.5이고, 및 디부틸에테르를 사용한 경우(실시예 10)는 28.7이다.
[실시예 11]
레벨링제를, 하기 식으로 표시되는 레벨링제 MCS-02(아랄킬 변성 실리콘오일, 랜덤 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함하게 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다. 또, MCS-02는 사용하는 모노머를 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 합성했다.
Figure pct00011
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 19.3질량%였다.
[실시예 12 및 13]
용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M) 및 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 11과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 12)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 13)는 29.3이다.
[실시예 14]
레벨링제를, MCS-01과 마찬가지로 합성한 하기 식으로 표시되는 레벨링제MCS-03(아랄킬 변성 실리콘오일, 랜덤 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
Figure pct00012
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 21.1질량%였다.
[실시예 15 및 16]
용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M) 및 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 14와 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 15)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 16)는 29.3이다.
[실시예 17]
레벨링제를, 하기 식으로 표시되는 SP01(블록 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다. SP01은 실리콘마크로마 FM0711(JNC가부시키가이샤)과 스티렌을 사용하여, n-부틸리튬에 의한 리빙 음이온 중합에 의해 합성했다.
Figure pct00013
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 20.0질량%였다.
[실시예 18∼20]
제1 용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M), 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M), 및 디부틸에테르(표면 장력 : 22.4mN/M)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 17과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 18)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 19)는 29.3이고, 디부틸에테르를 사용한 경우(실시예 20)는 28.7이다.
[실시예 21]
레벨링제를, SP01과 마찬가지로 합성한 하기 식으로 표시되는 SP02(블록 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
Figure pct00014
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 14.9질량%였다.
[실시예 22∼24]
제1 용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M), 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M), 및 디부틸에테르(표면 장력 : 22.4mN/M)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 21과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 22)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 23)는 29.3이고, 디부틸에테르를 사용한 경우(실시예 24)는 28.7이다.
[실시예 25]
레벨링제를, 하기 식으로 표시되는 SP03(랜덤 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다. 또, SP03은 실리콘마크로마 FM0711(JNC가부시키가이샤)과 스티렌을 사용하여, t-부틸퍼옥시벤조에이트에 의해 중합하여, 합성했다.
Figure pct00015
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 14.9질량%였다.
[실시예 26]
레벨링제를, 하기 식으로 표시되는 SP04(블록 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다. 또, SP04는, 사용하는 모노머를 변경한 것을 제외하고, 실시예 25의 SP03과 마찬가지의 방법으로 합성했다.
Figure pct00016
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
또한, 레벨링제의 규소 함유율을, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 측정했더니, 15.1질량%였다.
[실시예 27]
방향족 용매를, 아밀벤젠(표면 장력 : 29mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 25.5이다.
[실시예 28 및 29]
제1 용매를, 각각 운데칸(표면 장력 : 24mN/M) 및 디이소부틸케톤(DIBK, 표면 장력 : 23.9mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 27과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 운데칸을 사용한 경우(실시예 28)는 26.5이고, 디이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 29)는 26.5이다.
[실시예 30∼35]
방향족 용매를, 자일렌(표면 장력 : 29mN/M), 메시틸렌(표면 장력 : 28mN/M), 시클로헥실벤젠(표면 장력 : 34mN/M), 1-메틸나프탈렌(표면 장력 : 39mN/M), 부틸페닐에테르(표면 장력 : 31mN/M), 및 벤조산에틸(표면 장력 : 35mN/M)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 8과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 자일렌을 사용한 경우(실시예 30)는 26.3이고, 메시틸렌을 사용한 경우(실시예 31)는 25.8이고, 시클로헥실벤젠을 사용한 경우(실시예 32)는 28.8이고, 1-메틸나프탈렌을 사용한 경우(실시예 33)는 31.3이고, 부틸페닐에테르를 사용한 경우(실시예 34)는 27.3이고, 벤조산에틸을 사용한 경우(실시예 35)는 29.3이다.
[실시예 36∼42]
방향족 용매를, 아밀벤젠(표면 장력 : 29mN/M), 자일렌(표면 장력 : 29mN/M), 메시틸렌(표면 장력 : 28mN/M), 시클로헥실벤젠(표면 장력 : 34mN/M), 1-메틸나프탈렌(표면 장력 : 39mN/M), 부틸페닐에테르(표면 장력 : 31mN/M), 및 벤조산에틸(표면 장력 : 35mN/M)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 19와 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 아밀벤젠을 사용한 경우(실시예 36)는 26.3이고, 자일렌을 사용한 경우(실시예 37)는 26.3이고, 메시틸렌을 사용한 경우(실시예 38)는 25.8이고, 시클로헥실벤젠을 사용한 경우(실시예 39)는 28.8이고, 1-메틸나프탈렌을 사용한 경우(실시예 40)는 31.3이고, 부틸페닐에테르를 사용한 경우(실시예 41)는 27.3이고, 벤조산에틸을 사용한 경우(실시예 42)는 29.3이다.
[실시예 43]
정공 수송 재료를, 하기 식으로 표시되는 HTM02(ADS샤제)로 변경한 것을 제외하고, 실시예 17과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
Figure pct00017
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
[실시예 44∼46]
제1 용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M), 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M), 및 디이소부틸케톤(DIBK, 표면 장력 : 23.9mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 43과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 44)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 45)는 29.3이고, 디이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 46)는 29.5이다.
[실시예 47]
정공 수송 재료를, 하기 식으로 표시되는 HTM03(도쿄가세고교샤제)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 17과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
Figure pct00018
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 28.5이다.
[실시예 48∼50]
제1 용매를, 각각 데칸(표면 장력 : 23mN/M), 메틸이소부틸케톤(MIBK, 표면 장력 : 23.6mN/M), 및 디이소부틸케톤(DIBK, 표면 장력 : 23.9mN/M)으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 47과 마찬가지의 방법으로 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
또, 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A는, 데칸을 사용한 경우(실시예 48)는 29이고, 메틸이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 49)는 29.3이고, 디이소부틸케톤을 사용한 경우(실시예 50)는 29.5이다.
[비교예 1]
레벨링제인 MCS-01(폴리에테르 변성 실리콘오일, 랜덤 중합체) 0.005부와, 방향족 용매인 테트랄린(표면 장력 : 35mN/M) 100부를 혼합해서, 혼합액을 조제했다.
상기 혼합액에, 정공 수송 재료인 HTM-01(ADS샤제) 0.01부를 투입하고, 가열 용해했다. 실온까지 냉각하고, 0.45㎛의 필터인 마이쇼리 디스크(도소가부시키가이샤제)를 사용해서 이물을 제거함으로써, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
[비교예 2]
레벨링제인 SP01(블록 중합체, 방향족 함유 모노머를 포함한다) 0.005부와, 방향족 용매인 테트랄린(표면 장력 : 35mN/M) 100부를 혼합해서, 혼합액을 조제했다.
상기 혼합액에, 정공 수송 재료인 HTM-01(ADS샤제) 0.01부를 투입하고, 가열 용해했다. 실온까지 냉각하고, 0.45㎛의 필터인 마이쇼리 디스크(도소가부시키가이샤제)를 사용해서 이물을 제거함으로써, 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 제조했다.
[성능 평가]
실시예 1∼50 및 비교예 1∼3에서 제조한 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용한 성능 평가를 행했다.
(접촉각 평가)
저표면에너지막을 제작하여, 당해 저표면에너지막 상에 있어서의 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각을 평가했다.
저표면에너지막은, 이하와 같이 제작했다. 즉, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌설폰산)(PEDOT-PSS)인 AI4083(Clevious사제) 1부와, Nafion(등록상표)(테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로[2-(플루오로설포닐에톡시)프로필비닐에테르]의 공중합체)의 10% 수분산 용액(aldrich사제) 0.5부를 혼합했다. 얻어진 혼합액을, 유리 기판 상에 스핀 코팅하고, 180℃에서 15분간 소성함으로써, 저에너지막을 제작했다.
저표면에너지막 상에, 유기 발광 소자용 잉크 조성물 1μL를 시린지에 의해 적하하여, 접촉각을 측정했다. 얻어진 결과에 대하여, 하기 기준에 준거해서 평가를 행했다.
× : 30도 초과
△ : 28도 초과 30도 이하
○ : 26도 초과 28도 이하
◎ : 26도 이하
(휘도 불균일)
유기 발광 소자를 제작하여, 얻어진 유기 발광 소자에 대한 휘도 불균일을 측정했다.
유기 발광 소자는, 이하와 같이 제작했다.
즉, 우선, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌설폰산)(PEDOT-PSS)인 AI4083(Clevious사제) 1부와, Nafion(등록상표)(테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로[2-(플루오로설포닐에톡시)프로필비닐에테르]의 공중합체)의 10% 수분산 용액(aldrich사제) 0.5부를 혼합하여, 혼합액을 조제했다.
다음으로, 세정한 ITO 기판에 UV/O3를 조사하고, 상기 조제한 혼합액을 스핀 코트에 의해 45㎚ 성막하고, 대기 중에서 180℃, 15분간 가열함으로써, 정공 주입층을 형성했다. 유기 발광 소자용 잉크 조성물을, 정공 주입층 상에 스핀 코트에 의해 10㎚ 성막하고, 질소 분위기 하에서 200℃에서 30분간 건조시킴으로써, 정공 수송층을 형성했다. 다음으로, 5×10-3Pa의 진공 조건 하에서, 발광층으로서 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq)을 60㎚, 전자 주입층으로서 불화리튬을 1.0㎚, 음극으로서 알루미늄을 100㎚ 순차 성막함으로써, 유기 발광 소자를 제작했다.
이와 같이 제작한 유기 발광 소자에 대하여, 외부 전원에 접속해서 10mA/㎠의 전류를 흘려보내고, 유기 발광 소자로부터의 발광을 BM-9(가부시키가이샤토프콘제)로 측광했다. 이때, 유기 발광 소자의 휘도의 최대값, 최소값, 및 면내 평균 휘도를 각각 측정하고, 하기 식에 의해 휘도의 불균일률을 측정했다.
Figure pct00019
휘도 불균일은 이하의 기준에 따라서 평가했다.
× : 휘도의 불균일률이 70% 초과
△ : 휘도의 불균일률이 50% 초과 70% 이하
○ : 휘도의 불균일률이 30% 초과 50% 이하
◎ : 휘도의 불균일률이 20% 초과 30% 이하
◎◎ : 휘도의 불균일률이 20% 이하
얻어진 결과를 하기 표 1∼5에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00020
표 1의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 실시예 1∼10은, 접촉각의 값이 낮고, 저표면에너지막 상이어도 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 호적하게 도포할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1∼10의 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 이루어지는 유기 발광 소자는, 휘도 불균일이 적은 것을 알 수 있다.
여기에서, 실시예 1∼3 및 10과, 실시예 4∼9를 대비하면, 실시예 1∼3 및 10에 있어서 사용하는 제1 용매의 표면 장력이 23 미만, 또는 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 29 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각의 성능이 보다 높은 것을 알 수 있다.
[표 2]
Figure pct00021
표 2의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 실시예 11∼26은, 접촉각의 값이 낮고, 저표면에너지막 상이어도 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 호적하게 도포할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 11∼26의 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 이루어지는 유기 발광 소자는, 휘도 불균일이 적은 것을 알 수 있다.
여기에서, 실시예 1, 4, 8, 및 10과, 실시예 11∼16 및 25를 대비하면, 실시예 11∼16에 있어서는 사용하는 레벨링제가 방향족 함유 모노머를 단량체 단위로서 포함하면, 휘도 불균일이 향상하여 있는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 11∼16 및 25와, 실시예 17∼24 및 26을 대비하면, 실시예 17∼24에 있어서 사용하는 레벨링제가 블록 공중합체이면, 접촉각 및 휘도 불균일의 성능이 한층 더 높은 것을 알 수 있다.
또, 상기 실시예 17∼24 및 26 중, 특히 실시예 17∼20을 참조하면, 레벨링제의 규소 함유율이 20질량% 이상이면, 휘도 불균일의 성능이 현저하게 높은 것을 알 수 있다.
[표 3]
Figure pct00022
표 3의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 실시예 27∼42는, 접촉각의 값이 낮고, 저표면에너지막 상이어도 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 호적하게 도포할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 27∼42의 유기 발광 소자용 잉크 조성물을 사용해서 이루어지는 유기 발광 소자는, 휘도 불균일이 적은 것을 알 수 있다.
여기에서, 실시예 1, 5, 및 9와, 실시예 27∼29를 대비하면, 실시예 27∼29에 있어서 사용하는 방향족 용매의 표면 장력이 30mN/m 이하, 또는 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 28 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각이 현저하게 높은 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 8, 33, 및 35와, 실시예 30∼32 및 34를 대비하면, 실시예 30∼32 및 34에 있어서 사용하는 방향족 용매의 표면 장력이 35mN/m 미만, 또는 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 29 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각이 높은 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 31에 있어서 방향족 용매의 표면 장력이 28mN/m 이하, 또는 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 26 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각이 현저하게 높은 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 40과, 실시예 19, 36∼39, 및 41∼42를 대비하면, 실시예 19, 36∼39, 및 41∼42에서 사용하는 방향족 용매의 표면 장력이 36mN/m 미만, 또는 식(1)으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가 30 미만이면, 유기 발광 소자용 잉크 조성물의 접촉각이 높은 것을 알 수 있다.
[표 4]
Figure pct00023
[표 5]
Figure pct00024
표 4의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 실시예 17∼19와, 실시예 43∼46과, 실시예 47∼50을 대비하면, 모두 동등한 결과로 되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 표 5의 결과로부터도 명백한 바와 같이, 비교예 1 및 2는 접촉각이 높고, 휘도 불균일도 큰 것을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 유기 반도체 소자 재료, 레벨링제, 제1 용매, 및 방향족 용매를 포함하고,
    상기 레벨링제가, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체이고,
    상기 제1 용매의 표면 장력이 25mN/m 이하인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링제가, 방향족 함유 모노머를 단량체 단위로서 더 포함하는, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레벨링제가, 블록 공중합체를 포함하는, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레벨링제의 규소 함유율이, 10질량% 이상인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 용매의 표면 장력이, 23mN/m 미만인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방향족 용매의 표면 장력이, 36mN/m 미만인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식(1) :
    Figure pct00025

    (상기 식 중, E1는, 상기 제1 용매의 표면 장력이고, W1는, 상기 제1 용매의 질량이고, E2는, 상기 방향족 용매의 표면 장력이고, W2는, 상기 방향족 용매의 질량이다)
    으로 표시되는 용매 표면 에너지 A가, 30 미만인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항에 있어서,
    상기 제1 유기 반도체 소자 재료가, 정공(正孔) 수송 재료인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 반도체가, 유기 발광 소자인, 유기 반도체 소자용 잉크 조성물.
  10. 제2 유기 반도체 소자 재료를 포함하는 제2층과,
    제1 유기 반도체 소자 재료 및 레벨링제를 포함하고, 상기 제2층의 바로 위에 배치되는 제1층을 갖고,
    상기 제2층의 표면 에너지가 28mN/m 이하이고,
    상기 레벨링제가, 적어도 실록산 모노머를 단량체 단위로서 포함하는 중합체인, 유기 반도체 소자.
  11. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 유기 반도체 소자 재료가, 정공 수송 재료인, 유기 반도체 소자.
  12. 제12항에 있어서,
    유기 발광 소자인, 유기 반도체 소자.
KR1020187005244A 2015-08-24 2016-08-18 유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자 KR20180044286A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-164779 2015-08-24
JP2015164779 2015-08-24
PCT/JP2016/074095 WO2017033828A1 (ja) 2015-08-24 2016-08-18 有機半導体素子用インク組成物およびこれを用いた有機半導体素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180044286A true KR20180044286A (ko) 2018-05-02

Family

ID=58100112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187005244A KR20180044286A (ko) 2015-08-24 2016-08-18 유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180248122A1 (ko)
JP (1) JP6439877B2 (ko)
KR (1) KR20180044286A (ko)
CN (1) CN107926094A (ko)
TW (1) TW201714986A (ko)
WO (1) WO2017033828A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019078080A1 (ja) * 2017-10-20 2019-04-25 Dic株式会社 レベリング剤、機能層形成用インク組成物及び積層電子部品
CN111138810B (zh) * 2018-11-05 2024-05-17 康宁股份有限公司 用于有机薄膜晶体管的可uv图案化的聚合物掺混物
WO2022064584A1 (ja) * 2020-09-24 2022-03-31 シャープ株式会社 表示素子
US11912816B2 (en) 2021-04-28 2024-02-27 Industrial Technology Research Institute Polymer and light-emitting device
CN115246922B (zh) * 2021-04-28 2024-06-04 财团法人工业技术研究院 聚合物及包含其的发光装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565142A (en) * 1992-04-01 1996-10-15 Deshpande; Ravindra Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification.
CN101020796A (zh) * 2007-03-23 2007-08-22 友达光电股份有限公司 一种油墨组成物
JP4475305B2 (ja) * 2007-09-06 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 配向膜形成用組成物、液晶装置の製造方法
JP2009080454A (ja) * 2007-09-06 2009-04-16 Seiko Epson Corp 配向膜形成用組成物、液晶装置の製造方法
KR20100004258A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 포항공과대학교 산학협력단 잉크젯 프린트 잉크 및 이를 이용한 유기박막 트랜지스터
JP2010067543A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 印刷用のインキ
JP5407249B2 (ja) * 2008-09-19 2014-02-05 三菱化学株式会社 エナミン系化合物、該化合物を用いた電子写真感光体および画像形成装置
JP2012054209A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 導電性酸化物微粒子分散液と透明導電膜形成用塗布液、及び透明導電膜
JP6008494B2 (ja) * 2011-12-16 2016-10-19 株式会社豊田自動織機 振動アクチュエータ
JP6225413B2 (ja) * 2012-11-16 2017-11-08 セイコーエプソン株式会社 機能層形成用インク、インク容器、吐出装置、機能層の形成方法、有機ｅｌ素子の製造方法
JP2014205830A (ja) * 2013-03-21 2014-10-30 国立大学法人九州大学 有機半導体含有層形成用レベリング剤、有機半導体含有層形成用組成物、並びに、有機デバイス及びその製造方法
KR20160078973A (ko) * 2013-10-31 2016-07-05 카티바, 인크. 잉크젯 인쇄를 위한 폴리티오펜-포함 잉크 조성물
CN105315757B (zh) * 2015-12-06 2017-02-01 广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司 一种有机硅流平剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017033828A1 (ja) 2017-03-02
US20180248122A1 (en) 2018-08-30
TW201714986A (zh) 2017-05-01
JPWO2017033828A1 (ja) 2018-07-26
JP6439877B2 (ja) 2018-12-19
CN107926094A (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3232486B1 (en) Ink composition for organic light-emitting element, and organic light-emitting element using same
JP5247696B2 (ja) 光電気デバイスの製造方法
KR20180044286A (ko) 유기 반도체 소자용 잉크 조성물 및 이것을 사용한 유기 반도체 소자
Kang et al. Inkjet printing of mixed-host emitting layer for electrophosphorescent organic light-emitting diodes
JP7415917B2 (ja) 組成物、および有機電界発光素子の製造方法
TWI710609B (zh) 印墨組成物及製造有機發光裝置的方法
JP2008516040A5 (ko)
JP2014205830A (ja) 有機半導体含有層形成用レベリング剤、有機半導体含有層形成用組成物、並びに、有機デバイス及びその製造方法
WO2013015198A1 (ja) 有機半導体素子の製造方法及び真空乾燥装置
JP2012109286A (ja) 有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機ｅｌディスプレイ及び有機ｅｌ照明
EP2144973B1 (en) Vinyl-based polymer with silicon or/and tin and organic light emission diode using the same
JP4966203B2 (ja) 発光装置
WO2013035143A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法
JP2009146691A (ja) 有機電界発光素子の製造方法、及び有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
WO2024096035A1 (ja) 有機電界発光素子、有機電界発光素子を製造する方法、有機ｅｌディスプレイパネル、有機ｅｌディスプレイパネルを製造する方法、有機電界発光素子の膜厚構成の設計方法及び有機ｅｌディスプレイパネルの膜厚構成の設計方法
WO2023085170A1 (ja) 組成物、および有機電界発光素子の製造方法
JP5664359B2 (ja) 有機エレクトロニクス用材料、インク組成物、有機エレクトロニクス素子、有機エレクトロルミネセンス素子、表示素子、照明装置、及び表示装置
JP2016058576A (ja) 有機発光素子用インク組成物およびこれを用いた有機発光素子
JP2023130238A (ja) 有機電界発光素子の製造方法及び有機電界発光素子
Auer et al. Solution processed multilayer organic light emitting diodes
JP5141229B2 (ja) 外縁規定膜形成用組成物、機能膜の製造方法、有機電界発光素子及びその製造方法、並びに画像表示デバイス
JP2023130237A (ja) 有機電界発光素子の製造方法、及び有機電界発光素子
KR20180077156A (ko) 실록산 단량체 및 그의 중합체, 해당 중합체를 함유하는 조성물, 전자 소자
JPWO2023085170A5 (ko)
JPWO2013035143A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法