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JP2014175272A - Method of producing transparent electrode - Google Patents

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JP2014175272A
JP2014175272A JP2013049790A JP2013049790A JP2014175272A JP 2014175272 A JP2014175272 A JP 2014175272A JP 2013049790 A JP2013049790 A JP 2013049790A JP 2013049790 A JP2013049790 A JP 2013049790A JP 2014175272 A JP2014175272 A JP 2014175272A
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JP
Japan
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conductive polymer
organic solvent
soluble organic
boiling water
transparent electrode
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Application number
JP2013049790A
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Japanese (ja)
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Masanori Goto
昌紀 後藤
Tomoyuki Matsumura
智之 松村
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a transparent electrode which removes reliably a high-boiling-point water-soluble organic solvent and moisture in a conductive polymer layer and provides a transparent electrode excellent in transparency and conductivity.SOLUTION: A method of producing a transparent electrode is for producing a transparent electrode by an application method by using a conductive polymer and includes a conductive polymer containing layer formation step of forming a conductive polymer containing layer on a transparent substrate by applying a fluid dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling-point water-soluble organic solvent onto a transparent substrate, a low-boiling-point water-soluble organic solvent supply step of supplying a low-boiling-point water-soluble organic solvent which has a boiling point lower than that of the high-boiling-point water-soluble organic solvent and is azeotropic with the high-boiling-point water-soluble organic solvent onto the conductive polymer containing layer, after the conductive polymer containing layer formation step, and a heating drying step of vaporizing the high-boiling-point water-soluble organic solvent and the low-boiling-point water-soluble organic solvent, after the low-boiling-point water-soluble organic solvent supply step.

Description

本発明は、透明電極の製造方法に関し、特に、透明性及び導電性に優れた透明電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a transparent electrode, and particularly relates to a method for producing a transparent electrode having excellent transparency and conductivity.

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)や有機太陽電池といった有機電子素子が注目されており、このような有機電子素子において、透明電極は必須の構成要素となっている。
従来、透明電極は、ガラスやプラスチックフィルム等の透明基板上に、インジウム−スズの複合酸化物(ITO)膜を真空蒸着法やスパッタリング法で成膜した、ITO透明電極が主に使用されてきた。しかし、ITOに用いられている原材料のインジウムはレアメタルであり、それゆえに価格高騰や入手困難等の不安定要素を多く抱えていることから、最近では脱インジウムが強く望まれている。
In recent years, organic electronic elements such as organic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as organic EL elements) and organic solar cells have attracted attention. In such organic electronic elements, transparent electrodes are an essential component.
Conventionally, an ITO transparent electrode in which a composite oxide (ITO) film of indium-tin is formed on a transparent substrate such as glass or a plastic film by a vacuum deposition method or a sputtering method has been mainly used. . However, indium, which is a raw material used for ITO, is a rare metal, and therefore has many unstable factors such as high prices and difficulty in obtaining it. Recently, indium removal is strongly desired.

ITO透明電極に代えて透明電極を製造するにあたっては、従来用いられてきた真空蒸着法やスパッタリング法といった生産性の低い乾式塗布法に代えて、湿式塗布法による製造方法が検討されている。
例えば、特許文献1に記載されているように、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT−PSS)に代表される導電性ポリマー等の導電性材料を含む導電性ポリマー分散液を、透明基板上に直接塗布し、乾燥して、導電性ポリマー含有層を形成するといった、湿式塗布法により透明電極を製造する方法が開発されている。
このような導電性ポリマーを用いた透明電極においては、導電性ポリマー分散液にジメチルスルホキシド(DMSO)やジメチルホルムアミド(DMF)、エチレングリコール等の高沸点水溶性有機溶媒を供給することによって、導電性が向上することが知られている。
とりわけ、導電性ポリマーを用いた透明電極を有機EL素子や有機太陽電池といった有機電子素子に適用する際においては、透明電極に対して高い導電性が求められていることから、これらの高沸点水溶性有機溶媒を供給することが必須となっている。
In manufacturing a transparent electrode in place of the ITO transparent electrode, a manufacturing method using a wet coating method has been studied in place of a dry coating method with low productivity such as a vacuum deposition method and a sputtering method which have been conventionally used.
For example, as described in Patent Document 1, a conductive polymer dispersion containing a conductive material such as a conductive polymer represented by poly-3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT-PSS) A method for producing a transparent electrode by a wet coating method has been developed, in which a liquid is directly coated on a transparent substrate and dried to form a conductive polymer-containing layer.
In such a transparent electrode using a conductive polymer, the conductive polymer dispersion is made conductive by supplying a high-boiling water-soluble organic solvent such as dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), or ethylene glycol. Is known to improve.
In particular, when a transparent electrode using a conductive polymer is applied to an organic electronic device such as an organic EL device or an organic solar cell, the transparent electrode is required to have high conductivity. It is essential to supply a basic organic solvent.

導電性ポリマーを用いた透明電極を、有機EL素子や有機太陽電池といった有機電子素子に適用した場合、導電性ポリマー含有層中に残存した水分が、例えば、有機EL素子発光時のダークスポット発生や素子寿命劣化等、有機電子素子の性能を劣化させる要因の一つであることはこれまで知られていた。
しかしながら、上記高沸点水溶性有機溶媒においては、その残存により水分以上に有機電子素子の性能を劣化させる要因となっていることが、最近になって明らかになってきている。そのため、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒の除去については、これまで議論されてこなかった。
When a transparent electrode using a conductive polymer is applied to an organic electronic element such as an organic EL element or an organic solar battery, moisture remaining in the conductive polymer-containing layer may cause, for example, generation of dark spots during light emission of the organic EL element. It has been known so far that it is one of the factors that degrade the performance of organic electronic elements, such as element lifetime degradation.
However, recently, it has been clarified that the high-boiling water-soluble organic solvent causes deterioration of the performance of the organic electronic device more than moisture due to its residual. Therefore, the removal of the high boiling water-soluble organic solvent in the conductive polymer-containing layer has not been discussed so far.

一方、有機電子素子の大面積化及び生産性向上に伴い、樹脂基板などのフレキシブル基板(可撓性の透明基板)を用いたロール・トゥ・ロール(roll to roll)方式での透明電極の生産技術が所望されている。特に、透明基板として、樹脂基板を用いた導電性ポリマー透明電極を有機電子素子に適用するにあたっては、樹脂基板自体における耐熱性及び上述のデバイス性能劣化の問題から、導電性ポリマー塗布膜の乾燥方法が大きな課題であった。   On the other hand, with the increase in area and productivity of organic electronic devices, production of transparent electrodes using a roll-to-roll method using a flexible substrate (flexible transparent substrate) such as a resin substrate Technology is desired. In particular, when a conductive polymer transparent electrode using a resin substrate as a transparent substrate is applied to an organic electronic element, the method for drying the conductive polymer coating film, due to the heat resistance in the resin substrate itself and the above-described problems of device performance deterioration. Was a big issue.

特許文献2には、導電性ポリマーとバインダーからなる導電性ポリマー含有層を有する透明電極について、湿式の多段洗浄処理を行う記載があるが、異物や不純物除去による有機電子素子の電流リーク改善が主な目的であり、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒の除去については何ら触れられていない。   Patent Document 2 describes that a transparent electrode having a conductive polymer-containing layer composed of a conductive polymer and a binder is subjected to a wet multi-step cleaning process, but mainly improves current leakage of organic electronic elements by removing foreign substances and impurities. Therefore, no mention is made of the removal of the high-boiling water-soluble organic solvent in the conductive polymer-containing layer.

以上のことから、透明基板として樹脂基板を用いた導電性ポリマー含有層を有する透明電極においては、樹脂基板にダメージを与えずに、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を除去し、透明性及び導電性に優れた透明電極を製造することができる技術が強く望まれていた。   From the above, in a transparent electrode having a conductive polymer-containing layer using a resin substrate as a transparent substrate, the high-boiling water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer-containing layer are removed without damaging the resin substrate. There has been a strong demand for a technique that can be removed to produce a transparent electrode having excellent transparency and conductivity.

特開2011−132527号公報JP 2011-132527 A 特開2011−096437号公報JP 2011-096437 A

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、導電性ポリマー層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を確実に除去し、透明性及び導電性に優れた透明電極の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and the solution to the problem is to reliably remove the high-boiling water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer layer, and to have excellent transparency and conductivity. It is providing the manufacturing method of a transparent electrode.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成した後に、当該導電性ポリマー含有層上に、高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給し、乾燥させることによって、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を確実に除去して、透明性及び導電性に優れた透明電極を製造することができることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.導電性ポリマーを用いて塗布法により透明電極を製造する透明電極の製造方法であって、
透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成する導電性ポリマー含有層形成工程と、
前記導電性ポリマー含有層形成工程後に、前記導電性ポリマー含有層上に、前記高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、前記高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給する低沸点水溶性有機溶媒供給工程と、
前記低沸点水溶性有機溶媒供給工程後に、前記高沸点水溶性有機溶媒及び前記低沸点水溶性有機溶媒を揮発させる加熱・乾燥工程と、を備えることを特徴とする透明電極の製造方法。
2.前記透明基板が、透明樹脂基板であることを特徴とする第1項に記載の透明電極の製造方法。
3.前記加熱・乾燥工程が、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射を行う工程であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の透明電極の製造方法。
4.前記高沸点水溶性有機溶媒が、多価アルコールであることを特徴とする第1項から第3項のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法。
5.前記低沸点水溶性有機溶媒が、エタノール又はイソプロパノールであることを特徴とする第1項から第4項のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor applied a dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate in the course of studying the cause of the above-mentioned problem. After forming the containing layer, a low boiling water-soluble organic solvent having a lower boiling point than the high boiling water-soluble organic solvent and azeotropic with the high boiling water-soluble organic solvent is supplied onto the conductive polymer-containing layer, It was found that, by drying, the high-boiling water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer-containing layer can be reliably removed, and a transparent electrode excellent in transparency and conductivity can be produced. .
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1. A method for producing a transparent electrode by producing a transparent electrode by a coating method using a conductive polymer,
A conductive polymer-containing layer forming step of forming a conductive polymer-containing layer by applying a dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate;
After the conductive polymer-containing layer forming step, the low-boiling water-soluble organic having a lower boiling point than the high-boiling water-soluble organic solvent and azeotropic with the high-boiling water-soluble organic solvent is formed on the conductive polymer-containing layer. A low-boiling water-soluble organic solvent supplying step of supplying a solvent;
A heating / drying step of volatilizing the high-boiling water-soluble organic solvent and the low-boiling water-soluble organic solvent after the low-boiling water-soluble organic solvent supplying step.
2. The method for producing a transparent electrode according to item 1, wherein the transparent substrate is a transparent resin substrate.
3. The method for producing a transparent electrode according to item 1 or 2, wherein the heating / drying step is a step of performing infrared irradiation within a range of a maximum energy wavelength of 0.8 to 3 µm.
4). The method for producing a transparent electrode according to any one of Items 1 to 3, wherein the high-boiling water-soluble organic solvent is a polyhydric alcohol.
5. The method for producing a transparent electrode according to any one of Items 1 to 4, wherein the low-boiling water-soluble organic solvent is ethanol or isopropanol.

本発明の上記手段により、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を確実に除去して、透明性及び導電性に優れた透明電極を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成した後に、当該導電性ポリマー含有層上に、高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給し、乾燥させることによって、高沸点水溶性有機溶媒と低沸点水溶性有機溶媒とが共沸し、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分が揮発して除去される。その結果、透明性及び導電性に優れた透明電極とすることができる。
By the above means of the present invention, the high-boiling water-soluble organic solvent and water in the conductive polymer-containing layer can be reliably removed, and a transparent electrode excellent in transparency and conductivity can be provided.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
After forming a conductive polymer-containing layer by applying a dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate, the high-boiling water-soluble organic solvent is formed on the conductive polymer-containing layer. The low-boiling water-soluble organic solvent having a low boiling point and azeotropically with the high-boiling water-soluble organic solvent is supplied and dried, so that the high-boiling water-soluble organic solvent and the low-boiling water-soluble organic solvent azeotrope. The high boiling point water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer-containing layer are volatilized and removed. As a result, it can be set as the transparent electrode excellent in transparency and electroconductivity.

本発明の透明電極の製造方法は、導電性ポリマーを用いて塗布法により透明電極を製造する透明電極の製造方法であって、透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成する導電性ポリマー含有層形成工程と、前記導電性ポリマー含有層形成工程後に、前記導電性ポリマー含有層上に、前記高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、前記高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給する低沸点水溶性有機溶媒供給工程と、前記低沸点水溶性有機溶媒供給工程後に、前記高沸点水溶性有機溶媒及び前記低沸点水溶性有機溶媒を揮発させる加熱・乾燥工程と、を備えることを特徴とする。
この特徴は、請求項1から請求項5までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記透明基板が、透明樹脂基板であることが好ましい。これによって、透明樹脂基板にダメージを与えずに、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を除去することができ、効果的である。
また、前記加熱・乾燥工程が、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射を行う工程であることが好ましい。すなわち、低沸点水溶性有機溶媒は、約3μm付近にOH(ヒドロキシ基)伸縮振動による強い吸収波長を持つため、導電性ポリマー含有層上に、低沸点水溶性有機溶媒を供給した後に、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線を照射することによって、低沸点水溶性有機溶媒がより効率的に揮発され、高沸点水溶性有機溶媒の揮発も、低沸点水溶性有機溶媒の共沸により促進される。
また、前記高沸点水溶性有機溶媒が、多価アルコールであることが、高沸点水溶性有機溶媒自体の揮発を一層促進できる点で好ましい。
さらに、前記低沸点水溶性有機溶媒が、エタノール又はイソプロパノールであることが、低沸点水溶性有機溶媒自体の揮発を一層促進できる点で好ましい。
The method for producing a transparent electrode of the present invention is a method for producing a transparent electrode by producing a transparent electrode by a coating method using a conductive polymer, comprising a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate. A conductive polymer-containing layer forming step of forming a conductive polymer-containing layer by applying a dispersion liquid, and after the conductive polymer-containing layer forming step, on the conductive polymer-containing layer, the high-boiling water-soluble organic solvent A low boiling water soluble organic solvent supplying step for supplying a low boiling water soluble organic solvent azeotropic with the high boiling water soluble organic solvent, and after the low boiling water soluble organic solvent supplying step, A heating / drying step for volatilizing the high-boiling water-soluble organic solvent and the low-boiling water-soluble organic solvent.
This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 5.
As an embodiment of the present invention, it is preferable that the transparent substrate is a transparent resin substrate from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention. As a result, the high-boiling water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer-containing layer can be removed without damaging the transparent resin substrate, which is effective.
Moreover, it is preferable that the said heating and drying process is a process of performing infrared irradiation within the range whose maximum energy wavelength is 0.8-3 micrometers. That is, the low-boiling water-soluble organic solvent has a strong absorption wavelength due to OH (hydroxy group) stretching vibration in the vicinity of about 3 μm. Therefore, after supplying the low-boiling water-soluble organic solvent onto the conductive polymer-containing layer, the maximum energy is reduced. By irradiating infrared rays having a wavelength in the range of 0.8 to 3 μm, the low-boiling water-soluble organic solvent is more efficiently volatilized, and the high-boiling water-soluble organic solvent is volatilized together with the low-boiling water-soluble organic solvent. Promoted by boiling.
Moreover, it is preferable that the high boiling water-soluble organic solvent is a polyhydric alcohol in that the volatilization of the high boiling water-soluble organic solvent itself can be further promoted.
Furthermore, it is preferable that the low-boiling water-soluble organic solvent is ethanol or isopropanol because the volatilization of the low-boiling water-soluble organic solvent itself can be further promoted.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

[透明電極の製造方法]
本発明の透明電極の製造方法は、導電性ポリマーを用いて塗布法により透明電極を製造する透明電極の製造方法であって、透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成する導電性ポリマー含有層形成工程と、導電性ポリマー含有層形成工程後に、導電性ポリマー含有層上に、高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給する低沸点水溶性有機溶媒供給工程と、低沸点水溶性有機溶媒供給工程後に、高沸点水溶性有機溶媒及び低沸点水溶性有機溶媒を揮発させる加熱・乾燥工程と、を備える。
[Method for producing transparent electrode]
The method for producing a transparent electrode of the present invention is a method for producing a transparent electrode by producing a transparent electrode by a coating method using a conductive polymer, comprising a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate. A conductive polymer-containing layer forming step of applying a dispersion to form a conductive polymer-containing layer, and after the conductive polymer-containing layer forming step, the conductive polymer-containing layer is lower than the high-boiling water-soluble organic solvent on the conductive polymer-containing layer. A low-boiling water-soluble organic solvent supplying step for supplying a low-boiling water-soluble organic solvent having a boiling point and azeotropically with the high-boiling water-soluble organic solvent, and a high-boiling water-soluble organic solvent after the low-boiling water-soluble organic solvent supplying step And a heating / drying step for volatilizing the low-boiling water-soluble organic solvent.

(1)導電性ポリマー含有層形成工程
導電性ポリマー含有層形成工程は、透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成する工程である。
導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液の塗布方法としては、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の印刷方法に加えて、ロールコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等の塗布方法を用いることができる。
(1) Conductive polymer-containing layer forming step In the conductive polymer-containing layer forming step, a conductive polymer-containing layer is formed by applying a dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate. It is a process to do.
In addition to printing methods such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, and inkjet printing, the application method for dispersions containing conductive polymers and high-boiling water-soluble organic solvents includes roll coating and dip coating. Coating methods such as a method, a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a curtain coating method, a spray coating method, and a doctor coating method can be used.

(2)低沸点水溶性有機溶媒供給工程
低沸点水溶性有機溶媒供給工程は、前記導電性ポリマー含有層形成工程後に、導電性ポリマー含有層上に、高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒をする工程である。
導電性ポリマー含有層上に、低沸点水溶性有機溶媒を供給させる方法としては、特に限定はないが、低沸点水溶性有機溶媒を導電性ポリマー含有層上に塗布又は噴霧する方法や、導電性ポリマー含有層を形成した透明基板を低沸点水溶性有機溶媒中に浸漬する方法等が挙げられる。
(2) Low-boiling water-soluble organic solvent supplying step The low-boiling water-soluble organic solvent supplying step has a lower boiling point than the high-boiling water-soluble organic solvent on the conductive polymer-containing layer after the conductive polymer-containing layer forming step. And a step of forming a low-boiling water-soluble organic solvent that azeotropes with the high-boiling water-soluble organic solvent.
The method for supplying the low-boiling water-soluble organic solvent on the conductive polymer-containing layer is not particularly limited, but a method for applying or spraying the low-boiling water-soluble organic solvent on the conductive polymer-containing layer, Examples include a method of immersing the transparent substrate on which the polymer-containing layer is formed in a low-boiling water-soluble organic solvent.

低沸点水溶性有機溶媒を塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ロールコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等の方法を用いることができ、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の印刷方法を用いることもできる。   As a method for applying the low-boiling water-soluble organic solvent, a known method can be used, for example, a roll coating method, a dip coating method, a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a curtain coating method, Methods such as spray coating and doctor coating can be used, and printing methods such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, and inkjet printing can also be used.

低沸点水溶性有機溶媒を塗布する量としては、導電性ポリマー含有層に対して十分に作用させて、高沸点水溶性有機溶媒の揮発を促進するため、導電性ポリマー含有層の乾燥平均膜厚と同じか、それ以上とすることが好ましい。   The amount of the low-boiling water-soluble organic solvent to be applied is sufficient to act on the conductive polymer-containing layer to promote the volatilization of the high-boiling water-soluble organic solvent. It is preferable to be the same as or more than.

低沸点水溶性有機溶媒に浸漬する方法としては、特に制限はなく、導電性ポリマー含有層を形成した透明基板を、低沸点水溶性有機溶媒槽中に所定の時間、直接浸漬する方法や、ロール・トゥ・ロール方式で低沸点水溶性有機溶媒槽中を搬送しながら、所定の時間浸漬する方法等を用いることができる。
低沸点水溶性有機溶媒に浸漬する温度としては、常温で行うことが好ましく、浸漬時間としては、10秒〜10分の範囲内で行うことが好ましい。これにより、本発明における導電性ポリマー含有層に対して十分に作用させることができ、膜剥がれ等も生じない。
The method of immersing in the low-boiling water-soluble organic solvent is not particularly limited, and a method of directly immersing the transparent substrate on which the conductive polymer-containing layer is formed in the low-boiling water-soluble organic solvent tank for a predetermined time, or a roll -A method of immersing for a predetermined time while transporting through a low boiling water-soluble organic solvent tank by a to-roll method can be used.
The temperature for dipping in the low-boiling water-soluble organic solvent is preferably carried out at room temperature, and the dipping time is preferably within a range of 10 seconds to 10 minutes. Thereby, it can be made to fully act with respect to the conductive polymer content layer in the present invention, and film peeling etc. do not arise.

(3)加熱・乾燥工程
加熱・乾燥工程は、前記低沸点水溶性有機溶媒供給工程後に、供給した高沸点水溶性有機溶媒及び低沸点水溶性有機溶媒を揮発し、導電性ポリマー含有層を加熱・乾燥させる工程である。
加熱・乾燥方法としては、例えば、導電性ポリマー含有層に対して、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射を行ったり、又は、透明基板が変形しない温度で、ホットプレートやオーブンなどで80〜250℃の範囲内に加熱することによって乾燥する方法が挙げられるが、特に本発明では、赤外線照射することが好ましい。
(3) Heating / drying step In the heating / drying step, the supplied high-boiling water-soluble organic solvent and low-boiling water-soluble organic solvent are volatilized after the low-boiling water-soluble organic solvent supplying step, and the conductive polymer-containing layer is heated. -It is a process of drying.
As the heating / drying method, for example, the conductive polymer-containing layer is irradiated with infrared rays having a maximum energy wavelength in the range of 0.8 to 3 μm, or at a temperature at which the transparent substrate is not deformed, Although the method of drying by heating within the range of 80-250 degreeC with an oven etc. is mentioned, In this invention, it is preferable to irradiate with infrared rays.

一般に、赤外線とは可視放射の波長より長い光放射のことをいい、本発明においては、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線により照射を行う。
本発明の低沸点水溶性有機溶媒が、約3μm付近にOH(ヒドロキシ基)伸縮振動による強い吸収波長を持つため、最大エネルギー波長が3μm以下の赤外線照射により効率的に揮発され、高沸点水溶性有機溶媒の揮発も、低沸点水溶性有機溶媒との共沸により促進される。さらには、高沸点水溶性有機溶媒に多価アルコールを用いることによって、高沸点水溶性有機溶媒の揮発も一層促進される。
また、本発明の透明基板に好ましく用いられるポリエステル樹脂フィルムは、最大エネルギー波長が3μm以下の赤外線波長域に強い吸収波長を持たないので、3μm以下の赤外線照射工程で加熱による基材変形が生じないことから、樹脂基板を用いた導電性ポリマー透明電極においては、基板にダメージを与えずに、導電性ポリマー含有層中の高沸点水溶性有機溶媒及び水分を揮発し除去することができる。
In general, infrared refers to light radiation longer than the wavelength of visible radiation. In the present invention, irradiation is performed with infrared light having a maximum energy wavelength in the range of 0.8 to 3 μm.
Since the low-boiling water-soluble organic solvent of the present invention has a strong absorption wavelength due to OH (hydroxy group) stretching vibration in the vicinity of about 3 μm, it is efficiently volatilized by infrared irradiation with a maximum energy wavelength of 3 μm or less, resulting in high-boiling water-solubility. Volatilization of the organic solvent is also promoted by azeotropy with the low-boiling water-soluble organic solvent. Furthermore, volatilization of the high-boiling water-soluble organic solvent is further promoted by using a polyhydric alcohol as the high-boiling water-soluble organic solvent.
Moreover, since the polyester resin film preferably used for the transparent substrate of the present invention does not have a strong absorption wavelength in the infrared wavelength region where the maximum energy wavelength is 3 μm or less, the base material deformation due to heating does not occur in the infrared irradiation process of 3 μm or less. Therefore, in a conductive polymer transparent electrode using a resin substrate, the high-boiling water-soluble organic solvent and moisture in the conductive polymer-containing layer can be volatilized and removed without damaging the substrate.

本発明における最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射の方法については、特に限定はないが、赤外線ヒーターで行うのが好ましい。赤外線ヒーターを使用する場合では、赤外線ヒーターのフィラメントの温度が高まると、放射スペクトルの最大エネルギー波長が短波長側に移行することが知られており、ウィーンの変位則
λmax=0.002898/T
λ:波長[m]
T:絶対温度(摂氏[℃]+273)
により、フィラメントの温度から赤外線放射スペクトルの最大エネルギー波長を求めることができる。赤外線ヒーターのフィラメント温度を700℃以上にすると、前記計算式より放射スペクトルの最大エネルギー波長が3μm以下となるので好ましい。
Although there is no limitation in particular about the method of infrared irradiation in the range whose maximum energy wavelength in this invention is 0.8-3 micrometers, It is preferable to carry out with an infrared heater. In the case of using an infrared heater, it is known that when the temperature of the filament of the infrared heater increases, the maximum energy wavelength of the emission spectrum shifts to the short wavelength side, and the Wien's displacement law λ max = 0.002898 / T
λ: wavelength [m]
T: Absolute temperature (Celsius [° C.] + 273)
Thus, the maximum energy wavelength of the infrared radiation spectrum can be obtained from the temperature of the filament. When the filament temperature of the infrared heater is set to 700 ° C. or higher, the maximum energy wavelength of the radiation spectrum is preferably 3 μm or less from the above formula.

本発明における最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射に用いる赤外線ヒーターとしては、例えば、特許第4790092号公報に記載されているような、赤外線ヒーターのフィラメントの外周を、石英ガラスやホウケイ酸クラウンガラス等複数のガラス管によって同心円状に覆い、これらの複数のガラス管の間に、赤外線ヒーターの表面温度の上昇を抑制する冷却流体の流路を形成した構造を有するものを用いることが好ましい。これは、赤外線を放射する際に、石英ガラスやホウケイ酸クラウンガラスなどは、3.5μm以下の波長の赤外線を透過して3.5μm以上の波長の赤外線を吸収するローパスフィルターとして機能するため、ガラス管からの二次放射による熱での基材変形が抑制できるためである。
本発明における最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線の照射時間は、高沸点水溶性有機溶媒の揮発程度に応じて任意に設定することができるが、1秒〜30分の範囲内で行うのが好ましい。
As the infrared heater used for infrared irradiation within the range of the maximum energy wavelength of 0.8 to 3 μm in the present invention, for example, the outer periphery of the filament of the infrared heater as described in Japanese Patent No. 4790092 is made of quartz glass. And a glass having a structure in which a cooling fluid flow path is formed between the plurality of glass tubes to suppress an increase in the surface temperature of the infrared heater. It is preferable. This is because when emitting infrared rays, quartz glass, borosilicate crown glass, etc. function as a low-pass filter that transmits infrared rays with a wavelength of 3.5 μm or less and absorbs infrared rays with a wavelength of 3.5 μm or more. This is because the deformation of the substrate due to heat due to the secondary radiation from the glass tube can be suppressed.
In the present invention, the irradiation time of infrared rays having a maximum energy wavelength in the range of 0.8 to 3 μm can be arbitrarily set depending on the volatility of the high-boiling water-soluble organic solvent, but in the range of 1 second to 30 minutes. It is preferable to carry out within.

また、透明基板の変形が生じない程度であれば、上記加熱・乾燥工程前(赤外線照射工程前)に、別途、予備加熱処理工程を有していてもよい。
予備加熱処理方法としては、特に限定はなく、ホットプレート、ボックス炉、コンベヤ炉のような電気炉や、近赤外線ヒーター、中赤外線ヒーター、遠赤外線ヒーター、温風、熱風、マイクロ波等が挙げられ、これら単独でもよいし組み合わせてもよい。
Moreover, as long as the deformation of the transparent substrate does not occur, a preliminary heat treatment step may be separately provided before the heating / drying step (before the infrared irradiation step).
The preheating treatment method is not particularly limited, and examples thereof include an electric furnace such as a hot plate, a box furnace, and a conveyor furnace, a near infrared heater, a mid infrared heater, a far infrared heater, hot air, hot air, and microwave. These may be used alone or in combination.

以下、本発明の透明電極の製造方法によって製造される透明電極について説明する。
[透明電極]
本発明に係る透明電極は、透明基板及び導電性ポリマー含有層から構成されている。
透明電極の全光線透過率は、70%以上、好ましくは80%以上である。全光線透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。
また、透明電極の導電部の電気抵抗値としては、表面比抵抗は1000Ω/□以下であることが好ましく、100Ω/□以下であることがより好ましく、さらに好ましくは10Ω/□以下である。表面比抵抗は、例えば、JIS K6911、ASTM D257、等に準拠して測定することができ、また、市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。
Hereinafter, the transparent electrode manufactured by the manufacturing method of the transparent electrode of this invention is demonstrated.
[Transparent electrode]
The transparent electrode according to the present invention includes a transparent substrate and a conductive polymer-containing layer.
The total light transmittance of the transparent electrode is 70% or more, preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like.
Further, as the electric resistance value of the conductive part of the transparent electrode, the surface specific resistance is preferably 1000Ω / □ or less, more preferably 100Ω / □ or less, and further preferably 10Ω / □ or less. The surface specific resistance can be measured based on, for example, JIS K6911, ASTM D257, etc., and can be easily measured using a commercially available surface resistivity meter.

また、本発明に係る透明電極において、導電性ポリマー含有層は、透明基板上に設けられた金属細線パターン上を覆って形成されていることが、より高い導電性が得られる観点から、好ましい。
金属細線パターンに特に制限はないが、金属ナノ粒子含有組成物より形成されるのが好ましい。金属ナノ粒子とは、粒子径が原子スケールからnmサイズの微粒子状の金属又は金属酸化物のことをいう。金属ナノ粒子は一般的には球状であることが好ましいが、球状に近い不定形でもよい。
金属ナノ粒子の金属材料は、導電性に優れていれば特に制限はなく、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム等の金属の他に合金でもよいが、導電性及び安定性の観点から銀であることが好ましい。
ここで、金属ナノ粒子の平均粒径は1〜100nmの範囲内であることが好ましく、1〜50nmの範囲内であることがより好ましく、1〜30nmの範囲内であることがより好ましい。
金属細線パターンのパターン形状には特に制限はなく、例えば、パターン形状がストライプ状、ハニカム状又はメッシュ状であってもよいが、開口率は透明性の観点から80%以上であることが好ましい。
In the transparent electrode according to the present invention, the conductive polymer-containing layer is preferably formed so as to cover the metal fine line pattern provided on the transparent substrate from the viewpoint of obtaining higher conductivity.
Although there is no restriction | limiting in particular in a metal fine wire pattern, It is preferable to form from a metal nanoparticle containing composition. A metal nanoparticle means the metal or metal oxide of a fine particle shape whose particle diameter is atomic size to nm size. In general, the metal nanoparticles are preferably spherical, but may have an indefinite shape close to a sphere.
The metal material of the metal nanoparticles is not particularly limited as long as it has excellent conductivity. For example, an alloy other than a metal such as gold, silver, copper, iron, nickel, and chromium may be used. Silver is preferred from the viewpoint.
Here, the average particle diameter of the metal nanoparticles is preferably in the range of 1 to 100 nm, more preferably in the range of 1 to 50 nm, and even more preferably in the range of 1 to 30 nm.
The pattern shape of the fine metal wire pattern is not particularly limited. For example, the pattern shape may be a stripe shape, a honeycomb shape, or a mesh shape, but the aperture ratio is preferably 80% or more from the viewpoint of transparency.

開口率とは、透光性を有する導電部が全体に占める割合である。例えば、光不透過の金属細線パターンがストライプ状であるとき、線幅100μm、線間隔1mmのストライプ状パターンの開口率は、およそ90%である。パターンの線幅は、10〜200μmの範囲内が好ましい。細線の線幅が10μm以上であると、所望の導電性が得られ、また、200μm以下であると、透明電極として十分な透明性が得られる。
細線の高さは、0.1〜5μmの範囲内が好ましい。細線の高さが0.1μm以上であると所望の導電性が得られ、また、5μm以下であると、有機電子素子の形成において、その凹凸差が機能層の膜厚分布に影響を与えない範囲である。
An aperture ratio is the ratio which the electroconductive part which has translucency accounts to the whole. For example, when the light-impermeable metal fine line pattern has a stripe shape, the aperture ratio of the stripe pattern having a line width of 100 μm and a line interval of 1 mm is about 90%. The line width of the pattern is preferably within the range of 10 to 200 μm. When the line width of the thin wire is 10 μm or more, desired conductivity is obtained, and when it is 200 μm or less, sufficient transparency as a transparent electrode is obtained.
The height of the thin wire is preferably within the range of 0.1 to 5 μm. If the height of the fine wire is 0.1 μm or more, desired conductivity is obtained, and if it is 5 μm or less, the unevenness difference does not affect the film thickness distribution of the functional layer in the formation of the organic electronic element. It is a range.

金属細線パターンを形成する方法としては、金属ナノ粒子含有組成物を所望の形状に印刷する方法が好ましい。印刷方法としては、特に制限はなく、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷法により所望の形状に印刷し形成できる。   As a method of forming the metal fine line pattern, a method of printing the metal nanoparticle-containing composition in a desired shape is preferable. There is no restriction | limiting in particular as a printing method, It can print and form in a desired shape by well-known printing methods, such as gravure printing, flexographic printing, offset printing, screen printing, and inkjet printing.

<透明基板>
本発明に係る透明基板としては、透明樹脂基板又は透明ガラス基板等を使用することができる。特に、透明樹脂基板を使用することが、本発明の効果をより有効に発揮できる点で好ましい。
透明樹脂基板としては、高い透明性を有していれば特に制限はなく、全光線透過率は、70%以上、好ましくは80%以上であることが好ましい。全光線透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。また、透明樹脂基板としては、フィルム状の透明樹脂フィルムとすることが好ましい。
<Transparent substrate>
As the transparent substrate according to the present invention, a transparent resin substrate or a transparent glass substrate can be used. In particular, it is preferable to use a transparent resin substrate in that the effects of the present invention can be more effectively exhibited.
The transparent resin substrate is not particularly limited as long as it has high transparency, and the total light transmittance is preferably 70% or more, and preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like. The transparent resin substrate is preferably a film-like transparent resin film.

好ましく用いることができる透明樹脂フィルムとしては、特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚さ等については公知のものの中から適宜選択することができる。
例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム、等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜780nmの範囲内)における全光線透過率が80%以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。
中でも、透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム等の二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルムであることがより好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a transparent resin film which can be used preferably, About the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things.
For example, polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester resin film such as modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, cyclic olefin resin, etc. Resin films, vinyl resin films such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin films, polysulfone (PSF) resin films, polyether sulfone (PES) resin films, polycarbonate (PC) resin films , Polyamide resin film, polyimide resin film, acrylic resin film, triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like. If the resin film total light transmittance of 80% or more in the range of 80~780nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention.
Among them, biaxially stretched biaxially oriented polyethylene terephthalate resin film, biaxially oriented polyethylene naphthalate resin film, polyethersulfone resin film, polycarbonate resin film, etc. in terms of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost. A stretched polyester resin film is preferable, and a biaxially stretched polyethylene terephthalate resin film and a biaxially stretched polyethylene naphthalate resin film are more preferable.

本発明に係る透明基板は、片面又は両面に保護層を形成してもよい。
保護層は、有機保護層と無機保護層を組み合わせてもよい。透明樹脂フィルムに充分な耐久性、耐衝撃性及び平滑性を付与する観点から、有機保護層はハードコート層であることが好ましく、有機電子素子に好適に用いるためには、無機保護層はガスバリア層であることが好ましい。
保護層の形成順としては、透明樹脂基板、有機保護層及び無機保護層の順に形成することが好ましい。
In the transparent substrate according to the present invention, a protective layer may be formed on one side or both sides.
The protective layer may be a combination of an organic protective layer and an inorganic protective layer. From the viewpoint of imparting sufficient durability, impact resistance and smoothness to the transparent resin film, the organic protective layer is preferably a hard coat layer. In order to be suitably used for organic electronic devices, the inorganic protective layer is a gas barrier. A layer is preferred.
As the formation order of the protective layer, it is preferable to form the transparent resin substrate, the organic protective layer, and the inorganic protective layer in this order.

ハードコート層は、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、又は重合反応により形成されることが好ましい。例えば、電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物を透明支持体上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は重合反応させることにより形成することができる。
電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。
The hard coat layer is preferably formed by a crosslinking reaction or a polymerization reaction of an ionizing radiation curable compound. For example, it can be formed by coating a coating composition containing an ionizing radiation-curable polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer on a transparent support and subjecting the polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer to a crosslinking reaction or a polymerization reaction. .
The functional group of the ionizing radiation curable polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer is preferably a light, electron beam, or radiation polymerizable group, and among them, a photopolymerizable functional group is preferable.

ハードコート層の膜厚は、通常0.5〜50μmの範囲内であり、好ましくは1〜20μmの範囲内であり、さらに好ましくは2〜10μmの範囲内であり、最も好ましくは3〜7μmの範囲内である。
また、ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
さらに、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
The thickness of the hard coat layer is usually in the range of 0.5 to 50 μm, preferably in the range of 1 to 20 μm, more preferably in the range of 2 to 10 μm, most preferably 3 to 7 μm. Within range.
Further, the strength of the hard coat layer is preferably H or more, more preferably 2H or more, and most preferably 3H or more in a pencil hardness test according to JIS K5400.
Furthermore, in the Taber test according to JIS K5400, the smaller the wear amount of the test piece before and after the test, the better.

ガスバリア層及びその形成方法としては、特に制限はなく、シリカ等の無機化合物による膜を真空蒸着やCVD法により形成することができる。また、ポリシラザン化合物を含有する塗布液を塗布乾燥後、酸素及び水蒸気を含む窒素雰囲気下で紫外線照射により酸化処理し、ガスバリア層を形成してもよく、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。ガスバリア層としては1層でもよく、2層、3層と積層してもよい。また、ガスバリア層の間に応力緩和層を挟んでもよい。
単層の場合でも積層した場合でも、一つのガスバリア層の膜厚は、30〜1000nmの範囲内が好ましく、さらに好ましくは30〜500nmの範囲内、特には90〜500nmの範囲内である。30nm以上とすると、膜厚均一性が良好となり、ガスバリア性能に優れる。1000nm以下にすると、屈曲によるクラックが急激に入ることが極めて少なくなり、成膜時の内部応力の増大をとどめて、欠陥の生成を防止することができる。
There is no restriction | limiting in particular as a gas barrier layer and its formation method, The film | membrane by inorganic compounds, such as a silica, can be formed by vacuum evaporation or CVD method. Further, after coating and drying a coating liquid containing a polysilazane compound, it may be oxidized by irradiation with ultraviolet light in a nitrogen atmosphere containing oxygen and water vapor to form a gas barrier layer, or an inorganic or organic coating or a hybrid coating of both. May be formed. The gas barrier layer may be a single layer or may be a laminate of two layers or three layers. Further, a stress relaxation layer may be sandwiched between the gas barrier layers.
Whether it is a single layer or a laminated layer, the thickness of one gas barrier layer is preferably in the range of 30 to 1000 nm, more preferably in the range of 30 to 500 nm, and particularly in the range of 90 to 500 nm. When it is 30 nm or more, the film thickness uniformity is good and the gas barrier performance is excellent. When the thickness is 1000 nm or less, cracks due to bending are rarely abruptly entered, and an increase in internal stress during film formation can be suppressed, and generation of defects can be prevented.

ガスバリア層のガスバリア性としては、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下であることが好ましい。
さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3ml/m・24h・atm以下(1atmは、1.01325×10Paである。)、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下であることが好ましい。
As the gas barrier property of the gas barrier layer, the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a method according to JIS K 7129-1992 is 1 × 10 −3 g. / (M 2 · 24h) or less is preferable.
Furthermore, the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is 1 × 10 −3 ml / m 2 · 24 h · atm or less (1 atm is 1.01325 × 10 5 Pa). The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.

<導電性ポリマー含有層>
本発明に係る導電性ポリマー含有層は、少なくとも導電性ポリマーと、ヒドロキシ基を有する高沸点水溶性有機溶媒を含有する組成物から形成される。
導電性ポリマー含有層の乾燥層厚(「乾燥膜厚」ともいう。)は、30〜2000nmの範囲内であることが好ましい。導電性の点から、50nm以上であることがより好ましく、電極の表面平滑性の点から、300nm以上であることがさらに好ましい。また、透明性の点から、1000nm以下であることがより好ましく、800nm以下であることがさらに好ましい。
導電性ポリマー含有層の塗布は、前述のグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の印刷方法に加えて、ロールコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等の塗布法を用いることができる。
<Conductive polymer-containing layer>
The conductive polymer-containing layer according to the present invention is formed from a composition containing at least a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent having a hydroxy group.
The dry layer thickness (also referred to as “dry film thickness”) of the conductive polymer-containing layer is preferably in the range of 30 to 2000 nm. From the viewpoint of conductivity, the thickness is more preferably 50 nm or more, and from the viewpoint of the surface smoothness of the electrode, it is further preferably 300 nm or more. Further, from the viewpoint of transparency, the thickness is more preferably 1000 nm or less, and further preferably 800 nm or less.
In addition to the aforementioned gravure printing method, flexographic printing method, screen printing method, ink jet printing method, etc., the coating of the conductive polymer-containing layer is a roll coating method, dip coating method, spin coating method, casting method, die coating method. Coating methods such as a method, a blade coating method, a curtain coating method, a spray coating method, and a doctor coating method can be used.

≪導電性ポリマー≫
導電性ポリマーは、導電性を有するものであればよく、π共役系導電性ポリマーとポリアニオンとを含んでなるものが好ましい。こうした導電性ポリマーは、後述するπ共役系導電性ポリマーを形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と後述のポリアニオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造することができる。
≪Conductive polymer≫
The conductive polymer only needs to have conductivity, and preferably includes a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer described later in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a polyanion described later. .

≪π共役系導電性ポリマー≫
本発明に用いることができるπ共役系導電性ポリマーとしては、特に限定されず、ポリチオフェン(基本のポリチオフェンを含む、以下同様)類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類、の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。中でも、導電性、透明性、安定性等の観点、及び金属ナノ粒子への吸着のしやすさから、ポリチオフェン類やポリアニリン類が好ましい。ポリエチレンジオキシチオフェンが最も好ましい。
≪π-conjugated conductive polymer≫
The π-conjugated conductive polymer that can be used in the present invention is not particularly limited, and includes polythiophenes (including basic polythiophenes, the same applies hereinafter), polypyrroles, polyindoles, polycarbazoles, polyanilines, and polyacetylenes. A chain conductive polymer of polyfurans, polyparaphenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, polythiazyl compounds can be used. Of these, polythiophenes and polyanilines are preferred from the viewpoints of conductivity, transparency, stability, and the like, and ease of adsorption to metal nanoparticles. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.

≪π共役系導電性ポリマー前駆体モノマー≫
π共役系導電性ポリマーの形成に用いられる前駆体モノマーは、分子内にπ共役系を有し、適切な酸化剤の作用によって高分子化した際にもその主鎖にπ共役系が形成されるものである。例えば、ピロール類及びその誘導体、チオフェン類及びその誘導体、アニリン類及びその誘導体等が挙げられる。
前駆体モノマーの具体例としては、ピロール、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−n−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−オクチルピロール、3−デシルピロール、3−ドデシルピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジブチルピロール、3−カルボキシピロール、3−メチル−4−カルボキシピロール、3−メチル−4−カルボキシエチルピロール、3−メチル−4−カルボキシブチルピロール、3−ヒドロキシピロール、3−メトキシピロール、3−エトキシピロール、3−ブトキシピロール、3−ヘキシルオキシピロール、3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール、チオフェン、3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、3−プロピルチオフェン、3−ブチルチオフェン、3−ヘキシルチオフェン、3−ヘプチルチオフェン、3−オクチルチオフェン、3−デシルチオフェン、3−ドデシルチオフェン、3−オクタデシルチオフェン、3−ブロモチオフェン、3−クロロチオフェン、3−ヨードチオフェン、3−シアノチオフェン、3−フェニルチオフェン、3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジブチルチオフェン、3−ヒドロキシチオフェン、3−メトキシチオフェン、3−エトキシチオフェン、3−ブトキシチオフェン、3−ヘキシルオキシチオフェン、3−ヘプチルオキシチオフェン、3−オクチルオキシチオフェン、3−デシルオキシチオフェン、3−ドデシルオキシチオフェン、3−オクタデシルオキシチオフェン、3,4−ジヒドロキシチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェン、3,4−ジエトキシチオフェン、3,4−ジプロポキシチオフェン、3,4−ジブトキシチオフェン、3,4−ジヘキシルオキシチオフェン、3,4−ジヘプチルオキシチオフェン、3,4−ジオクチルオキシチオフェン、3,4−ジデシルオキシチオフェン、3,4−ジドデシルオキシチオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェン、3,4−プロピレンジオキシチオフェン、3,4−ブテンジオキシチオフェン、3−メチル−4−メトキシチオフェン、3−メチル−4−エトキシチオフェン、3−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン、3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン、アニリン、2−メチルアニリン、3−イソブチルアニリン、2−アニリンスルホン酸、3−アニリンスルホン酸等が挙げられる。
≪π-conjugated conductive polymer precursor monomer≫
The precursor monomer used to form a π-conjugated conductive polymer has a π-conjugated system in the molecule, and even when polymerized by the action of an appropriate oxidizing agent, a π-conjugated system is formed in the main chain. Is. Examples thereof include pyrroles and derivatives thereof, thiophenes and derivatives thereof, anilines and derivatives thereof, and the like.
Specific examples of the precursor monomer include pyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3, 4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-carboxypyrrole, 3-methyl-4-carboxypyrrole, 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole, 3-methyl-4-carboxybutylpyrrole, 3-hydroxypyrrole 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-butoxypyrrole, 3-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4-hexyloxypyrrole, thiophene, 3-methylthiophene, 3-ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3 -Butylthiophene, 3-hexylthiop , 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-decylthiophene, 3-dodecylthiophene, 3-octadecylthiophene, 3-bromothiophene, 3-chlorothiophene, 3-iodothiophene, 3-cyanothiophene, 3-phenyl Thiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-dibutylthiophene, 3-hydroxythiophene, 3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3-butoxythiophene, 3-hexyloxythiophene, 3-heptyloxythiophene, 3- Octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, 3-dodecyloxythiophene, 3-octadecyloxythiophene, 3,4-dihydroxythiophene, 3,4-dimethoxythiophene, 3,4-diethoxythiophene 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxythiophene, 3,4-dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxythiophene, 3,4-didodecyloxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-propylenedioxythiophene, 3,4-butenedioxythiophene, 3-methyl-4-methoxythiophene, 3-methyl-4 -Ethoxythiophene, 3-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxyethylthiophene, 3-methyl-4-carboxybutylthiophene, aniline, 2-methylaniline, 3-isobutylaniline, 2-aniline sulfonic acid, 3-aniline sulphone Examples include phonic acid.

≪ポリアニオン≫
本発明に用いられるポリアニオンは、遊離酸状態の酸性ポリマーであり、アニオン基を有するモノマーの重合体、又はアニオン基を有するモノマーとアニオン基を有しないモノマーとの共重合体である。
遊離酸は、一部が中和された塩の形をとっていてもよい。置換又は未置換のポリアルキレン、置換又は未置換のポリアルケニレン、置換又は未置換のポリイミド、置換又は未置換のポリアミド、置換又は未置換のポリエステル及びこれらの共重合体であって、少なくともアニオン基を含むものである。
このポリアニオンは、π共役系導電性ポリマーを溶媒に可溶化させる可溶化高分子である。また、ポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性ポリマーに対するドーパントとして機能して、π共役系導電性ポリマーの導電性と耐熱性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、π共役系導電性ポリマーへの化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシ基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性ポリマーへのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシ基がより好ましい。
≪Polyanion≫
The polyanion used in the present invention is an acidic polymer in a free acid state, and is a polymer of a monomer having an anionic group, or a copolymer of a monomer having an anionic group and a monomer having no anionic group.
The free acid may be in the form of a partially neutralized salt. A substituted or unsubstituted polyalkylene, a substituted or unsubstituted polyalkenylene, a substituted or unsubstituted polyimide, a substituted or unsubstituted polyamide, a substituted or unsubstituted polyester, and a copolymer thereof, at least having an anionic group Is included.
This polyanion is a solubilized polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent. The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion may be any functional group capable of undergoing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among these, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate group, A substituted phosphate group, a phosphate group, a carboxy group, a sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a mono-substituted sulfate group, and a carboxy group are more preferable.

ポリアニオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
また、化合物内にさらにF(フッ素原子)を有するポリアニオンであってもよい。具体的には、パーフルオロスルホン酸基を含有するナフィオン(Dupont社製)、カルボン酸基を含有するパーフルオロ型ビニルエーテルからなるフレミオン(旭硝子社製)等を挙げることができる。
これらのうち、スルホン酸を有する化合物であると、導電性ポリマー含有層を塗布、乾燥することによって形成した後に、100〜120℃の範囲内で5分以上の加熱乾燥処理を施してもよい。これにより塗布膜の洗浄耐性や溶媒耐性が著しく向上することから、好ましい。
さらに、これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリアニオンは、ヒドロキシ基含有非導電性ポリマーとの相溶性が高く、また、得られる導電性ポリマーの導電性をより高くできる。
Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, polyisoprene sulfone. Examples include acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid, polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid and the like. . These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Further, it may be a polyanion further having F (fluorine atom) in the compound. Specifically, Nafion (made by Dupont) containing a perfluorosulfonic acid group, Flemion (made by Asahi Glass Co., Ltd.) made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group, and the like can be mentioned.
Among these, the compound having a sulfonic acid may be formed by applying and drying the conductive polymer-containing layer, and then subjected to a heat drying treatment within a range of 100 to 120 ° C. for 5 minutes or more. This is preferable because the cleaning resistance and solvent resistance of the coating film are remarkably improved.
Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These polyanions have high compatibility with the hydroxy group-containing non-conductive polymer, and can further increase the conductivity of the obtained conductive polymer.

ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が10〜100000個の範囲内であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10000個の範囲内がより好ましい。   The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.

ポリアニオンの製造方法としては、例えば、酸を用いてアニオン基を有さないポリマーにアニオン基を直接導入する方法、アニオン基を有しないポリマーをスルホ化剤によりスルホン酸化する方法、アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法が挙げられる。
アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法は、溶媒中、アニオン基含有重合性モノマーを、酸化剤及び/又は重合触媒の存在下で、酸化重合又はラジカル重合によって製造する方法が挙げられる。具体的には、所定量のアニオン基含有重合性モノマーを溶媒に溶解させ、これを一定温度に保ち、それにあらかじめ溶媒に所定量の酸化剤及び/又は重合触媒を溶解した溶液を添加し、所定時間で反応させる。その反応により得られたポリマーは溶媒によって一定の濃度に調整される。この製造方法において、アニオン基含有重合性モノマーにアニオン基を有さない重合性モノマーを共重合させてもよい。
Examples of the polyanion production method include a method of directly introducing an anion group into a polymer having no anion group using an acid, a method of sulfonating a polymer having no anion group with a sulfonating agent, and an anion group-containing polymerizability. Examples thereof include a method of producing by polymerization of monomers.
Examples of the method for producing an anion group-containing polymerizable monomer by polymerization include a method for producing an anion group-containing polymerizable monomer in a solvent by oxidative polymerization or radical polymerization in the presence of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst. Specifically, a predetermined amount of the anionic group-containing polymerizable monomer is dissolved in a solvent, this is maintained at a constant temperature, and a solution in which a predetermined amount of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst is dissolved in the solvent is added to the predetermined amount. React with time. The polymer obtained by the reaction is adjusted to a certain concentration by the solvent. In this production method, an anionic group-containing polymerizable monomer may be copolymerized with a polymerizable monomer having no anionic group.

アニオン基含有重合性モノマーの重合に際して使用する酸化剤及び酸化触媒、溶媒は、π共役系導電性ポリマーを形成する前駆体モノマーを重合する際に使用するものと同様である。
得られたポリマーがポリアニオン塩である場合には、ポリアニオン酸に変質させることが好ましい。アニオン酸に変質させる方法としては、イオン交換樹脂を用いたイオン交換法、透析法、限外濾過法等が挙げられ、これらの中でも、作業が容易な点から限外濾過法が好ましい。
導電性ポリマーに含まれるπ共役系導電性ポリマーとポリアニオンの比率、「π共役系導電性ポリマー」:「ポリアニオン」は質量比で1:1〜20の範囲内が好ましい。導電性、分散性の観点から1:2〜10の範囲内がより好ましい。
The oxidizing agent, oxidation catalyst, and solvent used in the polymerization of the anionic group-containing polymerizable monomer are the same as those used in the polymerization of the precursor monomer that forms the π-conjugated conductive polymer.
When the obtained polymer is a polyanionic salt, it is preferably transformed into a polyanionic acid. Examples of the method for changing to an anionic acid include an ion exchange method using an ion exchange resin, a dialysis method, an ultrafiltration method, and the like. Among these, the ultrafiltration method is preferable from the viewpoint of easy work.
The ratio of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion contained in the conductive polymer, “π-conjugated conductive polymer”: “polyanion” is preferably in the range of 1: 1 to 20 in terms of mass ratio. A range of 1: 2 to 10 is more preferable from the viewpoint of conductivity and dispersibility.

π共役系導電性ポリマーを形成する前駆体モノマーをポリアニオンの存在下で化学酸化重合して、本発明に係る導電性ポリマーを得る際に使用される酸化剤は、例えばJ.Am.Soc.,85、454(1963)に記載されるピロールの酸化重合に適する、いずれかの酸化剤である。実際的な理由のために、安価でかつ取り扱いやすい酸化剤、例えば鉄(III)塩、例えばFeCl、Fe(ClO、有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩、又は過酸化水素、重クロム酸カリウム、過硫酸アルカリ(例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム)又はアンモニウム、過ホウ酸アルカリ、過マンガン酸カリウム及び銅塩例えば四フッ化ホウ酸銅を用いることが好ましい。加えて、酸化剤として、随時触媒量の金属イオン例えば鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン及びバナジウムイオンの存在下における空気及び酸素も使用することができる。過硫酸塩、有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の使用が腐食性でないために大きな応用上の利点を有する。 The oxidant used when the precursor monomer for forming the π-conjugated conductive polymer is chemically oxidatively polymerized in the presence of the polyanion to obtain the conductive polymer according to the present invention is, for example, J. Org. Am. Soc. 85, 454 (1963), which is suitable for the oxidative polymerization of pyrrole. For practical reasons, inexpensive and easy to handle oxidants, such as iron (III) salts, eg FeCl 3 , Fe (ClO 4 ) 3 , organic acids and iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues Or use hydrogen peroxide, potassium dichromate, alkali persulfate (eg potassium persulfate, sodium persulfate) or ammonium, alkali perborate, potassium permanganate and copper salts such as copper tetrafluoroborate preferable. In addition, air and oxygen in the presence of catalytic amounts of metal ions such as iron, cobalt, nickel, molybdenum and vanadium ions can be used as oxidants as needed. The use of persulfates, organic acids and iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues has great application advantages because it is not corrosive.

有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の例としては、炭素数1〜20のアルカノールの硫酸半エステルの鉄(III)塩、例えばラウリル硫酸;炭素数1〜20のアルキルスルホン酸、例えばメタン又はドデカンスルホン酸;脂肪族炭素数1〜20のカルボン酸、例えば2−エチルヘキシルカルボン酸;脂肪族パーフルオロカルボン酸、例えばトリフルオロ酢酸及びパーフルオロオクタノン酸;脂肪族ジカルボン酸、例えばシュウ酸並びに芳香族の、随時炭素数1〜20のアルキル置換されたスルホン酸、例えばベンゼセンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のFe(III)塩が挙げられる。さらに、公知の酸化触媒を用いて酸化重合を行うことができる。   Examples of iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues include iron (III) salts of sulfuric acid half esters of alkanols having 1 to 20 carbon atoms, such as lauryl sulfate; alkyl sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, For example, methane or dodecanesulfonic acid; aliphatic carboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms such as 2-ethylhexylcarboxylic acid; aliphatic perfluorocarboxylic acid such as trifluoroacetic acid and perfluorooctanoic acid; aliphatic dicarboxylic acid such as sulphur Examples include acids and aromatic, optionally substituted C1-C20 alkyl-substituted sulfonic acids, such as Fe (III) salts of benzenecene sulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid. Furthermore, oxidative polymerization can be performed using a known oxidation catalyst.

こうした導電性ポリマーは、市販の材料も好ましく利用できる。例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT−PSSと略す)が、Heraeus社からCleviosシリーズとして、Aldrich社からPEDOT−PSSの483095、560596として、Nagase Chemtex社からDenatronシリーズとして市販されている。また、ポリアニリンが、日産化学工業社からORMECONシリーズとして市販されている。本発明において、こうした剤も好ましく用いることができる。   As such a conductive polymer, a commercially available material can also be preferably used. For example, a conductive polymer composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid (abbreviated as PEDOT-PSS) is a Clevios series from Heraeus, 483095 and 560596 of PEDOT-PSS from Aldrich, It is commercially available as a Denatron series from Nagase Chemtex. Polyaniline is commercially available from Nissan Chemical Industries as the ORMECON series. In the present invention, such an agent can also be preferably used.

<高沸点水溶性有機溶媒>
本発明に係る高沸点水溶性有機溶媒とは、後述する低沸点水溶性有機溶媒との対比で、沸点が、同一気圧条件下で10℃以上高い水溶性有機溶媒のことをいう。なお、高沸点水溶性有機溶媒は、導電性ポリマーの導電性を向上させる目的で用いられる。
高沸点水溶性有機溶媒としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、酸素含有化合物が好適に挙げられる。
前記酸素含有化合物としては、酸素を含有する限り特に制限はなく、例えば、カルボニル基含有化合物、エーテル基含有化合物、スルホキシド基含有化合物、アミド基含有化合物、ヒドロキシ基含有化合物等が挙げられる。
<High boiling water-soluble organic solvent>
The high-boiling water-soluble organic solvent according to the present invention refers to a water-soluble organic solvent having a boiling point of 10 ° C. or higher under the same atmospheric pressure as compared with a low-boiling water-soluble organic solvent described later. The high boiling water-soluble organic solvent is used for the purpose of improving the conductivity of the conductive polymer.
There is no restriction | limiting in particular as a high boiling water-soluble organic solvent, It can select suitably from well-known things, For example, an oxygen containing compound is mentioned suitably.
The oxygen-containing compound is not particularly limited as long as it contains oxygen, and examples thereof include a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, a sulfoxide group-containing compound, an amide group-containing compound, and a hydroxy group-containing compound.

カルボニル基含有化合物としては、例えば、イソホロン、プロピレンカーボネート、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等が挙げられる。
エーテル基含有化合物としては、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、等が挙げられる。
スルホキシド基含有化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
アミド基含有化合物としては、例えば、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
ヒドロキシ基含有化合物としては、多価アルコールが挙げられ、導電性ポリマーの導電性向上、及び本発明における最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射でより効率的に揮発されるものとして、多価アルコールであることが好ましい。
Examples of the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like.
Examples of the ether group-containing compound include diethylene glycol monoethyl ether.
Examples of the sulfoxide group-containing compound include dimethyl sulfoxide.
Examples of the amide group-containing compound include dimethylformamide.
Examples of the hydroxy group-containing compound include polyhydric alcohols, which are more efficiently volatilized by the improvement in the conductivity of the conductive polymer and the infrared irradiation within the range of the maximum energy wavelength in the present invention of 0.8 to 3 μm. It is preferable that it is a polyhydric alcohol.

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチルペンタンジオール、3−メチルペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、3,3,5−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、2,3,5−トリメチルペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールから選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。   Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, 1,4-propanediol, 1,3-butanediol, 2-methyl-1,3-butanediol, neopentyl glycol, 2-methylpentanediol, 3-methylpentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol, 3 , 3,5-trimethyl-1,6-hexanediol, 2,3,5-trimethylpentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, pentaerythritol and the like. These may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use at least one selected from ethylene glycol, diethylene glycol, and propylene glycol.

<その他の添加剤>
本発明に係る導電性ポリマー含有層は、成膜性や膜強度を確保するために、透明な樹脂成分や添加剤を含んでいてもよい。
透明な樹脂成分としては、導電性高分子と相溶又は混合分散可能であれば特に制限されず、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド12、ポリアミド11等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。中でも水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂又は水溶性バインダー樹脂とから形成されることが、高い透明性と導電性を保持したまま、高い表面平滑性が得られる点から好ましい。
<Other additives>
The conductive polymer-containing layer according to the present invention may contain a transparent resin component or additive in order to ensure film formability and film strength.
The transparent resin component is not particularly limited as long as it is compatible or mixed and dispersed with the conductive polymer, and may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide resins such as polyimide and polyamideimide, polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12 and polyamide 11, polyvinylidene fluoride, Fluorine resin such as polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, etc., vinyl resin such as polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin, xylene Resin, aramid resin, polyurethane resin, polyurea resin, melamine resin, phenol resin, polyether, acrylic resin and their co-polymer Body, and the like. In particular, it is preferable to form a binder resin or a water-soluble binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent from the viewpoint of obtaining high surface smoothness while maintaining high transparency and conductivity.

<低沸点水溶性有機溶媒>
本発明に係る低沸点水溶性有機溶媒とは、同一気圧条件下で、上記高沸点水溶性有機溶媒よりも10℃以上低沸点であり、かつ、高沸点水溶性有機溶媒と共沸する化合物である。本発明に係る低沸点水溶性有機溶媒としては、低沸点アルコールが好ましい。
低沸点アルコールしては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノールなど1価の低級アルコールが挙げられ、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチセロ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチセロ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチセロ)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどの多価アルコール誘導体などを挙げることができる。
また、これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、溶媒の沸点や取り扱いの容易性の観点から、エタノール、イソプロパノールを用いることが好ましい。
<Low boiling water-soluble organic solvent>
The low-boiling water-soluble organic solvent according to the present invention is a compound having a boiling point of 10 ° C. or more lower than that of the high-boiling water-soluble organic solvent under the same atmospheric pressure and azeotropic with the high-boiling water-soluble organic solvent. is there. As the low-boiling water-soluble organic solvent according to the present invention, a low-boiling alcohol is preferable.
Low boiling alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, Monovalent lower alcohols such as 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, and the like include ethylene glycol monomethyl ether (methicero), ethylene glycol monoethyl ether (ethicero) ), Polyhydric alcohol derivatives such as ethylene glycol monobutyl ether (buticero), propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and the like.
These may be used singly or in combination of two or more, but ethanol and isopropanol are preferably used from the viewpoint of the boiling point of the solvent and ease of handling.

[有機電子素子]
有機電子素子は、本発明の方法で製造された透明電極と有機機能層とを有する。
例えば、本発明の方法で製造された透明電極を第1電極部として、この第1電極部の上に有機機能層を形成し、さらにこの有機機能層の上に対向電極として第2電極部を形成することによって、有機電子素子を得ることができる。
有機機能層としては、有機発光層、有機光電変換層、液晶ポリマー層など、特に限定なく挙げることができるが、本発明は、有機機能層が薄膜でかつ電流駆動系のものである有機発光層、有機光電変換層である場合において、特に有効である。
[Organic electronic devices]
The organic electronic device has a transparent electrode and an organic functional layer produced by the method of the present invention.
For example, the transparent electrode manufactured by the method of the present invention is used as a first electrode portion, an organic functional layer is formed on the first electrode portion, and a second electrode portion is formed on the organic functional layer as a counter electrode. By forming it, an organic electronic device can be obtained.
Examples of the organic functional layer include an organic light emitting layer, an organic photoelectric conversion layer, a liquid crystal polymer layer, and the like without any particular limitation. However, the present invention is an organic light emitting layer in which the organic functional layer is a thin film and is of a current driving system. In the case of an organic photoelectric conversion layer, it is particularly effective.

以下、本発明に係る有機電子素子が、有機EL素子及び有機光電変換素子である場合のその構成要素について説明する。
<有機EL素子>
本発明において、有機機能層としての有機発光層を有する有機EL素子は、有機発光層に加えて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、ホールブロック層、電子ブロック層などの発光を制御する層を有機発光層と併用しても良い。
本発明の透明電極上の導電性ポリマー層は、ホール注入層として働くことも可能であるので、ホール注入層を兼ねることも可能だが、独立にホール注入層を設けても良い。
Hereinafter, the component in case the organic electronic element which concerns on this invention is an organic EL element and an organic photoelectric conversion element is demonstrated.
<Organic EL device>
In the present invention, an organic EL device having an organic light emitting layer as an organic functional layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole block layer, an electron block layer, etc. in addition to the organic light emitting layer. A layer for controlling the light emission may be used in combination with the organic light emitting layer.
Since the conductive polymer layer on the transparent electrode of the present invention can also serve as a hole injection layer, it can also serve as a hole injection layer, but a hole injection layer may be provided independently.

構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)(第1電極部)/発光層/電子輸送層/(第2電極部)
(ii)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/(第2電極部)
(iii)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/(第2電極部)
(iv)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第2電極部)
(v)(第1電極部)/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第2電極部)
Although the preferable specific example of a structure is shown below, this invention is not limited to these.
(I) (first electrode part) / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Ii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iv) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)
(V) (first electrode part) / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)

ここで、発光層は、発光極大波長が各々430〜480nm、510〜550nm、600〜640nmの範囲内にある単色発光層であってもよく、また、これらの少なくとも3層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよく、さらに、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機EL素子としては、白色発光層であることが好ましい。   Here, the light-emitting layer may be a monochromatic light-emitting layer having a light emission maximum wavelength in the range of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, and 600 to 640 nm, respectively, and these at least three light emitting layers are laminated. A white light emitting layer may be used, and a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers. The organic EL device of the present invention is preferably a white light emitting layer.

また、本発明において有機発光層に使用できる発光材料又はドーピング材料としては、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及び各種蛍光色素及び希土類金属錯体、リン光発光材料等があるが、これらに限定されるものではない。
また、これらの化合物のうちから選択される発光材料を90〜99.5質量部の範囲内、ドーピング材料を0.5〜10質量部の範囲内に含むようにすることも好ましい。
有機発光層は、上記の材料等を用いて公知の方法によって作製されるものであり、蒸着、塗布、転写などの方法が挙げられる。
In addition, as the light emitting material or doping material that can be used in the organic light emitting layer in the present invention, anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzo Xazoline, bisstyryl, cyclopentadiene, quinoline metal complex, tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-phenyl-8-quinolinato) aluminum complex, Aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal complex, tri- (p-terphenyl-4-yl) amine, 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivative, pyran, quinacridone, Bren, distyrylbenzene derivatives, di still arylene derivatives, and various fluorescent dyes and rare earth metal complex, there is a phosphorescent material such as, but not limited thereto.
It is also preferable to include a light emitting material selected from these compounds in a range of 90 to 99.5 parts by mass and a doping material in a range of 0.5 to 10 parts by mass.
The organic light emitting layer is produced by a known method using the above materials and the like, and examples thereof include vapor deposition, coating, and transfer.

≪第1電極部、第2電極部≫
本発明に係る透明電極は、上記の第1電極部又は第2電極部で使用される。第1電極部が陽極で、第2電極部が陰極であることが好ましい態様である。
第2電極部は、導電材単独層であっても良いが、導電性を有する材料に加えて、これらを保持する樹脂を併用してもよい。第2電極部の導電材としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
≪First electrode part, second electrode part≫
The transparent electrode according to the present invention is used in the first electrode portion or the second electrode portion. In a preferred embodiment, the first electrode portion is an anode and the second electrode portion is a cathode.
The second electrode portion may be a single conductive material layer, but in addition to a conductive material, a resin that holds these may be used in combination. As the conductive material of the second electrode portion, a material having a small work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is used.

このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は、通常10nm〜5μmの範囲内、好ましくは50〜200nmの範囲内で選ばれる。
Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected within the range of 10 nm to 5 μm, preferably within the range of 50 to 200 nm.

第2電極部の導電材として金属材料を用いれば、第2電極部側に来た光は反射されて第1電極部側にもどる。第2電極部の導電材として金属材料を用いることで、この光が再利用可能となり、より取り出しの効率が向上する。   If a metal material is used as the conductive material of the second electrode part, the light coming to the second electrode part side is reflected and returns to the first electrode part side. By using a metal material as the conductive material of the second electrode portion, this light can be reused, and the extraction efficiency is further improved.

<有機光電変換素子>
有機光電変換素子は、第1電極部、バルクヘテロジャンクション構造(p型半導体層及びn型半導体層)を有する光電変換層(以下、バルクヘテロジャンクション層とも呼ぶ)、第2電極部が積層された構造を有することが好ましい。本発明に係る透明電極は、少なくとも入射光側に用いられる。
光電変換層と第2電極部との間に、電子輸送層などの中間層を有しても良い。
<Organic photoelectric conversion element>
The organic photoelectric conversion element has a structure in which a first electrode portion, a photoelectric conversion layer (hereinafter also referred to as a bulk heterojunction layer) having a bulk heterojunction structure (p-type semiconductor layer and n-type semiconductor layer), and a second electrode portion are stacked. It is preferable to have. The transparent electrode according to the present invention is used at least on the incident light side.
An intermediate layer such as an electron transport layer may be provided between the photoelectric conversion layer and the second electrode portion.

≪光電変換層≫
光電変換層は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を構成していることが好ましい。p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプター)として機能する。
ここで、電子供与体及び電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体及び電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与あるいは受容するものではなく、光反応によって、電子を供与あるいは受容するものである。
≪Photoelectric conversion layer≫
The photoelectric conversion layer is a layer that converts light energy into electric energy, and preferably constitutes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor).
Here, the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”. And an electron acceptor ”, which does not simply donate or accept electrons like an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.

p型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が挙げられる。
縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、アントラジチオフェン等の化合物、及びこれらの誘導体や前駆体が挙げられる。
Examples of the p-type semiconductor material include various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds.
As the condensed polycyclic aromatic compound, for example, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, sarkham anthracene, bisanthene, zestrene, heptazelene, Examples thereof include compounds such as pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, anthradithiophene, and derivatives and precursors thereof.

共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。
また、特に、ポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、チオフェン6量体であるα−セクシチオフェンα,ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α,ω−ビス(3−ブトキシプロピル)−α−セクシチオフェン、等のオリゴマーを好適に用いることができる。
Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone Compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.
In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer, α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexualthiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3 Oligomers such as -butoxypropyl) -α-sexithiophene can be preferably used.

その他、高分子p型半導体の例としては、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリパラフェニレンスルフィド、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリカルバゾール、ポリイソチアナフテン、ポリヘプタジイン、ポリキノリン、ポリアニリンなどが挙げられ、さらには、特開2006−36755号公報などの置換−無置換交互共重合ポリチオフェン、特開2007−51289号公報、特開2005−76030号公報、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p4112、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p7246などの縮環チオフェン構造を有するポリマー、WO2008/000664、Adv.Mater.,2007,p4160、Macromolecules,2007,Vol.40,p1981などのチオフェン共重合体などを挙げることができる。
さらに、ポルフィリンや銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン(TTF)−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレン(BEDTTTF)−過塩素酸錯体、BEDTTTF−ヨウ素錯体、TCNQ−ヨウ素錯体、等の有機分子錯体、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等、さらに、ポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや、特開2000−260999号公報に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
Other examples of the polymer p-type semiconductor include polyacetylene, polyparaphenylene, polypyrrole, polyparaphenylene sulfide, polythiophene, polyphenylene vinylene, polycarbazole, polyisothianaphthene, polyheptadiyne, polyquinoline, polyaniline, and the like. Substituted-unsubstituted alternating copolymer polythiophenes such as JP-A-2006-36755, JP-A-2007-51289, JP-A-2005-76030, J. Pat. Amer. Chem. Soc. , 2007, p4112, J.A. Amer. Chem. Soc. , 2007, p7246, etc., polymers having a condensed ring thiophene structure, WO2008 / 000664, Adv. Mater. , 2007, p4160, Macromolecules, 2007, Vol. Examples thereof include thiophene copolymers such as 40 and p1981.
Furthermore, porphyrin, copper phthalocyanine, tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenedithiotetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex, etc. organic molecular complex, C 60, C 70 fullerenes, such as, C 76, C 78, C 84, carbon nanotube, merocyanine dyes such as SWNT, dyes such as hemicyanine dyes, further, polysilanes, such polygermane σ conjugated polymers and organic / inorganic hybrid materials described in JP-A-2000-260999 can also be used.

これらの共役系材料のうちでも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニン、金属ポルフィリンよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。また、ペンタセン類がより好ましい。
ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6690029号明細書、特開2004−107216号公報等に記載の置換基を持ったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/0136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,vol.127,No.14.4986等に記載の置換アセン類及びその誘導体等が挙げられる。
Among these conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, metal phthalocyanines, and metal porphyrins is preferable. Further, pentacenes are more preferable.
Examples of pentacenes include pentacene having substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6690029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. Derivatives, pentacene precursors described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/0136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol. 127, no. And substituted acenes described in 14.4986 and the like and derivatives thereof.

これらの化合物の中でも、溶液プロセスが可能な程度に有機溶剤への溶解性が高く、かつ、乾燥後は結晶性薄膜を形成し、高い移動度を達成することが可能な化合物が好ましい。そのような化合物としては、J.Amer.Chem.Soc.,vol.123、p9482、J.Amer.Chem.Soc.,vol.130(2008)、No.9、2706等に記載のトリアルキルシリルエチニル基で置換されたアセン系化合物、及び米国特許出願公開第2003/0136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、特開2007−224019号公報等に記載のポルフィリンプレカーサー等のような、プレカーサータイプの化合物(前駆体)が挙げられる。
これらの中でも、後者のプリカーサータイプの方が好ましく用いることができる。
これは、プリカーサータイプの方が、変換後に不溶化するため、バルクヘテロジャンクション層の上に正孔輸送層・電子輸送層・正孔ブロック層・電子ブロック層等を溶液プロセスで形成する際に、バルクヘテロジャンクション層が溶解してしまうことがなくなるため、前記の層を構成する材料とバルクヘテロジャンクション層を形成する材料とが混合することがなくなり、一層の効率向上・寿命向上を達成することができるためである。
p型半導体材料としては、p型半導体材料前駆体に熱・光・放射線・化学反応を引き起こす化合物の蒸気にさらす、等の方法によって化学構造変化を起こし、p型半導体材料に変換された化合物であることが好ましい。中でも熱によって科学構造変化を起こす化合物が好ましい。
Among these compounds, a compound that is highly soluble in an organic solvent to the extent that a solution process can be performed, can form a crystalline thin film after drying, and can achieve high mobility is preferable. Such compounds include those described in J. Org. Amer. Chem. Soc. , Vol. 123, p9482; Amer. Chem. Soc. , Vol. 130 (2008), no. No. 9, 2706 and the like, and acene-based compounds substituted with a trialkylsilylethynyl group, a pentacene precursor described in US Patent Application Publication No. 2003/0136964, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224019 Examples include precursor type compounds (precursors) such as porphyrin precursors.
Among these, the latter precursor type can be preferably used.
This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming the hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk hetero junction layer by solution process, bulk hetero junction This is because the layer does not dissolve and the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer are not mixed, and further improvement in efficiency and life can be achieved. .
The p-type semiconductor material is a compound that has been converted into a p-type semiconductor material by causing a chemical structural change by exposing the p-type semiconductor material precursor to a vapor of a compound that causes heat, light, radiation, or a chemical reaction. Preferably there is. Among them, compounds that cause a scientific structural change by heat are preferred.

n型半導体材料の例としては、フラーレン、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む、高分子化合物が挙げられる。
中でも、フラーレン含有高分子化合物が好ましい。フラーレン含有高分子化合物としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)等を骨格に持つ高分子化合物が挙げられる。フラーレン含有高分子化合物では、フラーレンC60を骨格に持つ高分子化合物(誘導体)が好ましい。
Examples of n-type semiconductor materials include fullerene, octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro compounds (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalenetetracarboxylic anhydride, naphthalenetetracarboxylic diimide, perylenetetracarboxylic acid Examples thereof include polymer compounds containing an anhydride, an aromatic carboxylic acid anhydride such as perylenetetracarboxylic acid diimide, or an imidized product thereof as a skeleton.
Among these, fullerene-containing polymer compounds are preferable. As a fullerene-containing polymer compound, fullerene C 60 , fullerene C 70 , fullerene C 76 , fullerene C 78 , fullerene C 84 , fullerene C 240 , fullerene C 540 , mixed fullerene, fullerene nanotube, multi-wall nanotube, single-wall nanotube, Examples thereof include a polymer compound having a nanohorn (conical type) or the like as a skeleton. The fullerene-containing polymer compound, a polymer compound having a fullerene C 60 skeleton (derivatives) are preferred.

フラーレン含有ポリマーとしては、大別してフラーレンが高分子主鎖からペンダントされたポリマーと、フラーレンが高分子主鎖に含有されるポリマーとに大別されるが、フラーレンがポリマーの主鎖に含有されている化合物が好ましい。
これは、フラーレンが主鎖に含有されているポリマーは、ポリマーが分岐構造を有さないため、固体化した際に高密度なパッキングができ、結果として高い移動度を得ることができるためではないかと推定される。
電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。
The fullerene-containing polymers are roughly classified into polymers in which fullerene is pendant from a polymer main chain and polymers in which fullerene is contained in the polymer main chain. Fullerene is contained in the polymer main chain. Are preferred.
This is not because fullerene is contained in the main chain because the polymer does not have a branched structure, so that it can be packed with high density when solidified, resulting in high mobility. It is estimated that.
Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method).

本発明に係る有機電子素子を、太陽電池などの光電変換デバイスとして用いる形態としては、有機電子素子を単層で利用してもよいし、積層(タンデム型)して利用してもよい。
また、光電変換デバイスは、環境中の酸素、水分等で劣化しないために、公知の手法によって封止することが好ましい。
As a form which uses the organic electronic element which concerns on this invention as photoelectric conversion devices, such as a solar cell, an organic electronic element may be utilized by a single layer and may be laminated | stacked and utilized (tandem type).
In addition, since the photoelectric conversion device is not deteriorated by oxygen, moisture, or the like in the environment, the photoelectric conversion device is preferably sealed by a known method.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。
(1)実施例1
[透明電極の作製]
<透明電極TCG−1の作製>
厚さが0.7mm、大きさ30mm×30mmの無アルカリガラス(EAGLE−XG;コーニング社製)を用いて、下記のように調製した導電性ポリマー液−1を、導電性ポリマー含有層として、スピンコーターを用いて乾燥平均層厚が75nmとなるよう塗布したのち、180℃で30分間ホットプレートで熱処理を施して、透明電極TCG−1を作製した。
≪導電性ポリマー液−1≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
ジメチルスルホキシド(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
(1) Example 1
[Preparation of transparent electrode]
<Preparation of transparent electrode TCG-1>
Using a non-alkali glass (EAGLE-XG; manufactured by Corning) having a thickness of 0.7 mm and a size of 30 mm × 30 mm, the conductive polymer liquid-1 prepared as follows was used as a conductive polymer-containing layer. After applying so as to have a dry average layer thickness of 75 nm using a spin coater, heat treatment was performed on a hot plate at 180 ° C. for 30 minutes to produce a transparent electrode TCG-1.
≪Conductive polymer liquid-1≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Dimethyl sulfoxide (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10g

<透明電極TCG−2の作製>
TCG−1の作製において、導電性ポリマー液−1を塗布した後、80℃で2分間ホットプレートで予備乾燥を行い、次いでエタノール中に1分間浸漬して、その後、180℃で30分間ホットプレートで熱処理を施す以外はTCG−1と同様にして、透明電極TCG−2を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCG-2>
In preparation of TCG-1, after applying the conductive polymer liquid-1, it was pre-dried on a hot plate at 80 ° C. for 2 minutes, then immersed in ethanol for 1 minute, and then hot plate at 180 ° C. for 30 minutes. A transparent electrode TCG-2 was produced in the same manner as TCG-1 except that heat treatment was performed.

<透明電極TCF−1の作製>
両面にハードコート層及びガスバリア層を形成した、厚さが100μm、大きさ30mm×30mmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに、導電性ポリマー液−1を、導電性ポリマー含有層として、スピンコーターを用いて乾燥平均膜厚が75nmとなるよう塗布したのち、110℃で30分間ホットプレートで熱処理を施して、透明電極TCF−1を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCF-1>
Spinning a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 100 μm and a size of 30 mm × 30 mm with a hard coat layer and a gas barrier layer on both sides, and conducting polymer solution-1 as a conductive polymer-containing layer After coating so that the dry average film thickness became 75 nm using a coater, heat treatment was performed on a hot plate at 110 ° C. for 30 minutes to produce a transparent electrode TCF-1.

<透明電極TCF−2の作製>
TCF−1の作製において、導電性ポリマー液−1を塗布した後、80℃で2分間ホットプレートで予備乾燥を行い、次いで低沸点水溶性有機溶媒であるエタノール中に1分間浸漬して、その後、110℃で30分間ホットプレートで熱処理を施す以外はTCF−1と同様にして、透明電極TCF−2を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCF-2>
In preparation of TCF-1, after applying the conductive polymer liquid-1, it was pre-dried on a hot plate at 80 ° C. for 2 minutes, and then immersed in ethanol, which is a low-boiling water-soluble organic solvent, for 1 minute. A transparent electrode TCF-2 was produced in the same manner as TCF-1, except that heat treatment was performed on a hot plate at 110 ° C. for 30 minutes.

<透明電極TCF−3の作製>
TCF−2の作製において、110℃で30分間ホットプレートで熱処理を施す代わりに、特許第4790092号公報を参考に、石英二重管内に空冷機構を有した赤外線ヒーターを用いて、フィラメント温度が600℃となるよう出力を調整し、導電性ポリマー含有層形成面側から照射時間1分で赤外線照射を行う以外はTCF−2と同様にして、透明電極TCF−3を作製した。フィラメント温度は、放射温度計(IR−AHU;チノー社製)で測定した。なお、フィラメント温度が600℃の赤外線最大エネルギー波長は、3.3μmである。
<Preparation of transparent electrode TCF-3>
In preparation of TCF-2, instead of performing heat treatment at 110 ° C. for 30 minutes with a hot plate, referring to Japanese Patent No. 4790092, an infrared heater having an air cooling mechanism in a quartz double tube is used, and the filament temperature is 600 A transparent electrode TCF-3 was produced in the same manner as TCF-2 except that the output was adjusted to be 0 ° C. and infrared irradiation was performed from the conductive polymer-containing layer forming surface side with an irradiation time of 1 minute. The filament temperature was measured with a radiation thermometer (IR-AHU; manufactured by Chino Corporation). The infrared maximum energy wavelength at a filament temperature of 600 ° C. is 3.3 μm.

<透明電極TCF−4の作製>
TCF−3の作製において、赤外線ヒーターのフィラメント温度を700℃とする以外はTCF−3と同様にして、透明電極TCF−4を作製した。なお、フィラメント温度が700℃の赤外線最大エネルギー波長は、3.0μmである。
<Preparation of transparent electrode TCF-4>
In the production of TCF-3, a transparent electrode TCF-4 was produced in the same manner as TCF-3 except that the filament temperature of the infrared heater was set to 700 ° C. The infrared maximum energy wavelength at a filament temperature of 700 ° C. is 3.0 μm.

<透明電極TCF−5の作製>
TCF−4の作製において、浸漬する低沸点水溶性有機溶媒を、エタノールからイソプロパノールに変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−5を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCF-5>
In the production of TCF-4, a transparent electrode TCF-5 was produced in the same manner as TCF-4 except that the low-boiling water-soluble organic solvent to be immersed was changed from ethanol to isopropanol.

<透明電極TCF−6の作製>
TCF−4の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−1から下記のように調製した導電性ポリマー液−2に変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−6を作製した。
≪導電性ポリマー液−2≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
ジメチルホルムアミド(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-6>
In the production of TCF-4, the transparent electrode TCF-6 was prepared in the same manner as TCF-4 except that the conductive polymer liquid was changed from the conductive polymer liquid-1 to the conductive polymer liquid-2 prepared as follows. Was made.
≪Conductive polymer liquid-2≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Dimethylformamide (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10 g

<透明電極TCF−7の作製>
TCF−4の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−1から下記のように調製した導電性ポリマー液−3に変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−7を作製した。
≪導電性ポリマー液−3≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
N−メチル−2−ピロリドン(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-7>
Transparent electrode TCF-7 was prepared in the same manner as TCF-4 except that the conductive polymer liquid was changed from conductive polymer liquid-1 to conductive polymer liquid-3 prepared as follows in the production of TCF-4. Was made.
≪Conductive polymer liquid-3≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
N-methyl-2-pyrrolidone (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10 g

<透明電極TCF−8の作製>
TCF−4の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−1から下記のように調製した導電性ポリマー液−4に変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−8を作製した。
≪導電性ポリマー液−4≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
エチレングリコール(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-8>
In the production of TCF-4, the transparent electrode TCF-8 was prepared in the same manner as TCF-4 except that the conductive polymer liquid was changed from the conductive polymer liquid-1 to the conductive polymer liquid-4 prepared as follows. Was made.
≪Conductive polymer liquid-4≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Ethylene glycol (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10g

<透明電極TCF−9の作製>
TCF−4の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−1から下記のように調製した導電性ポリマー液−5に変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−9を作製した。
≪導電性ポリマー液−5≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
ジエチレングリコール(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-9>
In the production of TCF-4, the transparent electrode TCF-9 was prepared in the same manner as TCF-4 except that the conductive polymer liquid was changed from the conductive polymer liquid-1 to the conductive polymer liquid-5 prepared as follows. Was made.
≪Conductive polymer liquid-5≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Diethylene glycol (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10 g

<透明電極TCF−10の作製>
TCF−4の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−1から下記のように調製した導電性ポリマー液−6に変更する以外はTCF−4と同様にして、透明電極TCF−10を作製した。
≪導電性ポリマー液−6≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
プロピレングリコール(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-10>
In the production of TCF-4, the transparent electrode TCF-10 was prepared in the same manner as TCF-4 except that the conductive polymer liquid was changed from the conductive polymer liquid-1 to the conductive polymer liquid-6 prepared as follows. Was made.
≪Conductive polymer liquid-6≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Propylene glycol (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10g

<透明電極TCF−11の作製>
TCF−10の作製において、エタノール中に1分間浸漬する代わりに、ウェット平均膜厚が導電性ポリマー含有層の乾燥平均膜厚と同じとなるよう、導電性ポリマー含有層の上から、スピンコーターを用いてエタノールを塗布する以外はTCF−10と同様にして、透明電極TCF−11を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCF-11>
In preparation of TCF-10, instead of immersing in ethanol for 1 minute, a spin coater was applied from above the conductive polymer-containing layer so that the wet average film thickness was the same as the dry average film thickness of the conductive polymer-containing layer. A transparent electrode TCF-11 was produced in the same manner as TCF-10 except that ethanol was applied.

<透明電極TCF−12の作製>
TCF−10の作製において、赤外線ヒーターのフィラメント温度を1200℃とする以外はTCF−10と同様にして、透明電極TCF−12を作製した。なお、フィラメント温度が1200℃の赤外線最大エネルギー波長は、2.0μmである。
<Preparation of transparent electrode TCF-12>
In the production of TCF-10, a transparent electrode TCF-12 was produced in the same manner as TCF-10 except that the filament temperature of the infrared heater was 1200 ° C. The infrared maximum energy wavelength at a filament temperature of 1200 ° C. is 2.0 μm.

<透明電極TCF−13の作製>
TCF−10の作製において、赤外線ヒーターのフィラメント温度を2500℃とする以外はTCF−10と同様にして、透明電極TCF−13を作製した。なお、フィラメント温度が2500℃の赤外線最大エネルギー波長は、1.0μmである。
<Preparation of transparent electrode TCF-13>
In the production of TCF-10, a transparent electrode TCF-13 was produced in the same manner as TCF-10 except that the filament temperature of the infrared heater was 2500 ° C. The infrared maximum energy wavelength at a filament temperature of 2500 ° C. is 1.0 μm.

<透明電極TCF−14の作製>
TCF−12の作製において、導電性ポリマー液を、導電性ポリマー液−6から下記のように調製した導電性ポリマー液−7に変更し、導電性ポリマー含有層の乾燥平均膜厚が500nmとなるよう導電性ポリマー液−7を塗布する以外はTCF−12と同様にして、透明電極TCF−14を作製した。
≪導電性ポリマー液−7≫
CLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)1.60g
プラスコートZ−561(互応化学工業社製、固形分濃度25%) 0.32g
ジメチルスルホキシド(高沸点水溶性有機溶媒) 0.10g
<Preparation of transparent electrode TCF-14>
In the production of TCF-12, the conductive polymer liquid was changed from the conductive polymer liquid-6 to the conductive polymer liquid-7 prepared as described below, and the dry average film thickness of the conductive polymer-containing layer was 500 nm. A transparent electrode TCF-14 was produced in the same manner as TCF-12 except that the conductive polymer liquid-7 was applied.
≪Conductive polymer liquid-7≫
CLEVIOS PH510 (manufactured by Heraeus, solids concentration 1.89%) 1.60 g
Plus Coat Z-561 (manufactured by Reciprocal Chemical Co., Ltd., solid content concentration 25%) 0.32 g
Dimethyl sulfoxide (high boiling water-soluble organic solvent) 0.10 g

<透明電極TCF−15の作製>
両面にハードコート層及びガスバリア層を形成した、厚さが100μm、大きさ200mm×200mmの二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムに、銀ナノ粒子インク1(TEC−PA−010;InkTec社製)を用いて、小型厚膜半自動印刷機STF−150IP(東海商事社製)で、50μm幅、1mmピッチ、正方形格子状のスクリーン版パターンにて、熱処理後の細線の高さが1μmになるようスクリーン印刷方式で金属細線パターンの印刷を行った。パターンを印刷するエリアの面積は、150mm×150mmとした。印刷後、140℃で5分間ホットプレートで熱処理を施した。
次いで、金属細線パターンの上に、導電性ポリマー液−7を、金属細線パターンの印刷領域に合わせて、塗布幅150mmのアプリケーターを用いて、導電性ポリマー含有層として、乾燥平均膜厚が500nmとなるよう塗布し、金属細線パターンの印刷領域と同じになるよう不要な周辺部分を拭き取った。その後、80℃で2分間ホットプレートで予備乾燥を行い、次いで、低沸点水溶性有機溶媒であるエタノール中に1分間浸漬した。さらに、石英二重管内に空冷機構を有した赤外線ヒーターを用いて、フィラメント温度が1200℃となるよう出力を調整し、導電性ポリマー含有層形成面側から照射時間1分で赤外線照射を行い、透明電極TCF−15を作製した。
<Preparation of transparent electrode TCF-15>
A silver nanoparticle ink 1 (TEC-PA-010; manufactured by InkTec Co., Ltd.) is formed on a biaxially stretched polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 100 μm and a size of 200 mm × 200 mm, having a hard coat layer and a gas barrier layer formed on both sides. ) Using a small thick film semi-automatic printing machine STF-150IP (manufactured by Tokai Shoji Co., Ltd.) with a screen pattern of 50 μm width, 1 mm pitch, and square lattice shape, the height of fine wires after heat treatment becomes 1 μm. The metal fine line pattern was printed by the screen printing method. The area of the pattern printing area was 150 mm × 150 mm. After printing, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 5 minutes.
Next, on the fine metal wire pattern, the conductive polymer liquid-7 is adjusted to the printed region of the fine metal wire pattern, and using an applicator with a coating width of 150 mm, the dry polymer thickness is 500 nm as the conductive polymer-containing layer. Then, unnecessary peripheral portions were wiped off so as to be the same as the printed region of the metal fine line pattern. Then, it preliminarily dried on a hot plate at 80 ° C. for 2 minutes, and then immersed in ethanol, which is a low-boiling water-soluble organic solvent, for 1 minute. Furthermore, using an infrared heater having an air cooling mechanism in the quartz double tube, the output is adjusted so that the filament temperature is 1200 ° C., and infrared irradiation is performed from the conductive polymer-containing layer forming surface side with an irradiation time of 1 minute, A transparent electrode TCF-15 was produced.

なお、下記表1に、上記で作製した透明電極の作製条件を示す。

Figure 2014175272
Table 1 below shows the conditions for producing the transparent electrode produced above.
Figure 2014175272

[透明電極の評価]
下記方法で、各透明電極の導電部の全光線透過率及び表面比抵抗について測定し、透明性、導電性を評価した。
<全光線透過率>
全光線透過率は、東京電色社製AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC−HIIIDP)を用いて、透明電極の全光線透過率(%)を測定した。
[Evaluation of transparent electrode]
By the following method, it measured about the total light transmittance and surface specific resistance of the electroconductive part of each transparent electrode, and evaluated transparency and electroconductivity.
<Total light transmittance>
The total light transmittance was determined by measuring the total light transmittance (%) of the transparent electrode using an AUTOMATIC ZEMETER (MODEL TC-HIIIDP) manufactured by Tokyo Denshoku.

<表面比抵抗>
表面比抵抗は、三菱化学アナリテック製抵抗率計ロレスタGPを用いて、透明電極の表面比抵抗(Ω/□)を四端子法で測定した。
測定結果を下記表2に示す。
<Surface specific resistance>
The surface specific resistance was determined by measuring the surface specific resistance (Ω / □) of the transparent electrode by a four-terminal method using a resistivity meter Loresta GP manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech.
The measurement results are shown in Table 2 below.

(2)実施例2
[有機EL素子の作製]
実施例1で作製した透明電極TCG−1、2及びTCF−1〜15を第1電極部(陽極)に用いて、以下の手順でそれぞれ有機EL素子を作製した。なお、透明電極TCG−1、2及びTCF−1〜14については、発光部面積が5mm角となるよう不要な周辺部分を拭き取ったものを用いた。
第1電極部の上に、PEDOT−PSS CLEVIOS P AI4083(固形分1.5%)(Heraeus社製)を、スピンコーターを用いて、乾燥膜厚が30nmとなるよう導電性ポリマー含有層の上に塗布し、導電性ポリマー含有層形成領域と同じになるよう不要な周辺部分を拭き取ったのち、乾燥させた。
次に、透明電極を市販の真空蒸着装置内にセットし、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
次いで、以下の手順で各発光層を設けた。
まず、真空度1×10−4Paまで減圧した後、下記α−NPDの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、30nmの正孔輸送層を設けた。
下記Ir−1が13質量%、下記Ir−14が3.7質量%の濃度になるように、Ir−1、Ir−14及び下記化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が622nm、厚さ10nmの緑赤色リン光発光層を形成した。
次いで、下記E−66が10質量%になるように、E−66及び化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が471nm、厚さ15nmの青色リン光発光層を形成した。
その後、下記M−1を膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成し、さらにCsFを膜厚比で10%になるようにM−1と共蒸着し、厚さ45nmの電子輸送層を形成した。
(2) Example 2
[Production of organic EL element]
Using the transparent electrodes TCG-1 and TCG-1 and TCF-1 to 15 produced in Example 1 as the first electrode part (anode), organic EL elements were produced in the following procedure. In addition, about transparent electrode TCG-1, 2 and TCF-1-14, what wiped off the unnecessary peripheral part was used so that a light emission part area might become a 5 square mm.
On the first electrode part, PEDOT-PSS CLEVIOS P AI4083 (solid content 1.5%) (manufactured by Heraeus) is applied on the conductive polymer-containing layer so that the dry film thickness becomes 30 nm using a spin coater. After the unnecessary peripheral portion was wiped off so as to be the same as the conductive polymer-containing layer forming region, it was dried.
Next, the transparent electrode was set in a commercially available vacuum deposition apparatus, and each of the deposition materials in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
Subsequently, each light emitting layer was provided in the following procedures.
First, after depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 −4 Pa, the energization crucible containing the following α-NPD was energized and heated, evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second, and a 30 nm hole transport layer. Was established.
Ir-1 and Ir-14 and the following compound 1-7 were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec so that the following Ir-1 would be 13% by mass and the following Ir-14 would be 3.7% by mass. Then, a green-red phosphorescent light emitting layer having an emission maximum wavelength of 622 nm and a thickness of 10 nm was formed.
Next, E-66 and compound 1-7 were co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the following E-66 would be 10% by mass, and blue phosphorescence was emitted with a maximum emission wavelength of 471 nm and a thickness of 15 nm. A layer was formed.
Thereafter, the following M-1 was vapor-deposited to a thickness of 5 nm to form a hole blocking layer, and CsF was co-deposited with M-1 so that the film thickness ratio was 10%, and an electron transport layer having a thickness of 45 nm. Formed.

形成した電子輸送層の上に、第1電極部用外部取り出し端子及び150mm×150mmの第2電極部(陰極)形成用材料としてAlを5×10−4Paの真空下にてマスク蒸着し、厚さ100nmの第2電極部を形成した。
さらに、第1電極部及び第2電極部の外部取り出し端子が形成できるように、端部を除き第2電極部の周囲に接着剤を塗り、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを基板としAlを厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させ封止膜を形成し、有機EL素子を作製した。
接着剤は、2液性エポキシ配合樹脂(スリーボンド社製)2016Bと2103を100:3の割合で配合したものを用いた。
On the formed electron transport layer, Al was mask-deposited under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa as a material for forming a first electrode portion external extraction terminal and a 150 mm × 150 mm second electrode portion (cathode), A second electrode portion having a thickness of 100 nm was formed.
Further, an adhesive is applied around the second electrode part except for the end part so that the external extraction terminals of the first electrode part and the second electrode part can be formed, and a polyethylene terephthalate resin film is used as a substrate to thicken Al 2 O 3 . After bonding the flexible sealing member deposited at a thickness of 300 nm, the adhesive was cured by heat treatment to form a sealing film, and an organic EL element was produced.
The adhesive used was a two-component epoxy compounded resin (manufactured by Three Bond) 2016B and 2103 blended at a ratio of 100: 3.

なお、各層形成に用いた化合物を下記に示す。

Figure 2014175272
In addition, the compound used for each layer formation is shown below.
Figure 2014175272

[有機EL素子の評価]
下記方法で、上記のように作製した各有機EL素子の発光状態、駆動電圧及び発光寿命の評価を行った。
<発光状態>
発光状態は、各有機EL素子の輝度が1000cd/mでの発光状態を目視観察した。第1電極部に透明電極TCF−1を用いた有機EL素子は、発光面全体にダークスポットと呼ばれる微小な黒い非発光点が多数見られた。それ以外の有機EL素子は、いずれも均一に発光していた。
[Evaluation of organic EL elements]
The light emission state, drive voltage, and light emission lifetime of each organic EL element produced as described above were evaluated by the following methods.
<Light emission state>
The light emission state was obtained by visually observing the light emission state when the luminance of each organic EL element was 1000 cd / m 2 . In the organic EL element using the transparent electrode TCF-1 as the first electrode part, a large number of minute black non-light emitting points called dark spots were seen on the entire light emitting surface. All other organic EL elements emitted light uniformly.

<駆動電圧>
駆動電圧は、各有機EL素子の輝度が1000cd/mになる電圧値とした。駆動電圧は、4V以下が発光効率の点で良好である。
<Drive voltage>
The driving voltage was a voltage value at which the luminance of each organic EL element was 1000 cd / m 2 . A drive voltage of 4 V or less is good in terms of luminous efficiency.

<発光寿命>
各有機EL素子について、初期の輝度が5000cd/mになるよう一定電圧で連続発光させ、輝度が半減するまでの時間を求めた。透明電極TCG−1を第1電極部に用いた有機EL素子の半減時間を100とし、相対値で評価した。
<Luminescent life>
Each organic EL element was allowed to emit light continuously at a constant voltage so that the initial luminance was 5000 cd / m 2 , and the time until the luminance was reduced by half was determined. The half-life time of the organic EL element using the transparent electrode TCG-1 as the first electrode part was set to 100, and the relative value was evaluated.

測定結果を下記表2に示す。

Figure 2014175272
The measurement results are shown in Table 2 below.
Figure 2014175272

表2に示した結果より、本発明の透明電極は透明性及び導電性に優れており、また、本発明の透明電極を用いた有機EL素子は、均一に発光し、低駆動電圧であり、発光寿命も良好であることがわかる。   From the results shown in Table 2, the transparent electrode of the present invention is excellent in transparency and conductivity, and the organic EL device using the transparent electrode of the present invention emits light uniformly and has a low driving voltage. It can be seen that the emission lifetime is also good.

Claims (5)

導電性ポリマーを用いて塗布法により透明電極を製造する透明電極の製造方法であって、
透明基板上に、導電性ポリマーと高沸点水溶性有機溶媒を含有する分散液を塗布して導電性ポリマー含有層を形成する導電性ポリマー含有層形成工程と、
前記導電性ポリマー含有層形成工程後に、前記導電性ポリマー含有層上に、前記高沸点水溶性有機溶媒よりも低沸点で、かつ、前記高沸点水溶性有機溶媒と共沸する低沸点水溶性有機溶媒を供給する低沸点水溶性有機溶媒供給工程と、
前記低沸点水溶性有機溶媒供給工程後に、前記高沸点水溶性有機溶媒及び前記低沸点水溶性有機溶媒を揮発させる加熱・乾燥工程と、を備えることを特徴とする透明電極の製造方法。
A method for producing a transparent electrode by producing a transparent electrode by a coating method using a conductive polymer,
A conductive polymer-containing layer forming step of forming a conductive polymer-containing layer by applying a dispersion containing a conductive polymer and a high-boiling water-soluble organic solvent on a transparent substrate;
After the conductive polymer-containing layer forming step, the low-boiling water-soluble organic having a lower boiling point than the high-boiling water-soluble organic solvent and azeotropic with the high-boiling water-soluble organic solvent is formed on the conductive polymer-containing layer. A low-boiling water-soluble organic solvent supplying step of supplying a solvent;
A heating / drying step of volatilizing the high-boiling water-soluble organic solvent and the low-boiling water-soluble organic solvent after the low-boiling water-soluble organic solvent supplying step.
前記透明基板が、透明樹脂基板であることを特徴とする請求項1に記載の透明電極の製造方法。   The method for producing a transparent electrode according to claim 1, wherein the transparent substrate is a transparent resin substrate. 前記加熱・乾燥工程が、最大エネルギー波長が0.8〜3μmの範囲内の赤外線照射を行う工程であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の透明電極の製造方法。   The method for producing a transparent electrode according to claim 1, wherein the heating / drying step is a step of performing infrared irradiation within a range of a maximum energy wavelength of 0.8 to 3 μm. 前記高沸点水溶性有機溶媒が、多価アルコールであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法。   The method for producing a transparent electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the high-boiling water-soluble organic solvent is a polyhydric alcohol. 前記低沸点水溶性有機溶媒が、エタノール又はイソプロパノールであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法。   The method for producing a transparent electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the low-boiling water-soluble organic solvent is ethanol or isopropanol.
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