JP2011096437A - Transparent electrode, organic el element, and organic electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明電極、それを用いた有機EL素子に関し、更に詳しくは、透明基板上に少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層を有する透明電極、それを用いた有機EL素子、更に該透明電極を用いた有機電子デバイスに関する。 The present invention relates to a transparent electrode and an organic EL device using the transparent electrode, and more specifically, a transparent electrode having a transparent conductive layer comprising at least a conductive polymer and a binder on a transparent substrate, an organic EL device using the transparent electrode, and The present invention relates to an organic electronic device using a transparent electrode.
近年、薄型TV等の需要の高まりに伴い、液晶、プラズマ、有機EL、フィールドエミッションなど、各種方式のディスプレイ技術の開発が盛んになされている。これら表示方式はそれぞれ異なる各種ディスプレイにおいても、透明電極は必須の構成技術となっている。また、TV以外でもタッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子においても、透明電極は欠くことのできない技術要素となっている。特に、有機ELや有機薄膜太陽電池といった用途では、透明電極表面の凹凸による電流のリークや層形成の歪みにより、発光不良、発電不良等が発生しやすく、透明電極表面に対しては高度な平滑性が要求されている。 In recent years, with increasing demand for thin TVs, various types of display technologies such as liquid crystal, plasma, organic EL, and field emission have been actively developed. The transparent electrode is an indispensable constituent technology even in various types of displays. In addition to TVs, transparent electrodes are an indispensable technical element in touch panels, mobile phones, electronic paper, various solar cells, and various electroluminescence light control elements. In particular, in applications such as organic EL and organic thin-film solar cells, current leakage due to unevenness on the surface of the transparent electrode and distortion of layer formation are likely to cause light emission failure and power generation failure, and the transparent electrode surface is highly smooth. Sex is required.
有機ELや有機薄膜太陽電池などの有機電子デバイスに用いられる透明電極は、ガラスや透明なプラスチックフィルム等の基材上に、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製膜したITO透明電極が主に使用されている。有機ELでは、有機発光層などの機能層を形成する前に、異物除去や汚れの除去を目的として、透明電極に湿式洗浄処理がなされている(例えば、特許文献1、2参照)。特に有機電子デバイスなどに用いられる電極では、洗浄液として超純水や超純水に有機溶剤や界面活性剤を一部混ぜたものが主に使用されているが、それを生産工程に使用すると、大量の超純水が必要となり設備の大型化やフィルターの交換などにより、洗浄処理に莫大なコストがかかり問題となっていた。 Transparent electrodes used in organic electronic devices such as organic EL and organic thin-film solar cells are made of an indium-tin composite oxide (ITO) film on a substrate such as glass or transparent plastic film by vacuum deposition or sputtering. The ITO transparent electrode formed in the film is mainly used. In organic EL, before forming a functional layer such as an organic light emitting layer, a wet cleaning process is performed on a transparent electrode for the purpose of removing foreign substances and removing dirt (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Especially for electrodes used in organic electronic devices, etc., ultra pure water or ultra pure water partially mixed with an organic solvent or surfactant is used as the cleaning liquid, but when it is used in the production process, A large amount of ultrapure water was required, which caused a huge cost for the cleaning process due to the enlargement of the equipment and the replacement of the filter.
また、これらの洗浄だけでは、ITO透明電極のイレギュラーな突起や異物付着などによる電流リークの発生は十分には防止できていない。特に、デバイスを大面積化するには、電流リークの発生頻度が高くなるため、問題が大きい。そこで、電流リークの改善のため、ITO透明電極の上に導電性ポリマー層を形成することが知られている(例えば、特許文献3参照)。さらに、ITO透明電極の上に導電性ポリマー層を形成することにより正孔の注入障壁を低くなるという効果も期待できる(例えば、特許文献4参照)。また、導電性ポリマーとバインダーを併用した層を形成する方法も知られて(例えば、特許文献5参照)いる。 Further, these cleanings alone cannot sufficiently prevent the occurrence of current leakage due to irregular protrusions of the ITO transparent electrode or adhesion of foreign matters. In particular, in order to increase the area of the device, the frequency of occurrence of current leakage is increased, which is a serious problem. Therefore, it is known to form a conductive polymer layer on the ITO transparent electrode in order to improve current leakage (see, for example, Patent Document 3). Furthermore, an effect of lowering the hole injection barrier by forming a conductive polymer layer on the ITO transparent electrode can be expected (see, for example, Patent Document 4). A method of forming a layer using a conductive polymer and a binder in combination is also known (see, for example, Patent Document 5).
しかし、特許文献3では、π共役系導電性高分子成分とポリ陰イオン成分を含む導電性ポリマーを用いた場合、陰イオンの成分の一部が、発光層などの機能層に拡散してしまい、有機電子デバイスの寿命が低下する問題があった。そこで、特許文献4ではITO電極上のPEDOT/PSSに、Moなどの金属イオンを混合することにより、PSSからのスルホン酸イオンの乖離を抑制し、機能層への拡散を防いでいる。この手法を用いると酸化モリブデンとPEDOT/PSS混合層を加熱形成後に、未反応のモリブデンイオンが酸化モリブデンとして析出してしまい、透明電極の透過率が低下してしまうという課題があった。 However, in Patent Document 3, when a conductive polymer containing a π-conjugated conductive polymer component and a polyanion component is used, a part of the anion component diffuses into a functional layer such as a light emitting layer. There has been a problem that the lifetime of the organic electronic device is reduced. Therefore, in Patent Document 4, metal ions such as Mo are mixed with PEDOT / PSS on the ITO electrode to suppress the separation of sulfonate ions from PSS and prevent diffusion to the functional layer. When this method is used, there is a problem in that after the molybdenum oxide and the PEDOT / PSS mixed layer are formed by heating, unreacted molybdenum ions are precipitated as molybdenum oxide, and the transmittance of the transparent electrode is lowered.
また、特許文献3、4の導電性ポリマー層は架橋構造などを持たないため、湿式洗浄を行うと、導電性ポリマー層が膨潤や溶解により、平滑性が損なわれるため、導電性ポリマー層の上についたゴミや未反応のMoイオンなどの不純物を取り除くことができず、有機EL素子などの有機電子デバイスが機能できない。 In addition, since the conductive polymer layers of Patent Documents 3 and 4 do not have a cross-linked structure or the like, when wet cleaning is performed, the smoothness is impaired due to swelling or dissolution of the conductive polymer layer. Impurities such as dust and unreacted Mo ions cannot be removed, and organic electronic devices such as organic EL elements cannot function.
さらに、特許文献3のようにイレギュラーな突起や異物を導電性ポリマーだけで埋めようとすると、膜厚が厚くなり、導電性ポリマーの吸収が無視できなくなる。そのため、透明電極の透過率が低下してしまうという問題もあった。 Furthermore, as in Patent Document 3, if irregular projections and foreign substances are to be filled with only the conductive polymer, the film thickness becomes thick and the absorption of the conductive polymer cannot be ignored. Therefore, there also existed a problem that the transmittance | permeability of a transparent electrode will fall.
また、特許文献5には、非水系で固有導電性ポリマー、ドーパント、合成ポリマー平坦化剤を含む、正孔注入層について開示されている。導電性ポリマーと合成ポリマーを併用した透明導電層では、合成ポリマーに導電性がなく、導電性ポリマーの導電性をアシストする効果もないため、導電性ポリマーと合成ポリマーを併用すると、導電性が低下してしまう。また、導電性を保とうとすると、導電性ポリマーの吸収により透過率が低下してしまう。以上から特許文献5の方法では導電性と透過率の両立は難しいという課題があった。さらに、特許文献5にあるような導電性ポリマーと合成ポリマーを併用した透明導電層ではポリマーの未反応物などの不純物が透明導電層に残留してしまい、水系の溶剤による洗浄では不純物が除けず、非水系の溶剤では膜の一部が溶解して表面平滑性が損なわれるという問題があった。 Patent Document 5 discloses a hole injection layer that is non-aqueous and contains an intrinsically conductive polymer, a dopant, and a synthetic polymer planarizing agent. In a transparent conductive layer that uses a combination of a conductive polymer and a synthetic polymer, the synthetic polymer has no conductivity and does not have the effect of assisting the conductivity of the conductive polymer. Resulting in. Moreover, if it is going to keep electroconductivity, the transmittance | permeability will fall by absorption of a conductive polymer. From the above, the method of Patent Document 5 has a problem that it is difficult to achieve both conductivity and transmittance. Furthermore, in the transparent conductive layer using both the conductive polymer and the synthetic polymer as described in Patent Document 5, impurities such as unreacted polymer remain in the transparent conductive layer, and the impurities cannot be removed by washing with an aqueous solvent. However, the non-aqueous solvent has a problem that a part of the film is dissolved and the surface smoothness is impaired.
本発明の目的は、透明基材上に少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層を有する透明電極において、該透明導電層の洗浄処理を可能にし、かつ該洗浄処理のコストを大幅に削減することによって、不純物や異物が除去された透明電極を低コストで提供することにある。さらには、該透明電極を用いることによって素子寿命が大きく改善された有機EL素子、該透明電極を用いた有機電子デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to enable a transparent treatment of a transparent electrode having a transparent conductive layer composed of at least a conductive polymer and a binder on a transparent substrate, and to greatly reduce the cost of the cleaning treatment. Accordingly, it is to provide a transparent electrode from which impurities and foreign matters are removed at low cost. Furthermore, it is providing the organic EL element by which the element lifetime was improved greatly by using this transparent electrode, and the organic electronic device using this transparent electrode.
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。 The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.
1.透明基板上に少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層を有する透明電極において、該透明導電層の少なくとも一部が架橋されており、かつ、該透明導電層が湿式の多段洗浄処理を施されたものであることを特徴とする透明電極。 1. In a transparent electrode having a transparent conductive layer comprising at least a conductive polymer and a binder on a transparent substrate, at least a part of the transparent conductive layer is cross-linked, and the transparent conductive layer is subjected to a wet multistage cleaning treatment. A transparent electrode characterized by being
2.前記導電性ポリマーが、π共役系導電性高分子成分とポリ陰イオン成分とを含んで成る導電性ポリマーであることを特徴とする前記1に記載の透明電極。 2. 2. The transparent electrode according to 1 above, wherein the conductive polymer is a conductive polymer comprising a π-conjugated conductive polymer component and a polyanion component.
3.前記ポリ陰イオン成分がポリスルホン酸基であることを特徴とする前記2に記載の透明電極。 3. 3. The transparent electrode as described in 2 above, wherein the polyanion component is a polysulfonic acid group.
4.前記バインダーが、下記ポリマー(A)からなることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の透明電極。 4). 4. The transparent electrode according to any one of 1 to 3, wherein the binder is made of the following polymer (A).
(式中、X1〜X3はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、炭素数5以下のアルキレン基を表す。l、m、nは構成率(mol/%)を表し、50≦l+m+n≦100である。)
5.前記1〜4のいずれか1項に記載の透明電極を用いたことを特徴とする有機EL素子。
(In the formula, X 1 to X 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 to R 3 each independently represents an alkylene group having 5 or less carbon atoms. (Mol /%), 50 ≦ l + m + n ≦ 100.)
5. 5. An organic EL device using the transparent electrode according to any one of 1 to 4 above.
6.前記1〜4のいずれか1項に記載の透明電極を用いたことを特徴とする有機電子デバイス。 6). 5. An organic electronic device using the transparent electrode according to any one of 1 to 4 above.
本発明によれば、透明基板上に少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層を形成し、該透明導電層を架橋することで、高い洗浄耐性を持たせることができる。洗浄により、透明導電層表面や内部の異物、不純物を効果的に除去することができ、表面平滑性や不純物に起因する有機EL素子の機能低下を抑制できる。また、これは長寿命化にもつながる。さらには、洗浄処理を多段方式とすることで、高速かつ効率的処理を可能とし、生産コストを大幅に低減できる。 According to the present invention, it is possible to impart high cleaning resistance by forming a transparent conductive layer composed of at least a conductive polymer and a binder on a transparent substrate and crosslinking the transparent conductive layer. By cleaning, the surface of the transparent conductive layer, foreign matter and impurities inside can be effectively removed, and the functional deterioration of the organic EL element due to surface smoothness and impurities can be suppressed. This also leads to longer life. Furthermore, by using a multi-stage cleaning process, high-speed and efficient processing is possible, and production costs can be greatly reduced.
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
[導電性ポリマー]
本発明の導電性ポリマーはπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含んで成る導電性ポリマーである。こうした導電性ポリマーは、後述するπ共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と後述のポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造できる。
[Conductive polymer]
The conductive polymer of the present invention is a conductive polymer comprising 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 poly anion described later. .
[π共役系導電性高分子]
本発明に用いるπ共役系導電性高分子としては、特に限定されず、ポリチオフェン(基本のポリチオフェンを含む、以下同様)類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。中でも、導電性、透明性、安定性等の観点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であることが最も好ましい。
[Π-conjugated conductive polymer]
The π-conjugated conductive polymer used in the present invention is not particularly limited, and includes polythiophenes (including basic polythiophenes, the same applies hereinafter), polypyrroles, polyindoles, polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes, polyfurans. , Polyparaphenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, polythiazyl chain conductive polymers can be used. Of these, polythiophenes and polyanilines are preferable from the viewpoints of conductivity, transparency, stability, and the like. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.
[π共役系導電性高分子前駆体モノマー]
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。
[Π-conjugated conductive polymer precursor monomer]
The precursor monomer has a π-conjugated system in the molecule, and a π-conjugated system is formed in the main chain even when polymerized by the action of an appropriate oxidizing agent. Examples thereof include pyrroles and derivatives thereof, thiophenes and derivatives thereof, anilines and derivatives thereof, and the like.
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−カルボキシルピロール、3−メチル−4−カルボキシルピロール、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。 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-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxylpyrrole, 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-hexylchi Phen, 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-diethoxythiol 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxythiophene, 3,4-dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxy Thiophene, 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-isobutyl Aniline, 2-aniline sulfonic acid, 3-aniline A sulfonic acid etc. are mentioned.
[ポリ陰イオン]
ポリ陰イオンは、置換若しくは未置換のポリアルキレン、置換若しくは未置換のポリアルケニレン、置換若しくは未置換のポリイミド、置換若しくは未置換のポリアミド、置換若しくは未置換のポリエステル及びこれらの共重合体であって、アニオン基を有する構成単位とアニオン基を有さない構成単位とからなるものである。
[Poly anion]
Polyanions are substituted or unsubstituted polyalkylene, substituted or unsubstituted polyalkenylene, substituted or unsubstituted polyimide, substituted or unsubstituted polyamide, substituted or unsubstituted polyester, and copolymers thereof. And a structural unit having an anionic group and a structural unit having no anionic group.
このポリ陰イオンは、π共役系導電性高分子を溶媒に可溶化させる可溶化高分子である。また、ポリ陰イオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性と耐熱性を向上させる。 This poly anion is a solubilized polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent. The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.
ポリ陰イオンのアニオン基としては、π共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシ基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシ基がより好ましい。 The anion group of the polyanion may be any functional group capable of causing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among them, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate ester Group, monosubstituted phosphate group, phosphate group, carboxy group, sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxy group are more preferable.
ポリ陰イオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。 Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, poly Isoprene sulfonic 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, etc. Can be mentioned. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
また、化合物内にFを有するポリ陰イオンであっても良い。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)などをあげることができる。 Moreover, the poly anion which has F in a compound may be sufficient. Specific examples include Nafion containing a perfluorosulfonic acid group (manufactured by Dupont), Flemion made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.
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℃以上200℃以下の温度で5分以上の加熱処理を施した場合、この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、より好ましい。 Among these, when a compound having a sulfonic acid is formed by applying and drying a conductive polymer-containing layer, when subjected to a heat treatment at a temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less for 5 minutes or more, It is more preferable because the cleaning resistance and solvent resistance of the coating film are remarkably improved.
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。これらのポリ陰イオンは、バインダ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。 Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These poly anions have high compatibility with the binder, and can further increase the conductivity of the obtained conductive polymer.
ポリ陰イオンの重合度は、モノマー単位が10〜100000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10000個の範囲がより好ましい。 The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.
ポリ陰イ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、アニオン基を有さ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。 Examples of the method for producing a polyanion include a method of directly introducing an anionic group into a polymer having no anionic group using an acid, a method of sulfonating a polymer having no anionic group with a sulfonating agent, an anionic group A method of producing by polymerization of the containing polymerizable monomer may be mentioned.
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、それに予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 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, kept 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共役系導電性高分子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。 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.
得られたポリマーがポリ陰イオン塩である場合には、ポリ陰イ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、限外ろ過法等が挙げられ、これらの中でも、作業が容易な点から限外ろ過法が好ましい。 When the obtained polymer is a polyanionic salt, it is preferably transformed into a polyanionic acid. Examples of the method for converting 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.
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。 A commercially available material can be preferably used for such a conductive polymer.
例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT−PSSと略す)が、H.C.Starck社からCleviosシリーズとして、Aldrich社からPEDOT−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出来る。 For example, a conductive polymer (abbreviated as PEDOT-PSS) composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid is described in H.C. C. It is commercially available from Starck as the Clevios series, from Aldrich as PEDOT-PSS 483095, 560596, and from Nagase Chemtex as the Denatron series. Polyaniline is also commercially available from Nissan Chemical as the ORMECON series. In the present invention, such an agent can also be preferably used.
2nd.ドーパントとして水溶性有機化合物を含有してもよい。本発明で用いることができる水溶性有機化合物には特に制限はなく、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、水酸基含有化合物、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などが挙げられる。前記水酸基含有化合物としては、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、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリンなどが挙げられ、これらの中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコールが好ましい。前記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−ブチロラクトンなどが挙げられる。前記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、などが挙げられる。前記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などが挙げられる。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、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、ジエチ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。 2nd. A water-soluble organic compound may be contained as a dopant. There is no restriction | limiting in particular in the water-soluble organic compound which can be used by this invention, 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 hydroxyl group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound. Examples of the hydroxyl group-containing compound include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin. Among these, ethylene glycol and diethylene glycol are preferable. Examples of the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, and γ-butyrolactone. Examples of the ether group-containing compound include diethylene glycol monoethyl ether. Examples of the sulfoxide group-containing compound include dimethyl sulfoxide. These may be used alone or in combination of two or more, but at least one selected from dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, and diethylene glycol is preferably used.
[バインダー]
本発明のバインダーは、導電性ポリマーとともに透明導電層を形成する。本発明に係る透明導電層の少なくとも一部は架橋されている。本発明において、透明導電層の少なくとも一部が架橋されているとは、バインダーの一部が架橋構造をとる場合と、バインダーと導電性ポリマーと架橋構造をとる場合がある。本発明においては、どちらでも、両者併用でも本発明の効果を奏する。これにより、湿式の多段洗浄処理を行っても、膜の溶解や膨潤をすることがなく湿式の多段洗浄が可能となり、膜上の異物や膜中の不純物を取り除け、電流リークやこれを用いた有機電子デバイスの寿命が改善される。
[binder]
The binder of the present invention forms a transparent conductive layer together with a conductive polymer. At least a part of the transparent conductive layer according to the present invention is crosslinked. In the present invention, the phrase “at least part of the transparent conductive layer is crosslinked” means that a part of the binder takes a crosslinked structure or a binder, a conductive polymer and a crosslinked structure. In the present invention, the effects of the present invention can be achieved by either or both of them. As a result, even when wet multi-stage cleaning is performed, wet multi-stage cleaning is possible without dissolving or swelling the film, removing foreign matter on the film and impurities in the film, and using current leakage and this The lifetime of organic electronic devices is improved.
バインダーは、反応基を含めば各種樹脂を用いることができ、例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂等を単独あるいは複数併用して用い、反応基は以下に限定されないが、水酸基、カルボキシル基、アミド基などの反応基を持てよい。 Various resins can be used as the binder including reactive groups. For example, polyester resins, acrylic resins, polyurethane resins, acrylic urethane resins, polycarbonate resins, cellulose resins, polyvinyl acetal resins, etc. can be used alone or Used in combination, a reactive group is not limited to the following, but may have a reactive group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amide group.
さらに、バインダーは少なくとも一部で、導電性ポリマーやバインダー自身と架橋をもつため、バインダー中に架橋材を含んでいてもよく、樹脂との相溶性があり、架橋構造を作れば特に限定されない。例えば架橋剤としてオキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、ブロックイソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、ホルムアルデヒド系架橋剤等を単独あるいは複数併用して用いることができる。 Furthermore, since the binder is at least partially and has cross-linking with the conductive polymer or the binder itself, the binder may contain a cross-linking material, is compatible with the resin, and is not particularly limited as long as it forms a cross-linked structure. For example, an oxazoline crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, a blocked isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, a melamine crosslinking agent, a formaldehyde crosslinking agent, or the like can be used alone or in combination.
とくに導電性ポリマーの陰イオン成分がポリスルホン酸基であり、前記バインダーの反応基が水酸基を有するとき、導電性ポリマーの陰イオン成分とバインダーの反応基が架橋して、安定化し、乖離を抑えるため、有機電子デバイスの長寿命化し好ましい。さらに、導電性ポリマーの陰イオン成分がポリスルホン酸基であり、バインダーとしてポリマーAのような構造をとる導電性ポリマーを用いると、ポリマーAが導電性をアシストする効果があり、透明導電層の導電性と透過率を損なうことがない。また、架橋は透明導電層のガラス転移温度やナノインデンテーション弾性率の変化、さらにFTIR測定による官能基の変化により測定できる。スルホン酸基とバインダーの反応基が結合して、安定化しスルホン酸基の乖離を抑えることができる。その結果、有機電子デバイスの長寿命化するためより好ましい。 In particular, when the anionic component of the conductive polymer is a polysulfonic acid group and the reactive group of the binder has a hydroxyl group, the anionic component of the conductive polymer and the reactive group of the binder are cross-linked to stabilize and suppress separation. It is preferable to extend the life of the organic electronic device. Furthermore, when the anionic component of the conductive polymer is a polysulfonic acid group and a conductive polymer having a structure like the polymer A is used as a binder, the polymer A has an effect of assisting the conductivity, and the conductive property of the transparent conductive layer is reduced. It does not impair the properties and transmittance. Crosslinking can be measured by a change in glass transition temperature and nanoindentation elastic modulus of the transparent conductive layer, and a change in functional group by FTIR measurement. The sulfonic acid group and the reactive group of the binder are bonded to stabilize the sulfonic acid group from being separated. As a result, it is more preferable for extending the life of the organic electronic device.
[ポリマーA]
ポリマーAは主たる共重合成分が下記モノマー1〜3で表されるモノマーであり、共重合成分の50mol%以上の成分が下記モノマー1〜3のいずれか、あるいは、下記モノマー1〜3の成分の合計が50mol%以上ある共重合ポリマーである。下記モノマー1〜3の成分の合計が80mol%以上であることがより好ましく、さらに、下記モノマー1〜3いずれか単独のモノマーから形成されたホモポリマーであっても良く、また、好ましい実施形態である。
[Polymer A]
Polymer A is a monomer in which the main copolymerization component is represented by the following monomers 1 to 3, and 50 mol% or more of the copolymerization component is one of the following monomers 1 to 3, or the components of the following monomers 1 to 3 It is a copolymer having a total of 50 mol% or more. It is more preferable that the total of the components of the following monomers 1 to 3 is 80 mol% or more, and it may be a homopolymer formed from any one of the following monomers 1 to 3, and in a preferred embodiment. is there.
モノマー1
CH2=CX1−O−R1−OH
モノマー2
CH2=CX2−COO−R2−OH
モノマー3
CH2=CX3−CONH−R3−OH
式中、X1、X2、X3、R1、R2、R3は、それぞれ、前記ポリマー(A)のX1、X2、X3、R1、R2、R3と同義の基を表す。
Monomer 1
CH 2 = CX 1 -O-R 1 -OH
Monomer 2
CH 2 = CX 2 -COO-R 2 -OH
Monomer 3
CH 2 = CX 3 -CONH-R 3 -OH
Wherein, X 1, X 2, X 3 , R 1, R 2, R 3 are each of X 1, X 2, X 3 , R 1, R 2, R 3 as defined in the polymer (A) Represents a group.
ポリマー(A)においては、他のモノマー成分が共重合されていてもかまわないが、親水性の高いモノマー成分であることがより好ましい。 In the polymer (A), other monomer components may be copolymerized, but a monomer component having high hydrophilicity is more preferable.
また、ポリマー(A)は数平均分子量において、1000以下の含有量が0〜5%以下であることが好ましい。低分子成分が少ないことで、素子の保存性や、導電層に対して垂直方向に電荷をやりとりする際の、層に対して垂直方向に障壁があるような挙動をより低下させることができる。 The polymer (A) preferably has a content of 1000 or less in the number average molecular weight of 0 to 5%. When the amount of the low molecular component is small, it is possible to further reduce the storage stability of the device and the behavior of having a barrier in the direction perpendicular to the layer when exchanging charges in the direction perpendicular to the conductive layer.
このポリマー(A)の数平均分子量において、1000以下の含有量が0〜5%以下とする方法としては、再沈殿法、分取GPCに、リビング重合による単分散のポリマーを合成等により、低分子量成分を除去する、または低分子量成分の生成を抑制する方法を用いることができる。再沈殿法は、ポリマーが溶解可能な溶媒へ溶解し、ポリマーを溶解した溶媒より溶解性の低い溶媒中へ滴下することにより、ポリマーを析出させ、モノマー、触媒、オリゴマー等の低分子量成分を除去する方法である。また、分取GPCは例えばリサイクル分取GPCLC−9100(日本分析工業社製)、ポリスチレンゲルカラムで、ポリマーを溶解した溶液をカラムに通すことにより分子量で分けることができ、所望の低分子量をカットすることができる方法である。リビング重合は、開始種の生成が経時で変化せず、また停止反応等の副反応が少なく、分子量の揃ったポリマーが得られる。分子量はモノマーの添加量により調整できるため、例えば分子量を2万のポリマーを合成すれば、低分子量体の生成を抑制することができる。生産適正から、再沈殿法、リビング重合が好ましい。 In the number average molecular weight of the polymer (A), the content of 1000 or less is adjusted to 0 to 5% or less by reprecipitation, preparative GPC, synthesis of monodisperse polymer by living polymerization, etc. A method of removing the molecular weight component or suppressing the generation of a low molecular weight component can be used. In the reprecipitation method, the polymer is dissolved in a solvent in which the polymer can be dissolved and dropped into a solvent having a lower solubility than the solvent in which the polymer is dissolved, thereby precipitating the polymer and removing low molecular weight components such as monomers, catalysts, and oligomers. It is a method to do. In addition, preparative GPC is, for example, recycled preparative GPCLC-9100 (manufactured by Nihon Analytical Industrial Co., Ltd.), polystyrene gel column, and the polymer dissolved solution can be separated by molecular weight to cut the desired low molecular weight This is how you can do it. In the living polymerization, the generation of the starting species does not change with time, and there are few side reactions such as termination reaction, and a polymer having a uniform molecular weight can be obtained. Since the molecular weight can be adjusted by the addition amount of the monomer, for example, if a polymer having a molecular weight of 20,000 is synthesized, the formation of a low molecular weight body can be suppressed. The reprecipitation method and living polymerization are preferable from the viewpoint of production suitability.
本発明水溶性バインダーの数平均分子量、重量平均分子量の測定は、一般的に知られているゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により行なうことができる。分子量分布は(重量平均分子量/数平均分子量)の比で表すことができる。使用する溶媒は、水溶性バインダーが溶解すれば特に制限はなく、THF、DMF、CH2Cl2が好ましく、より好ましくはTHF、DMFであり、更に好ましくはDMFである。また、測定温度も特に制限はないが40℃が好ましい。 The number average molecular weight and weight average molecular weight of the water-soluble binder of the present invention can be measured by generally known gel permeation chromatography (GPC). The molecular weight distribution can be expressed by a ratio of (weight average molecular weight / number average molecular weight). The solvent to be used is not particularly limited as long as the water-soluble binder dissolves, and THF, DMF, and CH 2 Cl 2 are preferable, THF and DMF are more preferable, and DMF is more preferable. The measurement temperature is not particularly limited, but 40 ° C. is preferable.
本発明のポリマー(A)の数平均分子量は3,000〜2,000,000の範囲が好ましく、より好ましくは4,000〜500,000、更に好ましくは5000〜100000の範囲内である。 The number average molecular weight of the polymer (A) of the present invention is preferably in the range of 3,000 to 2,000,000, more preferably 4,000 to 500,000, still more preferably 5,000 to 100,000.
本発明のポリマー(A)の分子量分布は1.01〜1.30が好ましく、より好ましくは1.01〜1.25である。 The molecular weight distribution of the polymer (A) of the present invention is preferably from 1.01 to 1.30, more preferably from 1.01 to 1.25.
数平均分子量1000以下の含有量はGPCにより得られた分布において、数平均分子量1000以下の面積を積算し、分布全体の面積で割ることで割合を換算した。 In the distribution obtained by GPC, the content having a number average molecular weight of 1000 or less was converted by multiplying the area having a number average molecular weight of 1000 or less and dividing by the area of the entire distribution.
リビングラジカル重合溶剤は、反応条件化で不活性であり、モノマー、生成するポリマーを溶解できれば特に制限はないが、アルコール系溶媒と水の混合溶媒が好ましい。リビングラジカル重合温度は、使用する開始剤によって異なるが、一般に−10〜250℃、好ましくは0〜200℃、より好ましくは10〜100℃で実施される。 The living radical polymerization solvent is inactive under the reaction conditions and is not particularly limited as long as it can dissolve the monomer and the polymer to be formed, but a mixed solvent of an alcohol solvent and water is preferable. The living radical polymerization temperature varies depending on the initiator used, but is generally -10 to 250 ° C, preferably 0 to 200 ° C, more preferably 10 to 100 ° C.
導電性ポリマーとポリマー(A)の比率は、導電性ポリマーを100質量部とした時、ポリマー(A)が30質量部から900質量部であることが好ましく、リーク防止、ポリマー(A)の導電性アシスト効果、透明性の視点からは、ポリマー(A)が100質量部以上であることがより好ましい。 The ratio of the conductive polymer to the polymer (A) is preferably 30 parts by weight to 900 parts by weight when the conductive polymer is 100 parts by weight. From the viewpoint of the property assist effect and transparency, the polymer (A) is more preferably 100 parts by mass or more.
[透明導電層]
本発明において、透明導電層は、少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる混合液を透明基板または補助電極を持つ透明基板上に塗布、乾燥することで形成することを特徴とする。また、塗布液中の固形分の濃度は0.5質量%から30質量%であることが好ましく、1質量%から20質量%であることが、液の停滞安定性、塗布膜の平滑性や、リーク防止効果の発現の視点で、より好ましい。
[Transparent conductive layer]
In the present invention, the transparent conductive layer is formed by applying and drying a liquid mixture comprising at least a conductive polymer and a binder on a transparent substrate or a transparent substrate having an auxiliary electrode. The concentration of the solid content in the coating solution is preferably from 0.5% by mass to 30% by mass, and from 1% by mass to 20% by mass, the stagnation stability of the solution, the smoothness of the coating film, From the viewpoint of manifesting a leak prevention effect, it is more preferable.
塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、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、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、凸版(活版)印刷法、孔版(スクリーン)印刷法、平版(オフセット)印刷法、凹版(グラビア)印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。 Coating methods include roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, casting, die coating, blade coating, gravure coating, curtain coating, spray coating, doctor coating, letterpress (letterpress) ) Printing method, stencil (screen) printing method, lithographic (offset) printing method, intaglio (gravure) printing method, spray printing method, inkjet printing method and the like can be used.
導電性ポリマー含有層の乾燥膜厚は30nmから2000nmであることが好ましい。本発明の導電層は100nmを切る領域では導電性の低下が大きくなることから100nm以上であることがより好ましく、リーク防止効果をより高める視点からは200nm以上であることがさらに好ましい。また、高い透過率を維持する視点から1000nm以下であることがより好ましい。 The dry film thickness of the conductive polymer-containing layer is preferably 30 nm to 2000 nm. The conductive layer of the present invention preferably has a thickness of 100 nm or more because the decrease in conductivity is large in the region of less than 100 nm, and more preferably 200 nm or more from the viewpoint of further improving the leakage prevention effect. Further, it is more preferably 1000 nm or less from the viewpoint of maintaining high transmittance.
塗布した後、適宜乾燥処理を施す。乾燥処理の条件として特に制限はないが、基材や導電性ポリマー含有層が損傷しない範囲の温度で乾燥処理することが好ましい。例えば、80から150℃で10秒から30分の乾燥処理をすることができる。 After coating, a drying process is appropriately performed. Although there is no restriction | limiting in particular as conditions of a drying process, It is preferable to dry-process at the temperature of the range which does not damage a base material and a conductive polymer content layer. For example, a drying process can be performed at 80 to 150 ° C. for 10 seconds to 30 minutes.
特に、ポリ陰イオンがスルホン酸を有するポリ陰イオンである場合、塗布乾燥により、膜を形成した後に、100℃以上200℃以下の温度で5分以上の追加の加熱処理を施すことが好ましい。これにより、導電性ポリマー含有層の洗浄耐性、溶媒耐性が著しく向上する。また、保存性も向上する。100℃未満では効果が小さく、200℃を超える場合も別な反応も増えるためか、効果が小さくなる。処理温度としては110℃以上160℃以下であることがより好ましく、処理時間としては15分以上であることがより好ましい。処理時間の上限は特にないが、生産性を考えると120分以下であることが好ましい。 In particular, when the polyanion is a polyanion having a sulfonic acid, it is preferable to perform additional heat treatment for 5 minutes or more at a temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less after forming a film by coating and drying. Thereby, the washing | cleaning tolerance of a conductive polymer content layer and solvent tolerance improve remarkably. In addition, storage stability is improved. If the temperature is less than 100 ° C., the effect is small, and if the temperature exceeds 200 ° C., another reaction increases, or the effect is small. The treatment temperature is more preferably 110 ° C. or more and 160 ° C. or less, and the treatment time is more preferably 15 minutes or more. There is no particular upper limit for the treatment time, but it is preferably 120 minutes or less in view of productivity.
また、濡れ性の観点から、透明導電層は表面処理を施してもよく、表面処理については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。 Further, from the viewpoint of wettability, the transparent conductive layer may be subjected to surface treatment, and conventionally known techniques can be used for the surface treatment. For example, the surface treatment includes surface activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, and laser treatment.
[透明電極]
本発明において、少なくとも導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層を有する透明電極とは、少なくとも電極が本発明の導電性ポリマーとバインダーからなる透明導電層単体で形成されている、あるいは、補助電極として、ITO、ZnOなど、公知の他の導電性電極層に本発明の透明導電層が積層されている、あるいは、後述のストライプ状、あるいはメッシュ状、あるいは、ランダムな網目状電極等に本発明の透明導電層が積層されている、あるいは、本発明の透明導電層にストライプ状、あるいはメッシュ状、あるいは、ランダムな網目状電極等が埋め込まれている形態などを挙げることができるが、透明電極が少なくとも導電性ポリマーとバインダーなる透明導電層を含んでいれば、これらに限定はされない。
[Transparent electrode]
In the present invention, the transparent electrode having a transparent conductive layer comprising at least a conductive polymer and a binder means that at least the electrode is formed of a single transparent conductive layer comprising the conductive polymer of the present invention and a binder, or as an auxiliary electrode. The transparent conductive layer of the present invention is laminated on other known conductive electrode layers such as ITO, ZnO, etc., or the stripe-shaped, mesh-shaped or random mesh-shaped electrodes described later are used. The transparent conductive layer may be laminated, or the transparent conductive layer of the present invention may be striped, meshed, or a random mesh electrode embedded. As long as the transparent conductive layer which becomes a conductive polymer and a binder is included at least, it will not be limited to these.
[補助電極]
大面積化に対応するためには、本発明の透明導電層を有する電極が、さらに、光不透過の導電部と透光性窓部とからなる補助電極を有することが好ましい。
[Auxiliary electrode]
In order to cope with an increase in area, it is preferable that the electrode having the transparent conductive layer of the present invention further has an auxiliary electrode composed of a light-impermeable conductive portion and a light-transmitting window portion.
補助電極の光不透過の導電部は導電性が良い点で金属であることが好ましく、金属材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム等が挙げられる。また導電部の金属は合金でも良く、金属層は単層でも多層でも良い。 The light-impermeable conductive portion of the auxiliary electrode is preferably a metal from the viewpoint of good conductivity, and examples of the metal material include gold, silver, copper, iron, nickel, and chromium. The metal of the conductive part may be an alloy, and the metal layer may be a single layer or a multilayer.
補助電極の形状は特に制限はないが、例えば、導電部がストライプ状、あるいはメッシュ状、あるいは、ランダムな網目状である。 The shape of the auxiliary electrode is not particularly limited. For example, the conductive portion has a stripe shape, a mesh shape, or a random mesh shape.
導電部がストライプ状、あるいはメッシュ状の補助電極を形成する方法としては、特に、制限はなく、従来公知な方法が利用できる。例えば、基材全面に金属層を形成し、公知のフォトリソ法によって形成できる。具体的には、基材上に全面に、蒸着、スパッタ、めっき等の1或いは2以上の物理的或いは化学的形成手法を用いて導電体層を形成する、あるいは、金属箔を接着剤で基材に積層した後、公知のフォトリソ法を用いて、エッチングすることにより、所望のストライプ状、あるいはメッシュ状に加工できる。 There are no particular limitations on the method of forming the stripe-shaped or mesh-shaped auxiliary electrode with the conductive portion, and a conventionally known method can be used. For example, a metal layer can be formed on the entire surface of the substrate and formed by a known photolithography method. Specifically, a conductor layer is formed on the entire surface of the substrate using one or more physical or chemical forming methods such as vapor deposition, sputtering, and plating, or a metal foil is formed with an adhesive. After being laminated on the material, it can be processed into a desired stripe shape or mesh shape by etching using a known photolithography method.
別な方法としては、金属微粒子を含有するインクをスクリーン印刷により所望の形状に印刷する方法や、メッキ可能な触媒インクをグラビア印刷、あるいは、インクジェット方式で所望の形状に塗布した後、メッキ処理する方法、さらに別な方法としては、銀塩写真技術を応用した方法も利用できる。銀塩写真技術を応用した方法については、例えば、特開2009−140750号広報の0076−0112、および実施例を参考にして実施できる。触媒インクをグラビア印刷してメッキ処理する方法については、例えば、特開2007−281290号広報を参考にして実施できる。 As another method, a method of printing an ink containing metal fine particles in a desired shape by screen printing, or applying a plating catalyst ink to a desired shape by gravure printing or an ink jet method, followed by plating treatment As another method, a method using silver salt photographic technology can also be used. About the method to which silver salt photography technology is applied, it can carry out with reference to 0076-0112 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-140750, and an Example, for example. About the method of carrying out the gravure printing of a catalyst ink and plating, it can carry out with reference to Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-281290, for example.
[ランダムな網目構造]
ランダムな網目構造としては、例えば、特表2005−530005号広報に記載のような、金属微粒子を含有する液を塗布乾燥することにより、自発的に導電性微粒子の無秩序な網目構造を形成する方法を利用できる。
[Random network structure]
As a random network structure, for example, a method of spontaneously forming a disordered network structure of conductive fine particles by applying and drying a liquid containing metal fine particles, as described in JP 2005-530005 A Can be used.
別な方法としては、例えば、特表2009−505358号公報に記載のような、金属ナノワイヤを含有する塗布液を塗布乾燥することで、金属ナノワイヤのランダムな網目構造を形成させる方法を利用できる。 As another method, for example, a method of forming a random network structure of metal nanowires by applying and drying a coating solution containing metal nanowires as described in JP-T-2009-505358 can be used.
金属ナノワイヤとは、金属元素を主要な構成要素とする繊維状構造体のことをいう。特に、本発明における金属ナノワイヤとは、原子スケールからnmサイズの短径を有する多数の繊維状構造体を意味する。 The metal nanowire refers to a fibrous structure having a metal element as a main component. In particular, the metal nanowire in the present invention means a large number of fibrous structures having a minor axis from the atomic scale to the nm size.
金属ナノワイヤとしては、1つの金属ナノワイヤで長い導電パスを形成するために、平均長さが3μm以上であることが好ましく、さらには3〜500μmが好ましく、特に3〜300μmであることが好ましい。併せて、長さの相対標準偏差は40%以下であることが好ましい。また、平均短径には特に制限はないが、透明性の観点からは小さいことが好ましく、一方で、導電性の観点からは大きい方が好ましい。金属ナノワイヤの平均短径として10〜300nmが好ましく、30〜200nmであることがより好ましい。併せて、短径の相対標準偏差は20%以下であることが好ましい。 As the metal nanowire, in order to form a long conductive path with one metal nanowire, the average length is preferably 3 μm or more, more preferably 3 to 500 μm, and particularly preferably 3 to 300 μm. In addition, the relative standard deviation of the length is preferably 40% or less. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an average breadth, it is preferable that it is small from a transparency viewpoint, and the larger one is preferable from a conductive viewpoint. The average minor axis of the metal nanowire is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 200 nm. In addition, the relative standard deviation of the minor axis is preferably 20% or less.
金属ナノワイヤに用いられる金属としては銅、鉄、コバルト、金、銀等を用いることができるが、導電性の観点から銀が好ましい。また、金属は単一で用いてもよいが、導電性と安定性(金属ナノワイヤの硫化や酸化耐性、及びマイグレーション耐性)を両立するために、主成分となる金属と1種類以上の他の金属を任意の割合で含んでもよい。 As the metal used for the metal nanowire, copper, iron, cobalt, gold, silver or the like can be used, but silver is preferable from the viewpoint of conductivity. In addition, although a single metal may be used, in order to achieve both conductivity and stability (sulfurization, oxidation resistance, and migration resistance of metal nanowires), the main metal and one or more other metals May be included in any proportion.
金属ナノワイヤの製造手段には特に制限はなく、例えば、液相法や気相法等の公知の手段を用いることができる。また、具体的な製造方法にも特に制限はなく、公知の製造方法を用いることができる。例えば、銀ナノワイヤの製造方法としては、Adv.Mater.,2002,14,833〜837;Chem.Mater.,2002,14,4736〜4745、金ナノワイヤの製造方法としては特開2006−233252号公報等、銅ナノワイヤの製造方法としては特開2002−266007号公報等、コバルトナノワイヤの製造方法としては特開2004−149871号公報等を参考にすることができる。特に、上述した銀ナノワイヤの製造方法は、水溶液中で簡便に銀ナノワイヤを製造することができ、また銀の導電率は金属中で最大であることから、好ましく適用することができる。 There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of metal nanowire, For example, well-known means, such as a liquid phase method and a gaseous-phase method, can be used. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in a specific manufacturing method, A well-known manufacturing method can be used. For example, as a method for producing silver nanowires, Adv. Mater. , 2002, 14, 833-837; Chem. Mater. 2002, 14, 4736-4745, a method for producing gold nanowires is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-233252, a method for producing copper nanowires is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-266007, and the like. Reference can be made to 2004-149871. In particular, the above-described method for producing silver nanowires can be preferably applied because silver nanowires can be easily produced in an aqueous solution, and the conductivity of silver is maximum in metals.
[多段洗浄処理]
本発明では、洗浄は湿式の多段洗浄処理であることを特徴とする。透明電極はその表面や内部に異物や不純物があると、有機電子デバイスの寿命などの性能に大きく影響する。そのため、洗浄は純度が高く、フィルター処理を施された洗浄液が使用され、コストが非常にかかる。多段洗浄処理は、少ない洗浄液量で通常の洗浄液量と同等の洗浄効果があるため、洗浄コストを大幅に抑えることができる。本発明の湿式の洗浄とは、水系溶媒の洗浄液を使って透明導電層を洗浄することをいい、透明導電層中の不純物や透明導電層上の異物を取り除くことにより、電流リークの少ない透明電極を作製できる。また、本発明の洗浄処理を行った透明電極を用いた有機電子デバイスは長寿命である。水系溶媒とは50質量%以上が水である溶媒を表す。もちろん、他の溶媒を含有しない純水であっても良い。さらに、洗浄液中の異物の少なさから、超純水であることが望ましい。超純水とは、水温が25℃のとき、比抵抗が18MΩ・cm程度で、JISK0551に準じた方法で測定された全有機炭素TOCが0.05mg/L未満ある水のことをいう。水系溶媒の水以外の成分は、水に相溶する溶剤であれば特に制限はないが、アルコール系の溶媒を好ましく用いることができ、中でも、沸点が比較的水に近いイソプロピルアルコールを用いることが好ましい。さらに透明導電層の濡れ性を改善するため、洗浄液は界面活性剤を含んでいてもよい。また、洗浄液はフィルター成分が溶出しない限り、各種フィルターを介したものであることが、洗浄液中の異物が少なくなることから、好ましい。
[Multi-stage cleaning]
In the present invention, the cleaning is a wet multi-stage cleaning process. If there are foreign matter or impurities on the surface or inside of the transparent electrode, the performance such as the lifetime of the organic electronic device is greatly affected. Therefore, the cleaning is high in purity, and a cleaning liquid that has been subjected to filter treatment is used, which is very expensive. Since the multi-stage cleaning process has a cleaning effect equivalent to that of a normal cleaning liquid with a small amount of cleaning liquid, the cleaning cost can be greatly reduced. The wet cleaning of the present invention refers to cleaning the transparent conductive layer using an aqueous solvent cleaning liquid. By removing impurities in the transparent conductive layer and foreign matters on the transparent conductive layer, a transparent electrode with less current leakage Can be produced. Moreover, the organic electronic device using the transparent electrode which performed the washing process of this invention has a long lifetime. The aqueous solvent represents a solvent in which 50% by mass or more is water. Of course, pure water containing no other solvent may be used. Furthermore, it is desirable to use ultrapure water because there are few foreign substances in the cleaning liquid. Ultrapure water refers to water having a specific resistance of about 18 MΩ · cm and a total organic carbon TOC of less than 0.05 mg / L measured by a method according to JIS K0551 when the water temperature is 25 ° C. The component other than water in the aqueous solvent is not particularly limited as long as it is a solvent compatible with water, but an alcoholic solvent can be preferably used, and isopropyl alcohol having a boiling point relatively close to water can be used. preferable. Furthermore, in order to improve the wettability of the transparent conductive layer, the cleaning liquid may contain a surfactant. Moreover, as long as the filter component does not elute, it is preferable that the cleaning solution is passed through various filters because foreign substances in the cleaning solution are reduced.
また、多段洗浄処理とは、洗浄槽が2槽以上連続してなり、一方から洗浄液を流し、隣接する洗浄槽に洗浄液を順次オーバーフローさせる処理のことをいう。この方法により、1槽ごとに独立して洗浄液をフローするより、少ない洗浄液で透明電極の洗浄が可能になる、特に洗浄槽は節水の観点から、3槽以上であることが好ましい。さらに、多段になった水槽の一方からロールtoロール方式等により透明電極が流れ、また、他方から新鮮な洗浄水が流れる向流多段洗浄方式が生産性の観点から好ましい。 In addition, the multi-stage cleaning process is a process in which two or more cleaning tanks are continuous, the cleaning liquid is poured from one tank, and the cleaning liquid is sequentially overflowed into adjacent cleaning tanks. With this method, the transparent electrode can be cleaned with a small amount of cleaning liquid, rather than flowing the cleaning liquid independently for each tank. In particular, the number of cleaning tanks is preferably three or more from the viewpoint of saving water. Furthermore, from the viewpoint of productivity, a counter-current multi-stage cleaning system in which a transparent electrode flows from one of the multi-stage water tanks by a roll-to-roll system or the like and fresh cleaning water flows from the other is preferable.
[有機電子デバイス]
基板上に対向する第一電極と第二電極を有し、第一電極と第二電極との電極間に少なくとも1層の有機機能層を有する。本発明において第一電極と第二電極の少なくとも一方の電極が本発明の透明電極層を含む電極である。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無くを挙げることができるが、本発明は、機能層が薄膜でかつ電流駆動系のデバイスである有機発光層、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 substrate has a first electrode and a second electrode facing each other, and has at least one organic functional layer between the first electrode and the second electrode. In the present invention, at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode including the transparent electrode layer of the present invention. 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. This is particularly effective in the case of an organic photoelectric conversion layer.
〔透明基板〕
本発明の電極に用いられる透明基材としては、高い光透過性を有していればそれ以外に特に制限はない。例えば、基材としての硬度に優れ、またその表面への導電層の形成のし易さ等の点で、ガラス基板、樹脂基板、樹脂フィルムなどが好適に挙げられるが、多段洗浄処理との適合性の観点や軽量性と柔軟性といった性能の観点から透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。
[Transparent substrate]
The transparent substrate used for the electrode of the present invention is not particularly limited as long as it has high light transmittance. For example, a glass substrate, a resin substrate, a resin film, etc. are preferable in terms of excellent hardness as a base material and ease of forming a conductive layer on the surface, etc. It is preferable to use a transparent resin film from the viewpoint of performance and performance such as lightness and flexibility.
本発明で透明基材として好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜780nm)における透過率が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フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルム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フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムであることがより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be preferably used as a transparent base material by this invention, About the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things. For example, polyester resin films such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, modified polyester, polyethylene (PE) resin films, polypropylene (PP) resin films, polystyrene resin films, polyolefin resin films such as cyclic olefin resins, Vinyl resin films such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF) resin film, polyether sulfone (PES) resin film, polycarbonate (PC) resin film, polyamide resin A film, a polyimide resin film, an acrylic resin film, a triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like can be given. If the resin film transmittance of 80% or more in nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention. Among these, from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost, it is preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, or a polycarbonate film, and biaxially stretched. More preferred are polyethylene terephthalate films and biaxially stretched polyethylene naphthalate films.
本発明に用いられる透明基材には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。 The transparent substrate used in the present invention can be subjected to a surface treatment or an easy-adhesion layer in order to ensure the wettability and adhesion of the coating solution. A conventionally well-known technique can be used about a surface treatment or an easily bonding layer. For example, the surface treatment includes surface activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, and laser treatment.
また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるためには2層以上の構成にしてもよい。 Examples of the easy adhesion layer include polyester, polyamide, polyurethane, vinyl copolymer, butadiene copolymer, acrylic copolymer, vinylidene copolymer, and epoxy copolymer. The easy adhesion layer may be a single layer, but may be composed of two or more layers in order to improve adhesion.
また、透明基板の表面または裏面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、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/(m2・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、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/m2・24h・atm以下、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 In addition, an inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the front or back surface of the transparent substrate, and the water vapor transmission rate (25 ± 0) measured by a method according to JIS K 7129-1992. .5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably a barrier film of 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less, and further conforms to JIS K 7126-1987. The oxygen permeability measured by the above method is 1 × 10 −3 ml / m 2 · 24 h · atm or less, the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is 1 A high barrier film of × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable.
高バリア性フィルムとするために透明基板の表面または裏面に形成されるバリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As a material for forming a barrier film formed on the front or back surface of the transparent substrate in order to form a high barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより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。 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.
[ポリマーAの合成例]
<ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)法を用いたリビングラジカル重合>
「開始剤の合成」
合成例1(メトキシキャップされたオリゴエチレングリコールメタクリレート1の合成)
[Synthesis example of polymer A]
<Living Radical Polymerization Using ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) Method>
"Synthesis of initiators"
Synthesis Example 1 (Synthesis of methoxy-capped oligoethylene glycol methacrylate 1)
50ml三口フラスコに2−ブロモイソブチリルブロミド(7.3g、35mmol)とトリエチルアミン(2.48g、35mmol)及びTHF(20ml)を加え、アイスバスにより内温を0℃に保持した。この溶液内にオリゴエチレングリコール(10g、23mmol、エチレングリコールユニット7〜8、Laporte Specialties社製)の33%THF溶液30mlを滴下した。30分攪拌後、溶液を室温にし、更に4時間攪拌した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧除去後、残渣をジエチルエーテルに溶解し、分駅ロートに移した。水を加えエーテル層を3回洗浄後、エーテル層をMgSO4により乾燥させた。エーテルをロータリーエバポレーターにより減圧留去し、開始剤1を8.2g (収率73%)得た。 2-Bromoisobutyryl bromide (7.3 g, 35 mmol), triethylamine (2.48 g, 35 mmol) and THF (20 ml) were added to a 50 ml three-necked flask, and the internal temperature was kept at 0 ° C. with an ice bath. In this solution, 30 ml of 33% THF solution of oligoethylene glycol (10 g, 23 mmol, ethylene glycol units 7-8, manufactured by Laporte Specialties) was added dropwise. After stirring for 30 minutes, the solution was brought to room temperature and further stirred for 4 hours. After THF was removed under reduced pressure by a rotary evaporator, the residue was dissolved in diethyl ether and transferred to a minute funnel. Water was added and the ether layer was washed three times, and then the ether layer was dried with MgSO 4. Ether was distilled off under reduced pressure by a rotary evaporator to obtain 8.2 g of initiator 1 (yield 73%).
合成例2(ポリ(2−ヒドロキシエチルアクリレート)の合成)
開始剤1(500mg、1.02mmol)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(4.64g、40mmol、東京化成社製)、50:50 v/v% メタノール/水混合溶媒5mlをシュレンク管に投入し、減圧下液体窒素に10分間シュレンク管を浸した。シュレンク管を液体窒素から出し、5分後に窒素置換を行なった。この操作を3回行なった後、窒素下で、ビピリジン(400mg、2.56mmol)、CuBr(147mg、1.02mmol)を加え、20℃で攪拌した。30分後、ろ紙とシリカを敷いた4cm桐山ロート上に反応溶液を滴下し、減圧で反応溶液を回収した。ロータリーエバポレーターにより溶媒を減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。その結果、数平均分子量13100、分子量分布1.17、数平均分子量<1000の含量0%、の水溶性バインダー1を2.60g (収率84%)得た。
Synthesis Example 2 (Synthesis of poly (2-hydroxyethyl acrylate))
Initiator 1 (500 mg, 1.02 mmol), 2-hydroxyethyl acrylate (4.64 g, 40 mmol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 50:50 v / v% 5 ml of a methanol / water mixed solvent was put into a Schlenk tube, and the pressure was reduced. The Schlenk tube was immersed in the lower liquid nitrogen for 10 minutes. The Schlenk tube was taken out of liquid nitrogen and replaced with nitrogen after 5 minutes. After performing this operation three times, bipyridine (400 mg, 2.56 mmol) and CuBr (147 mg, 1.02 mmol) were added under nitrogen, and the mixture was stirred at 20 ° C. After 30 minutes, the reaction solution was dropped onto a 4 cm Kiriyama funnel with filter paper and silica, and the reaction solution was recovered under reduced pressure. The solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 3 hours. As a result, 2.60 g (yield 84%) of water-soluble binder 1 having a number average molecular weight of 13,100, a molecular weight distribution of 1.17, and a content of number average molecular weight <1000 of 0% was obtained.
構造、分子量は各々1H−NMR(400MHz、日本電子社製)、GPC(Waters2695、Waters社製)で測定した。 The structure and molecular weight were measured by 1H-NMR (400 MHz, manufactured by JEOL Ltd.) and GPC (Waters 2695, manufactured by Waters), respectively.
<GPC測定条件>
装置:Wagers2695(Separations Module)
検出器:Waters 2414 (Refractive Index Detector)
カラム:Shodex Asahipak GF−7M HQ
溶離液:ジメチルホルムアミド(20mM LiBr)
流速:1.0ml/min
温度:40℃
同様にしてポリヒドロキシエチルビニルエーテル、ポリヒドロキシエチルアクリルアミド(数平均分子量約2万、数平均分子量<1000の含量0%)を得た。
<GPC measurement conditions>
Apparatus: Wagers 2695 (Separations Module)
Detector: Waters 2414 (Refractive Index Detector)
Column: Shodex Asahipak GF-7M HQ
Eluent: Dimethylformamide (20 mM LiBr)
Flow rate: 1.0 ml / min
Temperature: 40 ° C
In the same manner, polyhydroxyethyl vinyl ether and polyhydroxyethyl acrylamide (number average molecular weight of about 20,000, number average molecular weight <1000 content 0%) were obtained.
[透明基板]
幅50mm長さ1000mの二軸延伸PETフィルムに、大気圧プラズマ放電処理法を用いて、低密度層、中密度層、高密度層、中密度層のユニットを3層積層した透明ガスバリア性を持つ透明基板1を作製した。JIS K 7129−1992に準拠した方法により水蒸気透過度を測定した結果、10−3g/(m2・24h)以下であった。JIS K 7126−1987に準拠した方法により酸素透過度を測定した結果、10−3ml/(m2・24hr・MPa)以下であった。
[Transparent substrate]
A transparent gas barrier property in which three units of a low density layer, a medium density layer, a high density layer, and a medium density layer are laminated on a biaxially stretched PET film having a width of 50 mm and a length of 1000 m using an atmospheric pressure plasma discharge treatment method. A transparent substrate 1 was produced. As a result of measuring the water vapor permeability by a method based on JIS K 7129-1992, it was 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. As a result of measuring oxygen permeability by a method based on JIS K 7126-1987, it was 10 −3 ml / (m 2 · 24 hr · MPa) or less.
[ITO基板]
透明基板1のバリア層のない面に、ITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により150nm成膜した基板にフォトリソ法によりパターニングを行った後、イソプロピルアルコールに基板を浸漬し、超音波洗浄器ブランソニック3510J−MT(日本エマソン社製)により10分間の超音波洗浄処理を施し、ITO基板を作製した。
[ITO substrate]
After patterning by photolithography on a substrate on which ITO (Indium Tin Oxide) is deposited to a thickness of 150 nm on the surface of the transparent substrate 1 without a barrier layer, the substrate is immersed in isopropyl alcohol, and an ultrasonic cleaner Bransonic An ultrasonic cleaning process was performed for 10 minutes with 3510J-MT (manufactured by Nippon Emerson) to prepare an ITO substrate.
[銀ナノワイヤ基板]
また、透明基板1のバリア層のない面に、銀ナノワイヤ分散液を、銀ナノワイヤの目付け量が0.06g/m2となるように、銀ナノワイヤ分散液をバーコート法を用いて塗布し120℃、20分乾燥加熱後、下記の金属微粒子除去液をスクリーン印刷を用いて、パターン印刷し、水洗により金属微粒子除去液を除去し、銀ナノワイヤ基板を作製した。
[Silver nanowire substrate]
Further, the silver nanowire dispersion liquid is applied to the surface of the transparent substrate 1 without the barrier layer using a bar coating method so that the weight of the silver nanowires is 0.06 g / m 2. After drying at 20 ° C. for 20 minutes, the following metal fine particle removal solution was subjected to pattern printing using screen printing, and the metal fine particle removal solution was removed by washing with water to produce a silver nanowire substrate.
銀ナノワイヤ分散液は、Adv.Mater.,2002,14,833〜837に記載の方法を参考に、PVP K30(分子量5万;ISP社製)を利用して、平均短径75nm、平均長さ35μmの銀ナノワイヤを作製し、限外濾過膜を用いて銀ナノワイヤを濾別、洗浄処理した後、ヒドロキシプロピルメチルセルロース60SH−50(信越化学工業社製)を銀に対し25質量%加えた水溶液に再分散し、銀ナノワイヤ分散液を調製した。また、金属微粒子除去液は以下の組成のものを使用した。 Silver nanowire dispersions are described in Adv. Mater. , 2002, 14, 833 to 837, by using PVP K30 (molecular weight 50,000; manufactured by ISP), silver nanowires having an average minor axis of 75 nm and an average length of 35 μm were produced. Silver nanowires are filtered and washed using a filtration membrane, and then redispersed in an aqueous solution in which 25% by mass of hydroxypropylmethylcellulose 60SH-50 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to silver to prepare a silver nanowire dispersion. did. Further, the metal fine particle removing liquid having the following composition was used.
〈金属微粒子除去液の作製〉
エチレンジアミン4酢酸第2鉄アンモニウム 60g
エチレンジアミン4酢酸 2.0g
メタ重亜硫酸ナトリウム 15g
チオ硫酸アンモニウム 70g
マレイン酸 5.0g
純水で1Lに仕上げ、硫酸またはアンモニア水でpHを5.5に調整し、金属微粒子除去液を作製した。また、金属微粒子除去液BFの粘度をカルボキシメチルセルロースナトリウム(SIGMA−ALDRICH社製;C5013 以下、CMCと略記する)で10Pa・s(10000cP)に調整した。
<Preparation of metal fine particle removal solution>
Ethylenediaminetetraacetic acid ferric ammonium 60g
Ethylenediaminetetraacetic acid 2.0 g
Sodium metabisulfite 15g
70g ammonium thiosulfate
Maleic acid 5.0g
Finished to 1 L with pure water, and adjusted to pH 5.5 with sulfuric acid or ammonia water, a metal fine particle removing solution was prepared. Further, the viscosity of the metal fine particle removing liquid BF was adjusted to 10 Pa · s (10000 cP) with sodium carboxymethylcellulose (manufactured by SIGMA-ALDRICH; C5013, hereinafter abbreviated as CMC).
[銅メッシュ基板]
透明基板1のバリア層のない面に、補助電極として、下記の方法により、銅メッシュを作製し、金属微粒子除去液BFによるパターンニングを行い、銅メッシュ基板を作製した。
[Copper mesh substrate]
A copper mesh was prepared on the surface of the transparent substrate 1 without the barrier layer as an auxiliary electrode by the following method and patterned with the metal fine particle removing liquid BF to produce a copper mesh substrate.
パラジウムナノ粒子を含有する森村ケミカル社製の触媒インクJIPD−7を用い、それにCabot製の自己分散タイプカーボンブラック溶液CAB−O−JET300を、触媒インクに対するカーボンブラック比率が10.0質量%になるように添加し、更にサーフィノール465(日信化学工業株式会社)を添加して、25℃における表面張力が48mN/mである導電性インクを調製した。 The catalyst ink GIPD-7 manufactured by Morimura Chemical Co. containing palladium nanoparticles is used, and the self-dispersion type carbon black solution CAB-O-JET300 manufactured by Cabot is used, and the carbon black ratio to the catalyst ink becomes 10.0% by mass. Then, Surfynol 465 (Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.) was further added to prepare a conductive ink having a surface tension at 25 ° C. of 48 mN / m.
導電性インクを、インクジェット記録ヘッドとして、圧力印加手段と電界印加手段とを有し、ノズル口径25μm、駆動周波数12kHz、ノズル数128、ノズル密度180dpi(dpiとは1インチ、即ち2.54cm当たりのドット数を表す)のピエゾ型ヘッドを搭載したインクジェットプリント装置に装填し、基材上に線幅10μm、乾燥後膜厚0.5μm、線間隔300μmの格子状の導電性細線を図A−6部分に形成した後、乾燥した。 Conductive ink as an ink jet recording head has pressure applying means and electric field applying means, and has a nozzle diameter of 25 μm, a driving frequency of 12 kHz, a number of nozzles of 128, a nozzle density of 180 dpi (dpi is 1 inch, that is, 2.54 cm per 2.54 cm). A grid-like conductive thin wire having a line width of 10 μm, a film thickness after drying of 0.5 μm, and a line spacing of 300 μm is loaded on the base material. After forming into parts, it was dried.
次いで、メルテックス社製の高速無電解銅メッキ液CU−5100を用い、温度55℃で10分間浸漬した後、洗浄して、無電解メッキ処理を施して、メッキ厚3μmの補助電極を作製した。 Subsequently, using a high-speed electroless copper plating solution CU-5100 manufactured by Meltex, the substrate was immersed for 10 minutes at a temperature of 55 ° C., washed, and subjected to electroless plating treatment to produce an auxiliary electrode having a plating thickness of 3 μm. .
[透明電極の形成]
下記の導電性ポリマーとバインダーの混合液A〜Iを調製し、作製したITO基板に押し出し法を用いて幅40mm、乾燥膜厚300nmになるようにワイヤー径を調整して塗布し、ふき取りにより不要部分をふき取った後、120℃、20分で加熱乾燥し、それぞれをITOの電極(ITO電極ともいう)1〜9を作製した。
[Formation of transparent electrode]
Prepare the following mixed liquids A to I of conductive polymer and binder, apply the applied ITO substrate by adjusting the wire diameter so that the width is 40 mm and the dry film thickness is 300 nm using the extrusion method, and unnecessary by wiping. After wiping off the part, it was dried by heating at 120 ° C. for 20 minutes to prepare ITO electrodes (also referred to as ITO electrodes) 1 to 9, respectively.
A:導電性ポリマー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製)単独
B:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリヒドロキシエチルアクリレート(合成例2、固形分20%水溶液) 0.35g
C:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリヒドロキシエチルビニルエーテル(分子量2万、固形分20%水溶液)0.35g
D:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリヒドロキシエチルアクリルアミド(分子量2万、固形分20%水溶液)0.35g
E:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリヒドロキシエチルアクリレート(合成例2、固形分20%水溶液) 0.35g
ジメチルスルホキシド 0.10g
F:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
水系ポリエステル バイロナールMD1400(固形分15%)(東洋紡製)
0.47g
ジメチルスルホキシド 0.10g
ブロックイソシアネート (エラストロンBN−11、第一工業製薬(株))
0.09g
硬化触媒(エラストロンCAT−21、第一工業製薬(株)社製) 0.004g
G:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリビニルアルコール PVA−235(クレハ製)固形分2% 水溶液 3.50g
ジメチルスルホキシド 0.10g
エポキシ系架橋剤 デナコールEX−521(ナガセケムテックス(株)) 0.5g
H:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
水系ポリエステル バイロナールMD1400(固形分15%)(東洋紡製)
0.47g
ジメチルスルホキシド 0.10g
I:導電性ポリマーとバインダー層塗布液
PEDOT−PSS CLEVIOS PH510(固形分1.89%)(H.C.Starck社製) 1.59g
ポリビニルアルコール PVA−235(クレハ製)固形分2% 水溶液 3.50g
上記、導電性ポリマーとバインダー層塗布液B〜Eは、分子中のポリヒドロキシ基とPEDOT−PSS CLEVIOS PH510との間に架橋構造を形成し、120℃、20分で加熱乾燥した後の膜強度は、それぞれの単独膜に較べ硬度が向上している。
A: Conductive polymer layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) alone B: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1 .89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Polyhydroxyethyl acrylate (Synthesis example 2, solid content 20% aqueous solution) 0.35 g
C: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
0.35 g of polyhydroxyethyl vinyl ether (molecular weight 20,000, solid content 20% aqueous solution)
D: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
0.35 g of polyhydroxyethylacrylamide (molecular weight 20,000, solid content 20% aqueous solution)
E: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Polyhydroxyethyl acrylate (Synthesis example 2, solid content 20% aqueous solution) 0.35 g
Dimethyl sulfoxide 0.10g
F: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Water-based polyester Vylonal MD1400 (solid content 15%) (manufactured by Toyobo)
0.47g
Dimethyl sulfoxide 0.10g
Block isocyanate (Elastolon BN-11, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
0.09g
Curing catalyst (Elastotron CAT-21, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 0.004 g
G: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Polyvinyl alcohol PVA-235 (made by Kureha) Solid content 2% aqueous solution 3.50 g
Dimethyl sulfoxide 0.10g
Epoxy crosslinking agent Denacol EX-521 (Nagase ChemteX Corporation) 0.5g
H: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Water-based polyester Vylonal MD1400 (solid content 15%) (manufactured by Toyobo)
0.47g
Dimethyl sulfoxide 0.10g
I: Conductive polymer and binder layer coating solution PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%) (manufactured by HC Starck) 1.59 g
Polyvinyl alcohol PVA-235 (made by Kureha) Solid content 2% aqueous solution 3.50 g
The above-mentioned conductive polymer and binder layer coating solutions B to E form a crosslinked structure between the polyhydroxy group in the molecule and PEDOT-PSS CLEVIOS PH510, and the film strength after heating and drying at 120 ° C. for 20 minutes. Has improved hardness compared to each single film.
また、同様の方法で、A、B液を銀ナノワイヤ基板、銅メッシュ基板に導電性ポリマーとバインダー混合液を塗布し、パターニング、乾燥を行い、銀ナノワイヤの電極(銀ナノワイヤ電極ともいう)10及び11と銅メッシュの電極(銅メッシュ電極ともいう)12及び13を作製した。ここで銅メッシュ基板には導電性ポリマーとバインダー層の膜厚が500nmとなるように塗布した。 Further, in the same manner, the liquids A and B are applied to a silver nanowire substrate and a copper mesh substrate with a conductive polymer and binder mixed solution, patterned and dried, and then a silver nanowire electrode (also referred to as a silver nanowire electrode) 10 and 11 and copper mesh electrodes (also referred to as copper mesh electrodes) 12 and 13 were produced. Here, it apply | coated so that the film thickness of a conductive polymer and a binder layer might be set to 500 nm to a copper mesh board | substrate.
それぞれ作製した電極について透過率を東京電色社製 HAZE METER NDH5000により測定し、表1〜表3にまとめた。素子での光透過性の観点から、75%以上であることが好ましい。 The transmittance of each of the prepared electrodes was measured with a HAZE METER NDH5000 manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd. and summarized in Tables 1 to 3. From the viewpoint of light transmittance in the element, it is preferably 75% or more.
表1〜表3から、導電性ポリマー単体は異物や不純物の影響を減らすため積層すると、透過率が大きく減少することがわかる。 From Tables 1 to 3, it can be seen that when the conductive polymer alone is laminated to reduce the influence of foreign matters and impurities, the transmittance is greatly reduced.
[洗浄]
ITO電極1〜9、銀ナノワイヤ電極10〜11、銅メッシュ電極12〜13を、3槽からなる多段洗浄装置で洗浄した。洗浄液はMilli−Q水製造装置 Milli−Q Advantage(日本ミリポア(株))を用いて作製した超純水を用いた。透明電極はロールtoロール方式で洗浄槽に曝し、1m/hの速度で送り出しを行った。多段洗浄の流量は50ml/hで洗浄を行い、多段洗浄済みのITO電極1〜9、銀ナノワイヤ電極10〜11、銅メッシュ電極12〜13を作製した。尚、上記多段洗浄装置は、洗浄液が、試料進行方向の最下流にある洗浄槽に設置されている洗浄液導入部から導入され、試料とはカウンターカーレントに動き、試料が最初に入れられる洗浄槽に設置されている洗浄液出口から排出される。
[Washing]
The ITO electrodes 1 to 9, the silver nanowire electrodes 10 to 11, and the copper mesh electrodes 12 to 13 were cleaned with a multistage cleaning apparatus consisting of three tanks. As the cleaning liquid, ultrapure water produced using a Milli-Q water production apparatus Milli-Q Advantage (Japan Millipore Corporation) was used. The transparent electrode was exposed to a cleaning tank by a roll-to-roll method and sent out at a speed of 1 m / h. The multistage cleaning was performed at a flow rate of 50 ml / h, and multistage cleaned ITO electrodes 1 to 9, silver nanowire electrodes 10 to 11, and copper mesh electrodes 12 to 13 were produced. In the above multi-stage cleaning apparatus, the cleaning liquid is introduced from the cleaning liquid introduction part installed in the cleaning tank located at the most downstream in the sample traveling direction, moves with the sample counter-currently, and the cleaning tank into which the sample is first placed. It is discharged from the cleaning liquid outlet installed in
また、ITO電極1〜9、銀ナノワイヤ電極10〜11、銅メッシュ電極12〜13を単槽洗浄装置で超純水を用いて洗浄した。1m/hの速度で送り出しを行い洗浄の流量は50ml/hで洗浄を行い、単槽洗浄済みのITO電極14〜22、銀ナノワイヤ電極23〜24、銅メッシュ電極25〜26を作製した。また洗浄の水量を1l/hに変え、単槽洗浄を行い、単槽洗浄済みのITO電極27〜35、銀ナノワイヤ電極36〜37、銅メッシュ電極38〜39を作製した。尚、上記単槽洗浄装置は、洗浄液が、単槽洗浄装置の洗浄槽の最下部に設置されている洗浄液導入部から導入され、洗浄槽の上部に設置されている洗浄液出口から排出される。試料は、ロールtoロール方式で洗浄槽に曝される。 Moreover, the ITO electrodes 1-9, the silver nanowire electrodes 10-11, and the copper mesh electrodes 12-13 were wash | cleaned using the ultrapure water with the single tank washing | cleaning apparatus. Sending out was performed at a speed of 1 m / h, and cleaning was performed at a flow rate of 50 ml / h to produce ITO electrodes 14 to 22, silver nanowire electrodes 23 to 24, and copper mesh electrodes 25 to 26 that had been subjected to single tank cleaning. Moreover, the amount of water for washing was changed to 1 l / h, and single tank cleaning was performed to prepare ITO electrodes 27 to 35, silver nanowire electrodes 36 to 37, and copper mesh electrodes 38 to 39 that had been cleaned for a single tank. In the single tank cleaning apparatus, the cleaning liquid is introduced from the cleaning liquid introduction part installed at the lowermost part of the cleaning tank of the single tank cleaning apparatus, and is discharged from the cleaning liquid outlet installed at the upper part of the cleaning tank. The sample is exposed to the cleaning tank in a roll-to-roll manner.
洗浄後、すべての電極について、透過率及び、洗浄後の膜面を評価し、結果を表1〜表3に示す。 After washing, the transmittance and the film surface after washing were evaluated for all the electrodes, and the results are shown in Tables 1 to 3.
<透過率の測定>
透過率は、東京電色社製 HAZE METER NDH5000を用いて測定した。
<洗浄後の膜面の評価>
目視により透明導電層の表面に乱れが無いかを下記の基準で評価した。
○:なし
×:あり
<Measurement of transmittance>
The transmittance was measured using a HAZE METER NDH5000 manufactured by Tokyo Denshoku.
<Evaluation of membrane surface after cleaning>
Whether the surface of the transparent conductive layer was disturbed by visual observation was evaluated according to the following criteria.
○: None ×: Available
表1〜表3から、導電性ポリマー単体や架橋を透明導電層に含まないものは洗浄を行うと、層表面が乱れてしまい、平滑性が損なわれ、有機電子デバイスに使用できないことがわかる。 From Tables 1 to 3, it can be seen that when the transparent conductive layer does not contain a conductive polymer alone or a crosslink, the surface of the layer is disturbed, the smoothness is impaired, and the organic electronic device cannot be used.
実施例2
[有機EL素子の作製]
実施例1で作製した各透明電極について、PEDOT/PSS〔poly(3,4−ethylenedioxythiophene)−poly(styrenesulfonate)〕=1:2.5の分散液であるBaytron PH510(H.C.Starck社製)をスピンコーターで厚さ30nmの導電性層を形成することで透明電極を面電極化して、アノード電極を形成した。
Example 2
[Production of organic EL element]
For each transparent electrode produced in Example 1, Baytron PH510 (manufactured by HC Starck Co., Ltd.), which is a dispersion of PEDOT / PSS [poly (3,4-ethylenediothiophene) -poly (styrenesulfonate)] = 1: 2.5. ) By using a spin coater to form a conductive layer having a thickness of 30 nm, the transparent electrode was converted into a surface electrode, and an anode electrode was formed.
次いで、市販の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の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また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。 Next, each of the vapor deposition crucibles in a commercially available vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for manufacturing each element. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
はじめに、真空度1×10−4Paまで減圧した後、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、アノード電極上に蒸着し、30nmの正孔輸送層を設けた。 First, after reducing the vacuum to 1 × 10 −4 Pa, the deposition crucible containing α-NPD was energized and heated, and deposited on the anode electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole transport layer was provided.
次いで、以下の手順で各発光層を設けた。 Subsequently, each light emitting layer was provided in the following procedures.
Ir−1が13質量%、Ir−2が3.7質量%の濃度になるように、Ir−1、Ir−2及び化合物1−1を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が622nm、厚さ10nmの緑赤色燐光発光層を形成した。 Ir-1, Ir-2 and compound 1-1 were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the concentration of Ir-1 was 13% by mass and Ir-2 was 3.7% by mass. A green-red phosphorescent light emitting layer having a maximum wavelength of 622 nm and a thickness of 10 nm was formed.
次いで、E−1が10質量%になるように、E−1及び化合物1−1を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が471nm、厚さ15nmの青色燐光発光層を形成した。 Next, E-1 and Compound 1-1 were co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so that E-1 was 10% by mass, and a blue phosphorescent light emitting layer having a maximum emission wavelength of 471 nm and a thickness of 15 nm was formed. Formed.
その後、M−1を膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成し、更に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。 Thereafter, M-1 is vapor-deposited to a thickness of 5 nm to form a hole blocking layer, and CsF is co-deposited with M-1 so that the film thickness ratio is 10%, and an electron transport layer having a thickness of 45 nm is formed. Formed.
更に、アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成した。 Furthermore, aluminum 110nm was vapor-deposited and the cathode was formed.
次いで、ポリエチレンテレフタレートを基材とし、Al2O3を厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を使用し、アノード電極及びカソード電極の外部取り出し端子が形成出来る様に端部を除きカソード電極の周囲に接着剤を塗り、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て、有機EL素子1〜39を作製した。
(構造式は別途貼付します)
Next, using a flexible sealing member made of polyethylene terephthalate as a base material and depositing Al 2 O 3 with a thickness of 300 nm, the cathode electrode except for the ends so that external lead terminals of the anode electrode and the cathode electrode can be formed. After applying an adhesive around the substrate and pasting a flexible sealing member, the adhesive was cured by heat treatment to produce organic EL elements 1 to 39.
(Structure formula is affixed separately)
また、電極1〜39を洗浄せずに素子化し、それぞれ対応する有機EL素子40〜78を作製し、それぞれの比較試料とした。 Further, the electrodes 1 to 39 were formed into elements without washing, and the corresponding organic EL elements 40 to 78 were prepared and used as comparative samples.
[有機EL素子の評価]
有機EL素子1〜78について以下の評価を行い、表4にまとめた。
[Evaluation of organic EL elements]
The organic EL elements 1 to 78 were evaluated as follows and are summarized in Table 4.
(リーク)
作製した有機EL素子1〜39に+3V/−3Vの電圧を印加した時の電流値を測定し、下記の計算式により整流比を求めた。
(leak)
A current value when a voltage of +3 V / -3 V was applied to the produced organic EL elements 1 to 39 was measured, and a rectification ratio was obtained by the following calculation formula.
整流比=+3V印加時の電流値/−3V印加時の電流値
発光効率の観点から、整流比が1000以上であることが好ましい。同一作製手順にて作製した10素子の整流比を測定した。以下の指標で評価しリークとして、表4に示す。大面積化に対応するためには、3以上のレベルであることが必須で、4以上が好ましい。
Rectification ratio = current value when +3 V is applied / current value when -3 V is applied From the viewpoint of luminous efficiency, the rectification ratio is preferably 1000 or more. The rectification ratio of 10 elements manufactured by the same manufacturing procedure was measured. Table 4 shows the leakage evaluated by the following indices. In order to cope with an increase in area, it is essential that the level is 3 or more, and 4 or more is preferable.
5: 1000以上は10個中8個以上
4: 1000以上は10個中5個以上
3: 1000以上は10個中3個以上
2: 1000以上は10個中1個以上
1: 1000以上は0個
(寿命)
得られた有機EL素子1〜39の、初期の輝度を5000cd/m2で連続発光させて、輝度が半減するまでの時間を求めた。それぞれの基板に対応する、洗浄を行わなかった有機EL素子40〜78の寿命に対しての比率を求め、以下の指標で評価し寿命として、表4に示す。3以上が好ましく、4以上であることがより好ましい。
5: 1000 or more is 8 or more in 10 4: 1000 or more is 5 or more in 10 3: 1000 or more is 3 or more in 10 2: 1000 or more is 1 or more in 10 1: 1000 or more is 0 Pieces (life)
The obtained organic EL elements 1 to 39 were allowed to emit light continuously at an initial luminance of 5000 cd / m 2 , and the time until the luminance was reduced by half was determined. The ratio of the organic EL elements 40 to 78 corresponding to the respective substrates to the lifetime of the organic EL elements 40 to 78 that have not been cleaned is obtained and evaluated according to the following indices, and the lifetime is shown in Table 4. 3 or more is preferable, and 4 or more is more preferable.
5: 200%以上
4: 150%以上
3: 120%以上
2: 110%以上
1: 100%以上
0:90%以上
5: 200% or more 4: 150% or more 3: 120% or more 2: 110% or more 1: 100% or more 0: 90% or more
表4から、本発明の有機EL素子2〜7、11及び13は、リークに優れ、寿命も非常に改善がみられていることがわかる。一方、水量が少なく単槽で電極を洗浄した電極15〜20、24及び26から作製した、有機EL素子15〜20、24及び26は、リークにおいて、多段洗浄した電極2〜7、11及び13から作製した、有機EL素子2〜7、11及び13に比較して、やや劣りレベル3を維持するものもあるが、寿命のほうは、洗浄前と比べ改善していないことがわかる。更に、単槽洗浄した、電極28〜33、37及び39から作製した、有機EL素子28〜33、37及び39は、多段洗浄した電極2〜7、11及び13に較べ、実に20倍の洗浄液を用いて洗浄してやっと、同レベルの性能を示すことが判る。 From Table 4, it can be seen that the organic EL elements 2 to 7, 11 and 13 of the present invention are excellent in leakage and have a very improved life. On the other hand, the organic EL elements 15-20, 24, and 26 produced from the electrodes 15-20, 24, and 26, which have a small amount of water and cleaned in a single tank, are electrodes 2-7, 11, and 13 that are subjected to multi-stage cleaning in a leak. As compared with the organic EL elements 2 to 7, 11 and 13 produced from the above, there are some which maintain the level 3 which is slightly inferior, but it is understood that the lifetime is not improved as compared with that before cleaning. Furthermore, the organic EL elements 28 to 33, 37 and 39 prepared from the electrodes 28 to 33, 37 and 39 which were cleaned in a single tank were actually 20 times as much as the cleaning liquid compared to the electrodes 2 to 7, 11 and 13 which were cleaned in multiple stages. It turns out that it shows the same level of performance only after washing with
尚、表4において、−印の欄は、一応発光するが殆ど測定不能状態を示し、ブランク欄は水洗により層表面が乱れ過ぎたので、均一に発光しないまたは発光しない素子を意味する。 In Table 4, the column marked with-indicates light emission but almost impossible measurement, and the blank column means an element that does not emit light evenly or does not emit light because the surface of the layer is too disturbed by washing with water.
また、同様に多段洗浄処理した電極を用いて、有機太陽電池の素子を作製したところ、リークが抑制され、発電効率の向上が確認された。 Similarly, when an element of an organic solar cell was produced using an electrode subjected to multi-stage cleaning treatment, leakage was suppressed and improvement in power generation efficiency was confirmed.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013058389A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Konica Minolta Holdings Inc | Transparent electrode and organic electroluminescent element |
JP5256373B1 (en) * | 2012-11-12 | 2013-08-07 | 尾池工業株式会社 | Transparent conductive film |
WO2014041794A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | パナソニック株式会社 | Method for producing organic electroluminescent element and substrate washing device |
WO2014196354A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | 星光Pmc株式会社 | Metal nanowire-containing composition |
US9601711B2 (en) | 2012-02-10 | 2017-03-21 | Konica Minolta, Inc. | Composition for forming transparent electrode, transparent electrode, organic electronic element, and method for manufacturing transparent electrode |
-
2009
- 2009-10-28 JP JP2009247590A patent/JP2011096437A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013058389A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Konica Minolta Holdings Inc | Transparent electrode and organic electroluminescent element |
US9601711B2 (en) | 2012-02-10 | 2017-03-21 | Konica Minolta, Inc. | Composition for forming transparent electrode, transparent electrode, organic electronic element, and method for manufacturing transparent electrode |
WO2014041794A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | パナソニック株式会社 | Method for producing organic electroluminescent element and substrate washing device |
JP5256373B1 (en) * | 2012-11-12 | 2013-08-07 | 尾池工業株式会社 | Transparent conductive film |
WO2014196354A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | 星光Pmc株式会社 | Metal nanowire-containing composition |
JP5733548B1 (en) * | 2013-06-07 | 2015-06-10 | 星光Pmc株式会社 | Metal nanowire-containing composition |
CN105246962A (en) * | 2013-06-07 | 2016-01-13 | 星光Pmc株式会社 | Metal nanowire-containing composition |
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