JP2011523665A - 太陽光暴露に対する安定性が向上した層構成 - Google Patents

太陽光暴露に対する安定性が向上した層構成 Download PDF

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Abstract

2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された組成物;2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる場合により置換されていることができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる、支持体上の層構成;上記の層を含んでなる発光ダイオード;上記の層を含んでなる光起電力装置;上記の層を含んでなるトランジスタ;ならびに上記の層を含んでなるエレクトロルミネセント装置。

Description

発明の分野
本発明は、高い表面導電率における可視光及びUV光暴露に対する安定性が向上した組成物及び層構成に関する。
発明の背景
ポリチオフェンは、それらの興味深い電気的及び/又は光学的性質の故に、広く研究されてきた。ポリチオフェンは、化学的又は電気化学的に酸化又は還元されると、導電性となる。
特許文献1は、式:
Figure 2011523665
[式中、Aは場合により置換されていることができるC1−4−アルキレン基を示す]
の構造単位を含有するポリチオフェン及び対応するチオフェンの酸化重合によるその製造を開示している。
特許文献2は、式(I):
Figure 2011523665
[式中、R及びRは、互いに独立して水素又はC1−4−アルキル基を示すか、あるいは一緒になって場合により置換されていることができるC1−4−アルキレン残基を形成する]
の構造単位から構成されるポリチオフェンの、ポリアニオンの存在下における分散系を開示している。
特許文献3は、A)式(I)
Figure 2011523665
[式中、R及びRは、互いに独立して水素又はC1−C4−アルキル基を示すか、あるいは一緒になって場合により置換されていることができるC1−C4−アルキレン残基、好ましくは場合によりアルキル基で置換されていることができるメチレン、場合によりC−C12−アルキルもしくはフェニル基で置換されていることができる1,2−エチレン残基又は1,2−シクロヘキセン残基を示す]
の繰り返し構造単位を有する中性のポリチオフェンならびにB)ジ−もしくはポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有有機化合物の混合物;ならびにそれらからの導電性コーティングを開示しており、コーティングは、それらの抵抗を好ましくは<300オーム/平方まで向上させるために焼き戻される。特許文献3中で開示されているジ−及びポリヒドロキシ化合物の例は:糖及び糖誘導体、例えばサッカロース、グルコース、フルクトース、ラクトース、糖アルコール、例えばソルビトール及びマンニトールならびにエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールのようなアルコールである。
特許文献4は、本質的にポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン、エチレン基がC−C12アルキル基で置換されているポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、エチレン基がアルコキシ基で置換されているポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ならびにエチレンジオキシチオフェンのオリゴマーの群から選ばれるポリマーから成るポリマー層を保有する電気絶縁基質を含んでなる積層構造を開示しており、該層は、最大で1000Ω/平方のシート抵抗を有する第1の導電性部分ならびにシート抵抗が該第1部分中の導電性ポリマーのシート抵抗より少なくとも10のファクター高い(at least a factor of 10 higher)第2の実質的に非−導電性の部分のパターンを有し、該ポリマー層の導電性の第1部分中に金属層が付着(deposited)している。特許文献4は、(a)最大で1000Ω/平方のシート抵抗を有する導電性ポリマー;(b)非−導電性ポリマー;ならびに(c)導電性領域及び非−導電性領域を有するポリマーに選択的に重合することができるモノマー、オリゴマー及びポリマーの群から選ばれる物質を含んでなる、室温で安定なスピンコーティング溶液も開示しており、該溶液はさらに酸化剤;塩基(例えばイミダゾール);及び溶媒を含む。
特許文献5は、基質表面上に導電性ポリマーのパターンを作製する方法を開示しており、該方法は:a)該基質の表面上に、加熱されると該導電性ポリマーを形成することができる材料、酸化剤及び塩基(例えばイミダゾール)を含有する溶液から液体層を形成し、b)該液体層をパターン付けられた放射線に露出し、そしてc)該層を加熱して、それにより導電性ポリマーのパターンを形成することを含んでなり、層の非露出領域において該導電性ポリマーが形成され、層の露出領域において非−導電性ポリマーが形成される。
特許文献6は、最大で1000Ω/平方のシート抵抗を有する第1の導電性部分ならびに第1部分中のポリマーのシート抵抗を第2部分中のポリマーのシート抵抗に比較する場合に相対的に実質的に非−導電性の第2の部分のパターンを含んでなるポリマー層を保有し、該ポリマー層の導電性の第1部分上に金属層が電着している電気絶縁基質を有する積
層構造の製造方法を開示しており、該方法は:3,4−エチレンジオキシチオフェンモノマー、酸化剤、塩基(例えばイミダゾール)及び溶媒を含んでなる溶液の層を基質上に与え、パターン付けられた放射線に層を露出し、該露出された層を加熱し、それにより非露出領域において導電性ポリマー領域を形成し、且つ露出領域において該実質的に非−導電性のポリマー領域を形成し、そしてその後、金属塩溶液から金属層を導電性ポリマー上に選択的に電着させる段階を含んでなる。
特許文献7は:π−共役導電性ポリマー、ポリアニオン及び2個もしくはそれより多いヒドロキシ基を含有するヒドロキシ基−含有芳香族化合物を含んでなる導電性組成物を開示している。好ましい態様において、ポリヒドロキシル基−含有芳香族化合物は式(1):
Figure 2011523665
により示され、式中、Rは、それぞれ1〜15個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基又はアラルキル基から選ばれる基を示す。さらに別の好ましい態様において、ヒドロキシ基−含有芳香族化合物は、スルホ基及び/又はカルボキシ基を含有する。特許文献7の発明の実施例は、2個もしくはそれより多いヒドロキシ基を含有するヒドロキシ基−含有芳香族化合物を添加する時の導電率の強化ならびに導電率の熱安定性及び湿度安定性の向上を示している。
特許文献8は、π−共役導電性ポリマー、ポリアニオン、エステル化合物及び溶媒を含有する導電性ポリマー性コーティング材料を開示しており、エステル化合物は少なくとも2個のカルボキシル基を有するカルボン酸化合物と少なくとも2個のヒドロキシル基を有する多価アルコール化合物の脱水反応生成物である。コーティング材料の調製方法は、少なくとも2個のカルボキシル基を有するカルボン酸化合物と少なくとも2個のヒドロキシル基を有する多価アルコール化合物の脱水反応によりエステル化合物を合成するためのエステル化合物合成プロセスならびにπ−共役導電性ポリマー、ポリアニオン及び溶媒を含有する溶液又は分散液にエステル化合物を加えるためのエステル化合物添加プロセスを含んでなる。
特許文献9は、π−共役導電性ポリマー、ポリアニオン、窒素−含有化合物及び溶媒を含んでなる導電性ポリマー溶液を開示しており、窒素−含有化合物は、ウレア基、ウレタン基、アロファネート基、ビウレット基、イミド基及びアミド基から選ばれる1個もしくはそれより多い窒素−含有官能基を有し、ここで窒素−含有官能基の窒素原子は第4級化塩の形態を有し、導電性ポリマー溶液の窒素−含有化合物は、好ましくは1個もしくはそれより多い不飽和二重結合を有する。導電性ポリマー溶液をコーティングすることにより、導電性コーティングフィルムが形成される。
特許文献10は、π−共役導電性ポリマー、可溶化ポリマー、アミド化合物及び溶媒を含んでなる導電性ポリマー溶液を開示している。上記のポリマー溶液をコーティングすることにより形成されるべきものは、導電性コーティングフィルムである。
ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)ポリマー、ポリアニオン及び2個もしくはそ
れより多いヒドロキシ基を含有するヒドロキシ基−含有芳香族化合物を含有する導電性層の一般的な欠点は、低い導電率及び可視光及びUV光に暴露する時のそれらの表面抵抗における禁止的な増加である。
高沸点液、例えばジ−もしくはポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有有機化合物と接触させ、場合により続いて高められた温度で加熱することにより強化された導電率を有する、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)ポリマー及びポリアニオンを含有する導電性層の一般的な欠点は、可視光及びUV光に暴露する時のそれらの表面抵抗における急速な増加である。
先行技術:
これまでに、以下の先行技術文書が出願人に既知である:
1989年11月2日に公開された特許文献1
1991年8月14日に公開された特許文献2
1995年12月13日に公開された特許文献3
2006年10月26日に公開された特許文献8
2006年11月30日に公開された特許文献9
2006年12月7日に公開された特許文献10
1995年6月27日に公開された特許文献4
1995年9月5日に公開された特許文献5
1997年4月15日に公開され特許文献6
2006年4月13日に公開された特許文献7
欧州特許第339 340号明細書(EP−A 339 340) 欧州特許第440 957号明細書(EP−A 440 957) 欧州特許第686 662号明細書(EP−A 686 662) 米国特許第5,427,841号明細書 米国特許第5,447,824号明細書 米国特許第5,620,800号明細書 米国特許第2006/0076541A号明細書(US 2006/0076541A)(US 2006/0076541A1) 日本特許第2006−291133A1号明細書(JP 2006−291133A1)(JP 2006−291133A) 日本特許第2006−321840A号明細書(JP 2006−321840A) 日本特許第2006−328276A1号明細書(JP 2006−328276A1)(JP 2006−328276A)
発明の側面
従って、本発明の側面は、向上した導電率を有し、可視光及び紫外光に、あるいは熱と高い湿度の組み合わせに暴露される時にそれらの表面抵抗における急速な増加を経ない、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)ポリマー、ポリアニオン及び2個もしくはそれより多いヒドロキシ基を含有するヒドロキシ基−含有芳香族化合物を含有する導電性層を提供することである。
従って、本発明のさらに別の側面は、高沸点液との接触により強化された導電率を有し、可視光及び紫外光に、あるいは熱と高い湿度の組み合わせに暴露される時にそれらの表面抵抗における急速な増加を経ない、ポリアニオンの存在下でポリ(3,4−ジアルコキシ−チオフェン)ポリマーを含有する導電性層を提供することである。
本発明のさらなる側面及び利点は、下記の記述から明らかになるであろう。
発明の概略
驚くべきことに、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオンを含んでなり、高沸点液との接触により導電率が強化された導電性組成物に、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物及びポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物を組み合わせて添加することは、可視光及びUV−光に、及び加熱と高い湿度の組み合わせに暴露される時の表面抵抗の安定性における劇的な向上を生ずる層及びプリントを与えることが見出された。
驚くべきことに、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー、ポリアニオン及びポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物を含んでなる導電性組成物に、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物を添加し、表面抵抗を減少させる高沸点液と接触させることは、可視光及びUV−光に、及び加熱と高い湿度の組み合わせに暴露される時の表面抵抗の安定性における劇的な向上を生ずる層及びプリントを与えることも見出された。
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された組成物により実現された。
本発明の側面は、本発明に従う層を形成するための方法によっても実現され、該方法は:場合により1つもしくはそれより多い層が設けられていることができる支持体上に本発明に従う組成物のコーティングを与え;そしてコーティングを乾燥する段階を含んでなる。
本発明の側面は、支持体上の層構成によっても実現され、層構成は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオ
フェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる。
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる発光ダイオードによっても実現される。
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる光起電力装置によっても実現される。
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなるトランジスタによっても実現される。
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなるエレクトロルミネセント装置によっても実現される。
好ましい態様を、従属クレイムにおいて開示する。
定義
アルキルという用語は、アルキル基中の炭素原子のそれぞれの数に関して可能なすべての変形、すなわち3個の炭素原子の場合:n−プロピル及びイソプロピル;4個の炭素原子の場合:n−ブチル、イソブチル及び第3級−ブチル;5個の炭素原子の場合:n−ペンチル、1,1−ジメチル−プロピル、2,2−ジメチルプロピル及び2−メチル−ブチルなどを意味する。
本発明の目的のための水性という用語は、少なくとも60容量%の水、好ましくは少なくとも80容量%の水を含有し、且つ場合により水−混和性有機溶媒、例えばアルコール、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール、イソ−アミルアルコール、オクタノール、セチルアルコールなど;グリコール、例えばエチレングリコール;グリセリン;N−メチルピロリドン;メトキシプロパノール;ならびにケトン、例えば2−プロパノン及び2−ブタノンなどを含有しても良いことを意味する。
本開示において用いられるポリアニオンという用語は、酸として、塩として、又は部分的に酸として及び部分的に塩として存在する高分子又は非−高分子ポリアニオン性物質を意味する。
本発明の開示において用いられるアミンという用語は、アンモニア、水酸化アンモニウムならびに第1級、第2級及び第3級アミノ−化合物を含む。
本発明の開示において用いられる少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物という用語は、少なくとも1個の環窒素原子を含んでなるすべての環−系を含み、すなわちすべてのそのような飽和、不飽和及び複素芳香族化合物を含む。
本発明の開示において用いられるカルボキシという用語は、カルボン酸基又はその塩である。
本発明の開示において用いられるスルホという用語は、スルホン酸基又はその塩である。
導電率強化は、接触が導電率の向上を生ずるプロセスを指す。あるいはまた、15の誘電率を有する非プロトン性化合物、例えばN−メチル−ピロリジノンの場合、100℃より低い温度を用いることができる。そのような導電率強化はポリチオフェンを用いて観察され得、層の形成の間あるいは後に起こり得る。そのような処理に特に好ましい液は、欧州特許第686 662号明細書(EP−A 686 662)及び欧州特許第1 003 179号明細書(EP−A 1 003 179)に開示されているようなホルムアミド、2−ピロリドン及びジエチレングリコールである。
略語PEDOTはポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)を示す。
略語PSSはポリ(スチレンスルホン酸)又はポリ(スチレンスルホネート)を示す。
本発明の開示において用いられるe−ペーパー(e−paper)という用語は、紙のように見えるが−電子的手段により−何千回又は何百万回も繰り返して書く(再生させる(refreshed))ことができる携帯可能、再利用可能な保存及びディスプレー媒体である。e−ペーパーは、e−ブック(e−books)、電子新聞、移動可能な標識(portable signs)及び折りたたむことができる、巻くことができるディスプレーのような用途のために用いられるであろう。ディスプレーされるべき情報は、コンピューター又は携帯電話への接続を介してダウンロードされるか、あるいは電子「えんぴつ」のような機械的道具を用いて作られる。複数の異なる方法が開発されつつある:X
eroxは、3Mと共同でGyriconと呼ばれるe−ペーパーを作り、Lucentは、E Inkと呼ばれる会社と共同で、この数年以内に利用可能になることが期待されている装置(E Inkとも呼ばれる)につき研究中である(is working on)。これらの方法の両方は、黒(又は他の色)及び白ディスプレーを可能にする。Gyricon型(version)は、油が充填されたポケット中に何百万もの小さい二色(bichromal)(二色(two color))ビーズを含有する透明なプラスチックの一枚のシートから成る。LucentのE Ink装置は電子インキを使用し、薄いプラスチックの柔軟性トランジスタをポリマーLEDs(発光ダイオード)と組み合わせ、スマート画素と呼ばれるものを作る。
本発明の開示において用いられるタッチスクリーンという用語は、人間のタッチに感受性であり、使用者がスクリーン上の画又は語にタッチすることによりコンピューターと相互作用することを可能にするコンピューターディスプレースクリーンである。タッチスクリーンは、情報キオスク(information kiosks)、コンピューターに基づくトレーニング装置及びマウス又はキーボードの操作が困難な人を助けるように設計されるシステムと一緒に用いられる。3つの型のタッチスクリーン技術:抵抗的(resistive)、表面波(surface wave)及び静電容量的(capacitive)技術がある。
組成物
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された組成物により実現された。
本発明に従う組成物の第1の態様に従うと、組成物はさらに分散媒を含有する。
本発明に従う組成物の第2の態様に従うと、組成物はさらに、分散媒として有機液を含有する。
本発明に従う組成物の第3の態様に従うと、組成物はさらに、分散媒として水を含有する。
本発明に従う組成物の第4の態様に従うと、組成物はさらに水性媒体を含有する。
本発明に従う組成物の第5の態様に従うと、組成物はさらに、少なくとも3.5、好ましくは少なくとも4.0、そして特に好ましくは少なくとも4.5のpHを有する水性媒体を含有する。
本発明に従う組成物の第6の態様に従うと、組成物はさらに界面活性剤を含有する。
本発明に従う組成物の第7の態様に従うと、組成物はさらに結合剤を含有する。
本発明に従う組成物の第8の態様に従うと、組成物はさらに架橋剤を含有する。
本発明に従う組成物の第9の態様に従うと、組成物は、少なくとも2個のカルボキシ基を有するポリカルボン酸化合物と少なくとも2個のヒドロキシル−基を有する多価アルコールの脱水により製造されるエステル化合物が排除されている。
本発明に従う組成物の第10の態様に従うと、組成物はイミド化合物が排除されている。
本発明に従う組成物の第11の態様に従うと、組成物は第3級アンモニウム化合物が排除されている。
本発明に従う組成物の第12の態様に従うと、組成物は芳香族又は複素芳香族アミド化合物が排除されている。
本発明に従う組成物の第13の態様に従うと、ポリアニオン及び(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマーがラテックス中に存在し、ラテックス中のポリアニオン対(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマーの重量比は少なくとも4.0である。
本発明に従う組成物の第14の態様に従うと、組成物は印刷インキ、例えばスクリーン−印刷インキ、オフセットインキ、フレキソグラフインキ、インキジェットインキ又はグラビアインキである。
本発明に従う組成物の第15の態様に従うと、組成物はコーティング組成物である。
場合により置換されていることができる
3,4−アルキレンジオキシチオフェンモノマー単位を含有するポリマー
本発明に従うポリマーは、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェンモノマー単位を含有する。
本発明に従う組成物の第16の態様に従うと、ポリマーは:ポリ(3,4−メチレンジオキシ−チオフェン)、ポリ(3,4−メチレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−エチレン−ジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)誘導体、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシ−チオフェン)誘導体、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)誘導体及びそれらを用いるコポリマーより成る群から選ばれる。本発明に従う組成物の第9の態様の開示において用いられる誘導体という用語は、モノマーが置換されていることを意味する。
本発明に従う組成物の第17の態様に従うと、オキシ−アルキレン−オキシ架橋のための置換基は、アルキル、アルコキシ、アルキルオキシアルキル、アルキルオキシアルキレンカルボキシ、アルキルオキシアルキレンスルホ、カルボキシ、アルキルスルホナト及びカルボキシエステル基である。
本発明に従う組成物の第18の態様に従うと、場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋は、1,2−エチレン基、場合によりアルキル−置換されていることができるメチレン基、場合によりC1−12−アルキル−又はフェニル−置換されていることができる1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基又は1,2−シクロヘキシレン基である。
本発明に従う組成物の第19の態様に従うと、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェン構造単位は式(I):
Figure 2011523665
により示され、式中、X及びYはOであり、Zは−(CH−CR−(CH−であり;Rは水素又は−(CH−O−(CH−SO であり;Rは−(CH−O−(CH−SO であり;Mはカチオンであり;m及びnは独立して0〜3の全数であり;sは0〜10の全数であり;そしてpは1〜18の全数である。
本発明に従う組成物の第20の態様に従うと、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェン構造単位を含有するポリマーは、式(IV)
Figure 2011523665
に従うポリチオフェンであり、式中、X及びYはOであり、Zは−(CH−CR−(CH−であり;Rは水素又は−(CH−O−(CH−SO であり;Rは−(CH−O−(CH−SO であり;Mはカチオンであり;m及びnは独立して0〜3の全数であり;sは0〜10の全数であり;そしてpは1〜18の全数であり;そしてqは2〜10,000の全数である。
本発明に従う組成物の第21の態様に従うと、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェン構造単位を含有するポリマーは、ポリ[4−(2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−2−イルメトキシ)−ブタン−1−スルホン酸]である。
本発明に従う組成物の第22の態様に従うと、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェン構造単位を含有するポリマーは、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である。
化学的に、又は電気化学的に本発明に従うポリマーを重合させることができる。化学的重合を酸化的又は還元的に行うことができる。そのようなポリマーの酸化重合のために、例えばJournal of the American Chemical Soci
ety,volume 85,pages 454−458(1963)及びJ.Polymer Science Part A Polymer Chemistry,volume 26,pages 1287−1294(1988)に記載されているようなピロールの酸化重合に用いられる酸化剤を使用することができる。
酸化重合において、安価且つ容易に入手可能な酸化剤、例えばFeClのような鉄(III)塩、有機酸の鉄(III)塩、例えばFe(OTs)、H、KCr、過硫酸アルカリ及びアンモニウム、過ホウ酸アルカリならびに過マンガン酸カリウムを用いることができる。
理論的に、チオフェンの酸化重合は、式(III)のチオフェンのモルあたりに2.25当量の酸化剤を必要とする[例えばJ.Polymer Science Part A Polymer Chemistry,volume 26,pages 1287−1294(1988)を参照されたい)。実際には、重合可能単位あたりに0.1〜2当量過剰の酸化剤を用いる。過硫酸塩及び鉄(III)塩の使用は、それらが腐食的に作用しないという大きな技術的な利点を有する。さらに、特定の添加剤の存在下で、本発明に従うポリマーへの酸化重合は非常にゆっくり進行するので、チオフェン及び酸化剤を溶液又はペーストとして一緒にし、処理されるべき基質に適用することができる。そのような溶液又はペーストの適用後、引用することによりそれらの記載事項が本明細書の内容となる米国特許第6,001,281号明細書及び国際公開第00/14139号パンフレットに開示されている通り、コーティングされた基質を加熱することにより、酸化重合を加速することができる。
それぞれChem.Eur.Journal,volume 8,pages 2384−2396において2002年にApperloo et al.により記載された通り、及び2001年にTetrahedron Letters,volume 42,pages 155−157及び1998年にMacromolecules,volume 31,pages 2047−2056において開示された通り、Stille(有機錫)又はSuzuki(有機ホウ素)経路を用いて、あるいは1999年にBull.Chem.Soc.Japan,volume 72,page 621に、及び1998年にAdvanced Materials,volume 10,pages 93−116に開示された通りにニッケル錯体を用いて、還元重合を行うことができる。
本発明に従う場合により置換されていることができる3,4−ジアルコキシチオフェンモノマー単位を、化学的又は電気化学的に他のチオフェンモノマー又はピロールのような重合可能な複素環式化合物と共重合させることができる。
ポリアニオン
本発明に従う層構成において用いるためのポリアニオン化合物は、引用することによりその記載事項が本明細書の内容となる欧州特許第440 957号明細書中に開示されており、高分子カルボン酸、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸又はポリマレイン酸及びポリスルホン酸、例えばポリ(スチレンスルホン酸)が含まれる。これらのポリカルボン酸及びポリスルホン酸は、ビニルカルボン酸及びビニルスルホン酸と他の重合可能なモノマー、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びスチレンのコポリマーであることもできる。
本発明に従う組成物の第23の態様に従うと、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物は、ポリアニオンのモノマー単位に関して少なくとも0.4のモル比で存在し、ポリアニオンのモノマー単位に関して少なくとも0.6のモル比が好ましく、ポリアニオンのモノマー単位に関して少なくとも0.8の
モル比が特に好ましい。
本発明に従う組成物の第24の態様に従うと、ポリアニオンはポリ(スチレンスルホネート)である。
ポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物
本発明の側面は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる組成物により実現された。
本発明に従う組成物の第25の態様に従うと、ポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物は、場合により置換されていることができるポリヒドロキシベンゼン、例えばピロガロール、カテコール、レゾルシノール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、没食子酸、没食子酸エステル、3,4−ジヒドロキシ安息香酸及び3,4−ジヒドロキシ安息香酸エステルである。
適したポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物には:
Figure 2011523665
Figure 2011523665
が含まれる。
アミノ−化合物及び少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物
本発明に従う組成物又は層構成において用いられる少なくとも1種のアミノ化合物は、アンモニア、水酸化アンモニウム又は第1級、第2級もしくは第3級アミノ−化合物であることができる。第1級もしくは第2級アミノ−化合物の置換基は、脂肪族、芳香族、複素環式及び複素芳香族基より成る群から選ばれる。
本発明に従う組成物の第26の態様に従うと、少なくとも1種のアミノ−化合物は、脂肪族第2級アミノ−化合物である。適した脂肪族第2級アミノ−化合物には:2−ジエチルアミノ−エタノール、2−ジメチルアミノ−エタノール及びジシクロヘキシルアミンが含まれる。
適した第3級アミノ−化合物には、トリエチルアミン及びトリメチルアミンが含まれる。
本発明に従う組成物の第27の態様に従うと、少なくとも1個の環窒素原子を有する少なくとも1種の複素環式化合物は、飽和化合物である。
本発明に従う組成物の第28の態様に従うと、少なくとも1個の環窒素原子を有する少なくとも1種の複素環式化合物は、不飽和化合物、例えばイミダゾール、イミダゾール誘導体、例えばベンズイミダゾール、トリアゾール、トリアゾール誘導体、例えばベンズトリアゾール、テトラゾール及びテトラゾール誘導体、例えば1−フェニル−5−メルカプトテトラゾールである。
本発明に従う組成物の第29の態様に従うと、少なくとも1個の環窒素原子を有する少なくとも1種の複素環式化合物は、複素芳香族化合物、例えばベンズイミダゾール、ベンズトリアゾール、イミダゾール、ピリジン、置換されていることができるピリジン誘導体である。
適した少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物には、イミダゾール、イミダゾール誘導体、ピリミジン、ピリミジン誘導体、ピぺリジン、ピぺリジン誘導体、ピロリジン、ピロリジン誘導体、ピリジン、ピリジン誘導体、キノリン、キノリン誘導体、イソキノリン、イソキノリン誘導体及び1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン:
Figure 2011523665
が含まれる。
4.9より小さいpKa’sを有する適したアミノ−化合物及び少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物には:
Figure 2011523665
が含まれる。
本発明に従う組成物の第30の態様に従うと、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物は、少なくとも4.9のpKaを有する。少なくとも4.9のpKaを有するアミノ−化合物及び少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物には:
Figure 2011523665
が含まれる。
ポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基
あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物
本発明に従う組成物の第31の態様に従うと、少なくとも1種のポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物ならびに/あるいは15の誘電率を有する少なくとも1種の非プロトン性化合物は、少なくとも2個のヒドロキシ基を有するポリヒドロキシ脂肪族化合物である。
本発明に従う組成物の第32の態様に従うと、少なくとも1種のポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物は、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、グリセロール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ジ(エチレングリコール)エチルエーテルアセテート(carbitolTM アセテート)、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン及び糖アルコール、例えばソルビトール、マンニトール、2,4−ジヒドロキシアセトフェノン、サッカロース及びフルクトースより成る群から選ばれる。
本発明に従う組成物の第33の態様に従うと、少なくとも1種のポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物は、15の誘電率を有する非プロトン性化合物、例えばN−メチルピロリジノン、2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン、N,N,N’,N’−テトラメチルウレア、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメチレンスルホン、ジメチルスルホキシド及びヘキサメチルホスホルアミドである。
本発明に従う組成物の第34の態様に従うと、少なくとも1種のポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物は、1,2−プロパンジオール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、N−メチルピロリジノン及びジ(エチレングリコール)エチルエーテルアセテート(carbitolTM アセテート)より成る群から選ばれる。
界面活性剤
本発明に従う組成物の第35の態様に従うと、層はさらに非−イオン性界面活性剤、例えばエトキシル化/フルオロアルキル界面活性剤、ポリエトキシル化シリコーン界面活性剤、ポリシロキサン/ポリエーテル界面活性剤、ペルフルオロ−アルキルカルボン酸のアンモニウム塩、ポリエトキシル化界面活性剤、及びフッ素−含有界面活性剤を含有する。
適した非−イオン性界面活性剤には:
界面活性剤番号01=ZONYLTM FSN、DuPontからの水中のイソプロパノールの50重量%溶液中の、x=0〜約25であるF(CFCF1−9CHCHO(CHCHO)Hの40重量%溶液;
界面活性剤番号02=ZONYLTM FSN−100:DuPontからの、x=0〜約25であるF(CFCF1−9CHCHO(CHCHO)H;
界面活性剤番号03=ZONYLTM FS300、DuPontからのフッ素化界面活性剤の40重量%水溶液;
界面活性剤番号04=ZONYLTM FSO、DuPontからの水中のエチレングリコールの50重量%溶液中の、y=0〜約15である式:F(CFCF1−7CHCHO(CHCHO)Hを有するエトキシル化非−イオン性フルオロ−界面活性剤の混合物の50重量%溶液;
界面活性剤番号05=ZONYLTM FSO−100、式:F(CFCF1−7CHCHO(CHCHO)Hを有し、ここでy=0〜約15であるDuPontからのエトキシル化非−イオン性フルオロ−界面活性剤の混合物;
界面活性剤番号06=TegoglideTM 410、Goldschmidtからのポリシロキサン−ポリマーコポリマー界面活性剤;
界面活性剤番号07=TegowetTM、Goldschmidtからのポリシロキサン−ポリエステルコポリマー界面活性剤;
界面活性剤番号08=FLUORADTMFC431:3MからのCF(CFSO(C)N−CHCO−(OCHCHOH;
界面活性剤番号09=FLUORADTMFC126、3Mからのペルフルオロカルボン
酸のアンモニウム塩の混合物;
界面活性剤番号10=ポリオキシエチレン−10−ラウリルエーテル
界面活性剤番号11=FLUORADTMFC430、3Mからの98.5%活性フルオロ脂肪族エステル;
界面活性剤番号12=Synperonic A7、ICIからの、平均で7個のエチレンオキシド基と縮合したC11−13−脂肪アルコール
が含まれる。
本発明に従う組成物の第36の態様に従うと、層はさらにアニオン性界面活性剤を含有する。
適したアニオン性界面活性剤には:
界面活性剤番号13=ZONYLTM 7950、DuPontからのフッ素化界面活性剤;
界面活性剤番号14=ZONYLTM FSA、DuPontからの水中のイソプロパノールの50重量%溶液中のF(CFCF1−9CHCHSCHCHCOOLiの25重量%溶液;
界面活性剤番号15=ZONYLTM FSE、DuPontからの水中のエチレングリコールの70重量%溶液中の、x=1又は2であり;y=2又は1であり;且つx+y=3である[F(CFCF1−7CHCHO]P(O)(ONHの14重量%溶液;
界面活性剤番号16=ZONYLTM FSJ:DuPontからの水中のイソプロパノールの25重量%溶液中の、x=1又は2であり;y=2又は1であり;且つx+y=3であるF(CFCF1−7CHCHO]P(O)(ONHの炭化水素界面活性剤とのブレンドの40重量%溶液;
界面活性剤番号17=ZONYLTM FSP、DuPontからの水中のイソプロパノールの69.2重量%溶液中の、x=1又は2であり;y=2又は1であり且つx+y=3である[F(CFCF1−7CHCHO]P(O)(ONHの35重量%溶液;
界面活性剤番号18=ZONYLTM UR:DuPontからの、x=1又は2であり;y=2又は1であり且つx+y=3である[F(CFCF1−7CHCHO]P(O)(OH)
界面活性剤番号19=ZONYLTM TBS:DuPontからの水中の酢酸の4.5重量%溶液中のF(CFCF3−8CHCHSOHの33重量%溶液;
界面活性剤番号20=3Mからのペルフルオロ−オクタン酸のアンモニウム塩
が含まれる。
層構成
本発明の側面は、支持体上の層構成によっても実現され、層構成は、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる。
本発明に従う層構成の第1の態様に従うと、ポリマーは:ポリ(3,4−メチレンジオキシ−チオフェン)、ポリ(3,4−メチレンジキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4
−エチレンジオキシ−チオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)誘導体、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジおキシチオフェン)誘導体及びそれらを用いるコポリマーより成る群から選ばれる。
本発明に従う層構成の第2の態様に従うと、場合により置換されていることができる3,4−アルキレンジオキシチオフェン構造単位を含有するポリマーは、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である。
本発明に従う層構成の第3の態様に従うと、ポリアニオンはポリ(スチレンスルホネート)である。
本発明に従う層構成の第4の態様に従うと、層構成は発光ダイオードである。
本発明に従う層構成の第5の態様に従うと、層構成は太陽電池である。
本発明に従う層構成の第6の態様に従うと、層構成はタッチスクリーンである。
本発明に従う層構成の第7の態様に従うと、層構成はe−ペーパー構成である。
本発明に従う層構成の第8の態様に従うと、層は、陽極とホール輸送が可能な材料の間にあり、陽極におけるホール−電子再結合を減少させることができる。
エレクトロルミネセント蛍リン光体
本発明に従う層構成の第9の態様に従うと、層構成はさらにエレクトロルミネセント蛍リン光体の層を含んでなる。
本発明に従う層構成の第10の態様に従うと、層構成はさらに、エレクトロルミネセント蛍リン光体がII−VI半導体、例えばZnSの種類に属するか、あるいは第II族元素と酸化的アニオン(oxidic anion)の組み合わせであり、最も普通にはシリケート、ホスフェート、カーボネート、ゲルマネート、スタンネート、ボレート、バナデート、タングステート及びオキシサリフェートであるエレクトロルミネセント蛍リン光体の層を含んでなる。典型的なドーパントは金属及びすべての希土類、例えばCu、Ag、Mn、Eu、Sm、Tb及びCeである。
本発明に従う層構成の第11の態様に従うと、層構成はさらに、エレクトロルミネセント蛍リン光体が水分に対する透明障壁層、例えばAl及びAlNで封入されているエレクトロルミネセント蛍リン光体の層を含んでなる。そのような蛍リン光体は、Sylvania、Shinetsu polymer KK、Durel、Acheson及びToshibaから入手可能である。そのような蛍リン光体を有するコーティングの例は、Sylvania/GTEから入手可能な72X及び米国特許第4,855,189号明細書に開示されているコーティングである。
本発明に従う層構成の第12の態様に従うと、層構成はさらに、エレクトロルミネセント蛍リン光体がマンガン、銅又はテルビウムがドーピングされたZnS、セリウムがドーピングされたCaGa、DuPontにより供給されるエレクトロルミネセント蛍リン光体ペースト、例えば:LUXPRINTTM 7138J型、白色蛍リン光体;LUXPRINTTM 7151J型、緑−青蛍リン光体;及びLUXPRINTTM 7174J型、黄色−緑蛍リン光体;ならびにAchesonにより供給されるELECT
RODAGTM EL−035Aであるエレクトロルミネセント蛍リン光体の層を含んでなる。
本発明に従う層構成の第13の態様に従うと、層構成はさらに、エレクトロルミネセント蛍リン光体が、マンガンがドーピングされた硫化亜鉛蛍リン光体であり、AlNで封入されているエレクトロルミネセント蛍リン光体の層を含んでなる。
誘電層
本発明に従う層構成の第14の態様に従うと、層構成はさらに誘電層を含んでなる。
いずれの誘電材料も誘電層中で用いることができ、イットリア及びチタン酸バリウム、例えばDuPontにより供給されるチタン酸バリウムペーストLUXPRINTTM 7153E型高K誘電絶縁体(dielectric insulator)及びAchesonにより供給されるチタン酸バリウムペーストELECTRODAGTM EL−040が好ましい。発光層の蛍リン光体から逃げるイオンを捕獲するために、正のイオン交換物質を誘電層中に導入することができる。誘電層中のイオン交換物質の量は、それが黒点(black spots)の減少に最大の有効性を有するが、初期の明るさのレベルを低下させないように最適化されねばならない。従って、誘電層中の樹脂及び誘電材料の合計量の100重量部に0.5〜50重量部のイオン交換物質を加えるのが好ましい。イオン交換物質は、有機又は無機であることができる。
適した無機イオン交換物質は、水和過酸化アンチモン粉末、リン酸チタン、リン酸及びケイ酸の塩ならびにゼオライトである。
支持体
本発明に従う層構成の第15の態様に従うと、支持体は透明又は半透明である。
本発明に従う層構成の第16の態様に従うと、支持体は紙、ポリマーフィルム、ガラス又はセラミックである。
本発明に従う層構成の第17の態様に従うと、支持体は透明又は半透明のポリマーフィルムである。
本発明に従う導電性層又は帯電防止層と一緒に用いるのに適した透明又は半透明支持体は、剛性又は柔軟性であることができ、ガラス、ガラス−ポリマー積層物、ポリマー積層物、熱可塑性ポリマー又はジュロプラスチックポリマー(duroplastic polymer)から成る。薄い柔軟性支持体の例は、セルロースエステル、三酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリカーボネート又はポリエステルから作られるものであり、ポリ(エチレンテレフタレート)又はポリ(エレチンナフタレン−1,4−ジカルボキシレート)が特に好ましい。
方法
本発明の側面は、少なくとも3.0のpHを有する組成物の調製方法により実現され、該方法は:
i)2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー及びポリアニオンを含んでなる水性分散系を与え;
そして
ii)スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物;な
らびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を加える
段階を含んでなり、ここで該方法の間のいずれかの時点に、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物を用いて、該水性分散系のpHを少なくとも3のpHに上昇させる。
本発明に従う組成物の調製方法の第1の態様に従うと、2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー及びポリアニオンを含んでなる水性分散系のpHを、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物;ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を加える前に、少なくとも3.0の値に調整する。
本発明の側面は、少なくとも3.0のpHを有する組成物の調製方法により得ることができる組成物によっても実現され、該方法は:i)2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー及びポリアニオンを含んでなる水性分散系を与え;そしてii)スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物;ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を加える段階を含んでなり、ここで該方法の間のいずれかの時点に、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物を用いて、該水性分散系のpHを少なくとも3のpHに上昇させる。
エレクトロルミネセント装置
本発明に従う層構成の第18の態様に従うと、層構成はエレクトロルミネセント装置である。
本発明に従う層構成の第19の態様に従うと、層構成は発光ダイオードである。
薄フィルムエレクトロルミネセント装置(ELDs)はすべて、2つの電極の間に挟まれた1つ(もしくはそれより多く)のエレクトロルミネセント活性層により特徴付けられる。場合により誘電層もサンドイッチの一部であることができる。
薄フィルムELDsを、有機に基づくELDsと無機に基づくELDsに細分することができる。有機に基づく薄フィルムELDsを、オリゴマーを含む低分子量有機装置(有機発光ダイオード(OLEDs))及び高分子量有機装置(ポリマー発光ダイオード(PLEDs))に細分することができる。他方、無機ELDsをさらに高電圧交流(HV−AC)ELDs及び低電圧直流(LV−DC)ELDsに細分することができる。LV−DC ELDsは粉末ELDs(DC−PEL装置又はDC−PELDs)及び薄フィルムDC−ELDsを含み、それは下記で無機発光ダイオード(ILEDs)と呼ばれる。
有機ELDs(PLED及びOLED)の基本的な構造は以下の層配置を含んでなる:透明基質(ガラス又は柔軟性プラスチック)、透明導体、例えばインジウム錫酸化物(ITO)、ホール輸送層、ルミネセント層及び第2電極、例えばCa、Mg/Ag又はAl/Li電極。OLEDsの場合、ホール輸送層及びルミネセント層は10〜50nmの厚
さであり、真空蒸着により適用されるが、PLEDsの場合、ホール輸送層は通常約40nmの厚さであり、ルミネセント層は通常約100nmの厚さであり、スピンコーティング又は他の非−真空コーティング法により適用される。両電極間に直流電圧が適用され、それぞれ陽極及び陰極から注入されるホールと電子がルミネセント層中で結合し、それにより発光するためのルミネセント種を励起するエネルギーを生むことから、発光が生ずる。
OLEDsにおいて、ホール輸送層及びエレクトロルミネセント層は低分子量有機化合物から成り、例えばN,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)をホール輸送物質として用いることができ、アルミニウム(III)8−ヒドロキシキノリン錯体(Alq)、ポリアロマティクス(polyaromatics)(アントラセン誘導体、ペリレン誘導体及びスチルベン誘導体)及びポリヘテロ−アロマティクス(polyhetero−aromatics)(オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなど)をエレクトロルミネセント化合物として用いることができる。
PLEDsにおいて、用いることができるエレクトロルミネセント化合物は、非−共役ポリビニルカルバゾール誘導体(PVK)のようなポリマー又はポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリフルオレン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリ(p−フェニレンエチニレン)などのような共役ポリマーである。これらの高分子量材料は、流延による薄フィルムの容易な製造を可能にし、且つ結晶化に対する高い抵抗性を示す。
低電圧DC PEL装置は一般に、透明基質、透明導体(ITO)、ドーピングされたZnS蛍リン光体層(20μm)及び蒸発したアルミニウムの上部電極(top electrode)を含んでなる。蛍リン光体層は、ドクターブレード法又はスクリーン印刷によりITO導電性層上に適用される。続いて蒸発によりアルミニウム電極が適用される。数ボルトの直流電圧(ITO 正(positive))が適用されると、ホールがアルミニウム電極に向かって動き始め、それにより大体1分以内にITO層の隣に絶縁領域(厚さが約1μm)を作る。これは電流の低下を生じ、それは発光の開始を伴う。このプロセスは形成プロセス(forming process)と呼ばれてきた。それにより形成される薄い高抵抗性蛍リン光体層において、高い電場が起こり、低電圧(典型的には10〜30V)においてすでにエレクトロルミネセンスが可能である。Que et al.[Appl.Phys.Lett.,volume 73,pages 2727−2729(1998)を参照されたい]は、ZnS:Cuナノ結晶を用い、5Vより低いターンオン電圧(turn on voltage)を達成した。
ハイブリッドLEDsにおいては、無機発光性のいわゆる量子ドット(quantum
dots)が、電荷輸送性及びいくつかの場合には発光性も有する有機ポリマーと組み合わせて用いられる。CdSeナノ粒子を用いるハイブリッドLEDsは、Colvin
et al.[Nature,volume 370,pages 354−357,(1994)を参照されたい]、Dabbousi et al.[Appl.Phys.Lett.,volume 66,pages 1316−1318(1995)を参照されたい]及びGao et al.[J.Phys.Chem.B,volume 102,pages 4096−4103(1998)を参照されたい]により報告されており;ZnS:Cuナノ−結晶を用いるハイブリッドLEDsは、Huang et al.[Appl.Phys.Lett.,volume 70,pages 2335−2337(1997)を参照されたい]により報告されており、これらの文献はすべて引用することによりその記載事項が本明細書の内容となる。
光起電力装置
本発明に従う層構成の第20の態様に従うと、層構成は光起電力装置である。
本発明に従う層構成の第21の態様に従うと、層構成は太陽電池である。
本発明に従う層構成の第22の態様に従うと、層構成はさらに少なくとも1つの光起電力層を含んでなる。光起電力層は、有機層、ハイブリッド無機及び有機層又は無機層であることができる。
本発明に従う層構成が導入された光起電力装置は、2つの型のものであることができる:正味の化学反応を後に残さずに光を電力に変換し、電流を運ぶ電子は陽極及び外部回路に輸送され、ホールは陰極に輸送されてそこでそれらは外部回路からの電子により酸化される再生型ならびに半導体電極の表面でホールと反応するもの及び対極に入る電子と反応するものの2つのレドックス系がある光合成型、例えば水は半導体光陽極において酸素に酸化され、陰極において水素に還元される。再生型の光電池(photovoltaic
cell)の場合、Graetzel電池により例示される通り、ホール輸送媒体は、レドックス反応を支持する液体電解質、レドックス反応を支持するゲル電解質、2,2’,7,7’−テトラキス(N,N−ジ−p−メトキシフェニル−アミン)9,9’−スピロビフルオレン(OMeTAD)又はトリフェニルアミン化合物のような低分子量材料又はPPV−誘導体、ポリ(N−ビニルカルバゾール)などのようなポリマーであることができる有機ホール輸送材料あるいはCuI、CuSCNなどのような無機半導体であることができる。電荷輸送プロセスは、液体電解質又はゲル電解質の場合のようにイオン性であるか、あるいは有機もしくは無機ホール輸送材料の場合のように電子性であることができる。
そのような再生光起電力装置は、最終用途に従う多様な内部構造を有することができる。考えられる形態はおおまかに2つの型に分けられる:両側から光を受ける構造及び片側から光を受ける構造。前者の例は、透明導電性層、例えばITO−層又はPEDOT/PSS−含有層及び透明対極導電性層、例えばITO−層又はPEDOT/PSS−含有層から作られ、それらの間に感光層及び電荷輸送層がはさまれている構造である。そのような装置は、好ましくは、内部物質の劣化又は揮発を防ぐために、それらの側面がポリマー、接着剤又は他の手段で密封されている。導電性基質及び対極にそれぞれの導線を介して連結する外部回路は周知である。
本発明に従う層構成の有機光起電力層は、例えばフラーレン(fullerene)分子(電子受容体及び電子輸送物質として)と共役ポリマー(例えば置換ポリフェニレンビニレン(PPV))(光吸収剤及びホール輸送物質として)の混合物であることができる[Brabec et al.,Adv.Funct.Mater.,volume 11(1),pages 15−26(2001)を参照されたい]。1995年にNature,volume 376,page 498においてHalls et al.は、フラーレンの代わりに受容体−型共役ポリマーを使用して成功したことを報告した。
あるいはまた、1991年にNature,volume 353,pages 737−740においてGraetzelにより、1998年にU.Bach et al.により[Nature,volume 395,pages 583−585(1998)を参照されたい]及び2002年にW.U.Huynh et al.により[Science,volume 295,pages 2425−2427(2002)を参照されたい]記載されたようなハイブリッド光起電力組成物中に、本発明に従う層構成を導入することができる。これらのすべての場合、成分(吸光剤、電子輸送物質又はホール輸送物質)の少なくとも1つは無機であり(例えば電子輸送物質としてのナノ−TiO、吸光剤及び電子輸送物質としてのCdSe)、そして成分の少なくとも1つは有機である(例えばホール輸送物質としてのトリフェニルアミン又はホール輸送物質としてのポリ(
3−ヘキシルチオフェン))。
本発明に従う層構成において用いることができる無機光起電力層は、欧州特許第1 176 646号明細書(EP−A1 176 646)に記載されている。
トランジスタ
本発明に従う層構成の第23の態様に従うと、層構成はトランジスタである。
本発明に従う層構成の第24の態様に従うと、層構成はさらに、上記の電子輸送物質又はホール輸送物質成分の1種もしくはそれより多くを有する層を、しかしトランジスタとしてそれを使用できるような構成内で、含んでなる。半導体はn−型、p−型又は両方(アンビポーラトランジスタ(ambipolar transistor))であることができ、且つ有機又は無機であることができる。
工業的用途
本発明に従う組成物をコーティング組成物として、ならびに例えばフレキソグラフ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、インキ−ジェット印刷及びグラビア印刷において印刷インキとして用いることができる。
本発明に従う層構成も、広範囲の電子装置、例えば光起電力装置、太陽電池、バッテリー、コンデンサー、発光ダイオード、有機及び無機エレクトロルミネセント装置、スマートウィンドウ(smart windows)、エレクトロクロミック装置、有機及び生物有機材料に関するセンサー及び電界効果型トランジスタ、タッチスクリーン及びe−ペーパー構成において用いることができる[Handbook of Oligo− and Polythiophenes,Edited by D.Fichou,Wiley−VCH,Weinheim(1999)の10章も参照されたい]。
下記で比較実施例及び本発明の実施例により、本発明を例示する。これらの実施例中で与えられるパーセンテージ及び比は、他にことわらなければ重量による。
下記で例示される層構成中で用いられる下塗り層番号01は、組成:
Figure 2011523665
を有する。
比較及び参照層構成中で用いられる成分:
ポリヒドロキシ−化合物:
●DEG=ジエチレングリコール(欧州特許第686 662号明細書(EP−A 686 662)において開示);
●TEG=トリエチレングリコール(欧州特許第686 662号明細書(EP−A 686 662)において開示);
15の誘電率を有する非プロトン性化合物:
●ホルムアミド
●2−ピロリドン
●DMSO=ジメチルスルホキシド
●NMP=N−メチルピロリドン
Z6040=Dow Chemicalからの3−グリシドキシプロピルトリ−メトキシ−シラン
PEDOT/PSS分散系A0:
国際公開第03/048227A号パンフレットに開示されている通り、開始剤が加えられる時に反応媒体のリットル当たり3mgより少ない酸素が該反応媒体中に存在するように、不活性雰囲気下で調製された、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSSの1.11重量%水性分散系。
PEDOT/PSS分散系A1:
350gのPEDOT/PSS分散系A0[0.01492モルPSS]に7.1g[0.1043モル]のイミダゾールを加え、それにより2.0の初期のpHは7.85に上昇した。
PEDOT/PSS分散系A2:
680.6gのPEDOT/PSS分散系A0[0.02901モルPSS]を100gのPEDOT/PSS分散系A1[0.004178モルPSS;0.029207モルイミダゾール]に加え、それにより7.85の初期のpHは7.0に低下した[1:0.88 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A3:
905.1gのPEDOT/PSS分散系A0[0.03858モルPSS]を100gのPEDOT/PSS分散系A1[0.004178モルPSS;0.029207モルイミダゾール]に加え、それにより7.85の初期のpHは4.5に低下した[1:0.683 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A4:
350gのPEDOT/PSS分散系A0[0.01492モルPSS]に10.20gの1Mイミダゾール水溶液[0.01020モル]を加え、それにより2.11の初期のpHは4.5に上昇した[1:0.684 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A5:
1.26gのPEDOT/PSS分散系A0[0.00005355モル]を100gのPEDOT/PSS分散系A4[0.004142モルPSS;0.002832モルイミダゾール]に加え、それにより4.5の初期のpHは4.0に低下した[1:0.675 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A6:
2.29gのPEDOT/PSS分散系A0[0.0000975モル]を100gのPEDOT/PSS分散系A4[0.004142モルPSS;0.002832モルイミダゾール]に加え、それにより4.5の初期のpHは3.5に低下した[1:0.668 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A7:
10.68gのPEDOT/PSS分散系A0[0.000455モル]を100gのPEDOT/PSS分散系A4[0.004142モルPSS;0.002832モルイミダゾール]に加え、それにより4.5の初期のpHは3.0に低下した[1:0.616 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系A8:
51.79gのPEDOT/PSS分散系A0[0.002208モル]を100gのPEDOT/PSS分散系A4[0.004142モルPSS;0.002832モルイミダゾール]に加え、それにより4.5の初期のpHは2.5に低下した[1:0.446 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系B0:
国際公開第03/048227A号パンフレットに開示されている通り、開始剤が加えられる時に反応媒体のリットル当たり3mgより少ない酸素が該反応媒体中に存在するように、不活性雰囲気下で調製された、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSSの1.14重量%水性分散系。
PEDOT/PSS分散系C0:
欧州特許第0 440 957A号パンフレットに記載されている通りに、すなわち空気の存在下で調製された、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSSの1.13重量%水性分散系。
PEDOT/PSS分散系C1:
イミダゾールの1M水溶液の2.67g(0.00267モル)を、100gのPEDOT/PSS分散系C0[0.004341モルPSS]に加え、それにより2.0の初期のpHは3.0に上昇した[1:0.616 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系C2:
3.01g[0.00301モル]の1Mイミダゾールを、100gのPEDOT/PSS分散系C0[0.004341モルPSS]に加え、それにより2.0の初期のpHは5.0に上昇した[1:0.693 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系C3:
3.81g[0.00381モル]の1Mイミダゾールを、100gのPEDOT/PSS分散系C0[0.004341モルPSS]に加え、それにより2.0の初期のpHは7.0に上昇した[1:0.877 PSS/イミダゾール モル比]。
PEDOT/PSS分散系D0:
国際公開第03/048227A号パンフレットに開示されている通り、開始剤が加えられる時に反応媒体のリットル当たり3mgより少ない酸素が該反応媒体中に存在するように、不活性雰囲気下で調製された、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSSの1.15重量%水性分散系。
PEDOT/PSS分散系E0:
国際公開第03/048227A号パンフレットに開示されている通り、開始剤が加えられる時に反応媒体のリットル当たり3mgより少ない酸素が該反応媒体中に存在するように、不活性雰囲気下で調製された、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSSの1.15重量%水性分散系。
Figure 2011523665
Figure 2011523665
比較実施例1〜7
表1に示される成分を、表1で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例1〜7の組成物を調製した。
Figure 2011523665
種々の放置時間の後、比較実施例1〜7の組成物を、下塗り層1が設けられた175μ
mの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、コーティングの前の分散系の適宜の放置時間と一緒に、各ストリップに関する平均を表2に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表2に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
比較実施例5及び6の層を用いた結果は、水酸化ナトリウム又はカリウムの存在が、水酸化ナトリウム又はカリウムを含まない比較実施例1の層を超える表面抵抗における禁止的な増加を生ずることを示す。比較実施例2、3及び4の層を用いた結果は、2−N,N−ジメチルアミノ−エタノール、イミダゾール及び水酸化アンモニウムを有する層が、2−N,N−ジメチルアミノ−エタノール、イミダゾール及び水酸化アンモニウムを含まない比較実施例1の層と同等の表面抵抗を示すことを示している。比較実施例2及び7の層を用いた結果の比較は、3−グリシドキシプロピル−トリメトキシシランの存在が、2−N,N−ジメチルアミノ−エタノールを有する層の表面抵抗をわずかに増加させることを示す。
Figure 2011523665
比較実施例8〜11ならびに本発明の実施例1及び2
表3に示される成分を、表3で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例8〜11ならびに本発明の実施例1及び2の組成物を調製した。
Figure 2011523665
種々の放置時間の後、比較実施例8〜11ならびに本発明の実施例1及び2の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、コーティングの前の分散系の適宜の放置時間と一緒に、各ストリップに関して平均を表4に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表4に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
比較実施例8及び11の層に関する結果の比較は、没食子酸プロピルの追加の存在が、観察される表面抵抗に影響を有していないことを示す。しかしながら、比較実施例9及び10の層に関する結果と比較実施例8の層に関する結果の比較は、没食子酸プロピルの不在下で、イミダゾール又は2−ジメチルアミノ−エタノールを添加すると層の表面抵抗が
わずかに増加することを示す。本発明の実施例1及び2の層に関する結果と比較実施例11の層に関する結果の比較は、この影響が没食子酸プロピルの存在下でより顕著であることを示す。
Figure 2011523665
比較実施例12〜14及び本発明の実施例3〜5
表5に示される成分を、表5で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例12〜14及び本発明の実施例3〜5の組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例12〜14及び本発明の実施例3〜5の組成物を、下塗り層1が設けられた
175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表6に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表6に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
加えられるイミダゾールが多いほど、層の表面抵抗がより増加した。
比較実施例12〜14及び本発明の実施例3〜5の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード(blackstandard) Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、それぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において250時間又は100℃の温度で周囲湿度において250時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加(factor increase)を、比較実施例12〜14及び本発明の実施例3〜5の層に関する表6からの平均表面抵抗と一緒に、表7にまとめる。
Figure 2011523665
(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマーを含有し、ジエチレングリコール及び没食子酸プロピルの両方を有する比較実施例14の層に関するSuntestの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びそれぞれジエチレングリコール又は没食子酸プロピルを含有する比較実施例12又は比較実施例13の層を超える安定性における向上を示す。
しかしながら、Suntest及び行われた他の安定性試験で得られる結果は、本発明の実施例3〜5の層が、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマーを含有する層に関し、塩基イミダゾールをさらに添加すると、ジエチレングリコール及び没食子酸プロピルの導入により得られるより向上より驚くほどさらに強い安定性における向上を示すことを示している。上記の通り、これには表面抵抗におけるわずかな減少が伴うが、この表面抵抗におけるわずかな減少より、Suntest安定性ならびに100℃における加熱及び60℃における95%の相対湿度への暴露に対する長期間の安定性における非常に大きな向上が有意に勝っている。
本発明の実施例6
表8に示される成分を表8で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、本発明の実施例6の組成物を調製した。
Figure 2011523665
本発明の実施例6の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、20μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表9に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表9に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
表9の結果は、層へのイミダゾールの添加が層の表面抵抗を増加させることを示した。
本発明の実施例6の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例14に関するものと共に、表9からの平均表面抵抗と一緒に表10にまとめる。
Figure 2011523665
表10における結果は、塩基イミダゾールをさらに添加した時の、1:2.46のPEDOT:PSS重量比を有するPEDOT/PSS−ラテックスに関する本発明の実施例3〜5に関して表8に報告された、ジエチレングリコール及び没食子酸プロピルの導入により得られるものを超える、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマーを含有する層に関する優れた安定性示す。
比較実施例15及び本発明の実施例7〜11
表11に示される成分を、表11で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例15及び本発明の実施例7〜11の組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例15及び本発明の実施例7〜11の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表12に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で
割って、表12に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及び没食子酸プロピルを含有する層にイミダゾールを添加する時の表面抵抗における増加は、イミダゾールを添加して4.2のpHを与える時に最小であると思われる。
比較実施例15及び本発明の実施例7〜11の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例14及び15ならびに本発明の実施例7〜11の層に関する表6からの平均表面抵抗と一緒に、表13にまとめる。
Figure 2011523665
コーティング分散系中で0.057〜0.086重量%又はPSSのモル当たり0.446〜0.684モルのイミダゾールというイミダゾールの濃度を有する本発明の実施例
7〜11の、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール、没食子酸プロピル及びイミダゾールを含有する層の間に、安定性における有意な差はない。
比較実施例16及び17ならびに本発明の実施例12〜14
表14に示される成分を、表14で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例16及び17ならびに本発明の実施例12〜14の組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例16及び17ならびに本発明の実施例12〜14の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、12μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表15に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表15に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及び没食子酸プロピルを含有する層にイミダゾールを加えた時の表面抵抗は、3.0のpHより高いpHにおいて強く増加する。下記の表16に示す通り、12μmより高い湿潤層厚さにおいて同じ分散系をコーティングすると、より低い表面抵抗が得られた。
Figure 2011523665
比較実施例16及び17ならびに本発明の実施例12〜14の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例16及び17ならびに本発明の実施例12〜14の層に関する表15からの平均表面抵抗と一緒に、表17にまとめる。
Figure 2011523665
表17における結果は、本発明の実施例12〜14の(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位及びポリアニオン、2−ピロリドン、没食子酸プロピル及びイミダゾールを含んでなる層の安定性が、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位及びポリアニオン、2−ピロリドン及び没食子酸プロピルを含んでなる比較実施例17の層又は(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位及びポリアニオン及び2−ピロリドンを含んでなる比較実施例16の層より有意に高いことを示す。
比較実施例18〜21ならびに本発明の実施例15及び16
表18に示される成分を、表18で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例18〜21ならびに本発明の実施例15及び16の組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例18〜21ならびに本発明の実施例15及び16の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングさ
れている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、12μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表19に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表19に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
本発明の実施例15の層と比較実施例19の層又は本発明の実施例16の層と比較実施例20の層に関する表面抵抗の比較は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及びイミダゾール又は2−ジメチルアミノ−エタノールを含有する層に没食子酸メチルを添加すると表面抵抗が増加することを示す。比較実施例21の層と比較実施例18の層の表面抵抗の比較によりわかる通り、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン及びジエチレングリコールを含有する層に没食子酸メチルを添加しても、表面抵抗が増加した。
比較実施例18〜21ならびに本発明の実施例15及び16の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例18〜21ならびに本発明の実施例15及び16の層に関する表19からの平均表面抵抗と一緒に、表20にまとめる。
表20における結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでな
るポリマー及びアニオン、ジエチレングリコール及び塩基、例えばイミダゾール又は2−ジメチルアミノ−エタノールを含んでなる層の、没食子酸メチルを添加した時の表面抵抗の安定性における有意な向上を示す。
Figure 2011523665
比較実施例22〜25ならびに本発明の実施例17及び18
表21に示される成分を、表21で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例22〜25ならびに本発明の実施例17及び18の組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例22〜25ならびに本発明の実施例17及び18の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコータ
ーでコーティングし、12μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表22に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表22に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
本発明の実施例17の層に関する表面抵抗と比較実施例23の層に関する表面抵抗又は本発明の実施例18の層に関する表面抵抗と比較実施例24の層に関する表面抵抗の比較は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及びピリジン又は1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン(DBU)を含有する層に没食子酸メチルを添加すると、表面抵抗が増加することを示す。比較実施例25と22の層の表面抵抗の比較によりわかる通り、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン及びジエチレングリコールを含有する層に没食子酸メチルを添加しても、表面抵抗は増加した。さらに、ピリジンを用いると、塩基を加えた時の表面抵抗における増加は、イミダゾール、2−ジメチルアミノ−エタノール又はDBUを用いる場合よりずっと小さくなる。
比較実施例22〜25ならびに本発明の実施例17及び18の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例22〜25ならびに本発明の実施例17及び18の層に関する表22からの平均表面抵抗と一緒に、表23にまとめる。
Figure 2011523665
表23における結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びアニオン、ジエチレングリコール及び塩基、例えばピリジン又は1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン(DBU)を含有する層の、没食子酸メチルを添加した時の表面抵抗の安定性における有意な向上を示す。
比較実施例26〜33及び本発明の実施例19〜24
それぞれ表24及び25に示される成分を表24及び25で特定されるPEDOT/PSS分散系に加えることにより、比較実施例26〜33及び本発明の実施例19〜24の組成物を調製した。種々のアミノ−化合物又はフェニルメルカプトテトラゾールを除く少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物の濃度は、PEDOT/PSS−ラテックス中のPSSと大体等モルであった。
Figure 2011523665
Figure 2011523665
比較実施例26〜33及び本発明の実施例19〜24の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBraiveコーターでコーティングし、12μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の5個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。5個の新しい未処理のストリップのそれぞれの表面抵抗を測定の間に2回行い、各ストリップに関する平均を、これらの5つの値の平均と一緒に表26に記録した。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表26に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
本発明の実施例19、20及び23の層に関する表面抵抗と、それぞれ比較実施例27、28及び31の層に関する表面抵抗の比較は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及びイミダゾール、2−ジメチルアミノ−エタノール又はピリジンを含有する層に没食子酸メチルを添加すると、表面抵抗が増加することを示す。比較実施例26と32の層の表面抵抗の比較によりわかる通り、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン及びジエチレングリコールを含有する層に没食子酸メチルを添加しても、表面抵抗は増加した。さらに、ピリジンを用いると、塩基を加えた時の表面抵抗における増加は、イミダゾール及び2−ジメチルアミノ−エタノールを用いる場合よりずっと小さくなる。
(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジエチレングリコール及びベンズトリアゾール又は1−フェニル−メルカプトテトラゾールを含有する層に没食子酸メチルを導入する時、そのような表面抵抗における増加はない、本発明の実施例21及び22ならびに比較実施例29及び30を参照されたい。
比較実施例26〜33及び本発明の実施例19〜24の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+に、種々の時間、あるいはそれぞれ60℃の温度で95%の相対湿度において240時間又は500時間、供した。これらの安定性試験から得られる表面抵抗におけるファクター増加を、比較実施例26〜33及び本発明の実施例19〜24の層に関する表26からの平均表面抵抗と一緒に、表27にまとめる。
Figure 2011523665
表27における結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びアニオン、ジエチレングリコール及び塩基、例えばイミダゾール、2−ジメチルアミノ−エタノール、ベンズトリアゾール、1−フェニル−メルカプトテトラゾール、ピリジン又は水酸化アンモニウムを含有する層の、没食子酸メチルを添加する時の表面抵抗の安定性における有意な向上を示す。
本発明の実施例25〜28及び比較実施例34〜38
表28に示される成分を表28で特定される分散系に加えることにより、比較実施例34、比較実施例35〜38及び本発明の実施例25〜28の0.53重量%PEDOT/PSS組成物を調製した。
Figure 2011523665
比較実施例34〜38及び本発明の実施例25〜28の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBRAIVEコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の4個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。それぞれの新しい未処理のストリップの表面抵抗を測定の間に2回行い、ストリップのそれぞれに関して記録される平均を、各組成物に関する5個のストリップすべてに関する平均値と一緒に下記の表29に示す。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表29に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
表29における表面抵抗の結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾールならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基又はアミドもしくはラクタム基含有脂肪族化合物ならびに誘電率15を有する非プロトン性化合物、例えばジエチレングリコール、ホルムアミド、2−ピロリドン又はジメチルスルホキシドを含有する層に没食子酸メチルを添加した時の表面抵抗における増加を示す。さらに、ジエチレングリコールの場合の増加は、没食子酸プロピルが導入される場合より有意に小さかった。
比較実施例34〜38及び本発明の実施例25〜28の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+において48及び96時間Suntest−暴露に供し、新しい層、SUNTEST CPS+における48及び96時間の暴露後の層につき表面抵抗測定を行い、結果を下記の表30にまとめる:
Figure 2011523665
表30におけるSUNTESTの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾールならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基又はアミドもしくはラクタム基含有脂肪族化合物ならびに誘電率15を有する非プロトン性化合物、例えばジエチレングリコール、ホルムアミド、2−ピロリドン又はジメチルスルホキシドを含有する層中に没食子酸メチルを導入した時の、表面抵抗値の安定性における強い向上を示す。
60℃における95%相対湿度中で240時間及び500時間後の比較実施例34〜38及び本発明の実施例25〜28の層の表面抵抗を下記の表31にまとめる。
Figure 2011523665
表31における95%相対湿度及び60℃におけるテストの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾールならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基又はアミドもしくはラクタム基含有脂肪族化合物ならびに誘電率15を有する非プロトン性化合物、例えばジエチレングリコ
ール、ホルムアミド、2−ピロリドン又はジメチルスルホキシドを含有する層に没食子酸メチルを導入した時の、表面抵抗値の熱/湿潤(moisture)安定性における強い向上を示す。
本発明の実施例29〜37及び比較実施例39〜41
表32及び33に示される成分をそれぞれ表32及び33で特定される分散系に加えることにより、比較実施例34、比較実施例39〜41及び本発明の実施例29〜37の約0.51重量%PEDOT/PSS組成物を調製した。
Figure 2011523665
Figure 2011523665
比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例29〜37の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBRAIVEコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の4個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。それぞれの新しい未処理のストリップの表面抵抗を測定の間に2回行い、ストリップのそれぞれに関して記録される平均を、各組成物に関する5個のストリップのすべてに関する平均値と一緒に下記の表34に示す。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表34に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
表34における表面抵抗の結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を添加した時の表面抵抗おける増加を示す。
比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例29〜37の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+において48及び96時間Suntest−暴露に供し、新しい層、SUNTEST CPS+における48及び96時間の暴露後の層につき表面抵抗測定を行い、結果を下記の表35にまとめる:
Figure 2011523665
表35におけるSUNTESTの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の安定性における強い向上を示す。
60℃における95%相対湿度中で240時間及び500時間後の比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例29〜37の層の表面抵抗を下記の表36にまとめる。
Figure 2011523665
表32における95%相対湿度及び60℃におけるテストの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、イミダゾール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の熱/湿潤安定性における強い向上を示す。
本発明の実施例38〜46ならびに比較実施例34及び42〜44
表37及び38に示される成分をそれぞれ表37及び38で特定される分散系に加えることにより、比較実施例34、比較実施例42〜44ならびに本発明の実施例38〜46の約0.51重量%PEDOT/PSS組成物を調製した。
Figure 2011523665
Figure 2011523665
比較実施例34及び42〜44ならびに本発明の実施例38〜46の組成物を、下塗り
層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBRAIVEコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の4個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。それぞれの新しい未処理のストリップの表面抵抗を測定の間に2回行い、ストリップのそれぞれに関して記録される平均を、各組成物に関する5個のストリップのすべてに関する平均値と一緒に下記の表39に示す。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表39に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
表39における表面抵抗の結果は、(3,4−ジアルコキシ−チオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジメチルアミノエタノール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を添加した時の表面抵抗おける増加を示す。しかしながら、本発明の実施例38〜46の層において実現される表面抵抗値は、ジメチルアミノエタノールの代わりにイミダゾールを含有することにおいてのみ異なる本発明
の実施例29〜37のそれぞれの層において実現される値より有意に低かった。
比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例38〜46の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+において48及び96時間Suntest−暴露に供し、新しい層、SUNTEST CPS+における48及び96時間の暴露後の層につき表面抵抗測定を行い、結果を下記の表40にまとめる:
Figure 2011523665
表40におけるSUNTESTの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジメチルアミノエタノール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の安定性における強い向上を示す。
60℃における95%相対湿度中で240時間及び500時間後の比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例38〜46の層の表面抵抗を下記の表41にまとめる。
Figure 2011523665
表32における95%相対湿度及び60℃におけるテストの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ジメチルアミノエタノール及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の熱/湿潤安定性における強い向上を示す。
本発明の実施例47〜55ならびに比較実施例34及び45〜47
表42及び43に示される成分をそれぞれ表42及び43で特定される分散系に加えることにより、比較実施例34、比較実施例45〜47ならびに本発明の実施例47〜55の約0.51重量%PEDOT/PSS組成物を調製した。
Figure 2011523665
Figure 2011523665
比較実施例34及び39〜41ならびに本発明の実施例29〜37の組成物を、下塗り層1が設けられた175μmの厚さの透明なPETシート上に、PETシートのコーティングされている面上で、バーコーターを用いるコーティング速度2においてBRAIVEコーターでコーティングし、40μmの湿潤−層厚さを与え、コーティングを130℃で3分間乾燥した。表面抵抗実験のために、コーティングされたシートの中心から45mmの幅の4個のストリップを切断した。
それぞれ45mmの長さであり、且つ45mm離れており、銀が充填されたゴムを介して銅電極と線接触を形成することができるテフロン絶縁体で分離された平行な電極と最外層を接触させることにより、室温における表面抵抗を決定した。これは、表面抵抗の直接測定の実現を可能にする。それぞれの新しい未処理のストリップの表面抵抗を測定の間に2回行い、ストリップのそれぞれに関して記録される平均を、各組成物に関する5個のストリップのすべてに関する平均値と一緒に下記の表44に示す。
支持体からの寄与を考慮するために、コーティングを有する6個のストリップ及びコーティングを有していない6個のストリップを用い、可視フィルターを有するMacBeth TR924デンシトメーターを用いて、透過において光学濃度測定を行い、差を6で割って、表44に記録される1個のストリップに関する光学濃度を与えた。
Figure 2011523665
表44における表面抵抗の結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ピリジン及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物を含有する層に没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を加えた時の表面抵抗におけるわずかな増加を示すが、表面抵抗値における差は、ピリジンの代わりにイミダゾール又はジメチルアミノエタノールを含有することにおいてのみ異なるそれぞれ本発明
の実施例29〜37又はそれぞれ本発明の実施例38〜46の層の場合より有意に小さい。
表面抵抗は層厚さに依存し、光学濃度がそれに依存するので、表面抵抗と光学濃度の積は、層の導電性へのより信頼できる指針を与える。(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ピリジン及びホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物、あるいはジエチレングリコール及びピリジンを含有する層の場合、ピリジンの代わりにイミダゾール及びジメチルアミノエタノールを含有することにおいてのみ異なる本発明の実施例29〜37又は本発明の実施例38〜46の層の場合と異なり、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時に、表面抵抗と光学濃度の積における有意な増加は観察されなかった。
さらに、本発明の実施例47〜55の層において実現された表面抵抗値は、ピリジンの代わりにイミダゾール又はジメチルアミノエタノールを含有することにおいてのみ異なるそれぞれ本発明の実施例29〜37又はそれぞれ本発明の実施例38〜46の層において実現された値より有意に低かった。
比較実施例34及び45〜47ならびに本発明の実施例47〜55の層を、765W/mを与え且つ50Cのブラックスタンダード Tを有する低圧キセノンランプを用いるAtlasからのSUNTEST CPS+において48及び96時間Suntest−暴露に供し、新しい層、SUNTEST CPS+における48及び96時間の暴露後の層につき表面抵抗測定を行い、結果を下記の表45にまとめる:
Figure 2011523665
表45におけるSUNTESTの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ピリジン及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層に
おいて、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の安定性における強い向上を示す。
60℃における95%相対湿度中で240時間及び500時間後の比較実施例34及び45〜47ならびに本発明の実施例47〜55の層の表面抵抗を下記の表46にまとめる。
Figure 2011523665
表46中の95%相対湿度及び60℃におけるテストの結果は、(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなるポリマー及びポリアニオン、ピリジン及びジエチレングリコール、ポリヒドロキシ−基含有脂肪族化合物、ホルムアミド、誘電率15を有する非プロトン性化合物あるいは等量のジエチレングリコールとホルムアミドの組み合わせを含有する層において、没食子酸メチル(化合物5)、没食子酸プロピル(化合物7)又は3,4−ジヒドロキシ安息香酸(化合物12)を導入した時の、表面抵抗値の熱/湿潤安定性における強い向上を示す。
本発明は、本明細書において暗黙に又は明白に開示されるいずれの特徴又は特徴の組み合わせあるいはその一般化も、それが現在特許請求されている本発明に関連するか否かにかかわらず、含むことができる。前記の記述を見て、本発明の範囲内で種々の修正を成し得ることが当該技術分野における熟練者に明らかであろう。

Claims (14)

  1. 2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびにポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び15の誘電率を有する非プロトン性化合物より成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された組成物。
  2. 該ポリマーが:ポリ(3,4−メチレンジオキシ−チオフェン)、ポリ(3,4−メチレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)誘導体、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)誘導体及びそれらを用いるコポリマーより成る群から選ばれる請求項1に従う組成物。
  3. 該ポリアニオンがポリ(スチレンスルホネート)である請求項1又は2に従う組成物。
  4. スルホ基が排除され且つ少なくとも2個のヒドロキシ基を含有する該芳香族化合物がピロガロール、没食子酸エステル及びポリヒドロキシ−安息香酸より成る群から選ばれる請求項1〜3のいずれか1項に従う組成物。
  5. 2個のアルコキシ基が同一であるかもしくは異なるか、又は一緒になって場合により置換されていることができるオキシ−アルキレン−オキシ架橋を示すことができる場合により置換されていることができる(3,4−ジアルコキシチオフェン)モノマー単位を含んでなる少なくとも1種のポリマー、ポリアニオン、スルホ基が排除された少なくとも1種のポリヒドロキシ基−含有芳香族化合物、少なくとも1種のアミノ−化合物又は少なくとも1個の環窒素原子を有する複素環式化合物ならびに少なくとも1種のポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基又はアミド又はラクタム基含有脂肪族化合物及び/又は15の誘電率を有する少なくとも1種の非プロトン性化合物を含んでなる、ヒドロキノンが排除された層を含んでなる、支持体上の層構成。
  6. 該ポリマーが:ポリ(3,4−メチレンジオキシ−チオフェン)、ポリ(3,4−メチレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)誘導体、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)誘導体、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)誘導体及びそれらを用いるコポリマーより成る群から選ばれる請求項5に従う層構成。
  7. 該ポリアニオンがポリ(スチレンスルホネート)である請求項5又は6に従う層構成。
  8. 該層構成が発光ダイオードである請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
  9. 該層構成が光起電力装置である請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
  10. 該層構成が太陽電池である請求項5〜7のいずれかに従う層構成。
  11. 該層構成がトランジスタである請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
  12. 該層構成がエレクトロルミネセント装置である請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
  13. 該層構成がタッチスクリーンである請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
  14. 該層構成がe−ペーパー構成である請求項5〜7のいずれか1項に従う層構成。
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