JP2012138311A - Transparent conductive film substrate and organic electroluminescent element - Google Patents

Transparent conductive film substrate and organic electroluminescent element Download PDF

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Tomoyuki Matsumura
智之 松村
Toshitsugu Suzuki
利継 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve energy conversion efficiency by reducing a driving voltage.SOLUTION: In a transparent conductive substrate 2, a metal thin wire auxiliary electrode 6 and a transparent conductive layer 8 are formed in this order on a supporting substrate 4. In the transparent conductive substrate 2, the transparent conductive layer 8 contains a conductive polymer and a hydroxyl group-containing nonconductive polymer, and the hydroxyl group-containing nonconductive polymer contains a repeating unit having a special structure in a molecule.

Description

本発明は透明導電膜基板および有機エレクトロルミネッセンス素子にかかり、特に液晶表示素子、有機発光素子、無機電界発光素子、太陽電池、電磁波シールド、電子ペーパー、タッチパネル等の各種分野において好適に用いることができる透明導電膜基板、さらに該透明導電膜基板を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(以後、有機EL素子ともいう)に関する。   The present invention relates to a transparent conductive film substrate and an organic electroluminescence element, and can be suitably used particularly in various fields such as a liquid crystal display element, an organic light emitting element, an inorganic electroluminescent element, a solar cell, an electromagnetic wave shield, electronic paper, and a touch panel. The present invention relates to a transparent conductive film substrate, and further to an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as organic EL element) using the transparent conductive film substrate.

近年、薄型TV需要の高まりに伴い、液晶・プラズマ・有機エレクトロルミネッセンス・フィールドエミッション等、各種方式のディスプレイ技術が開発されている。これら表示方式の異なる何れの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、テレビ以外でも、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。   In recent years, various types of display technologies such as liquid crystal, plasma, organic electroluminescence, and field emission have been developed in response to the increasing demand for thin TVs. In any of these displays with different display methods, the transparent electrode is an essential constituent technology. In addition to televisions, transparent electrodes are an indispensable technical element in touch panels, mobile phones, electronic paper, various solar cells, and various electroluminescence light control elements.

従来、透明電極は、ガラスや透明なプラスチックフィルム等の透明基板上に、インジウム−スズの複合酸化物(ITO)膜を真空蒸着法やスパッタリング法で製膜したITO透明電極が主に使用されてきた。しかし、ITOに用いられているインジウムはレアメタルであり、且つ価格の高騰により、脱インジウムが望まれている。また一方では、ディスプレイの大画面化、生産性向上に伴い、透明性を維持しながら低抵抗化が可能となる技術が所望されている。   Conventionally, an ITO transparent electrode obtained by forming a composite oxide (ITO) film of indium-tin on a transparent substrate such as glass or a transparent plastic film by a vacuum deposition method or a sputtering method has been mainly used. It was. However, indium used in ITO is a rare metal and removal of indium is desired due to the rising price. On the other hand, with an increase in screen size and productivity, a technology that can reduce resistance while maintaining transparency is desired.

近年、このような高透明性かつ低抵抗値が要求される製品にも対応できるよう、パターン状に形成された金属細線に導電性ポリマー等の透明導電膜を積層し、電流の面均一性と高い導電性を併せ持つ透明導電膜基板が開発されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、このような構成では、有機電子デバイスのリークの原因となる金属細線の凹凸を、導電性ポリマー等の透明導電膜でなだらかにする必要があり、導電性ポリマーの厚膜化が必須となる。導電性ポリマーは可視光領域に吸収を有するため、これを厚膜化すると、透明導電膜基板の透明性が著しく低下してしまうという課題を有していた。   In recent years, a transparent conductive film such as a conductive polymer is laminated on a thin metal wire formed in a pattern so that it can be applied to products that require such high transparency and low resistance, and the current uniformity and A transparent conductive film substrate having high conductivity has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, in such a configuration, it is necessary to smooth the irregularities of the fine metal wires that cause leakage of the organic electronic device with a transparent conductive film such as a conductive polymer, and it is essential to increase the thickness of the conductive polymer. . Since the conductive polymer has absorption in the visible light region, there is a problem that when the film is thickened, the transparency of the transparent conductive film substrate is significantly reduced.

また、導電性と透明性を両立するとして、細線構造部上へ導電性ポリマーと絶縁性ポリマーの混合物を積層する技術が開示されている(例えば、特許文献3)。しかし、絶縁性ポリマーの添加は導電率の低下や導電性ポリマーへの相溶性の観点からヘイズ等の光学性能の劣化を引き起こすという課題を有していた。
更に、導電性ポリマーと相溶する高分子として、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリ(ビニルピリジン)とポリ(酢酸ビニル)とのコポリマー(PVPy‐VAc)、ポリメタクリル酸(PMAA)、ポリ(ヒドロキシエチルアクリレート)とポリ(メタクリル酸)とのコポリマー(PHEA‐MAA)、ポリ(2‐ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリビニルブチラール(PVB)とからなる群から選択されたポリマー又はコポリマーが開示されている(例えば、特許文献4)。
さらに導電性と透明性を両立し、かつ膜強度を付与する手段として、導電性ポリマーにポリ(ヒドロキシエチルアクリレート)等のヒドロキシアルキル基含有アクリル系ポリマーを用いる方法も開示されている(たとえば特許文献5)。
Moreover, the technique which laminates | stacks the mixture of a conductive polymer and an insulating polymer on a thin wire | line structure part is disclosed as making electroconductivity and transparency compatible (for example, patent document 3). However, the addition of an insulating polymer has a problem that it causes deterioration of optical performance such as haze from the viewpoint of a decrease in conductivity and compatibility with the conductive polymer.
Furthermore, as a polymer compatible with the conductive polymer, polyvinylpyrrolidone (PVP), a copolymer of poly (vinylpyridine) and poly (vinyl acetate) (PVPy-VAc), polymethacrylic acid (PMAA), poly (hydroxyethyl) A polymer or copolymer selected from the group consisting of (acrylate) and poly (methacrylic acid) copolymer (PHEA-MAA), poly (2-hydroxyethyl methacrylate), polyvinyl butyral (PVB) is disclosed (eg, Patent Document 4).
Furthermore, as a means for providing both conductivity and transparency and imparting film strength, a method using a hydroxyalkyl group-containing acrylic polymer such as poly (hydroxyethyl acrylate) as a conductive polymer is also disclosed (for example, patent document). 5).

しかしながら、これらの技術による透明導電性基板を用いても、有機EL素子の駆動電圧が所望以上に上昇してしまい、結果的にエネルギー変換効率をより高めたいとする課題については、ITOに対して特に有利とは言えなかった。   However, even when using a transparent conductive substrate by these techniques, the driving voltage of the organic EL element rises more than desired, and as a result, the problem of increasing the energy conversion efficiency is more It was not particularly advantageous.

特開2005−302508号公報JP 2005-302508 A 特開2009−87843号公報JP 2009-87843 A 特開2009−4348号公報JP 2009-4348 A 特許3716167号公報Japanese Patent No. 3716167 米国特許出願公開第2010/0255323号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0255323

したがって、本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の主な目的は、駆動電圧を低下させエネルギー変換効率を向上させることができる透明導電膜基板およびこれを用いた有機EL素子を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a transparent conductive film substrate capable of reducing drive voltage and improving energy conversion efficiency, and an organic EL element using the same. It is to provide.

本発明者は、上記課題について詳細に検討してみたところ、下記のようなプロセスを経て、本発明を考案するに至った。
すなわち、大面積(10cm×10cm以上)のOLEDに好適に対応可能な透明導電膜を提供する場合、面抵抗を低下させるために、パターン状に形成された金属材料からなる金属細線補助電極を用いることが有効だが、薄膜の発光層を有するOLED用に用いる透明電極(透明導電膜基板)としては、パターンのエッジや、パターン上面の平滑性の不足によるリークが課題となる。リークを防止するためと面電極化のために、導電性ポリマーを含有する透明導電層で、金属細線補助電極のパターンを覆う事が有効であるが、リークを十分に防止しようとして透明導電層を厚膜化すると、透明度が低下する。
このような問題に対し、透明導電層の導電性ポリマーに、繰り返し単位中に水酸基(OH)を有する構造単位を含む水酸基含有非導電性ポリマーを加えて、可視域濃度を低下させると、透明度の低下を抑えることが可能であることに加えて、シート抵抗の上昇を防ぐことができるのを見出した。
ただし、OH含有ポリマーを透明導電層のバインダーに使用し、透明電極層内の導電性ポリマー濃度を下げることにより、シート抵抗値の上昇は無い場合においても、透明電極層に隣接する有機発光層を構成する薄膜層(たとえばHIL;ホール注入層)の界面における抵抗が高まる場合があり、結果として有機EL素子の駆動電圧が高まり、エネルギー変換効率の指標の1つとなるLPW(ルーメン パー ワット;一定電力に対する輝度)、およびEQE(外部量子効率)に好ましからぬ影響が出る場合があった。
このような課題に鑑み、透明導電層のバインダーに用いるOH含有ポリマーを、本発明のポリマー(分子中に式(1)で表される構造を有する繰返し単位を含有する水酸基含有非導電性ポリマー)に替えることにより、隣接層界面の抵抗を抑えて、有機EL素子の駆動電圧を低下させ、ひいてはEQE(外部量子効率)の向上効果が得られることを見出した。
The inventor has examined the above-mentioned problem in detail, and has devised the present invention through the following processes.
That is, in the case of providing a transparent conductive film that can suitably cope with an OLED having a large area (10 cm × 10 cm or more), a thin metal wire auxiliary electrode made of a metal material formed in a pattern is used in order to reduce sheet resistance. However, as a transparent electrode (transparent conductive film substrate) used for an OLED having a thin light emitting layer, leakage due to lack of smoothness of the edge of the pattern or the upper surface of the pattern becomes a problem. It is effective to cover the pattern of the metal thin wire auxiliary electrode with a transparent conductive layer containing a conductive polymer in order to prevent leakage and to make a surface electrode. As the film thickness increases, the transparency decreases.
For such a problem, when a hydroxyl group-containing non-conductive polymer containing a structural unit having a hydroxyl group (OH) in the repeating unit is added to the conductive polymer of the transparent conductive layer to reduce the visible region concentration, In addition to being able to suppress the decrease, it has been found that an increase in sheet resistance can be prevented.
However, by using an OH-containing polymer as a binder for the transparent conductive layer and lowering the conductive polymer concentration in the transparent electrode layer, the organic light-emitting layer adjacent to the transparent electrode layer is removed even when there is no increase in sheet resistance. LPW (lumen per watt; constant power) that may increase the resistance at the interface of the thin film layer (for example, HIL; hole injection layer) constituting the structure, resulting in an increase in the driving voltage of the organic EL element and one of the indexes of energy conversion efficiency. Brightness), and EQE (external quantum efficiency).
In view of such problems, the OH-containing polymer used for the binder of the transparent conductive layer is the polymer of the present invention (a hydroxyl group-containing non-conductive polymer containing a repeating unit having a structure represented by the formula (1) in the molecule). It has been found that the effect of improving the EQE (external quantum efficiency) can be obtained by reducing the driving voltage of the organic EL element by suppressing the resistance at the interface of the adjacent layer by switching to.

以上の観点から、本発明の一態様によれば、
支持基板上に金属細線補助電極と透明導電層とがこの順に形成された透明導電性基板において、
前記透明導電層が、導電性ポリマーと水酸基含有非導電性ポリマーとを含有し、
前記水酸基含有非導電性ポリマーが、分子中に式(1)で表される構造を有する繰返し単位を含有することを特徴とする透明導電膜基板が提供される。
From the above viewpoint, according to one aspect of the present invention,
In the transparent conductive substrate in which the metal thin wire auxiliary electrode and the transparent conductive layer are formed in this order on the support substrate,
The transparent conductive layer contains a conductive polymer and a hydroxyl group-containing nonconductive polymer,
A transparent conductive film substrate is provided in which the hydroxyl group-containing non-conductive polymer contains a repeating unit having a structure represented by the formula (1) in the molecule.

Figure 2012138311
Figure 2012138311

式(1)中、「R」は水素原子またはメチル基を表し、「R」,「R」はアルキレン基を表し、「R」は水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を表し、「X」はハロゲン原子を表し、「m」は0または1を表し、「n」は1または2を表し、「l」は1または2を表す。 In the formula (1), “R 1 ” represents a hydrogen atom or a methyl group, “R 2 ” and “R 3 ” represent an alkylene group, “R 4 ” represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, “X” represents a halogen atom, “m” represents 0 or 1, “n” represents 1 or 2, and “l” represents 1 or 2.

本発明の他の態様によれば、
前記透明導電膜基板を含み、
前記透明導電膜基板上に有機発光層と陰極とがこの順に形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
According to another aspect of the invention,
Including the transparent conductive film substrate,
An organic electroluminescent device is provided in which an organic light emitting layer and a cathode are formed in this order on the transparent conductive film substrate.

本発明によれば、有機EL素子の駆動電圧を低下させ、エネルギー変換効率を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drive voltage of an organic EL element can be reduced and energy conversion efficiency can be improved.

本発明の好ましい実施形態にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the organic electroluminescent element concerning preferable embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《有機エレクトロルミネッセンス素子(100)》
はじめに、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)の構成などについて説明する。
図1に示すとおり、有機EL素子100は透明導電膜基板2を有している。
透明導電膜基板2は主に支持基板4、金属細線補助電極6および透明導電層8で構成されており、金属細線補助電極6,透明導電層8が支持基板4上に形成されている。
金属細線補助電極6は金属材料から構成され、所定形状のパターンを有している。
透明導電層8は導電性ポリマーを含有する層であり、金属細線補助電極6とその隙間から露出する支持基板4とを被覆している。
<< Organic electroluminescence element (100) >>
First, the configuration of an organic electroluminescence element (organic EL element) will be described.
As shown in FIG. 1, the organic EL element 100 has a transparent conductive film substrate 2.
The transparent conductive film substrate 2 is mainly composed of a support substrate 4, a fine metal wire auxiliary electrode 6 and a transparent conductive layer 8, and the fine metal wire auxiliary electrode 6 and the transparent conductive layer 8 are formed on the support substrate 4.
The thin metal wire auxiliary electrode 6 is made of a metal material and has a pattern of a predetermined shape.
The transparent conductive layer 8 is a layer containing a conductive polymer, and covers the fine metal wire auxiliary electrode 6 and the support substrate 4 exposed from the gap.

透明導電膜基板2上には有機発光層10が形成されている。
有機発光層10に代えて、公知の有機光電変換層、液晶ポリマー層などを使用してもよいが、本実施形態では、薄膜でかつ電流駆動系の素子である有機発光層(または有機光電変換層)である場合において特に有効である。
有機発光層10は、発光層に加えて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、電子ブロック層などの層と併用して発光を制御する層を有しても良い。導電性ポリマーを含有する透明導電層8は正孔注入層として働くことも可能であるので、正孔注入層を兼ねることも可能だが、独立に正孔注入層を設けても良い。
An organic light emitting layer 10 is formed on the transparent conductive film substrate 2.
In place of the organic light emitting layer 10, a known organic photoelectric conversion layer, a liquid crystal polymer layer, or the like may be used. However, in the present embodiment, the organic light emitting layer (or organic photoelectric conversion) that is a thin film and current-driven element is used. This is particularly effective in the case of a layer).
In addition to the light emitting layer, the organic light emitting layer 10 is a layer that controls light emission in combination with a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole block layer, an electron block layer, or the like. You may have. Since the transparent conductive layer 8 containing a conductive polymer can also function as a hole injection layer, it can also serve as a hole injection layer, but a hole injection layer may be provided independently.

有機発光層10の構成の好ましい具体例(i)〜(v)を以下に示す。
(i)(陽極)/発光層/電子輸送層/(陰極)
(ii)(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/(陰極)
(iii)(陽極)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/(陰極)
(iv)(陽極)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(陰極)
(v)(陽極)/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(陰極)
Preferred specific examples (i) to (v) of the configuration of the organic light emitting layer 10 are shown below.
(I) (anode) / light emitting layer / electron transport layer / (cathode)
(Ii) (anode) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / (cathode)
(Iii) (anode) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / (cathode)
(Iv) (anode) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (cathode)
(V) (anode) / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (cathode)

本実施形態にかかる有機EL素子100は具体例(iii)の構成を有しており、有機発光層10が正孔輸送層12,発光層14,正孔ブロック層16,電子輸送層18の積層体から構成されている。   The organic EL device 100 according to this embodiment has the configuration of the specific example (iii), and the organic light emitting layer 10 is a stacked layer of a hole transport layer 12, a light emitting layer 14, a hole blocking layer 16, and an electron transport layer 18. Consists of the body.

発光層14は、発光極大波長が各々430〜480nm、510〜550nm、600〜640nmの範囲にある単色発光層であってもよく、また、これらの少なくとも3層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよく、さらに発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。有機EL素子100としては、白色発光層であることが好ましい。
有機発光層10に使用できる発光材料またはドーピング材料としては、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、カルバゾール、アザカルバゾール、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及び各種蛍光色素及び希土類金属錯体、燐光発光材料等があるが、これらに限定されるものではない。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を90〜99.5質量部、ドーピング材料を0.5〜10質量部含むようにすることも好ましい。有機発光層10は上記の材料等を用いて公知の方法によって作製されるものであり、蒸着、塗布、転写などの方法が挙げられる。この有機発光層10の厚みは0.5〜500nmが好ましく、特に、0.5〜200nmが好ましい。
The light-emitting layer 14 may be a monochromatic light-emitting layer having a light emission maximum wavelength in the range of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, and 600 to 640 nm, respectively. A layer may be used, and a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers. The organic EL element 100 is preferably a white light emitting layer.
Examples of a light emitting material or a doping material that can be used for the organic light emitting layer 10 include anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, carbazole, azacarbazole, oxadiazole, bis Benzoxazoline, bisstyryl, cyclopentadiene, quinoline metal complex, tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-phenyl-8-quinolinato) aluminum complex Aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal complex, tri- (p-terphenyl-4-yl) amine, 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivative, pyra , Quinacridone, rubrene, distyrylbenzene derivatives, di still arylene derivatives, and various fluorescent dyes and rare earth metal complex, there are phosphorescent materials, but is not limited thereto. It is also preferable to include 90 to 99.5 parts by mass of a light emitting material selected from these compounds and 0.5 to 10 parts by mass of a doping material. The organic light emitting layer 10 is produced by a known method using the above materials, and examples thereof include vapor deposition, coating, and transfer. The thickness of the organic light emitting layer 10 is preferably 0.5 to 500 nm, and particularly preferably 0.5 to 200 nm.

有機発光層10上には陰極20が形成されている。
陰極20は導電材単独層であっても良いが、導電性を有する材料に加えて、これらを保持する樹脂を併用してもよい。陰極20の導電材としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
陰極20はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
陰極20としてのシート抵抗は10Ω/□以下が好ましく、さらに1Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
A cathode 20 is formed on the organic light emitting layer 10.
The cathode 20 may be a single layer of a conductive material, but in addition to a conductive material, a resin that holds these may be used in combination. As the conductive material of the cathode 20, a material having a small work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
The cathode 20 can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
The sheet resistance as the cathode 20 is preferably 10Ω / □ or less, more preferably 1Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.

支持基板4上には陽極22が形成され、陽極22と透明導電膜基板2(透明導電層8)とが導通(接続)されている。
なお、透明導電膜基板2とは別個に陽極22を設けなくても、透明導電膜基板2自体を陽極としてもよい。
支持基板4の上方には可撓性封止部材30が設けられている。可撓性封止部材30の端部が接着剤40により陰極20と陽極22とに貼付され、有機発光層10などが可撓性封止部材30で封止(被覆)されている。陰極20と陽極22との各端部であって接着剤40が塗布された領域の外側は接続端子として使用される。
An anode 22 is formed on the support substrate 4, and the anode 22 and the transparent conductive film substrate 2 (transparent conductive layer 8) are electrically connected (connected).
Note that the transparent conductive film substrate 2 itself may be used as the anode without providing the anode 22 separately from the transparent conductive film substrate 2.
A flexible sealing member 30 is provided above the support substrate 4. The ends of the flexible sealing member 30 are attached to the cathode 20 and the anode 22 with an adhesive 40, and the organic light emitting layer 10 and the like are sealed (covered) with the flexible sealing member 30. The outer sides of the areas where the adhesive 40 is applied at the ends of the cathode 20 and the anode 22 are used as connection terminals.

《透明導電膜基板(2)》
続いて、透明導電膜基板2の構成などについて詳細に説明する。
(1)支持基板4
有機EL素子100では、支持基板4として、プラスチックフィルムやガラス基板などを用いることができる。
<< Transparent conductive film substrate (2) >>
Next, the configuration of the transparent conductive film substrate 2 will be described in detail.
(1) Support substrate 4
In the organic EL element 100, a plastic film or a glass substrate can be used as the support substrate 4.

(1.1)プラスチックフィルム
軽量性と柔軟性の観点からは、透明なプラスチックフィルムを用いることが好ましい。
プラスチックフィルム及びプラスチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、EVAなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)などを用いることができる。中でも好ましいのは、PETおよびPENである。
透明導電膜基板において、これに用いる支持基板は、表面平滑性に優れているものが好ましい。表面の平滑性については、算術平均粗さRaが5nm以下でかつ最大高さRzが50nm以下であることが好ましく、Raが2nm以下でかつRzが30nm以下であることがより好ましく、Raが1nm以下でかつRzが20nm以下であることがさらに好ましい。支持基板の表面は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等の下塗り層を付与して平滑化してもよいし、研磨などの機械加工によって平滑にすることもできる。
ここで、表面の平滑性は、原子間力顕微鏡(AFM)等による測定から、表面粗さ規格(JIS B 0601−2001)に従い、求めることができる。
(1.1) Plastic film From the viewpoint of lightness and flexibility, it is preferable to use a transparent plastic film.
Examples of raw materials for plastic films and plastic plates include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene and EVA, and polyvinyl chloride. , Vinyl resins such as polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polycarbonate (PC), polyamide, polyimide, acrylic resin, triacetyl cellulose (TAC), etc. Can be used. Of these, PET and PEN are preferred.
In the transparent conductive film substrate, the support substrate used for this is preferably one having excellent surface smoothness. Regarding the smoothness of the surface, the arithmetic average roughness Ra is preferably 5 nm or less and the maximum height Rz is preferably 50 nm or less, more preferably Ra is 2 nm or less and Rz is 30 nm or less, and Ra is 1 nm. More preferably, Rz is 20 nm or less. The surface of the support substrate may be smoothed by applying an undercoat layer such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, an electron beam curable resin, or a radiation curable resin, or may be smoothed by mechanical processing such as polishing. You can also
Here, the smoothness of the surface can be determined according to the surface roughness standard (JIS B 0601-2001) from measurement by an atomic force microscope (AFM) or the like.

支持基板には、大気中の酸素、水分を遮断する目的でガスバリア層を設けるのが好ましい。ガスバリア層の形成材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、金属窒化物が使用できる。これらの材料は、水蒸気バリア機能のほかに酸素バリア機能も有する。特にバリア性、耐溶剤性、透明性が良好な窒化シリコン、酸化窒化シリコンが好ましい。
また、バリア層は必要に応じて多層構成とすることも可能である。ガスバリア層の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。前記ガスバリア層を構成する各無機層の厚みに関しては特に限定されないが、典型的には1層あたり5nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、1層あたり10nm〜400nmであることがさらに好ましい。ガスバリア層は支持基板の少なくとも一方の面に設けられればよく、両面に設けられるのがより好ましい。
さらに支持基板の表面は、ハードコート層等による保護層処理がされていてもよい。ハードコート層は、光ラジカル発生材、ラジカル重合性の単官能および/又は多官能モノマーの混合物を所望の膜厚に均一に塗布したのち、必要なエネルギー量の紫外光を照射することによってラジカル重合させることにより得られる、透明かつ高硬度のポリマー層である。
The support substrate is preferably provided with a gas barrier layer for the purpose of blocking oxygen and moisture in the atmosphere. As a material for forming the gas barrier layer, metal oxides such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, and aluminum oxide, and metal nitrides can be used. These materials have an oxygen barrier function in addition to a water vapor barrier function. In particular, silicon nitride and silicon oxynitride having favorable barrier properties, solvent resistance, and transparency are preferable.
In addition, the barrier layer may have a multilayer structure as necessary. As a method for forming the gas barrier layer, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, or a sputtering method can be used depending on the material. The thickness of each inorganic layer constituting the gas barrier layer is not particularly limited, but typically it is preferably in the range of 5 nm to 500 nm per layer, and more preferably 10 nm to 400 nm per layer. The gas barrier layer may be provided on at least one surface of the support substrate, and more preferably on both surfaces.
Further, the surface of the support substrate may be subjected to a protective layer treatment with a hard coat layer or the like. The hard coat layer is formed by uniformly applying a photo-radical generating material and a mixture of radical polymerizable monofunctional and / or polyfunctional monomers to a desired film thickness, and then irradiating the necessary amount of ultraviolet light with radical polymerization. It is a transparent and high-hardness polymer layer obtained by making it.

(1.2)ガラス基板
金属細線補助電極および透明導電層を高温焼成すること(150℃以上)が可能な点や、ガスバリヤ性に優れる点から、透明なガラス基板を用いるのが好ましい。
本発明に用いることのできるガラス基板には特に限定は無い。中では無アルカリガラスが好ましく用いられる。
その他、ロールトゥロールでの生産適性、有機エレクトロルミネッセンス素子用の透明電極に供した際の素子のフレキシビリティ等の観点からは、厚さが10〜200μmの薄膜ガラスを用いることが好ましい。
更にガラス基板の厚さは50〜120μmであることが破損のしにくさ、ロール搬送の容易さの観点から望ましい。
具体的には特開2010-132532号公報にガラスフィルムとして記載あるような薄膜ガラスを用いることができる。
(1.2) Glass substrate It is preferable to use a transparent glass substrate from the viewpoint that the metal fine wire auxiliary electrode and the transparent conductive layer can be fired at a high temperature (150 ° C. or higher) and excellent in gas barrier properties.
There is no particular limitation on the glass substrate that can be used in the present invention. Among them, alkali-free glass is preferably used.
In addition, it is preferable to use a thin film glass having a thickness of 10 to 200 μm from the viewpoint of production suitability in roll-to-roll, flexibility of the element when used for a transparent electrode for an organic electroluminescence element, and the like.
Further, the thickness of the glass substrate is desirably 50 to 120 μm from the viewpoint of being hard to break and easy to carry the roll.
Specifically, a thin film glass as described in JP 2010-132532 A as a glass film can be used.

(2)金属細線補助電極6
(2.1)構成など
金属細線補助電極は、支持基板上にパターン状に形成された金属材料から構成されたものである。これにより金属材料からなる光不透過の導電部と透光性窓部を併せ持つフィルム基板となり、透明性、導電性に優れた電極基板が作製できる。
金属材料は、導電性に優れていれば特に制限はなく、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム等の金属の他に合金でもよい。特に、後述のようにパターンの形成のしやすさの観点から金属材料の態様は、金属微粒子または金属ナノワイヤであることが好ましく、金属材料は導電性の観点から銀であることが好ましい。
(2) Metal thin wire auxiliary electrode 6
(2.1) Configuration The metal thin wire auxiliary electrode is made of a metal material formed in a pattern on a support substrate. As a result, a film substrate having both a light-impermeable conductive portion made of a metal material and a light-transmissive window portion is obtained, and an electrode substrate excellent in transparency and conductivity can be produced.
The metal material is not particularly limited as long as it is excellent in conductivity. For example, the metal material may be an alloy other than a metal such as gold, silver, copper, iron, nickel, and chromium. In particular, from the viewpoint of ease of pattern formation as described later, the metal material is preferably a metal fine particle or metal nanowire, and the metal material is preferably silver from the viewpoint of conductivity.

パターン形状には特に制限はないが、例えば、導電部がストライプ状(平行線状)、格子状、ハニカム状、あるいはランダムな網目状であってもよく、特にストライプ状、格子状、ハニカム状が好ましい。
パターンの線幅は好ましくは10〜200μmであり、さらに好ましくは10〜100μmの範囲である。細線の線幅が10μm以上で、所望の導電性が得られ、また200μm以下とすることで透明性が向上する。
ストライプ状、格子状のパターンにおいて細線の間隔は、0.5〜4mmが好ましい。またハニカム状のパターンにおいては、一辺の長さが0.5〜4mmが好ましい。
細線の高さは、0.1〜10μmが好ましい。細線の高さが0.1μm以上で、所望の導電性が得られ、また10μm以下とすることで有機電子デバイスの形成において、電流リークや機能層の膜厚分布不良の要因となることを防止できる。
The pattern shape is not particularly limited. For example, the conductive portion may be in a stripe shape (parallel line shape), a lattice shape, a honeycomb shape, or a random mesh shape, and in particular, a stripe shape, a lattice shape, or a honeycomb shape. preferable.
The line width of the pattern is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm. When the line width of the thin wire is 10 μm or more, desired conductivity is obtained, and when it is 200 μm or less, the transparency is improved.
In the stripe-like and lattice-like patterns, the interval between the fine lines is preferably 0.5 to 4 mm. In the honeycomb pattern, the length of one side is preferably 0.5 to 4 mm.
The height of the thin wire is preferably 0.1 to 10 μm. When the height of the fine wire is 0.1 μm or more, desired conductivity is obtained, and by making the thickness 10 μm or less, it prevents current leakage and the functional layer thickness distribution from becoming a factor in the formation of organic electronic devices. it can.

本発明に係る金属細線補助電極の細線パターンは、金属粒子の分散液を用い、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法により形成できる。各印刷の方式は、一般的に電極パターン形成に使われる手法が本発明に関しても適用可能である。具体的な例として、グラビア印刷法については特開2009−295980、特開2009−259826、特開2009−96189、特開2009−90662記載の方法等が、フレキソ印刷法については特開2004−268319、特開2003−168560記載の方法等が、スクリーン印刷法については特開2010−34161、特開2010−10245、特開2009−302345記載の方法等が例として挙げられる。
その他の方法としては、例えば、支持基板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、支持基板上の全面に、印刷、蒸着、スパッタ、めっき等の1あるいは2以上の物理的また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、金属箔を接着剤で支持基板に積層した後、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。
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号公報の[0076]−[0112]、及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号公報を参考にして実施できる。
ランダムな網目構造としては、例えば、特表2005−530005号公報に記載のような、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。
The fine line pattern of the fine metal line auxiliary electrode according to the present invention can be formed by a printing method such as a gravure printing method, a flexographic printing method, and a screen printing method using a dispersion of metal particles. For each printing method, a method generally used for electrode pattern formation can be applied to the present invention. Specific examples include gravure printing methods described in JP2009-295980, JP2009-259826, JP2009-96189, and JP2009-90662, and flexographic printing methods in JP2004-268319. Examples of the method described in JP-A No. 2003-168560, and examples of the screen printing method include methods described in JP-A 2010-34161, JP-A 2010-10245, and JP-A 2009-302345.
As another method, for example, a metal layer is formed on the entire surface of the support substrate, and can be formed by a known photolithography method. Specifically, a conductor layer is formed on the entire surface of the support substrate using one or more physical or chemical forming methods such as printing, vapor deposition, sputtering, plating, etc., or a metal foil is used as an adhesive. After being laminated on the support substrate, the film can be processed into a desired stripe shape or mesh shape by etching using a known photolithography method.
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. A method using silver salt photographic technology can be carried out with reference to, for example, [0076]-[0112] of JP-A-2009-140750 and Examples. About the method of carrying out the gravure printing of catalyst ink and plating, it can carry out with reference to Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-281290, for example.
As a random network structure, for example, a method for spontaneously forming a disordered network structure of conductive fine particles by applying and drying a liquid containing metal fine particles as described in JP-T-2005-530005 Can be used.

金属細線補助電極の細線部の表面比抵抗は、10Ω/□以下であることが好ましく、3Ω/□以下であることがより好ましい。
表面比抵抗は、例えば、JIS K6911、ASTM D257、等に準拠して測定することができ、また市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。
The surface specific resistance of the thin wire portion of the fine metal wire auxiliary electrode is preferably 10Ω / □ or less, and more preferably 3Ω / □ or less.
The surface specific resistance can be measured based on, for example, JIS K6911, ASTM D257, etc., and can be easily measured using a commercially available surface resistivity meter.

(2.2)金属ナノ粒子
前記金属の細線パターンは金属粒子のペーストを印刷することにより設けることが好ましい。印刷後、導電性を高めるために、加熱し焼成する。支持基板としてPETフィルムを用いる場合、焼成の温度は110℃以下が好ましい。
前記金属粒子は、高い導電性が得られることから、金属ナノ粒子が好ましい。
前記金属ナノ粒子とは、粒子径が原子スケールからnmサイズの微粒子状の金属のことをいう。金属ナノ粒子の平均粒径としては3〜300nmが好ましく、5〜100nmであることがより好ましい。
本発明に係る金属ナノ粒子に用いられる金属としては、導電性の観点から銀または銅が好ましく、銀または銅単独でもよいし、それぞれの組み合わせでもよく、銀と銅の合金、銀または銅が一方の金属でめっきされていてもよい。中でも特に銀のナノ粒子が好ましい。
中でも、平均粒径30nm以下の銀ナノ粒子が好ましい。
(2.2) Metal nanoparticles It is preferable that the metal fine line pattern is provided by printing a paste of metal particles. After printing, in order to increase conductivity, heating and baking are performed. When a PET film is used as the support substrate, the firing temperature is preferably 110 ° C. or lower.
The metal particles are preferably metal nanoparticles because high conductivity is obtained.
The metal nanoparticles refer to fine metal particles having a particle size of from atomic scale to nm size. As an average particle diameter of a metal nanoparticle, 3-300 nm is preferable and it is more preferable that it is 5-100 nm.
The metal used in the metal nanoparticles according to the present invention is preferably silver or copper from the viewpoint of conductivity, and may be silver or copper alone, or a combination of them, either silver and copper alloy, silver or copper. It may be plated with any metal. Among these, silver nanoparticles are particularly preferable.
Among these, silver nanoparticles having an average particle size of 30 nm or less are preferable.

また、支持基板上に形成された金属細線補助電極は、加熱焼成処理を施すことが好ましい。これにより、金属微粒子同士の融着が進み、金属細線補助電極が高導電化するため、特に好ましい。
加熱焼成の温度は100〜900℃の範囲が好ましく、特に150〜600℃の範囲が更に好ましい。
加熱焼成の時間は、温度によって好ましい範囲が異なるが、1〜60分が好ましい。
Moreover, it is preferable that the metal fine wire auxiliary electrode formed on the support substrate is subjected to a heat baking treatment. This is particularly preferable because fusion of metal fine particles proceeds and the metal fine wire auxiliary electrode becomes highly conductive.
The temperature for heating and baking is preferably in the range of 100 to 900 ° C, more preferably in the range of 150 to 600 ° C.
The preferred range of the heat firing time varies depending on the temperature, but is preferably 1 to 60 minutes.

(3)透明導電層8
(3.1)構成など
透明導電層は、パターン形成された金属細線補助電極を被覆するように、導電性ポリマーと水酸基を含有した非導電性ポリマー(水酸基含有非導電性ポリマー)とを含有する分散液を、支持基板上に塗布して乾燥させ、膜形成されたものである。
透明導電層の塗布は、前述のグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の印刷方法に加えて、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、バーコート法、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、インクジェット法等の塗布法を用いることができる。
(3) Transparent conductive layer 8
(3.1) Configuration The transparent conductive layer contains a conductive polymer and a non-conductive polymer containing a hydroxyl group (hydroxyl group-containing non-conductive polymer) so as to cover the patterned thin metal wire auxiliary electrode. The dispersion is applied onto a support substrate and dried to form a film.
In addition to the above-mentioned printing methods such as gravure printing method, flexographic printing method, screen printing method, the application of the transparent conductive layer is performed by roll coating method, bar coating method, dip coating method, spin coating method, casting method, die coating method, Coating methods such as blade coating, bar coating, gravure coating, curtain coating, spray coating, doctor coating, and ink jet can be used.

透明導電層は、導電性ポリマーと、水酸基含有非導電性ポリマーとを、含有する。
水酸基含有非導電性ポリマーは、導電性ポリマーの導電性増強効果を有しており、これにより、高い導電性、高い透明性を同時に満たすことができる。
このような積層構造を有する本発明の透明導電層を形成することで、金属細線補助電極あるいは導電性ポリマー層単独では得ることのできない高い導電性を、電極面内において均一に得ることができる。
The transparent conductive layer contains a conductive polymer and a hydroxyl group-containing nonconductive polymer.
The hydroxyl group-containing non-conductive polymer has the effect of enhancing the conductivity of the conductive polymer, and thereby can simultaneously satisfy high conductivity and high transparency.
By forming the transparent conductive layer of the present invention having such a laminated structure, high conductivity that cannot be obtained by the metal thin wire auxiliary electrode or the conductive polymer layer alone can be obtained uniformly in the electrode plane.

透明導電層の単独の表面比抵抗は、10000Ω/□以下であることが好ましく、2000Ω/□以下であることがより好ましい。
単独の表面比抵抗とは、支持基板上に金属細線補助電極を設けずに、支持基板上に直に透明導電層のみを設けた際に測定した表面比抵抗を指す。
The single surface specific resistance of the transparent conductive layer is preferably 10,000 Ω / □ or less, and more preferably 2000 Ω / □ or less.
The single surface specific resistance refers to the surface specific resistance measured when only the transparent conductive layer is provided directly on the support substrate without providing the thin metal wire auxiliary electrode on the support substrate.

透明導電層の導電性ポリマーと水酸基含有非導電性ポリマーとの比率は、導電性ポリマーを100質量部とした時、水酸基含有非導電性ポリマーが30質量部から900質量部であることが好ましく、電流リーク防止、水酸基含有非導電性ポリマーの導電性増強効果、透明性の観点から、水酸基含有非導電性ポリマーが100質量部以上であることがより好ましい。   The ratio of the conductive polymer and the hydroxyl group-containing non-conductive polymer in the transparent conductive layer is preferably 30 to 900 parts by mass of the hydroxyl group-containing non-conductive polymer when the conductive polymer is 100 parts by mass. From the viewpoints of preventing current leakage, enhancing the conductivity of the hydroxyl group-containing nonconductive polymer, and transparency, the hydroxyl group-containing nonconductive polymer is more preferably 100 parts by mass or more.

透明導電層の乾燥膜厚は30nmから2000nmであることが好ましい。透明導電層の乾燥膜厚は、導電性の点からは100nm以上であることがより好ましく、電極の表面平滑性の点からは200nm以上であることがさらに好ましく、透明性の点からは1000nm以下であることがより好ましい。
透明導電層を塗布した後、適宜乾燥処理を施すことができる。
乾燥処理の条件として特に制限はないが、支持基板や透明導電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。また、熱処理を行う事で、水酸基含有非導電性ポリマーの架橋反応を促進、完了させることができる。これにより電極の洗浄耐性、溶媒耐性が著しく向上し、さらに素子性能が向上する。特に、有機EL素子においては、駆動電圧の低減、寿命の向上といった効果が得られる。上記乾燥の工程と、熱処理の工程は、同一工程であってもよく、別途行う工程であっても構わない。別途行う工程である場合には、乾燥と熱処理が連続した処理であってもよく、両処理間に時間的な休止があっても構わない。
乾燥工程、熱処理工程の条件に制限は無いが、たとえば乾燥は水分の蒸発が迅速に行える条件として、例えば、80℃以上の温度をかけることができ、上限は透明導電層に損傷を与えない温度として300℃程度までは可能な領域と考えられる。時間は10秒から10分程度の範囲が好ましい。
さらに、熱処理は、150℃以上300℃以下の温度で行う事が好ましい。150℃未満では、反応促進効果が小さく、300℃を超える場合、素材への熱的ダメージが増えるためか、効果が小さくなる。熱処理時間は、1分以上行うことが好ましい。処理時間の上限は特にないが、生産性の観点から24時間以下であることが好ましい。ただし熱処理温度が200℃を超える範囲では、30分以内に抑えることが好ましい。熱処理は、透明導電層を塗布、乾燥した後、オンラインで行ってもよく、オフラインで行ってもよい。オフラインで行う場合、さらに減圧下で行うことが、水分の乾燥促進にもつながり、好ましい。
The dry film thickness of the transparent conductive layer is preferably 30 nm to 2000 nm. The dry film thickness of the transparent conductive layer is more preferably 100 nm or more from the viewpoint of conductivity, more preferably 200 nm or more from the viewpoint of surface smoothness of the electrode, and 1000 nm or less from the viewpoint of transparency. It is more preferable that
After applying the transparent conductive layer, a drying treatment can be appropriately performed.
Although there is no restriction | limiting in particular as conditions of a drying process, It is preferable to dry at the temperature of the range which does not damage a support substrate and a transparent conductive layer. Moreover, by performing heat treatment, the crosslinking reaction of the hydroxyl group-containing nonconductive polymer can be promoted and completed. Thereby, the cleaning resistance and solvent resistance of the electrode are remarkably improved, and the device performance is further improved. In particular, in an organic EL element, effects such as reduction in driving voltage and improvement in life can be obtained. The drying step and the heat treatment step may be the same step or may be performed separately. In the case of separate processes, drying and heat treatment may be continuous, and there may be a time pause between the two processes.
There is no limitation on the conditions of the drying process and the heat treatment process. However, for example, drying can be performed at a temperature of 80 ° C. or more as a condition that moisture can be evaporated quickly, and the upper limit is a temperature that does not damage the transparent conductive layer. It is considered that it is possible to reach up to about 300 ° C. The time is preferably in the range of about 10 seconds to 10 minutes.
Further, the heat treatment is preferably performed at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. If it is less than 150 ° C., the reaction promoting effect is small, and if it exceeds 300 ° C., the effect is small because thermal damage to the material increases. The heat treatment time is preferably 1 minute or longer. The upper limit of the treatment time is not particularly limited, but is preferably 24 hours or less from the viewpoint of productivity. However, when the heat treatment temperature exceeds 200 ° C., it is preferable to keep it within 30 minutes. The heat treatment may be performed on-line or off-line after applying and drying the transparent conductive layer. In the case of off-line, it is preferable to further perform under reduced pressure because it leads to accelerated drying of moisture.

本発明において、酸触媒を用いて水酸基含有非導電性ポリマーの架橋反応を促進、完了させることができる。
酸触媒としては、塩酸、硫酸や硫酸アンモニウムを用いることができる。
また導電性ポリマーにドーパントとして用いるポリアニオンにおいて、スルホ基含有ポリアニオンを使用することで、ドーパントと触媒を兼用することができる。
また、酸触媒の使用と合わせて、前述の熱処理を行う事ができ、処理時間の短縮にもつながり、好ましい。
In the present invention, the crosslinking reaction of the hydroxyl group-containing nonconductive polymer can be promoted and completed using an acid catalyst.
As the acid catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid or ammonium sulfate can be used.
Moreover, in the polyanion used as a dopant for a conductive polymer, a dopant and a catalyst can be used together by using a sulfo group-containing polyanion.
In addition, the heat treatment described above can be performed in combination with the use of an acid catalyst, which is preferable because it shortens the treatment time.

(3.2)水酸基含有非導電性ポリマー
水酸基含有非導電性ポリマーは、分子中に式(1)で表される構造を有する繰返し単位を含有する。すなわち、水酸基含有非導電性ポリマーは、水酸基を含有する構造単位とともに、式(1)で表される構造単位が、共存して繰り返しランダムに結合する重合体である。
(3.2) Hydroxyl group-containing nonconductive polymer The hydroxyl group-containing nonconductive polymer contains a repeating unit having a structure represented by the formula (1) in the molecule. That is, the hydroxyl group-containing non-conductive polymer is a polymer in which the structural unit represented by the formula (1) together with the structural unit containing the hydroxyl group coexists and is randomly bonded together.

Figure 2012138311
Figure 2012138311

式(1)中、「R」は水素原子またはメチル基を表す。
「R」,「R」はアルキレン基を表す。
「R」は水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を表す。
「X」はハロゲン原子を表す。
「m」は0または1を表す。
「n」は1または2を表す。
「l」は1または2を表す。
In formula (1), “R 1 ” represents a hydrogen atom or a methyl group.
“R 2 ” and “R 3 ” represent an alkylene group.
“R 4 ” represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.
“X” represents a halogen atom.
“M” represents 0 or 1.
“N” represents 1 or 2.
“L” represents 1 or 2.

好ましくは、式(1)中、Xのハロゲン原子はフッ素である。
好ましくは、式(1)中、mは0である。
好ましくは、式(1)中、nは2であり、lは1である。
好ましくは、式(1)中、Rはフッ素である。
これらいずれかの条件を満たした場合には、有機EL素子のエネルギー変換効率の改善効果が高まる。
Preferably, in formula (1), the halogen atom of X is fluorine.
Preferably, in the formula (1), m is 0.
Preferably, in formula (1), n is 2 and l is 1.
Preferably, in formula (1), R 4 is fluorine.
When either of these conditions is satisfied, the effect of improving the energy conversion efficiency of the organic EL element is enhanced.

式(1)で表される構造を有する繰返し単位の具体例は下記のとおり(1−1−1から1−15−2まで)である。   Specific examples of the repeating unit having the structure represented by the formula (1) are as follows (1-1-1 to 1-15-2).

Figure 2012138311
Figure 2012138311

Figure 2012138311
Figure 2012138311

Figure 2012138311
Figure 2012138311

水酸基含有非導電性ポリマーの合成方法には特に限定は無いが、水酸基含有非導電性ポリマーを製造する場合には、式(2)で表される構造を有する繰返し単位を含有するポリマーと、式(3)で表される構造を有する酸無水物との反応によって得る方法を好ましく用いることができる。
すなわち、水酸基含有非導電性ポリマーは、式(2)で表される構造が最小単位として繰り返される重合体と、式(3)の酸無水物とがエステル化して形成される。
The method for synthesizing the hydroxyl group-containing non-conductive polymer is not particularly limited, but when producing the hydroxyl group-containing non-conductive polymer, a polymer containing a repeating unit having a structure represented by the formula (2), a formula A method obtained by a reaction with an acid anhydride having a structure represented by (3) can be preferably used.
That is, the hydroxyl group-containing non-conductive polymer is formed by esterification of a polymer in which the structure represented by the formula (2) is repeated as a minimum unit and the acid anhydride of the formula (3).

Figure 2012138311
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式(2)および式(3)中、R,R,R,R,X,m,n,lは、式(1)の説明で定義したものと同様である。 In formula (2) and formula (3), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , X, m, n, and l are the same as those defined in the description of formula (1).

式(2)で表される構造を有する繰返し単位を含有するポリマーと、式(3)で表される構造を有する酸無水物との反応によって得る方法としては、一般的なアルコール化合物と酸無水物との反応によるエステル化合物の合成方法を利用することができる。
合成反応は好ましくは無触媒でおこなうのがよい。
合成反応では触媒を用いてもよい。当該触媒としては、透明導電層中に残留した際に、導電性高分子の脱ドープ等の悪影響を及ぼす可能性が低いため、特に塩基性を有していない物を使用するのが好ましい。
反応溶媒に限定は無いが、式(2)で表される構造を有する繰返し単位を含有するポリマーの溶解性の制約から、水溶液中での反応となる場合がある。水溶液中での反応の場合は、式(3)で表される構造を有する酸無水物は、式(2)で表される構造を有する繰返し単位を含有するポリマーとのエステル化反応と競争して、加水分解反応が進行するが、競争反応を想定して、過剰量の酸無水物を使用することで対応可能である。
なお、反応によってカルボン酸が副生されることもあるが、透明導電層を塗布あるいは印刷パターニングした後の乾燥処理工程、焼成処理工程等の加熱処理工程において、当該カルボン酸は揮発除去されるため、特に問題はない。
As a method of obtaining a polymer containing a repeating unit having a structure represented by the formula (2) and an acid anhydride having a structure represented by the formula (3), a general alcohol compound and an acid anhydride can be used. The synthesis method of the ester compound by reaction with a product can be used.
The synthesis reaction is preferably carried out without a catalyst.
A catalyst may be used in the synthesis reaction. As the catalyst, since it is less likely to have an adverse effect such as dedoping of the conductive polymer when remaining in the transparent conductive layer, it is particularly preferable to use a catalyst having no basicity.
Although there is no limitation in the reaction solvent, the reaction may be carried out in an aqueous solution due to the solubility limitation of the polymer containing the repeating unit having the structure represented by the formula (2). In the case of the reaction in an aqueous solution, the acid anhydride having the structure represented by the formula (3) competes with the esterification reaction with the polymer containing a repeating unit having the structure represented by the formula (2). Although the hydrolysis reaction proceeds, it can be handled by using an excess amount of acid anhydride assuming a competitive reaction.
Carboxylic acid may be produced as a by-product due to the reaction, but the carboxylic acid is volatilized and removed in a heat treatment process such as a drying process or a baking process after applying or printing patterning the transparent conductive layer. There is no particular problem.

式(2)で表される構造を有する繰返し単位の具体例は下記のとおり(2−A−1から2−C−2まで)である。   Specific examples of the repeating unit having the structure represented by the formula (2) are as follows (from 2-A-1 to 2-C-2).

Figure 2012138311
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式(3)で表される構造を有する酸無水物の具体例は下記のとおり(3−1から3−12まで)である。   Specific examples of the acid anhydride having a structure represented by the formula (3) are as follows (from 3-1 to 3-12).

Figure 2012138311
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本発明の水酸基含有非導電性ポリマーの数平均分子量は好ましくは3,000〜2,000,000の範囲内であり、より好ましくは4,000〜500,000の範囲内であり、更に好ましくは5000〜100000の範囲内である。
本発明の水酸基含有非導電性ポリマーの数平均分子量、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量=Mw/Mn)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。
使用する溶媒は、水酸基含有非導電性ポリマーが溶解すれば特に限りはなく、好ましくはTHF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、CHClであり、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 of the hydroxyl group-containing nonconductive polymer of the present invention is preferably in the range of 3,000 to 2,000,000, more preferably in the range of 4,000 to 500,000, and still more preferably. It is in the range of 5,000 to 100,000.
The number average molecular weight and molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight = Mw / Mn) of the hydroxyl group-containing nonconductive polymer of the present invention are measured by generally known gel permeation chromatography (GPC). be able to.
The solvent to be used is not particularly limited as long as the hydroxyl group-containing non-conductive polymer dissolves, preferably THF (tetrahydrofuran), DMF (dimethylformamide), CH 2 Cl 2 , more preferably THF, DMF, DMF is preferred. The measurement temperature is not particularly limited, but 40 ° C. is preferable.

(3.3)導電性ポリマー
本発明に係る導電性ポリマーは、π共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを有してな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。
(3.3) Conductive polymer The conductive polymer according to the present invention is a conductive polymer having 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. .

(3.3.1)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が最も好ましい。
(3.3.1) π-conjugated conductive polymer The π-conjugated conductive polymer used in the present invention is not particularly limited, and includes polythiophenes (including basic polythiophene, the same shall apply hereinafter), polypyrroles, poly Chain conductivity of indoles, polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes, polyfurans, polyparaphenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, polythiazyls Polymers can be utilized. Of these, polythiophenes and polyanilines are preferable from the viewpoints of conductivity, transparency, stability, and the like. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.

(3.3.2)π共役系導電性高分子前駆体モノマー
π共役系導電性高分子の形成に用いられる前駆体モノマーは、分子内にπ共役系を有し、適切な酸化剤の作用によって高分子化した際にもその主鎖にπ共役系が形成されるものである。
例えば、ピロール類及びその誘導体、チオフェン類及びその誘導体、アニリン類及びその誘導体等が挙げられる。
前駆体モノマーの具体例としては、ピロール、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−n−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−オクチルピロール、3−デシルピロール、3−ドデシルピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジブチルピロール、3−カルボキシルピロール、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。
(3.3.2) π-conjugated system conductive polymer precursor monomer The precursor monomer used to form the π-conjugated system conductive polymer has a π-conjugated system in the molecule and acts as an appropriate oxidizing agent. Even when the polymer is polymerized by π, a π-conjugated system is formed in the main chain.
Examples thereof include pyrroles and derivatives thereof, thiophenes and derivatives thereof, anilines and derivatives thereof, and the like.
Specific examples of the precursor monomer include pyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3, 4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-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.

(3.3.3)ポリ陰イオン
本発明に用いられるポリ陰イオンは、置換もしくは未置換のポリアルキレン、置換もしくは未置換のポリアルケニレン、置換もしくは未置換のポリイミド、置換もしくは未置換のポリアミド、置換も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。
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。
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。
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。
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。
化合物内にさらにF(フッ素原子)を有するポリ陰イオンであってもよい。
具体的には、パーフルオロスルホン酸基を含有するナフィオン(Dupont社製)、カルボン酸基を含有するパーフルオロ型ビニルエーテルからなるフレミオン(旭硝子社製)等を挙げることができる。
これらのうち、スルホン酸を有する化合物であると、導電性ポリマー含有層を塗布、乾燥することによって形成した後に、マイクロ波を照射する前に100〜120℃で5分以上の加熱乾燥処理を施してもよい。これにより架橋反応が促進するため、塗布膜の洗浄耐性や溶媒耐性が著しく向上することから、好ましい。
さらに、これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリ陰イオンは、ヒドロキシ基含有非導電性ポリマーとの相溶性が高く、また、得られる導電性ポリマーの導電性をより高くできる。
(3.3.3) Polyanion The polyanion used in the present invention is a substituted or unsubstituted polyalkylene, a substituted or unsubstituted polyalkenylene, a substituted or unsubstituted polyimide, a substituted or unsubstituted polyamide, A substituted or unsubstituted polyester and a copolymer thereof are composed of a structural unit having an anionic group and a structural unit having no anionic group.
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.
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.
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.
It may be a polyanion further having F (fluorine atom) in the compound.
Specifically, Nafion (made by Dupont) containing a perfluorosulfonic acid group, Flemion (made by Asahi Glass Co., Ltd.) made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group, and the like can be mentioned.
Among these, the compound having a sulfonic acid is formed by applying and drying the conductive polymer-containing layer, and then subjected to a heat drying treatment at 100 to 120 ° C. for 5 minutes or more before irradiating the microwave. May be. This promotes the crosslinking reaction, which is preferable since the washing resistance and solvent resistance of the coating film are remarkably improved.
Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These poly anions have high compatibility with the hydroxy group-containing non-conductive polymer, 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個の範囲であることがより好ましい。   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、アニオン基を有しないポリマーをスルホ化剤によりスルホン酸化する方法、アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法が挙げられる。
アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法は、溶媒中、アニオン基含有重合性モノマーを、酸化剤及び/または重合触媒の存在下で、酸化重合また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/また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。
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。
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。
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, and an anionic group containing The method of manufacturing by superposition | polymerization of a polymerizable monomer is mentioned.
Examples of the method for producing an anionic group-containing polymerizable monomer by polymerization include a method for producing an anionic 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.
The oxidizing agent, oxidation catalyst, and solvent used in the polymerization of the anionic group-containing polymerizable monomer are the same as those used in the polymerization of the precursor monomer that forms the π-conjugated conductive polymer.
When the obtained polymer is a polyanionic salt, it is preferably transformed into a polyanionic acid. Examples of the method for 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.

導電性ポリマーに含まれるπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンの比率、「π共役系導電性高分子」:「ポリ陰イオン」は質量比で1:1〜1:20が好ましい。導電性、分散性の観点からより好ましくは1:2〜1:10の範囲である。
π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーをポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合して、本発明に係る導電性ポリマーを得る際に使用される酸化剤は、例えばJ.Am.Soc.,85、454(1963)に記載されるピロールの酸化重合に適する、いずれかの酸化剤である。実際的な理由のために、安価でかつ取扱い易い酸化剤、例えば鉄(III)塩、例えばFeCl、Fe(ClO、有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩、または過酸化水素、重クロム酸カリウム、過硫酸アルカリ(例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム)またはアンモニウム、過ホウ酸アルカリ、過マンガン酸カリウム及び銅塩例えば四フッ化ホウ酸銅を用いることが好ましい。加えて、酸化剤として随時触媒量の金属イオン例えば鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン及びバナジウムイオンの存在下における空気及び酸素も使用することができる。過硫酸塩並びに有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の使用が腐食性でないために大きな応用上の利点を有する。
有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の例としては炭素数1〜20のアルカノールの硫酸半エステルの鉄(III)塩、例えばラウリル硫酸;炭素数1〜20のアルキルスルホン酸、例えばメタンまたはドデカンスルホン酸;脂肪族炭素数1〜20のカルボン酸、例えば2−エチルヘキシルカルボン酸;脂肪族パーフルオロカルボン酸、例えばトリフルオロ酢酸及びパーフルオロオクタノン酸;脂肪族ジカルボン酸、例えばシュウ酸並びに殊に芳香族の、随時炭素数1〜20のアルキル置換されたスルホン酸、例えばベンゼセンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のFe(III)塩が挙げられる。
The ratio of π-conjugated conductive polymer and polyanion contained in the conductive polymer, “π-conjugated conductive polymer”: “polyanion” is preferably 1: 1 to 1:20 by mass ratio. The range of 1: 2 to 1:10 is more preferable from the viewpoint of conductivity and dispersibility.
The oxidant used when the precursor monomer forming the π-conjugated conductive polymer is chemically oxidatively polymerized in the presence of the polyanion to obtain the conductive polymer according to the present invention is, for example, J. Org. Am. Soc. 85, 454 (1963), which is suitable for the oxidative polymerization of pyrrole. For practical reasons, cheap and easy to handle oxidants such as iron (III) salts, eg FeCl 3 , Fe (ClO 4 ) 3 , organic acids and iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues Or use hydrogen peroxide, potassium dichromate, alkali persulfate (eg potassium persulfate, sodium persulfate) or ammonium, alkali perborate, potassium permanganate and copper salts such as copper tetrafluoroborate preferable. In addition, air and oxygen in the presence of catalytic amounts of metal ions such as iron, cobalt, nickel, molybdenum and vanadium ions can be used as oxidants at any time. The use of persulfates and the iron (III) salts of inorganic acids containing organic acids and organic residues has great application advantages because they are not corrosive.
Examples of iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues include iron (III) salts of alkanol sulfate half esters of alkanols such as lauryl sulfate; alkyl sulfonic acids of 1 to 20 carbons such as Methane or dodecanesulfonic acid; carboxylic acid having 1 to 20 aliphatic carbon atoms such as 2-ethylhexylcarboxylic acid; aliphatic perfluorocarboxylic acid such as trifluoroacetic acid and perfluorooctanoic acid; aliphatic dicarboxylic acid such as oxalic acid And in particular aromatic (optionally) alkyl-substituted sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, such as the Fe (III) salts of benzenecenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid.

こうした導電性ポリマーは、市販の材料も好ましく利用できる。
例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT−PSSと略す)が、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できる。
As such a conductive polymer, a commercially available material can also be preferably used.
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.

第2ドーパントとして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、ヒドロキシ基含有化合物、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等が挙げられる。
前記ヒドロキシ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、グリセリン等が挙げられ、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−ブチロラクトン等が挙げられる。
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、等が挙げられる。
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等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、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。
An organic compound may be contained as the second dopant.
There is no restriction | limiting in particular in the 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 hydroxy group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound.
Examples of the hydroxy 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.

(3.4)添加剤
添加剤としては、可塑剤、酸化防止剤や硫化防止剤等の安定剤、界面活性剤、溶解促進剤、重合禁止剤、染料や顔料等の着色剤等が挙げられる。
さらに、塗布性等の作業性を高める観点から、溶媒(例えば、水や、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、炭化水素類等の有機溶媒)を含んでいてもよい。
(3.4) Additives Examples of additives include stabilizers such as plasticizers, antioxidants and antisulfurizing agents, surfactants, dissolution accelerators, polymerization inhibitors, and colorants such as dyes and pigments. .
Furthermore, from the viewpoint of improving workability such as coating properties, solvents (for example, organic solvents such as water, alcohols, glycols, cellosolves, ketones, esters, ethers, amides, hydrocarbons, etc.) are used. May be included.

(4)応用例
以上の透明導電膜基板2は高い導電性と透明性を併せ持ち、液晶表示素子、有機発光素子、無機電界発光素子、電子ペーパー、有機太陽電池、無機太陽電池等の各種オプトエレクトロニクスデバイスや、電磁波シールド、タッチパネル等の分野において好適に用いることができる。
その中でも、透明電極表面の平滑性が厳しく求められる有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子100)や有機薄膜太陽電池素子の透明電極として特に好ましく用いることができる。
(4) Application Examples The above transparent conductive film substrate 2 has both high conductivity and transparency, and various optoelectronics such as liquid crystal display elements, organic light emitting elements, inorganic electroluminescent elements, electronic paper, organic solar cells, and inorganic solar cells. It can be suitably used in the fields of devices, electromagnetic wave shields, touch panels and the like.
Among these, it can use especially preferably as a transparent electrode of the organic electroluminescent element (organic EL element 100) and organic thin-film solar cell element by which the smoothness of the transparent electrode surface is calculated | required severely.

以下に本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、本発明の構成はこれら実施態様に制限されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the configuration of the present invention is not limited to these embodiments.

《水酸基含有非導電性ポリマーの合成》
(1)合成例1(P−1の合成:本発明内)
200ml三ツ口フラスコにTHF100mlを加え10分間加熱還流させた後、窒素下で室温に冷却した。2−ヒドロキシエチルアクリレート(5.8g、15mmol、分子量:116.05)、AIBN(0.8g、5mmol、分子量:164.11)を加え、5時間加熱還流した。その後還流条件下で、THF30mlに溶解した酸無水物1(1.2g、4mmol、分子量309)を20分かけて滴下したのち、その後引き続き還流を3時間行った。室温に冷却した後、3000mlのMEK(メチルエチルケトン)中に反応溶液を滴下し、1時間攪拌した。MEKをデカンテーション後、沈殿物を100mlのMEKで3回洗浄後、THFでポリマーを溶解し、100mlフラスコへ移した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。
その結果、数平均分子量34000の水酸基含有非導電性ポリマー「P−1」を5.7g得た。
<< Synthesis of hydroxyl group-containing non-conductive polymer >>
(1) Synthesis Example 1 (P-1 synthesis: within the present invention)
After adding 100 ml of THF to a 200 ml three-necked flask and heating to reflux for 10 minutes, the mixture was cooled to room temperature under nitrogen. 2-hydroxyethyl acrylate (5.8 g, 15 mmol, molecular weight: 116.05) and AIBN (0.8 g, 5 mmol, molecular weight: 164.11) were added, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. Then, under reflux conditions, acid anhydride 1 (1.2 g, 4 mmol, molecular weight 309) dissolved in 30 ml of THF was added dropwise over 20 minutes, and then reflux was continued for 3 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dropped into 3000 ml of MEK (methyl ethyl ketone) and stirred for 1 hour. After decantation of MEK, the precipitate was washed 3 times with 100 ml of MEK, and then the polymer was dissolved in THF and transferred to a 100 ml flask. THF 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, 5.7 g of a hydroxyl group-containing nonconductive polymer “P-1” having a number average molecular weight of 34,000 was obtained.

なお、分子量はGPC(Waters2695、Waters社製)で測定した。
〈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℃
The molecular weight was measured by GPC (Waters 2695, manufactured by Waters).
<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

(2)合成例2(P−2の合成:本発明内)
合成例1において、酸無水物1を、酸無水物2(1.0g、4mmol、分子量238)に変更した。
その他は、合成例1と同様の操作を行い、数平均分子量30000の水酸基含有非導電性ポリマー「P−2」を5.3g得た。
(2) Synthesis Example 2 (P-2 synthesis: within the present invention)
In Synthesis Example 1, acid anhydride 1 was changed to acid anhydride 2 (1.0 g, 4 mmol, molecular weight 238).
Otherwise, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to obtain 5.3 g of a hydroxyl group-containing nonconductive polymer “P-2” having a number average molecular weight of 30000.

(3)合成例3(P−3の合成:本発明内)
合成例1において、酸無水物1を、酸無水物3(1.2g、4mmol、分子量302)に変更した。
その他は、合成例1と同様の操作を行い、数平均分子量30000の水酸基含有非導電性ポリマー「P−3」を5.5g得た。
(3) Synthesis Example 3 (Synthesis of P-3: within the present invention)
In Synthesis Example 1, acid anhydride 1 was changed to acid anhydride 3 (1.2 g, 4 mmol, molecular weight 302).
Otherwise, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to obtain 5.5 g of a hydroxyl group-containing non-conductive polymer “P-3” having a number average molecular weight of 30000.

(4)合成例4(P−4の合成:本発明内)
合成例1において、酸無水物1を、酸無水物4(0.7g、4mmol、分子量174)に変更した。
その他は、合成例1と同様の操作を行い、数平均分子量30000の水酸基含有非導電性ポリマー「P−4」を5.0g得た。
(4) Synthesis Example 4 (Synthesis of P-4: within the present invention)
In Synthesis Example 1, acid anhydride 1 was changed to acid anhydride 4 (0.7 g, 4 mmol, molecular weight 174).
Otherwise, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to obtain 5.0 g of a hydroxyl group-containing nonconductive polymer “P-4” having a number average molecular weight of 30000.

(5)合成例5(P−5の合成:本発明内)
合成例1において、酸無水物1を、酸無水物5(0.8g、4mmol、分子量210)に変更した。
その他は、合成例1と同様の操作を行い、数平均分子量30000の水酸基含有非導電性ポリマー「P−5」を5.0g得た。
(5) Synthesis Example 5 (Synthesis of P-5: within the present invention)
In Synthesis Example 1, acid anhydride 1 was changed to acid anhydride 5 (0.8 g, 4 mmol, molecular weight 210).
Otherwise, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to obtain 5.0 g of a hydroxyl group-containing non-conductive polymer “P-5” having a number average molecular weight of 30000.

(6)合成例6(P−0の合成:本発明外)
200ml三ツ口フラスコにTHF100mlを加え10分間加熱還流させた後、窒素下で室温に冷却した。2−ヒドロキシエチルアクリレート(5.8g、15mmol、分子量:116.05)、AIBN(0.8g、5mmol、分子量:164.11)を加え、5時間加熱還流した。室温に冷却した後、3000mlのMEK(メチルエチルケトン)中に反応溶液を滴下し、1時間攪拌した。MEKをデカンテーション後、100mlのMEKで3回洗浄後、THFでポリマーを溶解し、100mlフラスコへ移した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。
その結果、数平均分子量33700の2−ヒドロキシエチルアクリレートのホモポリマーである水酸基含有非導電性ポリマー「P−0」を5.2g得た。
(6) Synthesis Example 6 (Synthesis of P-0: outside the present invention)
After adding 100 ml of THF to a 200 ml three-necked flask and heating to reflux for 10 minutes, the mixture was cooled to room temperature under nitrogen. 2-hydroxyethyl acrylate (5.8 g, 15 mmol, molecular weight: 116.05) and AIBN (0.8 g, 5 mmol, molecular weight: 164.11) were added, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dropped into 3000 ml of MEK (methyl ethyl ketone) and stirred for 1 hour. After decantation of MEK, the polymer was washed 3 times with 100 ml of MEK, and then the polymer was dissolved in THF and transferred to a 100 ml flask. THF 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, 5.2 g of a hydroxyl group-containing non-conductive polymer “P-0” which is a homopolymer of 2-hydroxyethyl acrylate having a number average molecular weight of 33700 was obtained.

Figure 2012138311
Figure 2012138311

《透明導電膜基板の作製》
(1)金属細線補助電極の形成
支持基板として100μmの厚さの薄膜フレキシブル無アルカリガラス(日本電気硝子株式会社製)を用い、銀ナノ粒子インキ1(TEC−PR−030;InkTec社製)を用いて、1mmピッチ、幅30μm、深さ12μmの形状(パターン)の彫刻が施されたグラビア版で印刷を行った。
パターンを印刷するエリアの面積は18mm平方とした。
印刷機としてRK Print Coat Instruments Ltd製グラビア印刷試験機K303MULTICOATERを用いた。
印刷後の支持基板を、電気炉を用いて250℃で2分間焼成し、支持基板上に金属細線補助電極を形成した。
金属細線補助電極のパターンを高輝度非接触3次元表面形状粗さ計WYKO NT9100で測定したところ、パターンの高さは0.7μm、パターン細線上の中心線に沿って測定した平均粗さRaは0.01μmであった。
<< Preparation of transparent conductive film substrate >>
(1) Formation of thin metal wire auxiliary electrode Using a thin film flexible non-alkali glass (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm as a support substrate, silver nanoparticle ink 1 (TEC-PR-030; manufactured by InkTech) is used. Using this, printing was performed with a gravure plate engraved with a shape (pattern) having a 1 mm pitch, a width of 30 μm, and a depth of 12 μm.
The area for printing the pattern was 18 mm square.
As a printing machine, a gravure printing tester K303MULTICOATER manufactured by RK Print Coat Instruments Ltd was used.
The printed support substrate was baked at 250 ° C. for 2 minutes using an electric furnace to form a fine metal wire auxiliary electrode on the support substrate.
When the pattern of the metal thin wire auxiliary electrode was measured with a high brightness non-contact 3D surface shape roughness meter WYKO NT9100, the height of the pattern was 0.7 μm, and the average roughness Ra measured along the center line on the pattern thin line was It was 0.01 μm.

(2)透明導電層の形成
上記で得られた金属細線補助電極パターニング済みの支持基板上に、下記組成の透明導電層塗布液をウェット膜厚10μmになるようにアプリケーターでパターン塗布した。
パターンのエリアは、金属細線補助電極を覆う位置で20mm平方とした。
パターン塗布後の支持基板を、循環式恒温槽を用いて90℃で1分間乾燥させ、その後電気炉を用いて230℃で2分間焼成し、透明導電層を形成し、透明導電膜基板サンプルを得た。
水酸基含有非導電性ポリマー水溶液の使用有無やその種類、透明導電層の厚さなどに応じて「実施例1〜5,比較例1〜4」のサンプルとした(表1参照)。
(2) Formation of transparent conductive layer A transparent conductive layer coating solution having the following composition was applied by patterning with an applicator so as to have a wet film thickness of 10 μm on the metal fine wire auxiliary electrode patterned support substrate obtained above.
The area of the pattern was 20 mm square at the position covering the thin metal wire auxiliary electrode.
The support substrate after pattern application is dried at 90 ° C. for 1 minute using a circulating thermostat, and then baked at 230 ° C. for 2 minutes using an electric furnace to form a transparent conductive layer. Obtained.
It was set as the sample of "Example 1-5, Comparative Examples 1-4" according to the presence or absence of the hydroxyl-containing nonelectroconductive polymer aqueous solution, its kind, the thickness of a transparent conductive layer, etc. (refer Table 1).

(透明導電層塗布液組成)
導電性ポリマー分散液(Clevios TH510;H.C.Starck社製、固形分1.7wt%) 17.6g
水酸基含有非導電性ポリマー水溶液(表1記載の物;固形分20wt%に調整) 3.5g
ジメチルスルホキシド 1.0g
(Transparent conductive layer coating solution composition)
Conductive polymer dispersion (Clevios TH510; manufactured by HCStarck, solid content 1.7 wt%) 17.6 g
Hydroxyl group-containing non-conductive polymer aqueous solution (Table 1; adjusted to a solid content of 20 wt%) 3.5 g
Dimethyl sulfoxide 1.0g

《有機EL素子の作製》
(1)陽極の形成
作製した各透明導電膜基板において、パターン辺長20mmの正方形タイル状透明パターン1個が中央に配置される様に30mm角に切り出し、これを第1電極(陽極)に用いて、以下の手順でそれぞれ有機EL素子を作製した。
<< Production of organic EL element >>
(1) Formation of anode In each of the produced transparent conductive film substrates, a square tile-shaped transparent pattern having a pattern side length of 20 mm was cut into a 30 mm square so as to be arranged in the center, and this was used as the first electrode (anode). Then, an organic EL element was produced by the following procedure.

(2)有機発光層の形成
切り出した透明パターン電極(陽極)を市販の真空蒸着装置内にセットし、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製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。
(2) Formation of organic light-emitting layer The cut-out transparent pattern electrode (anode) is set in a commercially available vacuum deposition apparatus, and the constituent materials of each layer are optimal for device fabrication in each of the deposition crucibles in the vacuum deposition apparatus. The amount was filled. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.

次いで、以下の手順で有機発光層(正孔輸送層,発光層,電子輸送層)を形成した。
まず、真空度1×10−4Paまで減圧した後、下記α−NPDの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、30nmの正孔輸送層を設けた。
下記Ir−1が13質量%、下記Ir−14が3.7質量%の濃度になるように、Ir−1、Ir−14及び下記化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が622nm、厚さ10nmの緑赤色燐光発光層を形成した。
次いで、下記E−66が10質量%になるように、E−66及び化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が471nm、厚さ15nmの青色燐光発光層を形成した。
その後、下記M−1を膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成し、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。
各層形成に用いた化合物を下記に示す。
Next, an organic light emitting layer (hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer) was formed by the following procedure.
First, after depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 −4 Pa, the energization crucible containing the following α-NPD was energized and heated, evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second, and a 30 nm hole transport layer. Was established.
Ir-1 and Ir-14 and the following compound 1-7 were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec so that the following Ir-1 would be 13% by mass and the following Ir-14 would be 3.7% by mass. Then, a green-red phosphorescent light emitting layer having an emission maximum wavelength of 622 nm and a thickness of 10 nm was formed.
Subsequently, E-66 and compound 1-7 were co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the following E-66 was 10% by mass, and a blue phosphorescent light emitting layer having an emission maximum wavelength of 471 nm and a thickness of 15 nm. Formed.
Thereafter, the following M-1 was deposited to a thickness of 5 nm to form a hole blocking layer, and CsF was co-deposited with M-1 so that the film thickness ratio was 10%. Formed.
The compounds used for forming each layer are shown below.

Figure 2012138311
Figure 2012138311

(3)陰極の形成
形成した電子輸送層の上に、透明導電膜基板を陽極とした陽極外部取り出し端子と、15mm×15mmの陰極形成用材料としてAlを5×10−4Paの真空下にてマスク蒸着した厚さ100nmの陰極とを、形成した。
(3) Formation of cathode On the formed electron transport layer, an anode external lead-out terminal having a transparent conductive film substrate as an anode, and Al as a 15 mm × 15 mm cathode forming material under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa Then, a cathode having a thickness of 100 nm was formed by mask evaporation.

(4)封止
さらに、陰極及び陽極の外部取り出し端子が形成できるように、端部を除き陽極の周囲に接着剤を塗り、ポリエチレンテレフタレートを基材としAlを厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させ封止膜を形成し、発光エリア15mm×15mmの有機EL素子を作製した。
(4) Sealing Further, an adhesive was applied around the anode except for the ends so that external terminals for the cathode and anode could be formed, and Al 2 O 3 was vapor-deposited with a thickness of 300 nm using polyethylene terephthalate as a base material. After bonding the flexible sealing member, the adhesive was cured by heat treatment to form a sealing film, and an organic EL device having a light emitting area of 15 mm × 15 mm was produced.

透明導電膜基板の種類(水酸基含有非導電性ポリマー水溶液の使用有無やその種類、透明導電層の厚さなど)に応じて「実施例1〜5,比較例1〜4」のサンプルとした(表1参照)。
なお、表1の「水酸基含有非導電性ポリマー」の項目中、比較例サンプル4の「PVA」はポリビニルアルコール(日本合成化学(株)ゴーセノールGL03)を示している。
According to the type of transparent conductive film substrate (whether or not the hydroxyl group-containing non-conductive polymer aqueous solution is used and its type, the thickness of the transparent conductive layer, etc.), samples of “Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4” were used ( (See Table 1).
In addition, in the item of “Hydroxyl group-containing non-conductive polymer” in Table 1, “PVA” in Comparative Sample 4 indicates polyvinyl alcohol (Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. Gohsenol GL03).

《ホールオンリー素子の作製》
前述の「有機EL素子の作製」の記載において、正孔輸送層の膜厚を100nmとするとともに、緑赤色燐光発光層、青色燐光発光層、正孔阻止層および電子輸送層を形成せずに、正孔輸送層上に直に陰極を形成した。
その他は、「有機EL素子の作製」の記載と同様の操作を行うことにより、ホールオンリー素子を作製した。
透明導電膜基板の種類(水酸基含有非導電性ポリマー水溶液の使用有無やその種類、透明導電層の厚さなど)に応じて「実施例1〜5,比較例1〜4」のサンプルとした(表1参照)。
<Production of Hall-only device>
In the above description of “production of organic EL device”, the thickness of the hole transport layer is 100 nm, and the green-red phosphorescent light-emitting layer, the blue phosphorescent light-emitting layer, the hole blocking layer, and the electron transport layer are not formed. The cathode was formed directly on the hole transport layer.
In other respects, a hole-only device was produced by performing the same operation as described in “Production of organic EL device”.
According to the type of transparent conductive film substrate (whether or not the hydroxyl group-containing non-conductive polymer aqueous solution is used and its type, the thickness of the transparent conductive layer, etc.), samples of “Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4” were used ( (See Table 1).

《評価》
(1)透明導電膜基板の評価
(1.1)表面比抵抗
各透明導電膜基板サンプルの表面比抵抗を、ダイアインスツルメンツ製抵抗率計ロレスタGPを用いて四端子法で測定した。測定結果を表1に示す。
<Evaluation>
(1) Evaluation of transparent conductive film substrate (1.1) Surface specific resistance The surface specific resistance of each transparent conductive film substrate sample was measured by a four-terminal method using a resistivity meter Loresta GP manufactured by Dia Instruments. The measurement results are shown in Table 1.

(1.2)透過率
各透明導電膜基板サンプルの透過率を測定した。
透過率は、東京電色社製AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC−HIIIDP)を用いて、全光線透過率を測定した。測定結果を表1に示す。
(1.2) Transmittance The transmittance of each transparent conductive film substrate sample was measured.
The transmittance was determined by measuring the total light transmittance using AUTOMATIC ZEMETER (MODEL TC-HIIIDP) manufactured by Tokyo Denshoku. The measurement results are shown in Table 1.

(1.3)ホール注入性
各ホールオンリー素子サンプルに対し、3Vから5Vまでの電圧を連続的に印加した際の電流値(mA)を測定し、素子面積(cm)で除した値を電流密度(mA/cm)として求めた。その後、横軸に電流密度,縦軸に電圧をそれぞれとったプロットを形成し、これを線形近似してその傾き(V・cm/mA)を算出した。その算出結果をホール注入抵抗として、ホール注入性の指標とした。評価結果を表1に示す。ホール注入抵抗の値が小さいほど、ホール注入性が良好となる。
(1.3) Hole injection property For each hole-only device sample, the current value (mA) when a voltage of 3 V to 5 V was continuously applied was measured, and the value divided by the device area (cm 2 ) It calculated | required as a current density (mA / cm < 2 >). Thereafter, a plot with current density on the horizontal axis and voltage on the vertical axis was formed, and this was linearly approximated to calculate the slope (V · cm 2 / mA). The calculation result was used as a hole injection resistance and used as an index of hole injection property. The evaluation results are shown in Table 1. The smaller the value of the hole injection resistance, the better the hole injection property.

(2)有機EL素子の評価
(2.1)外部取出し量子効率
エネルギー変換効率を評価するため、式(i)を用いて外部取出し量子効率(η)を求めた。
外部取り出し量子効率(%)=100×(有機EL素子外部に発光した光子数)/(有機EL素子に流した電子数) … (i)
算出結果を表1に示す。
なお、式(i)中、「有機EL素子外部に発光した光子数」として、分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ社製)により測定した発光スペクトルを各波長の光子のエネルギーから380〜780nmの光子数を求め、さらにランバーシアン仮定に基づき発光面から発光した光子数を求めた。
他方、「有機EL素子に流した電子数」は電流量から求めた。
(2) Evaluation of organic EL element (2.1) External extraction quantum efficiency In order to evaluate the energy conversion efficiency, the external extraction quantum efficiency (η) was determined using the equation (i).
External extraction quantum efficiency (%) = 100 × (number of photons emitted to the outside of the organic EL element) / (number of electrons sent to the organic EL element) (i)
The calculation results are shown in Table 1.
In addition, in formula (i), as "the number of photons emitted to the outside of the organic EL element", an emission spectrum measured by a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Minolta) is 380 to 780 nm from the energy of photons of each wavelength. The number of photons was obtained, and the number of photons emitted from the light emitting surface was obtained based on the Lambertian assumption.
On the other hand, “the number of electrons passed through the organic EL element” was determined from the amount of current.

(2.2)発光寿命
得られた有機EL素子の、初期の輝度を5000cd/mで連続発光させて、電圧を固定して、輝度が半減するまでの時間を求めた。
具体的には、アノード電極として本発明の透明導電膜基板に替えてITO蒸着ガラスを用いた有機ELデバイスを上記と同様の方法で作製し、これに対する比率(=透明導電膜基板使用時の半減時間/ITO蒸着ガラス使用時の半減時間)を求め、以下の基準で評価した。比率は100%以上が好ましく、150%以上であることがより好ましい。評価結果を表1に示す。
「◎」:150%以上
「○」:100〜150%未満
「△」:80〜100%未満
「×」:80%未満
(2.2) Luminescence Life The organic EL element obtained was continuously emitted at an initial luminance of 5000 cd / m 2 , the voltage was fixed, and the time until the luminance was reduced to half was determined.
Specifically, an organic EL device using ITO vapor-deposited glass instead of the transparent conductive film substrate of the present invention as an anode electrode was prepared by the same method as described above, and the ratio to this (= half of when using a transparent conductive film substrate) Time / half time when using ITO-deposited glass) was determined and evaluated according to the following criteria. The ratio is preferably 100% or more, and more preferably 150% or more. The evaluation results are shown in Table 1.
“◎”: 150% or more “◯”: less than 100 to 150% “△”: less than 80 to 100% “×”: less than 80%

Figure 2012138311
Figure 2012138311

(3)まとめ
表1に示すとおり、各透明導電膜基板サンプルおよび各ホールオンリー素子サンプルを比較すると、実施例1〜5のサンプルは、比較例1〜4のサンプルに対し、表面比抵抗が低くて透過率が高く、本来的に備えるべき特性に優れており、さらにホール注入性にも優れていた。そして各有機EL素子サンプルを比較すると、実施例1〜5のサンプルは、ホール注入性が良好である結果、駆動電圧が低下し、比較例1〜4のサンプルに対し、外部取出し量子効率が高くなっていた(発光寿命も向上していた)。
以上から、有機EL素子の駆動電圧を低下させエネルギー変換効率を向上させる上では、透明導電膜基板の透明導電層において、式(1)で表される構造を有する繰返し単位を含有する水酸基含有非導電性ポリマーを、使用することが有用であることがわかる。
(3) Summary As shown in Table 1, when comparing each transparent conductive film substrate sample and each hole-only element sample, the samples of Examples 1-5 have a lower surface specific resistance than the samples of Comparative Examples 1-4. The transmittance was high, the characteristics that should be inherently excellent, and the hole injection property was also excellent. And when each organic EL element sample is compared, the samples of Examples 1 to 5 have a good hole injection property, and as a result, the driving voltage decreases, and the external extraction quantum efficiency is higher than the samples of Comparative Examples 1 to 4. (The emission life was also improved).
From the above, in order to reduce the driving voltage of the organic EL element and improve the energy conversion efficiency, the transparent conductive layer of the transparent conductive film substrate contains a repeating unit having a repeating unit having the structure represented by the formula (1). It can be seen that it is useful to use a conductive polymer.

2 透明導電膜基板
4 支持基板
6 金属細線補助電極
8 透明導電層
10 有機発光層
12 正孔輸送層
14 発光層
16 正孔ブロック層
18 電子輸送層
20 陰極
22 陽極
30 可撓性封止部材
40 接着剤
100 有機エレクトロルミネッセンス素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Transparent conductive film substrate 4 Support substrate 6 Metal fine wire auxiliary electrode 8 Transparent conductive layer 10 Organic light emitting layer 12 Hole transport layer 14 Light emitting layer 16 Hole block layer 18 Electron transport layer 20 Cathode 22 Anode 30 Flexible sealing member 40 Adhesive 100 Organic electroluminescence device

Claims (8)

支持基板上に金属細線補助電極と透明導電層とがこの順に形成された透明導電性基板において、
前記透明導電層が、導電性ポリマーと水酸基含有非導電性ポリマーとを含有し、
前記水酸基含有非導電性ポリマーが、分子中に式(1)で表される構造を有する繰返し単位を含有することを特徴とする透明導電膜基板。
Figure 2012138311
式(1)中、「R」は水素原子またはメチル基を表し、「R」,「R」はアルキレン基を表し、「R」は水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を表し、「X」はハロゲン原子を表し、「m」は0または1を表し、「n」は1または2を表し、「l」は1または2を表す。
In the transparent conductive substrate in which the metal thin wire auxiliary electrode and the transparent conductive layer are formed in this order on the support substrate,
The transparent conductive layer contains a conductive polymer and a hydroxyl group-containing nonconductive polymer,
The transparent conductive film substrate, wherein the hydroxyl group-containing nonconductive polymer contains a repeating unit having a structure represented by the formula (1) in the molecule.
Figure 2012138311
In the formula (1), “R 1 ” represents a hydrogen atom or a methyl group, “R 2 ” and “R 3 ” represent an alkylene group, “R 4 ” represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, “X” represents a halogen atom, “m” represents 0 or 1, “n” represents 1 or 2, and “l” represents 1 or 2.
請求項1に記載の透明導電膜基板において、
前記式(1)中、Xのハロゲン原子がフッ素であることを特徴とする透明導電膜基板。
The transparent conductive film substrate according to claim 1,
In the above formula (1), the halogen atom of X is fluorine, A transparent conductive film substrate.
請求項2に記載の透明導電膜基板において、
前記式(1)中、mが0であることを特徴とする透明導電膜基板。
The transparent conductive film substrate according to claim 2,
In said Formula (1), m is 0, The transparent conductive film board | substrate characterized by the above-mentioned.
請求項3に記載の透明導電膜基板において、
前記式(1)中、nが2であり、lが1であることを特徴とする透明導電膜基板。
The transparent conductive film substrate according to claim 3,
In the said Formula (1), n is 2, and l is 1, The transparent conductive film board | substrate characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載の透明導電膜基板において、
前記式(1)中、Rがフッ素であることを特徴とする透明導電膜基板。
The transparent conductive film substrate according to claim 4,
A transparent conductive film substrate, wherein R 4 is fluorine in the formula (1).
請求項1に記載の透明導電膜基板において、
前記式(1)で表される構造を有する繰返し単位が、式(2)で表される構造を有する繰返し単位を含有するポリマーと、式(3)で表される構造を有する酸無水物との反応によって得られる繰返し単位であることを特徴とする透明導電膜基板。
Figure 2012138311
The transparent conductive film substrate according to claim 1,
A polymer containing a repeating unit having a structure represented by the formula (2), wherein the repeating unit having a structure represented by the formula (1), an acid anhydride having a structure represented by the formula (3), A transparent conductive film substrate, which is a repeating unit obtained by the reaction of
Figure 2012138311
請求項1〜6のいずれか一項に記載の透明導電膜基板において、
前記金属細線補助電極が、金属微粒子をパターニングした後、焼成することにより形成されていることを特徴とする透明導電膜基板。
In the transparent conductive film substrate according to any one of claims 1 to 6,
A transparent conductive film substrate, wherein the metal fine wire auxiliary electrode is formed by patterning metal fine particles and then firing.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の透明導電膜基板を含み、
前記透明導電膜基板上に有機発光層と陰極とがこの順に形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Including the transparent conductive film substrate according to any one of claims 1 to 7,
An organic electroluminescent element, wherein an organic light emitting layer and a cathode are formed in this order on the transparent conductive film substrate.
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