JP2012251129A - Conductive ink and method for producing the same - Google Patents

Conductive ink and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012251129A
JP2012251129A JP2011274419A JP2011274419A JP2012251129A JP 2012251129 A JP2012251129 A JP 2012251129A JP 2011274419 A JP2011274419 A JP 2011274419A JP 2011274419 A JP2011274419 A JP 2011274419A JP 2012251129 A JP2012251129 A JP 2012251129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical formula
conductive ink
group
formula
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011274419A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Yoshimoto
純一 吉本
Yasusuke Kamata
泰輔 鎌田
美樹 ▲つる▼田
Miki Tsuruta
Takashi Sugioka
尚 杉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP2011274419A priority Critical patent/JP2012251129A/en
Publication of JP2012251129A publication Critical patent/JP2012251129A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide conductive ink that is easily mixed with an organic solvent, is stably dissolved or dispersed, and has high processability, high conductivity and high transparency.SOLUTION: In the conductive ink, a polymer represented by chemical formula (I) and a dopant are dispersed or dissolved in the solvent at a particle size of 25 μm or less. In the formula, Ris a hydrogen atom, or a linear, branched or cyclic 1-20C alkyl group that may have a substituent; Rand Rare mutually independent and each of them is a hydrogen atom, or a linear, branched or cyclic 1-20C alkyl group or alkoxy group that may have a substituent; and m is 0 or 1.

Description

本発明は、含有する重合体成分の可溶性若しくは分散性が良好で、導電膜を形成した際に透明性及び導電性にも優れた導電膜を形成することが可能な導電性インクおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive ink capable of forming a conductive film having good solubility or dispersibility of the polymer component contained therein and excellent in transparency and conductivity when the conductive film is formed, and a method for producing the same About.

ピロール、チオフェン、アニリン等のようにヘテロ原子が環内外に存在する五員環構造又は六員環構造を有する化合物或いは炭化水素系芳香環構造を有する化合物を重合して得られる重合体は、半導性を有する。これらの重合体を、半導性材料(半導体)として、固体電解トランジスタ、有機薄膜トランジスタ、電波による個体識別(RFID)器等の様々な有機エレクトロニクス部材に用いることが検討されている。また、ドーピングされたこれらの重合体は、導電性を有しており、その導電性組成物は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELスディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどの透明電極や、高分子固体電解コンデンサ、二次電池用電極、熱電変換材料、電磁波シールド材などに用いることが検討されている。また導電性インクに加工することで、絶縁基板上に微細な導電パターンを形成することが出来るため、プリント基板上の導電回路の形成、ディスプレイ電極の形成、PDPの電磁場シールド等の電気・電子分野において利用できる。   A polymer obtained by polymerizing a compound having a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure in which a hetero atom exists inside or outside of the ring, such as pyrrole, thiophene, aniline, or the like, or a compound having a hydrocarbon aromatic ring structure, It has conductivity. Use of these polymers as semiconductor materials (semiconductors) for various organic electronic members such as solid electrolytic transistors, organic thin film transistors, and individual identification (RFID) devices using radio waves has been studied. In addition, these doped polymers have electrical conductivity, and the conductive composition includes transparent electrodes such as liquid crystal displays, plasma displays, organic EL displays, electrochromic displays, solar cells, and touch panels. It has been studied for use in polymer solid electrolytic capacitors, secondary battery electrodes, thermoelectric conversion materials, electromagnetic shielding materials, and the like. Also, by processing into conductive ink, a fine conductive pattern can be formed on an insulating substrate, so that electrical and electronic fields such as formation of conductive circuits on printed boards, formation of display electrodes, electromagnetic field shielding of PDPs, etc. Available in

最も広く応用されている透明導電膜はインジウム−スズの複合酸化物(ITO)の蒸着膜であるが、高温で成膜を行う必要があり、更に成膜コストが高いという問題点がある。塗布成膜法によるITO膜も、高温成膜が必要であり、その導電性はITOの分散度に左右され、ヘイズ値高い。また、ITO等無機酸化物膜は、基材の撓みによりクラックが入りやすく、そのため導電性の低下が起こりやすい。   The most widely applied transparent conductive film is a vapor-deposited film of indium-tin composite oxide (ITO), but there is a problem that it is necessary to form a film at a high temperature and the film formation cost is high. The ITO film formed by the coating film formation method also needs to be formed at a high temperature, and its conductivity depends on the degree of dispersion of ITO and has a high haze value. In addition, an inorganic oxide film such as ITO is likely to crack due to the bending of the base material, and therefore the conductivity tends to decrease.

有機材料を用いた透明導電膜として、低温かつ低コストで成膜可能な導電性高分子を用いたものが提案されている。例えば、ポリチオフェンの例として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンとの複合体(PEDOT/PSS)が挙げられる。導電性が高い導電性高分子の1つであり、タッチパネル用途の透明電極として一部で実用化されている他、有機薄膜太陽電池や有機ELの透明電極としても検討されている。(非特許文献1)。しかし、PEDOT/PSSは水分散型が中心であり、エレクトロニクス分野においては水混入によるデバイスの性能低下を引き起こしてしまうことが懸念されていた。また、分散粒子が凝集することも知られており、改善が望まれていた。   As a transparent conductive film using an organic material, one using a conductive polymer that can be formed at low temperature and low cost has been proposed. For example, as an example of polythiophene, a composite (PEDOT / PSS) of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene can be given. It is one of conductive polymers with high conductivity, and is partly put into practical use as a transparent electrode for touch panel applications, and is also being studied as a transparent electrode for organic thin film solar cells and organic EL. (Non-Patent Document 1). However, PEDOT / PSS is mainly water-dispersed, and there has been a concern in the electronics field that it may cause device performance degradation due to water contamination. Further, it is known that the dispersed particles aggregate, and improvement has been desired.

近年、有機溶剤中で溶解性又は分散性を示す導電性高分子の開発が盛んに行われている。特許文献1および非特許文献2は長鎖アルキル基を有するジチエノピロールを構成単位とする共重合体が良好な導電性を有することを報告している。しかしながら、ジチエノピロール共重合体は脱ドーピング状態では有機溶媒に対して良好な溶解性を示すが、ヨウ素等のドーパントによりドーピングされた状態では有機溶剤中で溶解性・分散性を示さず、加工性が乏しく、前述の用途展開が期待できなかった。
かかる状況の中、有機溶剤中で溶解性又は分散性を示す導電性インクの開発が望まれていた。
In recent years, development of conductive polymers that exhibit solubility or dispersibility in organic solvents has been actively conducted. Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 report that a copolymer containing dithienopyrrole having a long-chain alkyl group as a structural unit has good conductivity. However, the dithienopyrrole copolymer shows good solubility in an organic solvent in a dedoping state, but does not show solubility / dispersibility in an organic solvent in a state doped with a dopant such as iodine, and has good processability. The above-mentioned application development could not be expected.
Under such circumstances, it has been desired to develop a conductive ink that exhibits solubility or dispersibility in an organic solvent.

US2008−0262183公報US2008-0262183

ソーラー エナジー マテリアルズ アンド ソーラー セルズ(Solar Energy Materials & Solar Cells),2006年,90巻,3520−3530Solar Energy Materials & Solar Cells, 2006, 90, 3520-3530 Journal of American Chemical Society,2008年、130巻、13167−13176.Journal of American Chemical Society, 2008, 130, 13167-13176.

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、有機溶媒と容易に混合でき、安定に溶解や分散しているものであって、加工性に優れ、高い導電性と透明性とを有する透明電極材料等として有用で、インクジェット印刷等で用いることのできる導電性インクを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be easily mixed with an organic solvent, stably dissolved and dispersed, has excellent workability, and has high conductivity and transparency. An object of the present invention is to provide a conductive ink that is useful as a transparent electrode material and the like that can be used in ink jet printing or the like.

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された導電性インクは、下記化学式(I)で表される単位からなる重合体とドーパントとが、溶媒中に粒径25μm以下で分散又は溶解している。

Figure 2012251129
(式(I)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基又はアルコキシ基であり、mは0又は1である。) The conductive ink according to claim 1, which has been made to achieve the above object, has a polymer composed of a unit represented by the following chemical formula (I) and a dopant in a solvent. Dispersed or dissolved with a particle size of 25 μm or less.
Figure 2012251129
(In formula (I), R 1 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 2 and R 3. Each independently represents a hydrogen atom, or a linear, branched, or cyclic alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent, and m is 0 or 1. .)

請求項5に記載の導電性インクの製造方法は、溶媒中で、下記化学式(II)で表される化合物を重合するものである。

Figure 2012251129
(式中、RからRは前記定義の通りである。) The method for producing a conductive ink according to claim 5 is a method in which a compound represented by the following chemical formula (II) is polymerized in a solvent.
Figure 2012251129
(Wherein R 1 to R 3 are as defined above.)

請求項7に記載の導電性インクの製造方法は、溶媒中で、化学式(I)で表される重合体をドーピングするものである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a conductive ink, which comprises doping a polymer represented by the chemical formula (I) in a solvent.

請求項9に記載のジチエノピロール化合物は化学式(III)で表される。

Figure 2012251129

[式(III)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基であり、R4およびR5はそれぞれ独立して、水素原子、又は下記化学式(IV)、若しくは下記化学式(V)であり、
−W−〔(CH−X〕−R ・・・ (IV)
−M−Y−〔(CH−Z〕−R ・・・(V)
式(IV)中、R6は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、WおよびXはそれぞれ独立して酸素原子、又は硫黄原子であり、aは1〜5、bは1〜30であり、
式(V)中、Rは水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、Mは炭素数1から10のアルキレン基であり、YおよびZはそれぞれ独立して酸素原子、又は硫黄原子であり、cは1〜5、dは1〜30である。] The dithienopyrrole compound according to claim 9 is represented by chemical formula (III).
Figure 2012251129

[In Formula (III), R 1 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 4 and R 5 Are each independently a hydrogen atom, the following chemical formula (IV), or the following chemical formula (V),
-W - [(CH 2) a -X] b -R 6 ··· (IV)
-M-Y - [(CH 2) c -Z] d -R 7 ··· (V)
In the formula (IV), R 6 is a hydrogen atom, an optionally substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and W and X are each independently an oxygen atom. Or a sulfur atom, a is 1 to 5, b is 1 to 30,
In the formula (V), R 7 is a hydrogen atom, an optionally substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Y and Z are each independently an oxygen atom or a sulfur atom, c is 1 to 5, and d is 1 to 30. ]

本発明の導電性インクは有機溶媒中で安定に溶解及び/又は分散しているため、加工性と成膜性に優れている。更にこの導電性インクは透明性と導電性に優れており、透明導電膜などの有機エレクトロニクス材料に用いることができる。加えて、本発明の導電性インクは一般的な有機溶媒中で製造コストを抑えて大量に製造することが出来る。   Since the conductive ink of the present invention is stably dissolved and / or dispersed in an organic solvent, it is excellent in processability and film formability. Furthermore, this conductive ink is excellent in transparency and conductivity, and can be used for organic electronic materials such as a transparent conductive film. In addition, the conductive ink of the present invention can be manufactured in large quantities in a general organic solvent at a reduced manufacturing cost.

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.

本発明の導電性インクは、前記化学式(I)に表される繰り返し単位を有する重合体、すなわちジチエノピロールとチオフェン又はビチオフェンとの交互共重合体、ドーパント、および溶媒から構成される。   The conductive ink of the present invention is composed of a polymer having a repeating unit represented by the chemical formula (I), that is, an alternating copolymer of dithienopyrrole and thiophene or bithiophene, a dopant, and a solvent.

前記化学式(I)〜(III)において、R、RおよびRが表す置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロプロピル基などが挙げられる。 In the chemical formulas (I) to (III), the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent represented by R 1 , R 2 and R 3 For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-hexadecyl group, isopropyl Group, isobutyl group, sec-butyl group, 2-methylhexyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, cyclopropyl group and the like.

前記化学式(I)および(II)において、RおよびRが表す置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状、又は環状のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、2−メチルヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基などが挙げられる。 In the chemical formulas (I) and (II), examples of the linear, branched, or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent represented by R 2 and R 3 include, for example, Methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, n-decyloxy group, n-dodecyloxy group, n-hexadecyloxy group, 2-methylhexyloxy group, 2-ethylhexyloxy Group and the like.

前記化学式(III)において、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、又は下記化学式(IV)、若しくは下記化学式(V)である。
−W−〔(CH−X〕−R ・・・ (IV)
−M−Y−〔(CH−Z〕−R ・・・(V)
In the chemical formula (III), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, the following chemical formula (IV), or the following chemical formula (V).
-W - [(CH 2) a -X] b -R 6 ··· (IV)
-M-Y - [(CH 2) c -Z] d -R 7 ··· (V)

式(IV)中、R6は水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、WおよびXはそれぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子であり、aは1〜5、bは1〜30である。式(V)中、Rは水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、Mは炭素数1から10のアルキレン基であり、YおよびZはそれぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子であり、cは1〜5、dは1〜30である。 In the formula (IV), R 6 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and W and X are each independently oxygen It is an atom or a sulfur atom, a is 1-5, b is 1-30. In the formula (V), R 7 is a hydrogen atom or an optionally substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M is an alkylene having 1 to 10 carbon atoms. And Y and Z are each independently an oxygen atom or a sulfur atom, c is 1 to 5, and d is 1 to 30.

前記化学式(I)〜(III)においてR〜Rが有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、アルキルチオ基などを挙げることができる。R及びRが有する置換基としてはアルコキシ基又はアルキルチオ基が好ましい。該アルコキシ基は更にアルコキシ基で置換されて、下記化学式(IV’)又は(V’)で表されるように、R及びRのうち少なくとも一方がポリエチレングリコール鎖などのポリアルキレングリコール鎖を形成していてもよい。
−O−〔(CH−O〕−R ・・・ (IV’)
−M−O−〔(CH−O〕−R ・・・(V’)
Examples of the substituent that R 1 to R 3 may have in the chemical formulas (I) to (III) include an alkoxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, and an alkylthio group. Alkoxy or alkylthio group is preferred as the substituent R 2 and R 3 have. The alkoxy group is further substituted with an alkoxy group, and as represented by the following chemical formula (IV ′) or (V ′), at least one of R 2 and R 3 is a polyalkylene glycol chain such as a polyethylene glycol chain. It may be formed.
—O — [(CH 2 ) a —O] b —R 6 (IV ′)
-M-O - [(CH 2) c -O] d -R 7 ··· (V ')

式(IV’)及び式(V’)中、R6、R、M、a、b、c、dは前記定義の通りであり、Oは酸素原子である。 In formula (IV ′) and formula (V ′), R 6 , R 7 , M, a, b, c and d are as defined above, and O is an oxygen atom.

前記R及びRが表す置換基を有していてもよいアルキル基としては、Rで挙げたものと同じものが挙げられ、該置換基としてもRが有していてもよい置換基として例示したものと同じものが挙げられる。 Examples of the alkyl group which may have a substituent represented by R 6 and R 7 include the same as those described for R 1 , and the substituent which R 1 may also have as the substituent. Examples thereof are the same as those exemplified as the group.

前記式(IV)又は(V)で表されるR及びRとしては、例えば、2−メトキシエトキシ基、2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ基、2−(2−エトキシ(2−メトキシエトキシ))エトキシ基、3−メトキシプロポキシ基、3−(3−メトキシプロポキシ)プロポキシ基、3−(3−プロポキシ(3−メトキシプロポキシ))プロポキシ基、(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)メチル基、(3−(3−メトキシプロポキシ)プロポキシ)メチル基、2−メチルチオエチルチオ基、2−(2−メチルチオエチルチオ)エチルチオ基、2−(2−エチルチオ(2−メチルチオエチルチオ))エチルチオ基、3−メチルチオプロピルチオ基、3−(3−メチルチオプロピルチオ)プロピルチオ基、3−(3−プロピルチオ(3−メチルチオプロピルチオ))プロピルチオ基、(2−(2−メチルチオエチルチオ)エチルチオ)メチル基、(3−(3−メチルチオプロピルチオ)プロピルチオ)メチル基、等が挙げられる。 Examples of R 4 and R 5 represented by the formula (IV) or (V) include 2-methoxyethoxy group, 2- (2-methoxyethoxy) ethoxy group, and 2- (2-ethoxy (2-methoxy). Ethoxy)) ethoxy group, 3-methoxypropoxy group, 3- (3-methoxypropoxy) propoxy group, 3- (3-propoxy (3-methoxypropoxy)) propoxy group, (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) Methyl group, (3- (3-methoxypropoxy) propoxy) methyl group, 2-methylthioethylthio group, 2- (2-methylthioethylthio) ethylthio group, 2- (2-ethylthio (2-methylthioethylthio)) Ethylthio group, 3-methylthiopropylthio group, 3- (3-methylthiopropylthio) propylthio group, 3- (3-propylthio (3-me Tilthiopropylthio)) propylthio group, (2- (2-methylthioethylthio) ethylthio) methyl group, (3- (3-methylthiopropylthio) propylthio) methyl group, and the like.

前記式(IV’)又は(V’)で表されるR及びRとしては、例えば、2−メトキシエトキシ基、2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ基、2−(2−エトキシ(2−メトキシエトキシ))エトキシ基、3−メトキシプロポキシ基、3−(3−メトキシプロポキシ)プロポキシ基、3−(3−プロポキシ(3−メトキシプロポキシ))プロポキシ基、(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)メチル基、(3−(3−メトキシプロポキシ)プロポキシ)メチル基、等が挙げられる。 Examples of R 2 and R 3 represented by the formula (IV ′) or (V ′) include 2-methoxyethoxy group, 2- (2-methoxyethoxy) ethoxy group, and 2- (2-ethoxy (2). -Methoxyethoxy)) ethoxy group, 3-methoxypropoxy group, 3- (3-methoxypropoxy) propoxy group, 3- (3-propoxy (3-methoxypropoxy)) propoxy group, (2- (2-methoxyethoxy) Ethoxy) methyl group, (3- (3-methoxypropoxy) propoxy) methyl group, and the like.

前記化学式(I)で表される重合体は、単一構造単位の繰り返し重合体であることが好ましい。その構造における結合配列は、位置規則的にヘッド−テイル繰り返し構造が配列したものであってもよく、ヘッド−ヘッド繰り返し構造、及び/又はテイル−テイル繰り返し構造が配列したものであってもよい。これらの重合体の数平均分子量は、1000〜2,000,000の範囲であると好ましく、2000〜500,000の範囲であるとより好ましい。なお、本発明における単量体単位は、重合体中に一定の繰返し構造を複数有する限り、ジチエノピロールとチオフェンとが連結した構造、又はチオフェン−ジチエノピロール−チオフェンが連結した構造(すなわち、ジチエノピロールとビチオフェンとが連結した構造)を一つの単位とする。   The polymer represented by the chemical formula (I) is preferably a repeating polymer of a single structural unit. The bonding arrangement in the structure may be a head-tail repeating structure arranged in a positional manner, or a head-head repeating structure and / or a tail-tail repeating structure. The number average molecular weight of these polymers is preferably in the range of 1000 to 2,000,000, and more preferably in the range of 2000 to 500,000. The monomer unit in the present invention has a structure in which dithienopyrrole and thiophene are linked, or a structure in which thiophene-dithienopyrrole-thiophene is linked (that is, Is a unit).

本発明の導電性インクは、好ましくは、前記化学式(I)に表される重合体に導電性を付与(ドーピング)したものを、少なくとも有機溶媒を含む溶媒中に溶解又は分散させることによって得ることができる。導電性インクに分散又は溶解している重合体を散乱式粒子径分布測定装置で測定したメジアン粒径は、基板にムラなくインクを塗布するために25μm以下であることが必要であり、0.01〜25μmであるのが好ましく、0.01〜2μmであるのがより好ましい。   The conductive ink of the present invention is preferably obtained by dissolving or dispersing, in a solvent containing at least an organic solvent, a polymer obtained by imparting conductivity (doping) to the polymer represented by the chemical formula (I). Can do. The median particle size of the polymer dispersed or dissolved in the conductive ink measured by a scattering type particle size distribution measuring device is required to be 25 μm or less in order to apply the ink uniformly to the substrate. It is preferably from 01 to 25 μm, and more preferably from 0.01 to 2 μm.

ドーパントは、前記化学式(I)で表される重合体を酸化させることにより導電性を向上できるものであれば特に制限はなく、公知の種々のアニオンを用いることができる。アニオンであるドーパントは、酸化されて正の電荷を帯びた重合体に対してカウンターアニオンとして機能する。   The dopant is not particularly limited as long as the conductivity can be improved by oxidizing the polymer represented by the chemical formula (I), and various known anions can be used. A dopant that is an anion functions as a counter anion for a polymer that is oxidized and has a positive charge.

ドーパントとしては、例えば、PF 、SbF 、AsF 等の5B族元素のアニオン;BF 等の3B族元素のアニオン;ClO 等のハロゲン酸アニオン;AlCl 、FeCl 、SnCl 等の金属性アニオン;硝酸アニオン(NO );硫酸アニオン(SO 2−);p−トルエンスルホン酸アニオン、ナフタレンスルホン酸アニオン、CHSO 、CFSO 等の有機スルホン酸アニオン;CFCOO、CCOO等のカルボン酸アニオン;および上記のアニオン種を主鎖又は側鎖に有する変性ポリマー;などが挙げられる。ただし、I、Br等のハロゲンアニオンをドーパントとして用いた場合、得られる導電性インクの分散性が低下する傾向がある。 Examples of the dopant include an anion of a group 5B element such as PF 6 , SbF 6 , AsF 6 ; an anion of a group 3B element such as BF 4 ; a halogenate anion such as ClO 4 ; AlCl 4 , FeCl 4 -, SnCl 5 - metallic anion, such as, nitric acid anion (NO 3 -); sulfate anions (SO 4 2-); p- toluenesulfonate anion, a naphthalenesulfonic acid anion, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 - organic sulfonic acid anion such as, and the like; modified polymers with and above anionic species in the main chain or side chain; CF 3 COO - -, C 6 H 5 COO and the like carboxylic acid anions. However, when a halogen anion such as I or Br is used as a dopant, the dispersibility of the resulting conductive ink tends to decrease.

本発明に含有されるドーパントは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。ドーパントの添加方法については特に限定されず、例えば、単量体を重合した後に、得られた重合体に所望のドーパントを適宜添加してもよい。また、単量体を化学酸化重合させる場合、又は重合体に化学酸化ドーピングを施す場合には、重合又はドーピングに用いられる酸化剤由来のアニオンを、ドーパントとして用いることができる。また、単量体を電解重合させる場合、又は重合体に電解ドーピングを施す場合には、重合又はドーピングに用いられる電解質由来のアニオンを、ドーパントとして用いることができる。   The dopant contained in this invention may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The method for adding the dopant is not particularly limited. For example, after polymerizing the monomer, a desired dopant may be appropriately added to the obtained polymer. When the monomer is chemically oxidatively polymerized or when the polymer is subjected to chemical oxidative doping, an anion derived from an oxidant used for polymerization or doping can be used as a dopant. Moreover, when carrying out the electrolytic polymerization of a monomer, or when performing electrolytic doping to a polymer, the anion derived from the electrolyte used for superposition | polymerization or doping can be used as a dopant.

本発明の導電性インクにおけるドーパントの含有率は、特に制限はなく、任意に選択することができるが、化学式(I)に示される重合体100質量部に対し1〜50質量部の範囲であると好ましい。その含有量は、製造工程において適宜調整することができる。   There is no restriction | limiting in particular in the content rate of the dopant in the electroconductive ink of this invention, Although it can select arbitrarily, It is the range of 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers shown by Chemical formula (I). And preferred. The content can be appropriately adjusted in the production process.

本発明で重合体の分散媒体としての溶媒には、水、有機溶媒および任意の割合からなる水と有機溶媒の混合溶媒を選択でき、中でも有機溶媒が好ましい。溶媒の量としては、導電性インクに対する重合体の質量で、0.05〜50w/v%が好ましく、0.1〜20w/v%がより好ましく、0.5〜10w/v%が更に好ましい。   In the present invention, water, an organic solvent, and a mixed solvent of water and an organic solvent having an arbitrary ratio can be selected as a solvent as a polymer dispersion medium. Among these, an organic solvent is preferable. The amount of the solvent is preferably 0.05 to 50 w / v%, more preferably 0.1 to 20 w / v%, still more preferably 0.5 to 10 w / v% in terms of the mass of the polymer with respect to the conductive ink. .

本発明で用いることのできる有機溶媒は、具体的にハロゲン化炭化水素として、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、及びジクロロベンゼン;アミン類として、トリエチルアミン、及びピリジン;アルコール類として、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、アミルアルコール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、及びグリセリン、ケトン類として、アセトン、及びメチルエチルケトン;カルボニル基含有溶媒として、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、イソホロン、シクロヘキサノン、及びγ−ブチロラクトン;エーテル類として、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、メチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグライム、及びトリグライム、及び1、4−ジオキサン;芳香族炭化水素類として、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、及びアニソール;脂肪族炭化水素類としてペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、及びイソオクタン;ニトリル類としてアセトニトリル、プロピオンニトリル、及びベンゾニトリル;ニトロ化合物類として、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン;アミド類として、N,N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、及びN−メチルピロリドン;含硫黄溶媒としてジメチルスルホキシド;イオン液体として、N−メチル−N−ブチルイミダゾリニウム テトラフルオロボレート、など種々の液体媒体であり、中でも、クロロホルム、トルエン、クロロベンゼン、メチルエチルケトン、イソプロパノールが好ましい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。有機溶媒はこれらに限定されるものではない。   The organic solvent that can be used in the present invention is specifically dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, and dichlorobenzene as halogenated hydrocarbons; triethylamine and pyridine as amines; alcohol As methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, amyl alcohol, ethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerol, as ketones, acetone, And methyl ethyl ketone; carbonyl group-containing solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, isophorone, cyclohexanone, and γ-butyl Lactones; as ethers, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether, methyl phenyl ether, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, diglyme, and triglyme, and 1,4-dioxane; as aromatic hydrocarbons, Benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, and anisole; pentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, and isooctane as aliphatic hydrocarbons; acetonitrile, propiononitrile, and benzonitrile as nitriles; nitromethane as nitro compounds , Nitroethane, nitrobenzene; as amides, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone; dimethyl sulfoxide as a sulfur-containing solvent; N-methyl-N-butylimidazolinium tetrafluoroborate as an ionic liquid, among others, chloroform, toluene, chlorobenzene, methyl ethyl ketone, isopropanol Is preferred. These may be used alone or in combination of two or more. The organic solvent is not limited to these.

本発明で用いることのできる界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤のいずれであってもよく、中でもアニオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The surfactant that can be used in the present invention may be any of a cationic surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant. An agent or a nonionic surfactant is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いる界面活性剤は有機溶媒中で導電性組成物の分散性の向上させるものであるが、必要に応じてその添加する時期も任意に選択することができる。   The surfactant used in the present invention improves the dispersibility of the conductive composition in an organic solvent, and the timing of addition can be arbitrarily selected as necessary.

次に、これら界面活性剤の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, specific examples of these surfactants are shown, but the present invention is not limited thereto.

アニオン系界面活性剤としては、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルカルボン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸、α−スルホン化脂肪酸、N−メチル−N−オレイルタウリン、石油スルホン酸、アルキル硫酸、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸、アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレン/ ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ナフトールメチレンスルホン酸ホルマリン縮合物、クレオソート油スルホン酸ホルマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸、及びこれらの塩などを挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfonic acid, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl carboxylic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, dialkyl sulfosuccinic acid, α-sulfonated fatty acid, N-methyl-N-oleyl taurine, Petroleum sulfonic acid, alkyl sulfuric acid, sulfated oil and fat, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfuric acid, alkyl phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphoric acid, naphthalene sulfone Acid formalin condensate, methyl naphthalene sulfonic acid formalin condensate, butyl naphthalene / naphthalene sulfonic acid formalin condensate, naphthol methylene sulfonic acid formalin condensate, Creo Over preparative oil sulfonic acid formalin condensate, naphthalene sulfonate formaldehyde condensates, polystyrenesulfonic acid, and the like can be mentioned salts thereof.

カチオン系界面活性剤としては、第一〜第三級脂肪アミン、四級アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルベンジルアンモニウムアルキルピリジニウム、2−アルキル−1−アルキル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム、N,N−アルキルモルホリニウム、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物の第四級アンモニウムおよびこれらの塩などを挙げることができる。   Examples of the cationic surfactant include primary to tertiary fatty amines, quaternary ammonium, tetraalkylammonium, trialkylbenzylammoniumalkylpyridinium, 2-alkyl-1-alkyl-1-hydroxyethylimidazolinium, N, Examples include N-alkylmorpholinium, polyethylene polyamine fatty acid amide, urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, quaternary ammonium of urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, and salts thereof.

両イオン性界面活性剤としては、N,N−ジメチル−N−アルキル−N−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、N,N,N−トリアルキル−N−スルホアルキレンアンモニウムベタイン、N,N−ジアルキル−N,N−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルベタイン、2−アルキル−1−カルボキシメチル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどのベタイン類、N,N−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩などのアミノカルボン酸類などを挙げることができる。   Examples of amphoteric surfactants include N, N-dimethyl-N-alkyl-N-carboxymethyl ammonium betaine, N, N, N-trialkyl-N-sulfoalkylene ammonium betaine, N, N-dialkyl-N, N-bispolyoxyethylene ammonium sulfate betaine, betaines such as 2-alkyl-1-carboxymethyl-1-hydroxyethylimidazolinium betaine, aminocarboxylic acids such as N, N-dialkylaminoalkylenecarboxylate, etc. Can be mentioned.

非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイドなどを挙げることができる。   Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ether, many Polyhydric alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, polyoxyethylenated castor oil, fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene alkylamine, triethanolamine fatty acid partial ester And trialkylamine oxide.

また、フルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルベンゼンスルホン酸、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールなどのフッ素系界面活性剤を用いても良い。   Further, a fluorosurfactant such as fluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl benzene sulfonic acid, perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol may be used.

ここで、上記界面活性剤の有するアルキル基は炭素数1〜24が好ましく、炭素数3〜18がより好ましい。アニオン系界面活性剤のカウンターカチオンは任意のアルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アミン類等いずれであっても良いが、入手容易性の観点から、Naが好ましい。カチオン系界面活性剤のカウンターアニオンとしては、任意のハロゲンが好ましく、より好ましくはClである。 Here, the alkyl group of the surfactant preferably has 1 to 24 carbon atoms, and more preferably 3 to 18 carbon atoms. The counter cation of the anionic surfactant may be any alkali metal, alkaline earth metal, amine, etc., but Na + is preferable from the viewpoint of availability. As the counter anion of the cationic surfactant, any halogen is preferable, and Cl is more preferable.

界面活性剤の含有量としては、使用される界面活性剤の分子量や能力にもよるため一律に規定できるものではないが、概ね、重合体に対し、0.1〜500質量%が好ましく、1〜100質量%がより好ましく、1〜50質量%が更に好ましい。   The content of the surfactant is not uniform because it depends on the molecular weight and ability of the surfactant used, but is generally preferably 0.1 to 500% by mass relative to the polymer. -100 mass% is more preferable, and 1-50 mass% is still more preferable.

本発明の導電性インクには、化学式(I)で示される重合体と、ドーパントと、有機溶媒を含む溶媒との構成成分の他に、必要に応じて任意の添加剤を含有していてもよく、その添加する順序も任意に選択することができる。添加剤としては、公知の添加剤などの中から適宜選択することができ、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、劣化防止剤、分散剤、界面活性剤、重合禁止剤、表面改質剤、脱泡剤、可塑剤、抗菌剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The conductive ink of the present invention may contain optional additives as necessary in addition to the constituents of the polymer represented by the chemical formula (I), the dopant, and the solvent including the organic solvent. Well, the order of addition can be arbitrarily selected. The additive can be appropriately selected from known additives, for example, ultraviolet absorbers, antioxidants, deterioration inhibitors, dispersants, surfactants, polymerization inhibitors, surface modifiers, Examples include defoaming agents, plasticizers, and antibacterial agents. These may be used alone or in combination of two or more.

続いて、化学式(VI)で示される化合物を重合して、化学式(I)で示される重合体とドーパントから成る導電性インクを、溶媒中、好ましくは有機溶媒中で化学酸化重合又は電解重合により製造する下記化学反応式(A)で示される工程1の製造方法について説明する。   Subsequently, the compound represented by the chemical formula (VI) is polymerized to form a conductive ink comprising the polymer represented by the chemical formula (I) and the dopant by chemical oxidative polymerization or electrolytic polymerization in a solvent, preferably in an organic solvent. The manufacturing method of the process 1 shown by the following chemical reaction formula (A) to manufacture is demonstrated.

Figure 2012251129

(化学反応式(A)中、R1、R、R、mは前記定義の通りである。)
Figure 2012251129

(In the chemical reaction formula (A), R 1 , R 2 , R 3 and m are as defined above.)

上記工程1は、化学式(VI)で示されるモノマー化合物から重合反応により化学式(I)で示される重合体とドーパントとを含む導電性インクを製造する工程である。反応式(A)で上記化学式(I)で示される重合体は、ドーピングされた状態を表しており、このことにより導電性を有している。工程1による製造方法は得られる重合体の規則性を高めるために、モノマー化合物としてmが1である以下の化学式(II)で表される化合物を用いる場合、すなわち化学式(I)においてmが1である単位からなる重合体を製造する場合に用いるのが好ましい。   Step 1 is a step of producing a conductive ink containing a polymer represented by the chemical formula (I) and a dopant from the monomer compound represented by the chemical formula (VI) by a polymerization reaction. The polymer represented by the chemical formula (I) in the reaction formula (A) represents a doped state, and thus has conductivity. In the production method according to Step 1, in order to improve the regularity of the obtained polymer, when a compound represented by the following chemical formula (II) in which m is 1 is used as the monomer compound, that is, m is 1 in the chemical formula (I). It is preferably used in the case of producing a polymer consisting of the unit.

Figure 2012251129

(式中、R1、R、Rは前記定義の通りである。)
Figure 2012251129

(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are as defined above.)

上記工程1は少なくとも一つの上記の界面活性剤の添加することが好ましい。界面活性剤はアニオン性、カチオン性、両イオン性、非イオン性のいずれであってもよく、アニオン性界面活性剤が好ましい。   In the step 1, it is preferable to add at least one surfactant. The surfactant may be any of anionic, cationic, amphoteric and nonionic, and an anionic surfactant is preferred.

この工程1の重合反応は、化学酸化重合又は電解重合のいずれであってもよく、好ましくは化学酸化重合である。化学酸化重合の場合、酸化剤を用いて、化学式(VI)で示される化合物を重合することにより、化学式(I)で示される重合体を得ることができる。   The polymerization reaction in Step 1 may be either chemical oxidation polymerization or electrolytic polymerization, and is preferably chemical oxidation polymerization. In the case of chemical oxidative polymerization, a polymer represented by chemical formula (I) can be obtained by polymerizing a compound represented by chemical formula (VI) using an oxidizing agent.

工程1において使用する酸化剤として、有機物又は無機物からなる酸化剤のいずれであってもよく、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、過塩素酸第二鉄、硝酸第二鉄、鉄ミョウバン、スルホン酸、カルボン酸の第二鉄塩等の第二鉄塩が好ましい。   The oxidizing agent used in step 1 may be either an organic or inorganic oxidizing agent, such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric perchlorate, ferric nitrate, iron alum, sulfone. Ferric salts such as ferric salts of acids and carboxylic acids are preferred.

スルホン酸の第二鉄塩におけるスルホン酸としては、ベンゼンスルホン酸、o−トルエンスルホン酸、m−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、o−エチルベンゼンスルホン酸、m−エチルベンゼンスルホン酸、p−エチルベンゼンスルホン酸、p-ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、などが挙げられる。 カルボン酸の第二鉄塩におけるカルボン酸としては、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸のいずれでも良く、また脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、脂環式カルボン酸等のいずれであっても良い。   As the sulfonic acid in the ferric salt of sulfonic acid, benzenesulfonic acid, o-toluenesulfonic acid, m-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, o-ethylbenzenesulfonic acid, m-ethylbenzenesulfonic acid, p-ethylbenzene Examples include sulfonic acid, p-dodecylbenzenesulfonic acid, dodecylsulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, and the like. The carboxylic acid in the ferric salt of carboxylic acid may be any of saturated carboxylic acid and unsaturated carboxylic acid, and may be any of aliphatic carboxylic acid, aromatic carboxylic acid, alicyclic carboxylic acid and the like. .

上記の酸化剤は1種のみを用いても、2種以上を混合して用いても良い。混合して用いる場合にはドーパント作用を有する酸化剤同士、ドーパント作用を有さない酸化剤同士で混合して用いても、ドーパント作用を有する1種以上の第二鉄塩とドーパント作用を有さない1種以上の第二鉄塩とを混合して用いても良い。   The oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more. When mixed and used, the oxidant having a dopant action and the oxidant having no dopant action are mixed and used to have one or more ferric salts having a dopant action and a dopant action. One or more ferric salts may be mixed and used.

酸化剤の使用量は、モノマー化合物1モルに対して0.5〜10モル程度を使用できるが、本発明において、モノマー化合物1モル当たりに対する第二鉄塩の好ましい使用量は、2〜5モル程度である。   The amount of the oxidizing agent used can be about 0.5 to 10 moles per mole of the monomer compound. In the present invention, the preferred amount of ferric salt used per mole of the monomer compound is 2 to 5 moles. Degree.

工程1において、界面活性剤と酸化剤の添加順序は特に限定されるものではなく、どのような順番であってもよいが、化学式(II)で示される化合物を溶媒に溶解させたのちに、界面活性剤、酸化剤の順で加える方法が好適である。   In Step 1, the order of addition of the surfactant and the oxidizing agent is not particularly limited and may be any order. After dissolving the compound represented by the chemical formula (II) in the solvent, A method of adding a surfactant and an oxidizing agent in this order is preferable.

別の製造方法として、下記化学反応式(B)で示される工程2aとして、化学式(VII)で示される化合物と化学式(VIII)で示される化合物とをクロスカップリング反応させることにより、化学式(I)で示される単位からなる中性の重合体を得た後に、工程2bとして、溶媒中好ましくは有機溶媒および界面活性剤存在下で化学酸化ドーピング又は電解ドーピングすることにより導電性インクを製造する工程2の製造方法が挙げられる。   As another production method, as a step 2a represented by the following chemical reaction formula (B), a compound represented by the chemical formula (VII) and a compound represented by the chemical formula (VIII) are subjected to a cross-coupling reaction, whereby the chemical formula (I Step 2b is a step of producing a conductive ink by chemical oxidation doping or electrolytic doping in a solvent, preferably in the presence of an organic solvent and a surfactant. 2 production methods.

Figure 2012251129

(化学反応式(B)中、R、R、Rは前述定義の通りである。a及びa'は、−Li、−Na、−MgCl、−MgBr、−MgI、−ZnCl、−ZnBr、−ZnI、−Sn(Aky)、−Si(OH)3、−Al(Aky)、−In(Aky)、−B(Aky)、B(OH)、B(OAky)などの金属を含む置換基から選ばれる。なお、ここでAkyとは、アルキル基を表す。b及びb'はハロゲン原子又はOSOCF基から選ばれる。m’は1又は2である。)
Figure 2012251129

(In the chemical reaction formula (B), R 1 , R 2 and R 3 are as defined above. A and a ′ are -Li, -Na, -MgCl, -MgBr, -MgI, -ZnCl,- ZnBr, —ZnI, —Sn (Aky) 3 , —Si (OH) 3, —Al (Aky) 3 , —In (Aky) 3 , —B (Aky) 2 , B (OH) 2 , B (OAky) It is selected from a substituent containing a metal such as 2. Here, Aky represents an alkyl group, b and b ′ are selected from a halogen atom or an OSO 2 CF 3 group, and m ′ is 1 or 2. .)

工程2aの好適な実施態様としては、例えば、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で、溶媒および遷移金属錯体の存在下に化学式(VII)で示される化合物と化学式(VIII)で示される化合物とをクロスカップリング反応させる方法が挙げられる。用いられる金属錯体としては、例えば、ニッケルやパラジウム等の金属錯体が挙げられ、特にテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムや塩化ジフェニルホスフィノプロパンニッケル等のようにホスフィン類が配位している金属錯体を用いることが好ましい。   As a preferred embodiment of the step 2a, for example, a compound represented by the chemical formula (VII) and a compound represented by the chemical formula (VIII) in the presence of a solvent and a transition metal complex in an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon. And a cross-coupling reaction. Examples of the metal complex used include metal complexes such as nickel and palladium, and in particular, metal complexes coordinated with phosphines such as tetrakistriphenylphosphine palladium and diphenylphosphinopropane nickel chloride should be used. Is preferred.

工程2aはクロスカップリング反応であるから、a及びa'とb及びb’とを組み替えることもできる。すなわち、a及びa'がハロゲン原子であれば、b及びb’は金属を含む置換基である。また、m’が1の時は化合物(VIII)はチオフェン化合物であることを示し、m’が2の時は化合物(VIII)はビチオフェン化合物であることを示す。   Since step 2a is a cross-coupling reaction, a and a ′ can be combined with b and b ′. That is, when a and a ′ are halogen atoms, b and b ′ are substituents containing a metal. When m ′ is 1, it indicates that compound (VIII) is a thiophene compound, and when m ′ is 2, it indicates that compound (VIII) is a bithiophene compound.

工程2aにおけるクロスカップリング反応としては、例えば、Stilleカップリング反応、熊田カップリング反応、檜山カップリング反応、根岸カップリング反応、鈴木カップリング反応等が挙げられる。中でも反応効率の観点から、Stilleカップリング反応、鈴木カップリング反応、又は熊田カップリング反応、が好適に採用され、Stilleカップリング反応、鈴木カップリング反応がより好適に採用される。これらのカップリング反応において、化学式(VIII)で示される化合物中のbおよびb’はI、又はBrを示す。Stilleカップリング反応は、化学式(VII)で示される化合物中のaおよびa’が−SnR等で示される有機スズ化合物を用いた反応であり、鈴木カップリング反応では、B(OH)、B(OAky)等で示される有機ホウ素化合物を用いた反応であり、熊田カップリング反応は、−MgBr等で示される有機マグネシウム化合物を用いた反応である。なお、上記のクロスカップリング反応は、公知の方法(例えば、実験化学講座18巻 3.2.2炭素−炭素カップリングp333−352)を適用することができる。 Examples of the cross coupling reaction in step 2a include Stille coupling reaction, Kumada coupling reaction, Hiyama coupling reaction, Negishi coupling reaction, Suzuki coupling reaction and the like. Among these, from the viewpoint of reaction efficiency, a Stille coupling reaction, a Suzuki coupling reaction, or a Kumada coupling reaction is preferably employed, and a Stille coupling reaction and a Suzuki coupling reaction are more suitably employed. In these coupling reactions, b and b ′ in the compound represented by the chemical formula (VIII) represent I or Br. The Stille coupling reaction is a reaction using an organotin compound in which a and a ′ in the compound represented by the chemical formula (VII) are represented by —SnR 3 or the like. In the Suzuki coupling reaction, B (OH) 2 , This is a reaction using an organoboron compound represented by B (OAky) 2 or the like, and the Kumada coupling reaction is a reaction using an organomagnesium compound represented by -MgBr or the like. In addition, a well-known method (For example, Experimental Chemistry Course Vol.18 3.2.2 carbon-carbon coupling p333-352) can be applied to said cross coupling reaction.

上記化学式(VII)で示される化合物におけるRは、前述の化学式(I)で示される化合物で例示されたものと同様のものを用いることができる。なお、化学式(VII)に記載の化合物は、例えば、非特許文献2に記載の方法により合成できる。 As R 1 in the compound represented by the above chemical formula (VII), the same compounds as those exemplified for the compound represented by the above chemical formula (I) can be used. In addition, the compound described in Chemical Formula (VII) can be synthesized, for example, by the method described in Non-Patent Document 2.

3位又は4位が置換基で置換されたチオフェン化合物(VIII)は、出発化合物として、市販品のものを用いてもよく、3位および4位が置換基で置換されたチオフェン化合物のような原料の2位と5位を臭素又はN−ブロモサクシンイミドでブロモ化して、合成したものを用いてもよい。化学式(VIII)で示される化合物におけるRおよびRとしては、上述の化学式(I)で示される化合物で例示されたものと同様のものを用いることができる。 As the thiophene compound (VIII) substituted at the 3-position or 4-position with a substituent, a commercially available product may be used as a starting compound, such as a thiophene compound substituted at the 3-position and 4-position with a substituent. You may use what synthesize | combined by brominating 2-position and 5-position of a raw material with a bromine or N-bromosuccinimide. As R 2 and R 3 in the compound represented by the chemical formula (VIII), the same compounds as those exemplified for the compound represented by the above chemical formula (I) can be used.

この工程2bのドーピングは、化学酸化ドーピング又は電解ドーピングのいずれであってもよく、好ましくは化学酸化ドーピングである。化学酸化ドーピングの場合、酸化剤を用いて、化学式(I)で示される重合体をドーピングすることができる。   The doping in this step 2b may be either chemical oxidation doping or electrolytic doping, and is preferably chemical oxidation doping. In the case of chemical oxidation doping, the polymer represented by the chemical formula (I) can be doped using an oxidizing agent.

上記工程2bは少なくとも一つの上記の界面活性剤の添加することが好ましい。界面活性剤はアニオン性、カチオン性、両イオン性、非イオン性のいずれであってもよく、アニオン性界面活性剤が好ましい。   In the step 2b, it is preferable to add at least one surfactant. The surfactant may be any of anionic, cationic, amphoteric and nonionic, and an anionic surfactant is preferred.

工程2bにおいて使用する酸化剤、界面活性剤としては、工程1で例示されたものと同様のものを用いることができる。   As the oxidizing agent and surfactant used in step 2b, the same ones exemplified in step 1 can be used.

工程2bにおいて、界面活性剤と酸化剤の添加順序は特に限定されるものではなく、どのような順番であってもよいが、重合体を溶媒に溶解させたのちに、界面活性剤、酸化剤の順で加える方法が好適である。   In step 2b, the order of addition of the surfactant and the oxidizing agent is not particularly limited, and any order may be used. After dissolving the polymer in the solvent, the surfactant and the oxidizing agent are added. The method of adding in the order is preferable.

工程2では同一又は異なる置換基を有する二分子のチオフェン化合物が結合したビチオフェン化合物を逐次導入することができる。合成の簡便性の観点から、同じ置換基を有するビチオフェン化合物を導入することが好ましい。   In step 2, bithiophene compounds in which bimolecular thiophene compounds having the same or different substituents are bonded can be sequentially introduced. From the viewpoint of simplicity of synthesis, it is preferable to introduce a bithiophene compound having the same substituent.

工程1又は工程2の製造方法によって得られた化学式(I)で表される単位からなる重合体は、末端基として、水素原子、ハロゲン原子、カップリング残基等を有していてもよく、さらにこれらの末端基が臭化ベンゼン等の芳香族ハロゲン化物や、芳香族ボロン酸化合物などからなる末端封止剤で置換された末端構造であってもよい。また、本発明の重合体の効果を損なわない範囲の少量であれば、前記化学式(I)に示される以外の単位を共重合させてもよい。   The polymer comprising the unit represented by the chemical formula (I) obtained by the production method of Step 1 or Step 2 may have a hydrogen atom, a halogen atom, a coupling residue, etc. as a terminal group. Further, a terminal structure in which these terminal groups are substituted with an end capping agent made of an aromatic halide such as benzene bromide or an aromatic boronic acid compound may be used. Moreover, as long as it is a small quantity which does not impair the effect of the polymer of this invention, you may copolymerize units other than shown by the said Chemical formula (I).

本発明により有機溶媒に対して溶解性又は分散性が高い導電性インクを提供することができる。こうして得られた導電性インクは、加工性が優れるとともに導電性が非常に良好であるため、導電性材料として適している。   According to the present invention, a conductive ink having high solubility or dispersibility in an organic solvent can be provided. The conductive ink thus obtained is suitable as a conductive material because it has excellent processability and extremely good conductivity.

以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(合成例1)[2,6−ビス(3−ドデシルチオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(1)の合成]

Figure 2012251129

温度計、還流冷却器及びマグネチックスターラを備えた内容積200mlの3口フラスコに窒素雰囲気下、2,6−ビス(トリメチルスタニル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(3.03g、4.50mmol)、2−ブロモ−3−ドデシルチオフェン(3.02g、9.14mmol)、トリスジベンジリデンアセトンジパラジウム(123mg、0.135mmol)、トリ(o−トルイル)ホスフィン(164mg、0.54mmol)およびクロロベンゼン60mlを加え、系内をアルゴン置換した後、150℃にて1時間加熱攪拌した。反応終了後、100mlの水に反応液を加え、分液漏斗を用いて有機相を分離した。水相を酢酸エチルにより抽出し、先の有機相と混合したものを水により洗浄した後、有機相を無水硫酸マグネシウムにより乾燥した。有機相を減圧下濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=98/2)を用いて精製し、2,6−ビス(3−ドデシルチオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(1)を橙色固体として得た(3.14g、3.70mmol、収率82%)。 Synthesis Example 1 [Synthesis of 2,6-bis (3-dodecylthiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole (1)]
Figure 2012251129

2,6-bis (trimethylstannyl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′ in a 200 ml internal volume three-necked flask equipped with a thermometer, a reflux condenser and a magnetic stirrer under a nitrogen atmosphere , 3′-d] pyrrole (3.03 g, 4.50 mmol), 2-bromo-3-dodecylthiophene (3.02 g, 9.14 mmol), trisdibenzylideneacetone dipalladium (123 mg, 0.135 mmol), tri (O-Toluyl) phosphine (164 mg, 0.54 mmol) and 60 ml of chlorobenzene were added, the inside of the system was purged with argon, and then heated and stirred at 150 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was added to 100 ml of water, and the organic phase was separated using a separatory funnel. The aqueous phase was extracted with ethyl acetate, and the mixture with the previous organic phase was washed with water, and then the organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate. The residue obtained by concentrating the organic phase under reduced pressure was purified using silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / ethyl acetate = 98/2) to give 2,6-bis (3-dodecylthiophen-2-yl). ) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole (1) was obtained as an orange solid (3.14 g, 3.70 mmol, 82% yield).

それのH−NMRスペクトルデータは、下記の通りであり、化学式(1)で示す構造を支持する。
H−NMR(270MHz、CDCl、TMS)σ:7.17(d,2H,J=5.4Hz)、7.00(s,2H)、6.94(d,2H,J=5.4Hz)、4.19(t,2H,J=6.8Hz)、2.82(t,4H,J=8.1Hz)、1.89(m,2H)、1.67(m,4H)、1.2(bm,54H)、0.87(m,9H)
Its 1 H-NMR spectral data are as follows and support the structure represented by the chemical formula (1).
1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS) σ: 7.17 (d, 2H, J = 5.4 Hz), 7.00 (s, 2H), 6.94 (d, 2H, J = 5. 4 Hz), 4.19 (t, 2H, J = 6.8 Hz), 2.82 (t, 4H, J = 8.1 Hz), 1.89 (m, 2H), 1.67 (m, 4H) 1.2 (bm, 54H), 0.87 (m, 9H)

(合成例2)[2,6−ビス(3−ドデシルオキシメチルチオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(2)の合成]

Figure 2012251129

合成例1において、2−ブロモ−3−ドデシルチオフェンを、2−ブロモ−3−ドデシルオキシメチルチオフェン(3.17g、9.14mmol)に変更した以外は同様に反応および精製を行い、2,6−ビス(3−ドデシルオキシメチルチオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(2)を橙色固体として得た(3.27g、3.60mmol、収率80%)。 Synthesis Example 2 Synthesis of [2,6-bis (3-dodecyloxymethylthiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole (2) ]
Figure 2012251129

Reaction and purification were performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 2-bromo-3-dodecylthiophene was changed to 2-bromo-3-dodecyloxymethylthiophene (3.17 g, 9.14 mmol). -Bis (3-dodecyloxymethylthiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole (2) was obtained as an orange solid (3.27 g, 3.60 mmol, yield 80%).

それのH−NMRスペクトルデータは、下記の通りであり、化学式(2)で示す構造を支持する。
H−NMR(270MHz、CDCl、TMS)σ:7.20(d,2H,J=5.5Hz)、7.16(s,2H)、7.12(d,2H,J=5.5Hz)、4.58(s,2H)、4.19(t,2H,J=6.9Hz)、3.52(t,4H,J=6.7Hz)、1.88(m,2H)、1.66(m,4H)、1.2(bm,54H)、0.87(m,9H)
Its 1 H-NMR spectrum data is as follows and supports the structure represented by the chemical formula (2).
1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS) σ: 7.20 (d, 2H, J = 5.5 Hz), 7.16 (s, 2H), 7.12 (d, 2H, J = 5. 5 Hz), 4.58 (s, 2H), 4.19 (t, 2H, J = 6.9 Hz), 3.52 (t, 4H, J = 6.7 Hz), 1.88 (m, 2H) 1.66 (m, 4H), 1.2 (bm, 54H), 0.87 (m, 9H)

(合成例3)[2,6−ビス(3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)メチルチオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(3)の合成]

Figure 2012251129
Synthesis Example 3 [2,6-bis (3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) methylthiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3 ′ -D] Synthesis of pyrrole (3)]
Figure 2012251129

合成例1において、2−ブロモ−3−ドデシルチオフェンを、2−ブロモ−3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)メチルチオフェン(2.69g、9.14mmol)に変更した以外は同様に反応および精製を行い、2,6−ビス(3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)メチルチオフェンー2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(3)を橙色固体として得た(3.27g、3.83mmol、収率85%)。   In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 2-bromo-3-dodecylthiophene was changed to 2-bromo-3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) methylthiophene (2.69 g, 9.14 mmol). Reaction and purification were carried out to give 2,6-bis (3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) methylthiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3 ′ -D] Pyrrole (3) was obtained as an orange solid (3.27 g, 3.83 mmol, 85% yield).

それのH−NMRスペクトルデータは、下記の通りであり、化学式(3)で示す構造を支持する。
H−NMR(270MHz、CDCl、TMS)σ:7.19(d,2H,J=4.9Hz)、7.14(s,2H)、7.13(d,2H,J=4.9Hz)、4.66(s,4H)、4.20(t,2H,J=7.0Hz)、3.70(s,8H)、3.66(m,4H)、3.54(m,4H)、1.88(m,2H)、1.2(bm,20H)、0.86(m,3H)
Its 1 H-NMR spectrum data is as follows and supports the structure represented by the chemical formula (3).
1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS) σ: 7.19 (d, 2H, J = 4.9 Hz), 7.14 (s, 2H), 7.13 (d, 2H, J = 4. 9 Hz), 4.66 (s, 4H), 4.20 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 3.70 (s, 8H), 3.66 (m, 4H), 3.54 (m , 4H), 1.88 (m, 2H), 1.2 (bm, 20H), 0.86 (m, 3H)

(合成例4)[2,6−ビス(3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)チオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(4)の合成]

Figure 2012251129
Synthesis Example 4 [2,6-bis (3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) thiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′- d] Synthesis of pyrrole (4)]
Figure 2012251129

合成例1において、2−ブロモ−3−ドデシルチオフェンを、2−ブロモ−3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)チオフェン(2.57g、9.14mmol)に変更した以外は同様に反応および精製を行い、2,6−ビス(3−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)チオフェン−2−イル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(4)を橙色固体として得た(1.11g、1.49mmol、2,6−ビス(トリメチルスタニル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール基準の収率33%)。   The same reaction as in Synthesis Example 1 except that 2-bromo-3-dodecylthiophene was changed to 2-bromo-3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) thiophene (2.57 g, 9.14 mmol). And purification, 2,6-bis (3- (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) thiophen-2-yl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d ] Pyrrole (4) was obtained as an orange solid (1.11 g, 1.49 mmol, 2,6-bis (trimethylstannyl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d ] Yield 33% based on pyrrole).

それのH−NMRスペクトルデータは、下記の通りであり、化学式(4)で示す構造を支持する。
H−NMR(270MHz、アセトン−D、TMS)σ:7.41(s,2H)、7.26(d,2H,J=5.7Hz)、7.07(d,2H,J=5.7Hz)、4.32(m,6H)、3.91(m,4H)、3.72(m,4H)、3.55(m,4H)、3.32(s,6H)、1.92(m,2H)、1.4−1.2(bm,18H)、0.86(t,3H,J=5.4Hz)
Its 1 H-NMR spectrum data is as follows and supports the structure represented by the chemical formula (4).
1 H-NMR (270 MHz, acetone-D 6 , TMS) σ: 7.41 (s, 2H), 7.26 (d, 2H, J = 5.7 Hz), 7.07 (d, 2H, J = 5.7 Hz), 4.32 (m, 6H), 3.91 (m, 4H), 3.72 (m, 4H), 3.55 (m, 4H), 3.32 (s, 6H), 1.92 (m, 2H), 1.4-1.2 (bm, 18H), 0.86 (t, 3H, J = 5.4 Hz)

(合成例4)[N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロールと4,4’−ジドデシル−2,2’−ビチオフェンの共重合体(5)の合成]

Figure 2012251129

温度計、還流冷却器及びマグネチックスターラを備えた内容積50mlの三口フラスコに窒素雰囲気下、2,6−ビス(トリメチルスタニル)−N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロール(316mg、0.47mmol)、5,5’−ジブロモ−4,4’−ジドデシル−2,2’−ビチオフェン(311mg、0.47mmol)、トリスジベンジリデンアセトンジパラジウム(12.6mg、13.8umol)、トリ(o−トルイル)ホスフィン(17.2mg、56.5umol)およびクロロベンゼン15mlを加え、系内を窒素置換した後、140℃にて48時間加熱攪拌した。反応終了後、5%塩酸−メタノール溶液に滴下し、再沈殿した。沈殿物をろ別し、メタノール、ヘキサンでソックスレー精製を行った後に、クロロホルムで抽出した。クロロホルムを減圧留去して、N−ドデシル−ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]ピロールと4,4’−ジドデシル−2,2’−ビチオフェンの共重合体(5)を得た。 Synthesis Example 4 Synthesis of Copolymer (5) of [N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole and 4,4′-didodecyl-2,2′-bithiophene ]
Figure 2012251129

2,6-bis (trimethylstannyl) -N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, under a nitrogen atmosphere in a three-necked flask with an internal volume of 50 ml equipped with a thermometer, a reflux condenser and a magnetic stirrer 3′-d] pyrrole (316 mg, 0.47 mmol), 5,5′-dibromo-4,4′-didodecyl-2,2′-bithiophene (311 mg, 0.47 mmol), trisdibenzylideneacetone dipalladium (12 1.6 mg, 13.8 umol), tri (o-toluyl) phosphine (17.2 mg, 56.5 umol) and 15 ml of chlorobenzene were added, the inside of the system was purged with nitrogen, and the mixture was heated and stirred at 140 ° C. for 48 hours. After completion of the reaction, the mixture was added dropwise to a 5% hydrochloric acid-methanol solution and reprecipitated. The precipitate was collected by filtration, subjected to Soxhlet purification with methanol and hexane, and then extracted with chloroform. Chloroform was distilled off under reduced pressure to give a copolymer of N-dodecyl-dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] pyrrole and 4,4′-didodecyl-2,2′-bithiophene (5) Got.

<実施例1>
温度計と冷却管を備えた50ml三つ口フラスコに、化合物(1)(85mg)とクロロホルム(5ml)を加え溶解させた。そこに硫酸第二鉄n水和物(199mg)、エーロゾルOT(100mg;アニオン系界面活性剤)、クロロホルム(1ml)、蒸留水(0.25ml)から成る懸濁液を滴下した。その後、60℃で24時間撹拌した。得られた分散液を分液漏斗に移し、蒸留水(10ml)で三回洗浄した後に、硫酸ナトリウムで乾燥し、化学式(I)で表される単位からなる重合体とドーパントとを含む導電性インクを分散液(1.0wt%)として得た。標準ポリスチレンを検量線とするGPCを用いて、重合体の分子量を測定した結果、数平均分子量(Mn)は5400、重量平均分子量(Mw)は7600、Mw/Mnは1.41であった。
<Example 1>
Compound (1) (85 mg) and chloroform (5 ml) were added and dissolved in a 50 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a condenser. A suspension composed of ferric sulfate n-hydrate (199 mg), aerosol OT (100 mg; anionic surfactant), chloroform (1 ml) and distilled water (0.25 ml) was added dropwise thereto. Then, it stirred at 60 degreeC for 24 hours. The obtained dispersion was transferred to a separatory funnel, washed three times with distilled water (10 ml), dried over sodium sulfate, and a conductive material containing a polymer composed of units represented by the chemical formula (I) and a dopant. An ink was obtained as a dispersion (1.0 wt%). As a result of measuring the molecular weight of the polymer using GPC using standard polystyrene as a calibration curve, the number average molecular weight (Mn) was 5400, the weight average molecular weight (Mw) was 7600, and Mw / Mn was 1.41.

<実施例2>
実施例1の硫酸鉄n水和物の代りに過塩素酸第二鉄n水和物(177mg)を用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 2>
The same operation was performed except that ferric perchlorate n hydrate (177 mg) was used instead of the iron sulfate n hydrate of Example 1.

<実施例3>
実施例1の硫酸鉄n水和物の代りに無水塩化第二鉄(81mg)を用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 3>
The same operation was performed except that anhydrous ferric chloride (81 mg) was used in place of the iron sulfate n-hydrate of Example 1.

<実施例4>
実施例1のクロロホルムの代りにクロロベンゼンを用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 4>
The same operation was performed except that chlorobenzene was used instead of chloroform in Example 1.

<実施例5>
実施例1のクロロホルムの代りにメチルエチルケトンを用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 5>
The same operation was performed except that methyl ethyl ketone was used instead of chloroform in Example 1.

<実施例6>
実施例1のクロロホルムの代りに2−プロパノールを用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 6>
The same operation was performed except that 2-propanol was used instead of chloroform in Example 1.

<実施例7>
実施例1の化合物(1)の代りに化合物(2)を用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 7>
The same operation was performed except that the compound (2) was used instead of the compound (1) of Example 1.

<実施例8>
実施例1の化合物(1)の代りに化合物(3)を用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 8>
The same operation was performed except that the compound (3) was used instead of the compound (1) of Example 1.

<実施例9>
実施例1の化合物(1)の代りに化合物(4)を用いた以外は同様の操作を行った。
<Example 9>
The same operation was performed except that the compound (4) was used instead of the compound (1) of Example 1.

<実施例10>
共重合体(5)(10mg)をクロロホルム(1ml)に溶解し、エーロゾルOT(100mg;アニオン系界面活性剤)と過塩素酸第二鉄(21mg)を加え、60℃1時間反応させ、化学式(I)で表される単位からなる重合体とドーパントとを含む導電性インクを分散液(1.0w/v%)として得た。
<Example 10>
Copolymer (5) (10 mg) was dissolved in chloroform (1 ml), aerosol OT (100 mg; anionic surfactant) and ferric perchlorate (21 mg) were added, and reacted at 60 ° C. for 1 hour. A conductive ink containing a polymer consisting of the unit represented by (I) and a dopant was obtained as a dispersion (1.0 w / v%).

<比較例1>
共重合体(5)(14.2mg)をトルエン(1ml)に溶解し、ヨウ素(6.2mg)を加え、室温10分間反応させ、分散液を得た。
<Comparative Example 1>
Copolymer (5) (14.2 mg) was dissolved in toluene (1 ml), iodine (6.2 mg) was added, and the mixture was reacted at room temperature for 10 minutes to obtain a dispersion.

<比較例2>
比較例1のトルエンの代りにクロロホルムを用いた以外は同様の操作を行った。
<Comparative example 2>
The same operation was performed except that chloroform was used instead of toluene in Comparative Example 1.

(メジアン粒径の測定)
散乱式粒子径分布測定装置(堀場製 LA−950V2)を用いて、実施例1〜10及び比較例1,2で調製した分散液のメジアン粒径を測定した。その結果を表1に示す。
(Measurement of median particle size)
The median particle size of the dispersions prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 was measured using a scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-950V2 manufactured by Horiba). The results are shown in Table 1.

(全光線透過率の測定)
実施例1〜10及び比較例1,2で調製した分散液を白板ガラス基板(2.5cm×2.5cm×0.1cm)に滴下し、スピンコーター(1000rpm、30秒)を用いて約50nmの薄膜を作製した。実施例1〜10により得られた薄膜は、いずれも80%以上の全光線透過率であった。
(Measurement of total light transmittance)
The dispersions prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 were dropped onto a white glass substrate (2.5 cm × 2.5 cm × 0.1 cm) and about 50 nm using a spin coater (1000 rpm, 30 seconds). A thin film was prepared. All of the thin films obtained in Examples 1 to 10 had a total light transmittance of 80% or more.

(表面抵抗値の測定)
前記全光線透過率の測定と同様にして実施例1〜10及び比較例1,2の薄膜を作製し、その表面抵抗値を4探針方式の測定器(三菱化学社製 MCP−T610)により測定した。その結果を表1に示す。
(Measurement of surface resistance)
The thin films of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as the measurement of the total light transmittance, and the surface resistance value was measured with a 4-probe type measuring instrument (MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). It was measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2012251129
Figure 2012251129

表1から明らかなように、実施例1〜10で得られた導電性インクは、重合体とドーパントとが溶媒中に粒径25μm以下で分散又は溶解しているため、均一な薄膜を作製することができ、得られた薄膜は電気伝導性を有していた。中でも、実施例1、2、7、8及び9で調製した分散液からなるインクはメジアン粒径が1μm以下であり、より一層均一な薄膜作製が可能であり、優れた表面抵抗値を示した。一方、比較例1及び2は、メジアン粒径が25μmを超え分散性が悪く、均一な薄膜を作製できず、表面抵抗値を測定することができなかった。   As is clear from Table 1, the conductive inks obtained in Examples 1 to 10 produce a uniform thin film because the polymer and the dopant are dispersed or dissolved in a solvent with a particle size of 25 μm or less. The obtained thin film had electrical conductivity. Among them, the inks made of the dispersions prepared in Examples 1, 2, 7, 8 and 9 have a median particle size of 1 μm or less, can produce a more uniform thin film, and have excellent surface resistance values. . On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the median particle diameter exceeded 25 μm, the dispersibility was poor, a uniform thin film could not be produced, and the surface resistance value could not be measured.

以上の結果から、本発明で簡便に導電性組成物を含む導電性インクを製造することができることが確認できた。   From the above result, it has confirmed that the conductive ink containing a conductive composition can be manufactured simply by this invention.

本発明の導電性インクは、透明性が高く、優れた導電性を示す透明導電膜の材料として用いることができる。また、この導電性インクにより形成された透明導電膜は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどの透明電極;電解コンデンサ用電解質、二次電池用電極、接続用部材、高分子半導体素子、センサ、紫外線吸収剤、熱線吸収材;帯電防止コーティング、帯電防止包装材などの帯電防止剤;電磁波シールド剤;更に、転写ベルト、現像ロール、帯電ロール、転写ロールなどの電子写真機器部品;などに用いることができる。   The conductive ink of the present invention is highly transparent and can be used as a material for a transparent conductive film exhibiting excellent conductivity. Moreover, the transparent conductive film formed with this conductive ink is used for transparent electrodes such as liquid crystal displays, plasma displays, electroluminescent displays, electrochromic displays, solar cells, touch panels; electrolytes for electrolytic capacitors, electrodes for secondary batteries, connections Materials, polymer semiconductor elements, sensors, UV absorbers, heat ray absorbers; antistatic agents such as antistatic coatings and antistatic packaging materials; electromagnetic wave shielding agents; and transfer belts, developing rolls, charging rolls, transfer rolls, etc. It can be used for electrophotographic equipment parts.

Claims (10)

下記化学式(I)で表される単位からなる重合体とドーパントとが、溶媒中に粒径25μm以下で分散又は溶解している導電性インク。
Figure 2012251129

(式(I)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基又はアルコキシ基であり、mは0又は1である。)
A conductive ink in which a polymer composed of units represented by the following chemical formula (I) and a dopant are dispersed or dissolved in a solvent with a particle size of 25 μm or less.
Figure 2012251129

(In formula (I), R 1 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 2 and R 3. Each independently represents a hydrogen atom, or a linear, branched, or cyclic alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent, and m is 0 or 1. .)
化学式(I)のmが1である請求項1に記載の導電性インク。   The conductive ink according to claim 1, wherein m in chemical formula (I) is 1. 溶媒が有機溶媒を含む請求項1又は2に記載の導電性インク。   The conductive ink according to claim 1, wherein the solvent contains an organic solvent. さらに少なくとも1種の界面活性剤を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性インク。   The conductive ink according to claim 1, further comprising at least one surfactant. 溶媒中で、下記化学式(II)で表される化合物を重合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性インクの製造方法。
Figure 2012251129
(式中、R1からRは前記定義の通りである。)
The method for producing a conductive ink according to claim 1, wherein a compound represented by the following chemical formula (II) is polymerized in a solvent.
Figure 2012251129
(Wherein R 1 to R 3 are as defined above.)
有機溶媒および界面活性剤の存在下、化学式(II)で表される化合物を重合することを特徴とする請求項4に記載の導電性インクの製造方法。   The method for producing a conductive ink according to claim 4, wherein the compound represented by the chemical formula (II) is polymerized in the presence of an organic solvent and a surfactant. 溶媒中で、化学式(I)で表される重合体をドーピングすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性インクの製造方法。   The method for producing a conductive ink according to claim 1, wherein the polymer represented by the chemical formula (I) is doped in a solvent. 有機溶媒および界面活性剤の存在下、化学式(I)で表される重合体をドーピングすることを特徴とする請求項4に記載の導電性インクの製造方法。   The method for producing a conductive ink according to claim 4, wherein the polymer represented by the chemical formula (I) is doped in the presence of an organic solvent and a surfactant. 化学式(III)で表されるジチエノピロール化合物。
Figure 2012251129
(式中、Rは、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基であり、R4およびR5はそれぞれ独立して、水素原子、又は下記化学式(IV)、若しくは下記化学式(V)であり、
−W−〔(CH−X〕−R ・・・(IV)
−M−Y−〔(CH−Z〕−R ・・・(V)
式(IV)中、R6は水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、WおよびXはそれぞれ独立して酸素原子、又は硫黄原子であり、aは1〜5、bは1〜30であり、
式(V)中、Rは水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、Mは炭素数1から10のアルキレン基であり、YおよびZはそれぞれ独立して酸素原子、又は硫黄原子であり、cは1〜5、dは1〜30である。)
A dithienopyrrole compound represented by the chemical formula (III).
Figure 2012251129
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 4 and R 5 are each independently selected. A hydrogen atom or the following chemical formula (IV) or the following chemical formula (V):
-W - [(CH 2) a -X] b -R 6 ··· (IV)
-M-Y - [(CH 2) c -Z] d -R 7 ··· (V)
In the formula (IV), R 6 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and W and X are each independently oxygen An atom or a sulfur atom, a is 1 to 5, b is 1 to 30,
In the formula (V), R 7 is a hydrogen atom, an optionally substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Y and Z are each independently an oxygen atom or a sulfur atom, c is 1 to 5, and d is 1 to 30. )
前記化学式(I)中、R及びRのうち少なくとも一方が、下記化学式(IV’)又は下記化学式(V’)
−O−〔(CH−O〕−R ・・・(IV’)
−M−O−〔(CH−O〕−R ・・・(V’)
(式(IV’)中、R6は水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、Oは酸素原子であり、aは1〜5、bは1〜30であり、
式(V’)中、Rは水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1から20の直鎖状、若しくは分岐状のアルキル基であり、Mは炭素数1から10のアルキレン基であり、Oは酸素原子であり、cは1〜5、dは1〜30である。)
で表されるいずれかである請求項1〜4に記載の導電性インク。
In the chemical formula (I), at least one of R 2 and R 3 is the following chemical formula (IV ′) or the following chemical formula (V ′):
—O — [(CH 2 ) a —O] b —R 6 (IV ′)
-M-O - [(CH 2) c -O] d -R 7 ··· (V ')
(In the formula (IV ′), R 6 is a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, O is an oxygen atom, a is 1-5, b is 1-30,
In the formula (V ′), R 7 is a hydrogen atom, an optionally substituted linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and M is an alkylene having 1 to 10 carbon atoms. And O is an oxygen atom, c is 1 to 5, and d is 1 to 30. )
The conductive ink according to claim 1, which is represented by:
JP2011274419A 2011-05-10 2011-12-15 Conductive ink and method for producing the same Pending JP2012251129A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011274419A JP2012251129A (en) 2011-05-10 2011-12-15 Conductive ink and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011105187 2011-05-10
JP2011105187 2011-05-10
JP2011274419A JP2012251129A (en) 2011-05-10 2011-12-15 Conductive ink and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012251129A true JP2012251129A (en) 2012-12-20

Family

ID=47524243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011274419A Pending JP2012251129A (en) 2011-05-10 2011-12-15 Conductive ink and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012251129A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101810351B1 (en) * 2014-01-28 2017-12-18 가부시키가이샤 리코 Polythiophene derivative, method for producing same, positive electrode active material for secondary batteries, and secondary battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101810351B1 (en) * 2014-01-28 2017-12-18 가부시키가이샤 리코 Polythiophene derivative, method for producing same, positive electrode active material for secondary batteries, and secondary battery
US9991518B2 (en) 2014-01-28 2018-06-05 Ricoh Company, Ltd. Polythiophene derivative, method for producing same, positive electrode active material for secondary batteries, and secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jeon et al. A facile and rapid synthesis of unsubstituted polythiophene with high electrical conductivity using binary organic solvents
TWI300419B (en) Process for the preparation of neutral polyethylenedioxythiophene, and corresponding polyethlenedioxythiophenes
JP6273917B2 (en) Thiophene copolymer and aqueous solution thereof, and thiophene monomer composition and production method thereof
TW201134849A (en) Benzodithiophene based materials compositions
JP2009046653A (en) Method for producing polymer of aromatic compound and heterocyclic aromatic compound by using hypervalent iodine reagent
JP2011079827A (en) Method for producing benzodithiophene, and method for producing semiconductive polymer
JP6875991B2 (en) Design strategies for increasing the molecular weight of DPP with branched alkyl chains or (and) condensed thiophenes with branched alkyl chains, and their semiconductor copolymers.
US20160329496A1 (en) Processes for purifying diketopyrrolopyrrole copolymers
JPWO2012176820A1 (en) Fused heterocyclic compounds and polymers thereof
JP6040615B2 (en) Thiophene compound, water-soluble conductive polymer and aqueous solution thereof, and production method thereof
JP2015530730A (en) Conductive polymer for solid electrolytic capacitors
Hu et al. Electrosynthesis and electrochromic properties of free‐standing copolymer based on oligo (oxyethylene) cross‐linked 2, 2’‐bithiophene and 3, 4‐ethylenedioxythiophene
KR100933441B1 (en) Process for producing water-based poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) solutions using anionic surfactants and the solutions
JP2012251129A (en) Conductive ink and method for producing the same
JP2012056990A (en) Conductive benzothiadiazole copolymer composition
JP2012214730A (en) Thienothiophene copolymer and method for preparing the same
JP5190784B2 (en) Polymer
JP2012056991A (en) Conductive thienopyrazine copolymer composition
JPWO2018123178A1 (en) Fused heteropolycyclic compound and method for producing conductive polymer using the compound
JP2013072022A (en) Conductive ink and method for producing the same
Wang et al. Enhanced Ionic and Electronic Conductivity of Polyacetylene with Dendritic 1, 2, 3‐Triazolium‐Oligo (ethylene glycol) Pendants
US20150065722A1 (en) Fused thiophene ditin monomers
EP3564290A1 (en) Method for producing polyisothianaphthene electroconductive polymer
Zhou et al. Novel fluorinated poly (aryl ether) s derived from 1, 2-bis (4-(4-fluorobenzoyl) phenoxy)-hexafluorocyclobutane
US20140200322A1 (en) Processes for preparing diketopyrrolopyrrole copolymers