JP2014118483A - Ink composition, transparent conductive film and electronic component - Google Patents

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順彦 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink composition good in storage stability and capable of improving productivity of a transparent conductive film, and to provide the transparent conductive film and an electronic component.SOLUTION: The ink composition contains (A) a polyethylene dioxythiophene/polystyrene sulfonate solution, (B) an epoxysilane compound and (C1) dimethylamino ethanol and has an acidity of 2.55 to 3.00. The ink composition also contains (A) a polyethylene dioxythiophene/polystyrene sulfonate solution, (B) an epoxysilane compound and (C2) an aminosilane compound and has the acidity of 2.75 to 4.15.

Description

本発明は、インク組成物、それを用いた透明導電膜及び電子部品に関する。   The present invention relates to an ink composition, a transparent conductive film using the same, and an electronic component.

液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、太陽電池、及びタッチパネルなどの分野においては、透明導電膜が用いられている。この透明導電膜の材料としては、ITO(インジウム−スズ酸化物)などの導電性無機材料や、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT):ポリスチレンスルホン酸(PSS)などの導電性有機材料が挙げられる。   Transparent conductive films are used in fields such as liquid crystal displays, electroluminescence displays, plasma displays, electrochromic displays, solar cells, and touch panels. Examples of the material for the transparent conductive film include conductive inorganic materials such as ITO (indium-tin oxide), and conductive organic materials such as polyethylenedioxythiophene (PEDOT): polystyrene sulfonic acid (PSS).

導電性有機材料を用いた透明導電膜としては、PEDOT:PSS水溶液とエポキシシラン化合物とを含むインク組成物を用いたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかるインク組成物においては、カップリング剤としてのエポキシシラン化合物を含むことにより、インク組成物の塗布後にエポキシシラン化合物のエポキシ基とPSSのスルホン酸基との間の開環付加反応及びアルコキシシランの加水分解反応及び縮合反応が進行する。これにより、エポキシシラン化合物とPEDOT:PSSとの分子鎖間に架橋結合を介した3次元的なネットワーク(クロスリンク)が形成されるので、耐摩耗性に優れた高い機械的強度を有する透明導電膜を実現できる。   As a transparent conductive film using a conductive organic material, one using an ink composition containing a PEDOT: PSS aqueous solution and an epoxysilane compound has been proposed (for example, see Patent Document 1). In such an ink composition, by including an epoxy silane compound as a coupling agent, the ring-opening addition reaction between the epoxy group of the epoxy silane compound and the sulfonic acid group of PSS after application of the ink composition and the alkoxy silane Hydrolysis reaction and condensation reaction proceed. As a result, a three-dimensional network (crosslink) is formed between the molecular chains of the epoxysilane compound and PEDOT: PSS via a crosslink, so that the transparent conductive material having high mechanical strength with excellent wear resistance. A membrane can be realized.

特開2009−508341号公報JP 2009-508341 A

しかしながら、特許文献1に記載されたインク組成物においては、PEDOT:PSS水溶液とエポキシシラン化合物とを混合してインク組成物を調製した後、一晩以上放置したインク組成物を用いて透明導電膜を形成すると、透明導電膜の機械的強度が極端に悪化する。このため、インク組成物の保存ができず、透明導電膜の生産性に影響を及ぼす問題があった。   However, in the ink composition described in Patent Document 1, after preparing an ink composition by mixing an aqueous solution of PEDOT: PSS and an epoxysilane compound, a transparent conductive film using an ink composition that has been allowed to stand overnight or longer is used. When the film is formed, the mechanical strength of the transparent conductive film is extremely deteriorated. For this reason, there was a problem that the ink composition could not be stored and the productivity of the transparent conductive film was affected.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、保存安定性が良好であり、透明導電膜の生産性を向上できるインク組成物を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the ink composition which has favorable storage stability and can improve the productivity of a transparent conductive film.

本発明のインク組成物は、(A)ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液と、(B)エポキシシラン化合物と、(C1)ジメチルアミノエタノールと、を含有し、酸性度が2.75以上4.15以下であることを特徴とする。   The ink composition of the present invention comprises (A) a polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid aqueous solution, (B) an epoxysilane compound, and (C1) dimethylaminoethanol, and has an acidity of 2.75 or more and 4 .15 or less.

このインク組成物によれば、親水性のアミノ基を有するアルカリ成分としてのジメチルアミノエタノールにより、強酸であるポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液による酸成分が中和されるので、インク組成物の状態でのエポキシシラン化合物とポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸との間の開環付加反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応を防ぐことができる。これにより、インク組成物の保存安定性が向上するので、透明導電膜の生産性を向上することが可能となる。   According to this ink composition, dimethylaminoethanol as an alkaline component having a hydrophilic amino group neutralizes the acid component of the strong acid polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid aqueous solution. The ring-opening addition reaction between the epoxysilane compound and polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid in the state, and the hydrolysis reaction and condensation reaction of the epoxysilane compound can be prevented. Thereby, since the storage stability of the ink composition is improved, the productivity of the transparent conductive film can be improved.

本発明のインク組成物においては、前記(B)エポキシシラン化合物と前記(C1)ジメチルアミノエタノールとの重量比が、(B)成分:(C1)成分=80:20〜85:15の範囲内であることが好ましい。   In the ink composition of the present invention, the weight ratio of the (B) epoxysilane compound to the (C1) dimethylaminoethanol is in the range of (B) component: (C1) component = 80: 20 to 85:15. It is preferable that

本発明のインク組成物は、(A)ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液と、(B)エポキシシラン化合物と、(C2)アミノシラン化合物と、を含有し、酸性度が2.55以上3.00以下であることを特徴とする。   The ink composition of the present invention contains (A) an aqueous polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid solution, (B) an epoxysilane compound, and (C2) an aminosilane compound, and has an acidity of 2.55 or more and 3. It is characterized by being 00 or less.

このインク組成物によれば、親水性のアミノ基を有するアルカリ成分としてのアミノシラン化合物により、強酸であるポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液に基づく酸成分が中和されるので、インク組成物の状態でのエポキシシラン化合物とポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸との間の開環付加反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応を防ぐことができる。これにより、インク組成物の保存安定性が向上するので、透明導電膜の生産性を向上することが可能となる。また、アミノシラン化合物とエポキシシラン化合物との間にも架橋結合が形成されるので、面積抵抗値に優れた透明導電膜を得ることができる。   According to this ink composition, the acid component based on the polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid aqueous solution, which is a strong acid, is neutralized by the aminosilane compound as an alkali component having a hydrophilic amino group. The ring-opening addition reaction between the epoxysilane compound and polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid in the state, and the hydrolysis reaction and condensation reaction of the epoxysilane compound can be prevented. Thereby, since the storage stability of the ink composition is improved, the productivity of the transparent conductive film can be improved. Moreover, since a cross-linking bond is also formed between the aminosilane compound and the epoxysilane compound, a transparent conductive film excellent in sheet resistance can be obtained.

本発明のインク組成物においては、前記(B)エポキシシラン化合物と前記(C2)アミノシラン化合物との重量比が、(B)成分:(C2)成分=67:33〜83:17の範囲内であることが好ましい。   In the ink composition of the present invention, the weight ratio of the (B) epoxysilane compound to the (C2) aminosilane compound is within the range of (B) component: (C2) component = 67: 33 to 83:17. Preferably there is.

本発明のインク組成物においては、前記(C2)アミノシラン化合物が、3−アミノプロピルトリエトキシシランであることが好ましい。   In the ink composition of the present invention, the (C2) aminosilane compound is preferably 3-aminopropyltriethoxysilane.

本発明のインク組成物においては、(B)エポキシシラン化合物が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであることが好ましい。   In the ink composition of the present invention, the (B) epoxysilane compound is preferably 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane.

本発明の透明導電膜は、上記インク組成物を用いて得られたことを特徴とする。   The transparent conductive film of the present invention is obtained using the above ink composition.

本発明の電子部品は、上記透明導電膜を備えたことを特徴とする。   An electronic component according to the present invention includes the transparent conductive film.

本発明によれば、保存安定性が良好であり、透明導電膜の生産性を向上できるインク組成物を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize an ink composition that has good storage stability and can improve the productivity of a transparent conductive film.

本実施の形態に係るインク組成物における架橋結合の形成に関する反応機構の説明図である。It is explanatory drawing of the reaction mechanism regarding formation of the crosslink in the ink composition which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る透明導電膜の製造工程の概略を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing process of the transparent conductive film which concerns on this Embodiment.

以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(インク組成物)
まず、本発明に係るインク組成物の概要について説明する。本発明に係るインク組成物は、(A)ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT):ポリスチレンスルホン酸(PSS)水溶液と、(B)エポキシシラン化合物と、(C)アミン化合物と、を含有する。このインク組成物は、各種電子部品に用いられる透明導電膜の形成に使用されるものである。透明導電膜は、基材上に塗布したインク組成物をベーク(焼成)することにより得られる。このベーク時にPEDOT:PSSとエポキシシラン化合物との間で架橋結合を介した3次元的なネットワークが形成されるので、機械的強度が高い透明導電膜が得られる。
(Ink composition)
First, the outline of the ink composition according to the present invention will be described. The ink composition according to the present invention contains (A) a polyethylenedioxythiophene (PEDOT): polystyrenesulfonic acid (PSS) aqueous solution, (B) an epoxysilane compound, and (C) an amine compound. This ink composition is used for forming a transparent conductive film used for various electronic components. A transparent conductive film is obtained by baking (baking) the ink composition apply | coated on the base material. Since a three-dimensional network is formed between PEDOT: PSS and the epoxysilane compound via a crosslink during this baking, a transparent conductive film having high mechanical strength can be obtained.

図1は、本発明に係るインク組成物における架橋結合の形成に関する反応機構の説明図である。図1に示すように、本発明に係るインク組成物においては、基材上に塗布されたインク組成物をベークする際に、PEDOT:PSSの分子内のスルホン酸基とエポキシシラン化合物との間で開環付加反応が進行してPEDOT:PSS分子とエポキシシラン化合物とが結合する。このPEDOT:PSSが結合したエポキシシラン化合物は、アルコキシシリル基の加水分解反応、及びこの加水分解反応によって生成した水酸基と他のエポキシシラン化合物のアルコキシ基との間で縮合反応し、シロキサン結合を介して2分子のエポキシシラン化合物が結合する。そして、これらの開環付加反応、加水分解反応及び縮合反応が繰り返される結果、PEDOT:PSSとエポキシシラン化合物との間でシロキサン結合による架橋結合を介した3次元的なネットワーク(クロスリンク)が形成される。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a reaction mechanism relating to the formation of a cross-linked bond in the ink composition according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the ink composition according to the present invention, when the ink composition applied on the substrate is baked, the sulfonic acid group in the molecule of PEDOT: PSS and the epoxysilane compound are not separated. Then, the ring-opening addition reaction proceeds to bond the PEDOT: PSS molecule and the epoxysilane compound. This PEDOT: PSS-bonded epoxysilane compound undergoes a hydrolysis reaction of an alkoxysilyl group and a condensation reaction between a hydroxyl group generated by this hydrolysis reaction and an alkoxy group of another epoxysilane compound, via a siloxane bond. Two molecules of epoxy silane compounds are bonded. Then, as a result of repeating these ring-opening addition reaction, hydrolysis reaction and condensation reaction, a three-dimensional network (crosslink) is formed between PEDOT: PSS and the epoxysilane compound via a crosslink by a siloxane bond. Is done.

本発明者らは、PEDOT:PSS水溶液と、エポキシシラン化合物と、を含むインク組成物においては、インク組成物調製後に一定期間放置すると、インク組成物を用いて得られる透明導電膜の物性が著しく低下することに着目した。そして、本発明者らは、透明導電膜の物性の低下の原因が、pH1〜pH2の強酸であるPEDOT:PSS水溶液の酸成分に基づくプロトンが触媒として機能し、室温でインク組成物を保存している状態でPEDOT:PSSとエポキシシラン化合物との開環付加反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応が速やかに進行し、インク組成物のベーク時に上述した架橋結合を介した3次元的なネットワークが形成されないことにあることを見出した。さらに、本発明者らは、インク組成物に親水性のアミノ基を有するアルカリ成分としての(C)アミン化合物を添加することにより、透明導電膜の導電率を低下させる余計な残渣の生成を防ぎつつ、これらの反応を抑制できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。   In the ink composition containing the PEDOT: PSS aqueous solution and the epoxysilane compound, the inventors of the present invention have remarkably improved physical properties of the transparent conductive film obtained by using the ink composition when the ink composition is allowed to stand for a certain period of time. Focused on the decline. The inventors of the present invention have the reason that the physical properties of the transparent conductive film are reduced because protons based on the acid component of the PEDOT: PSS aqueous solution, which is a strong acid having a pH of 1 to 2, function as a catalyst and store the ink composition at room temperature. In this state, the ring-opening addition reaction between PEDOT: PSS and the epoxysilane compound, and the hydrolysis reaction and condensation reaction of the epoxysilane compound proceed rapidly. I found out that a dimensional network is not formed. Furthermore, the present inventors have prevented the generation of unnecessary residues that lower the conductivity of the transparent conductive film by adding (C) amine compound as an alkali component having a hydrophilic amino group to the ink composition. However, they found that these reactions can be suppressed, and completed the present invention based on this finding.

すなわち、本発明の骨子は、(A)ポリエチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルホン酸水溶液と、(B)エポキシシラン化合物と、(C)アミン化合物と、を含有し、酸性度が所定範囲内のインク組成物である。これにより、親水性のアミノ基を有するアルカリ成分としてのアミン化合物により、強酸であるPEDOT:PSS水溶液に基づく酸成分が中和されるので、室温でインク組成物を保存している状態でのエポキシシラン化合物とPEDOT:PSSとの間の開環付加反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応を防ぐことができる。この結果、インク組成物の保存安定性が向上するので、透明導電膜の生産性を向上することが可能となる。なお、酸性度とは、酸としての強さの程度を示す値であり、通常、水素イオン指数pHで表す。   That is, the gist of the present invention includes (A) a polyethylenedioxythiophene: polystyrene sulfonic acid aqueous solution, (B) an epoxysilane compound, and (C) an amine compound, and has an acidity within a predetermined range. It is a thing. As a result, the acid component based on the PEDOT: PSS aqueous solution, which is a strong acid, is neutralized by the amine compound as an alkali component having a hydrophilic amino group, so that the epoxy in a state where the ink composition is stored at room temperature. The ring-opening addition reaction between a silane compound and PEDOT: PSS, and the hydrolysis reaction and condensation reaction of an epoxy silane compound can be prevented. As a result, the storage stability of the ink composition is improved, and the productivity of the transparent conductive film can be improved. The acidity is a value indicating the degree of strength as an acid, and is usually represented by a hydrogen ion exponent pH.

以下、各構成要素について詳細に説明する。
(A)PEDOT:PSS水溶液
PEDOT:PSS水溶液としては、本発明の効果を奏する範囲であれば特に制限ない。また、このPEDOT:PSS水溶液としては、市販品をそのまま用いてもよい。PEDOT:PSS水溶液の市販品としては、例えば、Clevios(登録商標:Heraeus社製) P、Clevios PH500、Clevios PH1000などが挙げられる。
Hereinafter, each component will be described in detail.
(A) PEDOT: PSS aqueous solution The PEDOT: PSS aqueous solution is not particularly limited as long as it exhibits the effects of the present invention. Moreover, as this PEDOT: PSS aqueous solution, you may use a commercial item as it is. As a commercial item of PEDOT: PSS aqueous solution, Clevios (trademark: made by Heraeus) P, Clevios PH500, Clevios PH1000 etc. are mentioned, for example.

(B)エポキシシラン化合物
エポキシシラン化合物としては、PEDOT:PSSとの間でエポキシ基を介した付加環化反応、並びに、加水分解反応及び縮合反応によりシロキサン結合を形成するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種エポキシシラン化合物を用いることができる。エポキシシラン化合物としては、例えば、エポキシ基を有するジアルコキシシランや、エポキシ基を有するトリアルコキシシランなどのシランカップリング剤を用いることができる。エポキシ基を含有するジアルコキシシランとしては、例えば、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどを用いることができる。また、エポキシ基を含有するトリエポキシシランとしては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどが挙げられる。
(B) Epoxy silane compound As long as an epoxy silane compound forms a siloxane bond with PEDOT: PSS through an epoxy group-mediated cycloaddition reaction, hydrolysis reaction, and condensation reaction, the present invention. Various epoxy silane compounds can be used as long as the above effects are exhibited. As the epoxysilane compound, for example, a silane coupling agent such as dialkoxysilane having an epoxy group or trialkoxysilane having an epoxy group can be used. As dialkoxysilane containing an epoxy group, for example, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane can be used. Examples of the triepoxysilane containing an epoxy group include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl). Examples thereof include ethyltriethoxysilane.

本発明のインク組成物においては、(B)エポキシシラン化合部が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであることが好ましい。この3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランは、末端にエポキシ基を有することから、開環付加反応の反応性が高く、また、珪素上の置換基がメトキシ基であることから、加水分解反応及び縮合反応の反応性が高い。これにより、PEDOT:PSSとの間で高い密度の架橋結合を形成できるので、機械的強度などが高い透明導電膜を形成することができる。   In the ink composition of the present invention, it is preferable that the (B) epoxysilane compound is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Since this 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane has an epoxy group at the terminal, the reactivity of the ring-opening addition reaction is high, and since the substituent on silicon is a methoxy group, hydrolysis reaction and The reactivity of the condensation reaction is high. Thereby, since a high-density crosslinked bond can be formed between PEDOT: PSS, a transparent conductive film having high mechanical strength and the like can be formed.

(C)アミン化合物
本発明においては、親水性のアミノ基を有するアミン化合物を用いることによりアミン化合物とPEDOT:PSS水溶液との相溶性を確保できるので、インク組成物を任意の酸性度に調整することが可能となる。アミン化合物としては、PEDOT:PSS水溶液及び後述する溶媒との相溶性を有し、インク組成物の酸性度を所定範囲内に調整できるものであれば、各種アミン化合物を用いることができる。以下、本発明におけるアミン化合物の実施の形態について詳細に説明する。
(C) Amine compound In the present invention, the compatibility of the amine compound and the aqueous solution of PEDOT: PSS can be ensured by using an amine compound having a hydrophilic amino group, so that the ink composition is adjusted to an arbitrary acidity. It becomes possible. As the amine compound, various amine compounds can be used as long as they have compatibility with the PEDOT: PSS aqueous solution and the solvent described later and can adjust the acidity of the ink composition within a predetermined range. Hereinafter, embodiments of the amine compound in the present invention will be described in detail.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態においては、アミン化合物として、(C1)ジメチルアミノエタノールを用いる。この第1の実施の形態においては、インク組成物は、酸性度が2.75以上4.15以下である。この範囲とすることにより、上述したインク組成物の状態での架橋反応の進行を抑制できるので、インク組成物の保存安定性が向上する。また、ジメチルアミノエタノールは、親水性のアミノ基に加えて水酸基を有することから、PEDOT:PSS水溶液及び後述する溶媒との相溶性が良好となる。さらに、ジメチルアミノエタノールは、エポキシシラン化合物との間での反応性が低いことから、インク組成物のゲル化を防ぐことが可能となり、インク組成物の長期間の保存が可能となる。
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, (C1) dimethylaminoethanol is used as the amine compound. In the first embodiment, the ink composition has an acidity of 2.75 or more and 4.15 or less. By setting it as this range, since the progress of the crosslinking reaction in the state of the ink composition described above can be suppressed, the storage stability of the ink composition is improved. Moreover, since dimethylaminoethanol has a hydroxyl group in addition to a hydrophilic amino group, the compatibility with a PEDOT: PSS aqueous solution and a solvent described later is improved. Furthermore, since dimethylaminoethanol has low reactivity with the epoxysilane compound, it is possible to prevent gelation of the ink composition, and it is possible to store the ink composition for a long period of time.

第1の実施の形態においては、(B)エポキシシラン化合物と(C1)ジメチルアミノエタノールとの重量比が、(B)成分:(C1)成分=80:20〜85:15の範囲内であることが好ましい。これにより、酸性度が上述した範囲内となりインク組成物の保存安定性が向上する。   In the first embodiment, the weight ratio of (B) the epoxysilane compound and (C1) dimethylaminoethanol is in the range of (B) component: (C1) component = 80: 20 to 85:15. It is preferable. As a result, the acidity is within the above-described range, and the storage stability of the ink composition is improved.

なお、第1の実施の形態においては、上記酸性度の範囲を満たすものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種アミン化合物を含むことができる。   In the first embodiment, various amine compounds can be included within the range in which the effect of the present invention is achieved as long as the acidity range is satisfied.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態においては、アミン化合物として、(C2)アミノシラン化合物を用いる。この第2の実施の形態においては、インク組成物は、酸性度が2.55以上3.00以下である。この範囲とすることにより、上述したインク組成物の状態での架橋反応の進行を抑制できるので、インク組成物の保存安定性が向上する。なお、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、上記酸性度の範囲を満たすものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種アミン化合物を含むことができる。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, (C2) aminosilane compound is used as the amine compound. In the second embodiment, the ink composition has an acidity of 2.55 or more and 3.00 or less. By setting it as this range, since the progress of the crosslinking reaction in the state of the ink composition described above can be suppressed, the storage stability of the ink composition is improved. In the second embodiment, as in the first embodiment, various amine compounds can be included within the range in which the effect of the present invention is achieved as long as the acidity range is satisfied.

第2の実施の形態においては、(B)エポキシシラン化合物と(C2)アミノシラン化合物との重量比が、(B)成分:(C2)成分=67:33〜83:17の範囲内であることが好ましい。これにより、酸性度が上述した範囲内となると共に、インク組成物によって得られる透明導電膜の物性が十分なものとなる。   In the second embodiment, the weight ratio of (B) epoxysilane compound to (C2) aminosilane compound is within the range of (B) component: (C2) component = 67: 33 to 83:17. Is preferred. As a result, the acidity is within the above-described range, and the properties of the transparent conductive film obtained from the ink composition are sufficient.

アミノシラン化合物としては、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリプロポキシシシランを用いることができる。このようなアルコキシシリル基を有するアミノシラン化合物を用いることにより、アルコキシシリル基の加水分解反応及び縮合反応によりエポキシシラン化合物との間で架橋結合を形成することができる。これにより、上述したジメチルアミノエタノールを用いた場合に比較して機械的強度や面積抵抗値に優れた透明導電膜を作製することが可能となる。   As the aminosilane compound, for example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3-aminopropyltripropoxysilane can be used. By using such an aminosilane compound having an alkoxysilyl group, a cross-linking bond can be formed with the epoxysilane compound by hydrolysis reaction and condensation reaction of the alkoxysilyl group. Thereby, it becomes possible to produce a transparent conductive film excellent in mechanical strength and sheet resistance as compared with the case where dimethylaminoethanol is used.

第2の実施の形態においては、(C2)アミノシラン化合物としては、3−アミノプロピルトリエトキシシランであることが好ましい。この3−アミノプロピルトリエトキシシランは、末端にトリエトキシシリル基を有することから、加水分解反応及び縮合反応の反応性が適度に高い。これにより、エポキシシラン化合物との間で高い密度の架橋結合を形成できるので、機械的強度などが高い透明導電膜を形成することができる。   In the second embodiment, the (C2) aminosilane compound is preferably 3-aminopropyltriethoxysilane. Since this 3-aminopropyltriethoxysilane has a triethoxysilyl group at the terminal, the reactivity of hydrolysis reaction and condensation reaction is moderately high. Thereby, since a high-density cross-linking bond can be formed with the epoxysilane compound, a transparent conductive film having high mechanical strength and the like can be formed.

また、アミン化合物としては、上述した第1の実施の形態に係るジメチルアミノエタノールと第2の実施の形態に係るアミノシラン化合物とを、本発明の効果を奏する範囲で混合して用いてもよい。   Further, as the amine compound, the dimethylaminoethanol according to the first embodiment described above and the aminosilane compound according to the second embodiment may be mixed and used within a range where the effects of the present invention are exhibited.

(D)その他成分
本発明に係るインク組成物においては、本発明の効果を奏する範囲でエンハンサーとしての高粘性化合物を用いてもよい。このような高粘性化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)などが挙げられる。
(D) Other components In the ink composition according to the present invention, a highly viscous compound as an enhancer may be used as long as the effects of the present invention are exhibited. Examples of such highly viscous compounds include dimethyl sulfoxide (DMSO).

(E)溶媒
本発明に係るインク組成物においては、PEDOT:PSS水溶液、エポキシシラン化合物及びアミン化合物との間で相溶性を有するものであれば、インク組成物により得られる透明導電膜の物性を満たす範囲で各種溶媒を含むことができる。溶媒としては、例えば、イソプロパノール(IPA)などの各種アルコールを用いることができる。
(E) Solvent In the ink composition according to the present invention, the properties of the transparent conductive film obtained from the ink composition can be obtained as long as they are compatible with the PEDOT: PSS aqueous solution, the epoxysilane compound, and the amine compound. Various solvents can be included as long as they are satisfied. As the solvent, for example, various alcohols such as isopropanol (IPA) can be used.

次に、本発明に係るインク組成物及び透明導電膜の製造方法について説明する。図2は、本実施の形態に係るインク組成物及び透明導電膜の製造工程の概略を示すフロー図である。   Next, the manufacturing method of the ink composition and transparent conductive film according to the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the manufacturing process of the ink composition and the transparent conductive film according to the present embodiment.

図2に示すように、まず、PEDOT:PSS原液(PEDOT:PSSのみを含む水溶液)にPEDOT:PSSの固形分と等量のエポキシシラン化合物を添加した混合溶液を調製する(ステップST1)。この状態では、混合溶液の酸性度は、2.4程度の強酸となっている。次に、調製した混合溶液にジメチルアミノエタノール又はアミノシラン化合物を添加して酸性度を上述した範囲に調整する(ステップST2)。   As shown in FIG. 2, first, a mixed solution is prepared by adding an epoxysilane compound in an amount equal to the solid content of PEDOT: PSS to a PEDOT: PSS stock solution (an aqueous solution containing only PEDOT: PSS) (step ST1). In this state, the acidity of the mixed solution is a strong acid of about 2.4. Next, dimethylaminoethanol or an aminosilane compound is added to the prepared mixed solution to adjust the acidity to the above range (step ST2).

次に、酸性度を調整した混合溶液にエポキシシラン化合物、溶媒としてのイソプロパノール及びエンハンサーとしてのジメチルスルホキシドなどを添加してインク組成物を作製する(ステップST3)。次に、作製したインク組成物を濾過する(ステップST4)。次に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどを所望の大きさに切り出し、切り出したPETフィルムをガラスウエハー上に貼り付けて基材を作製する(ステップST5)。   Next, an ink composition is prepared by adding an epoxy silane compound, isopropanol as a solvent, dimethyl sulfoxide as an enhancer, and the like to the mixed solution with adjusted acidity (step ST3). Next, the produced ink composition is filtered (step ST4). Next, a polyethylene terephthalate (PET) film or the like is cut into a desired size, and the cut PET film is attached onto a glass wafer to produce a substrate (step ST5).

次に、作製した基材上にインク組成物をスピンコート法などにより成膜する(ステップST6)。次に、成膜したインク組成物を所定温度及び所定時間プリベークした後(ステップST7)、所定温度及び所定時間本ベークすることにより透明導電膜を作製する(ステップST8)。   Next, an ink composition is formed on the prepared substrate by a spin coat method or the like (step ST6). Next, after pre-baking the deposited ink composition at a predetermined temperature and for a predetermined time (step ST7), a transparent conductive film is produced by performing the main baking for a predetermined temperature and a predetermined time (step ST8).

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。   Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following examples.

以下の実施例においては、上記実施の形態に係るインク組成物及び比較例に係るインク組成物を作製し、作製したインク組成物を用いて透明導電膜を作製してその物性について評価した。以下に、各種物性の測定条件を示す。   In the following examples, the ink composition according to the above embodiment and the ink composition according to the comparative example were prepared, a transparent conductive film was prepared using the prepared ink composition, and the physical properties were evaluated. The measurement conditions for various physical properties are shown below.

(酸性度の測定)
酸性度(pH)は、pHメーター(商品名:D−51、堀場製作所製)により測定した。標準液は関東化学社製標準液(pH:1.68、4.01、6.86)を用いた。
(Measurement of acidity)
The acidity (pH) was measured with a pH meter (trade name: D-51, manufactured by HORIBA, Ltd.). As the standard solution, a standard solution (pH: 1.68, 4.01, 6.86) manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was used.

(耐摩耗性評価)
耐摩耗性は、ウエット綿棒磨耗試験機を用いた摩耗試験により評価した。このウエット綿棒磨耗試験機は、バネ秤で250gの荷重に制御しながら30mm/sの条件で、十分に濡らした綿棒を透明導電膜の表面に押し当てながら前後に擦る装置である。磨耗試験後に透明導電膜のキズや擦り取られた状況を目視にて観察し、ダメージが感知された時点の擦り回数で評価した。評価基準を以下に示す。
A:101回以上
B:51回以上100回以下
C:26回以上50回以下
D:2回以上25回以下
E:1回以下
(Abrasion resistance evaluation)
The abrasion resistance was evaluated by an abrasion test using a wet swab abrasion tester. This wet swab wear tester is an apparatus that rubs back and forth while pressing a sufficiently wetted swab against the surface of a transparent conductive film under a condition of 30 mm / s while controlling the load to 250 g with a spring balance. After the abrasion test, the transparent conductive film was visually scratched and scratched, and evaluated by the number of rubs when the damage was detected. The evaluation criteria are shown below.
A: 101 times or more B: 51 times or more and 100 times or less C: 26 times or more and 50 times or less D: 2 times or more and 25 times or less E: 1 time or less

(面積抵抗値)
透明導電膜の面積抵抗値(シート抵抗値)は、透明導電膜の表面抵抗を4探針式面積抵抗計(三菱化学社製、LORESTA EP MCP−1360)を用いて測定した。
(Area resistance value)
The area resistance value (sheet resistance value) of the transparent conductive film was determined by measuring the surface resistance of the transparent conductive film using a four-probe type area resistance meter (LORESTA EP MCP-1360, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

(全光線透過率)
透明導電膜の全光線透過率は、ヘイズメータ(商品名:HZ−2、スガ試験機社製)を用いて測定し、JIS−K7361−1に基づく計測を実施した。
(Total light transmittance)
The total light transmittance of the transparent conductive film was measured using a haze meter (trade name: HZ-2, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), and measurement based on JIS-K7361-1 was performed.

((C)アミン化合物の同定)
透明導電膜中へのアミン化合物の導入は、光電子分光装置(商品名:ESCA5500、アルバックファイ社製)にて確認した。作製した透明導電膜の任意の3点について測定し、その平均値により透明導電膜中のアミン化合物を同定した。
測定条件 X線源:Al 光電子脱出角度:45°
((C) Identification of amine compound)
The introduction of the amine compound into the transparent conductive film was confirmed by a photoelectron spectrometer (trade name: ESCA5500, manufactured by ULVAC-PHI). It measured about three arbitrary points of the produced transparent conductive film, and the amine compound in a transparent conductive film was identified by the average value.
Measurement conditions X-ray source: Al Photoemission angle: 45 °

まず、本発明者らは、本発明の第1の実施の形態に係るインク組成物について、ジメチルアミノエタノールの含有量を変化させて酸性度を所定値に調整したインク組成物を作製し、作製したインク組成物を所定期間放置した後に透明導電膜を作製した場合の耐摩耗性、面積抵抗値及び全光線透過率について調べた。以下、実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例4を参照して本発明者らが調べた内容について説明する。   First, the inventors prepared an ink composition having an acidity adjusted to a predetermined value by changing the content of dimethylaminoethanol for the ink composition according to the first embodiment of the present invention. After the ink composition was allowed to stand for a predetermined period, the abrasion resistance, the sheet resistance value, and the total light transmittance when a transparent conductive film was produced were examined. Hereinafter, the contents investigated by the inventors with reference to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 will be described.

<実施例1>
(インク組成物の作製)
(A)PEDOT:PSS水溶液としては、固形分の濃度が1.1重量%の市販品(商品名:PH1000、Heraeus社製)を用いた。このPEDOT:PSS水溶液47重量部に、(B)エポキシシラン化合物としての3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:Z−6040、東レダウコーニング社製)及び(C)アミン化合物としての(C1)ジメチルアミノエタノールを0.5重量部、エンハンサーとしてのジメチルスルホキシド(DMSO)5重量部及び溶媒としてのイソプロパノール47.5重量部を混合してインク組成物を作製した。(B)成分及び(C1)成分は、インク組成物の酸性度が2.75となるように混合して用いた。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に示す。
<Example 1>
(Preparation of ink composition)
(A) As a PEDOT: PSS aqueous solution, a commercial product (trade name: PH1000, manufactured by Heraeus) having a solid content of 1.1% by weight was used. In 47 parts by weight of this PEDOT: PSS aqueous solution, (B) 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name: Z-6040, manufactured by Toray Dow Corning) as an epoxysilane compound and (C) an amine compound ( C1) An ink composition was prepared by mixing 0.5 parts by weight of dimethylaminoethanol, 5 parts by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) as an enhancer, and 47.5 parts by weight of isopropanol as a solvent. The component (B) and the component (C1) were mixed and used so that the acidity of the ink composition was 2.75. The weight ratio of component (B) and component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below.

(透明導電膜の作製)
70mm四方に切り出したPETフィルムをガラスウェハー上に貼り付けて基材を作製した。この基材のPETフィルム上に回転数2000rpm〜4000rpmにて10秒間の条件で、0日間(作成後1時間)〜21日間保存したインク組成物をスピンコートにより成膜した。次に、成膜したインク組成物を90℃にて5分間プリベークした後、120℃にて20分間本ベークすることにより透明導電膜を作製した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。作製した透明導電膜について耐摩耗試験、面積抵抗値及び全光線透過率の測定を実施した。評価結果を下記表2及び下記表3に示す。
(Preparation of transparent conductive film)
A PET film cut out in a 70 mm square was pasted on a glass wafer to prepare a substrate. On the PET film of this substrate, an ink composition stored for 0 day (1 hour after preparation) to 21 days was formed by spin coating under conditions of 2000 rpm to 4000 rpm for 10 seconds. Next, the ink composition thus formed was pre-baked at 90 ° C. for 5 minutes, and then subjected to main baking at 120 ° C. for 20 minutes to produce a transparent conductive film. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The prepared transparent conductive film was subjected to abrasion resistance test, area resistance value and total light transmittance measurement. The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<実施例2>
インク組成物の酸性度が3.00となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Example 2>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 3.00. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<実施例3>
インク組成物の酸性度が3.50となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Example 3>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 3.50. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<実施例4>
インク組成物の酸性度が4.15となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Example 4>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the component (B) and the component (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 4.15. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<比較例1>
インク組成物に(C1)成分を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜インク組成物を作製した。インク組成物の酸性度は、2.40であった。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出されなかった。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Comparative Example 1>
A transparent conductive film ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the component (C1) was not added to the ink composition. The acidity of the ink composition was 2.40. Dimethylaminoethanol was not detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<比較例2>
インク組成物の酸性度が2.45となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Comparative example 2>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.45. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<比較例3>
インク組成物の酸性度が2.50となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Comparative Example 3>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.50. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

<比較例4>
インク組成物の酸性度が5.50となるように(B)成分及び(C1)成分を混合したこと以外は、実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からはジメチルアミノエタノールが検出された。(B)成分及び(C1)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表1に併記し、評価結果を下記表2及び下記表3に併記する。
<Comparative example 4>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C1) were mixed so that the acidity of the ink composition was 5.50. Dimethylaminoethanol was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C1) and the acidity of the ink composition are shown in Table 1 below, and the evaluation results are shown in Table 2 and Table 3 below.

Figure 2014118483
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表1〜表3から分かるように、酸性度が2.75以上4.15以下のインク組成物は、作製後7日以上経過しても機械的強度に優れた透明導電膜の作製が可能となると共に、得られる透明導電膜の全光線透過率及び面積抵抗が良好であることが分かる(実施例1〜実施例4)。特に、酸性度が3.00以上3.50以下のインク組成物は、作製後21日以上経過しても機械的強度に優れた透明導電膜の作製が可能であることが分かる(実施例2及び実施例3)。したがって、これらのインク組成物は、作製後の保存が可能であり、透明導電膜の生産性を向上できることが分かる。また、本実施例においては、透明導電膜の4日経過後に面積抵抗値が低下しているが、この結果は、エンハンサーとしてのジメチルスルホキシドによるエイジング効果によるものと考えられる。   As can be seen from Tables 1 to 3, the ink composition having an acidity of 2.75 to 4.15 can produce a transparent conductive film having excellent mechanical strength even after 7 days or more after production. It turns out that the total light transmittance and sheet resistance of the transparent conductive film obtained are good (Examples 1 to 4). In particular, it can be seen that an ink composition having an acidity of 3.00 or more and 3.50 or less can produce a transparent conductive film having excellent mechanical strength even when 21 days or more have elapsed after production (Example 2). And Example 3). Therefore, it can be seen that these ink compositions can be stored after production, and the productivity of the transparent conductive film can be improved. In this example, the sheet resistance value decreased after 4 days of the transparent conductive film. This result is considered to be due to the aging effect of dimethyl sulfoxide as an enhancer.

これに対して、酸性度が2.75未満の場合には、作製後1日経過した時点で得られる透明導電膜の機械的強度が著しく低下することが分かる(比較例1〜比較例3)。この結果は、インク組成物の酸性度が低いため、インク組成物中でPEDOT:PSSとエポキシシラン化合物との付加開環反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応が進行したためと考えられる。したがって、これらのインク組成物を用いた場合には、作製後速やかに透明導電膜の製造に用いる必要があり、透明導電膜の生産性に影響を及ぼすことが分かる。また、酸性度が4.15超えの場合には、作製後1時間経過した時点で得られる透明導電膜の機械的強度が低下することが分かる(比較例4)。この結果は、インク組成物中でゲル化が進行したためと考えられる。このように、比較例1から比較例4に係るインク組成物においては、インク組成物作製後、1日以上保存すると得られる透明導電膜の機械的強度が低下するため、エンハンサーによるエイジング効果により面積抵抗値が低下し、かつ、機械的強度に優れた透明導電膜が得られないことが分かる。   On the other hand, when acidity is less than 2.75, it turns out that the mechanical strength of the transparent conductive film obtained when 1 day passes after preparation falls remarkably (Comparative Examples 1 to 3). . This result is considered to be because the addition ring-opening reaction between PEDOT: PSS and the epoxysilane compound, and the hydrolysis and condensation reaction of the epoxysilane compound proceeded in the ink composition because the acidity of the ink composition was low. It is done. Therefore, it can be seen that when these ink compositions are used, it is necessary to use the ink composition immediately after production for production of the transparent conductive film, which affects the productivity of the transparent conductive film. Moreover, when acidity exceeds 4.15, it turns out that the mechanical strength of the transparent conductive film obtained when 1 hour passes after preparation falls (comparative example 4). This result is considered to be due to the progress of gelation in the ink composition. As described above, in the ink compositions according to Comparative Examples 1 to 4, since the mechanical strength of the transparent conductive film obtained when the ink composition is stored for 1 day or longer is reduced, the area is increased by the aging effect by the enhancer. It turns out that a resistance value falls and the transparent conductive film excellent in mechanical strength is not obtained.

次に、本発明者らは、本発明の第2の実施の形態に係るインク組成物について、アミノシラン化合物の含有量を変化させて酸性度を所定値に調整したインク組成物を作製し、作製したインク組成物を所定期間放置した後に透明導電膜を作製した場合の耐摩耗性、面積抵抗値及び全光線透過率について調べた。以下、実施例5〜実施例8及び比較例5〜比較例8を参照して本発明者らが調べた内容について説明する。   Next, the inventors prepared an ink composition in which the acidity was adjusted to a predetermined value by changing the content of the aminosilane compound in the ink composition according to the second embodiment of the present invention. After the ink composition was allowed to stand for a predetermined period, the abrasion resistance, the sheet resistance value, and the total light transmittance when a transparent conductive film was produced were examined. Hereinafter, the contents examined by the present inventors with reference to Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 8 will be described.

<実施例5>
(インク組成物の作製)
(C1)ジメチルアミノエタノールに代えて(C2)アミノシラン化合物としての3−アミノプロピルトリエトキシシラン(商品名:Z−6011、東レダウコーニング社製)を用いると共に、インク組成物の酸性度が2.55となるように(B)成分及び(C2)成分で混合したこと以外は実施例1と同様にインク組成物を作製した。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に示す。
<Example 5>
(Preparation of ink composition)
(C1) Instead of dimethylaminoethanol, (C2) 3-aminopropyltriethoxysilane (trade name: Z-6011, manufactured by Toray Dow Corning) as an aminosilane compound is used, and the acidity of the ink composition is 2. An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components (B) and (C2) were mixed so as to be 55. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below.

(透明導電膜の作製)
作製したインク組成物の保存期間を0日間(作成後1時間)〜4日間としたこと以外は実施例1と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。評価結果を下記表5及び下記表6に示す。
(Preparation of transparent conductive film)
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the storage period of the prepared ink composition was 0 days (1 hour after preparation) to 4 days. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<実施例6>
インク組成物の酸性度が2.60となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Example 6>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.60. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<実施例7>
インク組成物の酸性度が2.70となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Example 7>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.70. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<実施例8>
インク組成物の酸性度が2.85となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Example 8>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.85. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<比較例5>
インク組成物に(C2)成分を添加しなかったこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜インク組成物を作製した。インク組成物の酸性度は、2.40であった。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出されなかった。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Comparative Example 5>
A transparent conductive film ink composition was prepared in the same manner as in Example 5 except that the component (C2) was not added to the ink composition. The acidity of the ink composition was 2.40. 3-Aminopropyltriethoxysilane was not detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<比較例6>
インク組成物の酸性度が2.45となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Comparative Example 6>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.45. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<比較例7>
インク組成物の酸性度が2.50となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。
<Comparative Example 7>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 2.50. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below.

<比較例8>
インク組成物の酸性度が3.10となるように(B)成分及び(C2)成分を混合したこと以外は、実施例5と同様にして透明導電膜を作製して評価した。作製した各透明導電膜からは3−アミノプロピルトリエトキシシランが検出された。(B)成分及び(C2)成分の重量比及びインク組成物の酸性度を下記表4に併記し、評価結果を下記表5及び下記表6に併記する。なお、比較例8においては、インク組成物が保存中にゲル化し、透明導電膜を作製できなかった。
<Comparative Example 8>
A transparent conductive film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the components (B) and (C2) were mixed so that the acidity of the ink composition was 3.10. 3-aminopropyltriethoxysilane was detected from each of the produced transparent conductive films. The weight ratio of the component (B) and the component (C2) and the acidity of the ink composition are shown in Table 4 below, and the evaluation results are shown in Table 5 and Table 6 below. In Comparative Example 8, the ink composition gelled during storage, and a transparent conductive film could not be produced.

Figure 2014118483
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表4〜表6から分かるように、酸性度(pH)が2.55〜3.00のインク組成物は、作製後1日以上経過しても機械的強度に優れた透明導電膜の作製が可能となると共に、得られる透明導電膜の全光線透過率及び面積抵抗が良好であることが分かる(実施例5〜実施例8)。特に、酸性度が2.60以上2.70以下のインク組成物は、作製後4日以上経過しても機械的強度に優れた透明導電膜の作製が可能であることが分かる(実施例6及び実施例7)。したがって、これらのインク組成物は、作製後の保存が可能であり、透明導電膜の生産性を向上できることが分かる。   As can be seen from Tables 4 to 6, the ink composition having an acidity (pH) of 2.55 to 3.00 can produce a transparent conductive film excellent in mechanical strength even after 1 day or more after the production. It becomes possible, and it turns out that the total light transmittance and sheet resistance of the transparent conductive film obtained are favorable (Examples 5 to 8). In particular, it can be seen that an ink composition having an acidity of 2.60 or more and 2.70 or less can produce a transparent conductive film having excellent mechanical strength even after 4 days or more after production (Example 6). And Example 7). Therefore, it can be seen that these ink compositions can be stored after production, and the productivity of the transparent conductive film can be improved.

また、本実施例においては、透明導電膜の4日経過後に面積抵抗値が低下しているが、この結果は、上述した実施例1〜実施例4と同様に、エンハンサーとしてのジメチルスルホキシドによるエイジング効果によるものと考えられる。また、実施例5〜実施例8に係るインク組成物を用いた透明導電膜は、面積抵抗値が実施例1〜実施例4に係るインク組成物を用いた透明導電膜に対して良好である。この結果は、(C2)アミノシラン化合物は加水分解反応及び縮合反応により(B)エポキシシラン化合物との間で架橋結合を形成するため、透明導電膜内により強固な3次元的なネットワークが形成されたためと考えられる。   Further, in this example, the area resistance value decreased after 4 days of the transparent conductive film, but this result was obtained by aging with dimethyl sulfoxide as an enhancer as in Examples 1 to 4 described above. This is probably due to the effect. In addition, the transparent conductive film using the ink composition according to Examples 5 to 8 is better in area resistance than the transparent conductive film using the ink composition according to Examples 1 to 4. . As a result, (C2) aminosilane compound forms a cross-linking bond with (B) epoxysilane compound by hydrolysis reaction and condensation reaction, and therefore a stronger three-dimensional network is formed in the transparent conductive film. it is conceivable that.

これに対して、酸性度が2.55未満の場合には、作製後1日経過した時点で得られる透明導電膜の機械的強度が著しく低下することが分かる(比較例5〜比較例7)。この結果は、インク組成物の酸性度が低いため、インク組成物中でPEDOT:PSSとエポキシシラン化合物との付加開環反応、並びに、エポキシシラン化合物の加水分解反応及び縮合反応が進行したためと考えられる。したがって、これらのインク組成物を用いた場合には、作製後速やかに透明導電膜の製造に用いる必要があり、透明導電膜の生産性に影響を及ぼすことが分かる。また、酸性度が3.10の場合には、インク組成物の作製直後からインク組成物中でゲル化が進行したため透明導電膜を形成できなかった(比較例8)。このように、比較例5〜比較例8に係るインク組成物においては、インク組成物作製後、1日以上保存すると得られる透明導電膜の機械的強度が低下するため、エンハンサーによるエイジング効果により面積抵抗値が低下し、かつ、機械的強度に優れた透明導電膜が得られないことが分かる。   On the other hand, when the acidity is less than 2.55, it can be seen that the mechanical strength of the transparent conductive film obtained when one day has elapsed after the production is remarkably reduced (Comparative Example 5 to Comparative Example 7). . This result is considered to be because the addition ring-opening reaction between PEDOT: PSS and the epoxysilane compound, and the hydrolysis and condensation reaction of the epoxysilane compound proceeded in the ink composition because the acidity of the ink composition was low. It is done. Therefore, it can be seen that when these ink compositions are used, it is necessary to use the ink composition immediately after production for production of the transparent conductive film, which affects the productivity of the transparent conductive film. When the acidity was 3.10, the transparent conductive film could not be formed because gelation proceeded in the ink composition immediately after the ink composition was prepared (Comparative Example 8). As described above, in the ink compositions according to Comparative Examples 5 to 8, the mechanical strength of the transparent conductive film obtained when the ink composition is stored for 1 day or more after the ink composition is prepared is reduced. It turns out that a resistance value falls and the transparent conductive film excellent in mechanical strength is not obtained.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、PEDOT:PSS水溶液、エポキシシラン化合物及びアミン化合物については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更して用いることが可能である。その他、本発明は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the PEDOT: PSS aqueous solution, the epoxysilane compound, and the amine compound are not limited thereto, and can be appropriately changed and used within a range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the object of the present invention.

本発明は、保存安定性が良好であり、透明導電膜の生産性を向上できるインク組成物、透明導電膜及び電子部品を実現できるという効果を有し、特に、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、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、電子ペーパー等に用いられる透明電極及び電磁波シールドなど、各種透明導電膜を用いたデバイスに適用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that a storage stability is good and an ink composition, a transparent conductive film, and an electronic component that can improve the productivity of a transparent conductive film can be realized. The present invention is applicable to devices using various transparent conductive films such as transparent electrodes and electromagnetic wave shields used for displays, electrochromic displays, solar cells, touch panels, electronic papers, and the like.

Claims (8)

(A)ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液と、
(B)エポキシシラン化合物と、
(C1)ジメチルアミノエタノールと、を含有し、
酸性度が2.75以上4.15以下であることを特徴とするインク組成物。
(A) a polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid aqueous solution;
(B) an epoxy silane compound;
(C1) dimethylaminoethanol,
An ink composition having an acidity of 2.75 or more and 4.15 or less.
前記(B)エポキシシラン化合物と前記(C1)ジメチルアミノエタノールとの重量比が、(B)成分:(C1)成分=80:20〜85:15の範囲内であることを特徴とする請求項1記載のインク組成物。   The weight ratio of the (B) epoxysilane compound to the (C1) dimethylaminoethanol is in the range of (B) component: (C1) component = 80: 20 to 85:15. The ink composition according to 1. (A)ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸水溶液と、
(B)エポキシシラン化合物と、
(C2)アミノシラン化合物と、を含有し、
酸性度が2.55以上3.00以下であることを特徴とするインク組成物。
(A) a polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonic acid aqueous solution;
(B) an epoxy silane compound;
(C2) an aminosilane compound,
An ink composition having an acidity of 2.55 or more and 3.00 or less.
前記(B)エポキシシラン化合物と前記(C2)アミノシラン化合物との重量比が、(B)成分:(C2)成分=67:33〜83:17の範囲内であることを特徴とする請求項3記載のインク組成物。   The weight ratio of the (B) epoxysilane compound and the (C2) aminosilane compound is in the range of (B) component: (C2) component = 67: 33 to 83:17. The ink composition as described. 前記(C2)アミノシラン化合物が、3−アミノプロピルトリエトキシシランであることを特徴とする請求項3又は請求項4記載のインク組成物。   5. The ink composition according to claim 3, wherein the (C2) aminosilane compound is 3-aminopropyltriethoxysilane. (B)エポキシシラン化合物が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のインク組成物。   The ink composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the (B) epoxysilane compound is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 請求項1から請求項6のいずれかに記載のインク組成物を用いて得られたことを特徴とする透明導電膜。   A transparent conductive film obtained by using the ink composition according to claim 1. 請求項7記載の透明導電膜を備えたことを特徴とする電子部品。   An electronic component comprising the transparent conductive film according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017052850A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 信越ポリマー株式会社 Conductive polymer solution and conductive coated film

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