JP2022068178A - Conductive polymer composite and substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive polymer composite and a composition thereof, which improve water volatilization efficiency during film formation by incorporating a novel non-doping fluorinated unit into a dopant polymer; also reduce H+ generation by using the non-doping fluorinated unit in place of an acid unit generating extra acids; exhibit good filterability and film formability; and are capable of forming a film having high transparency and good flatness when the film is formed.
SOLUTION: A conductive polymer composite is a composite including: (A) a π-conjugated polymer and (B) a dopant polymer that is composed of a copolymer having a polymer unit having a hexafluoro carbinol group and a polymer unit having a fluoroalkyl sulfonic acid group.
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Description

本発明は、導電性ポリマー複合体、導電性ポリマー組成物と、前記導電性ポリマー複合体又は導電性ポリマー組成物によって有機EL素子中の電極層又は正孔注入層が形成された基板に関する。 The present invention relates to a conductive polymer composite, a conductive polymer composition, and a substrate on which an electrode layer or a hole injection layer in an organic EL device is formed by the conductive polymer composite or the conductive polymer composition.

共役二重結合を有する重合体(π共役系ポリマー)は、このポリマー自体は導電性を示さないが、適切なアニオン分子をドーピングすることによって電子または正孔の移動が発現し、導電性高分子材料となる。π共役系ポリマーとしては、ポリチオフェン、ポリセレノフェン、ポリテルロフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の(ヘテロ)芳香族ポリマー、及びこれらの混合物等が用いられており、アニオン分子(ドーパント)としては、スルホン酸系のアニオンが最もよく用いられている。これは、強酸であるスルホン酸が上記のπ共役系ポリマーと効率良く相互作用するためである。 Polymers with conjugated double bonds (π-conjugated polymers) do not exhibit conductivity by themselves, but by doping with appropriate anionic molecules, electron or hole transfer is manifested, and the conductive polymer. It becomes a material. As the π-conjugated polymer, (hetero) aromatic polymers such as polythiophene, polyselenophene, polyterlophen, polypyrrole, and polyaniline, and mixtures thereof are used, and the anion molecule (dopant) is a sulfonic acid. System anions are most often used. This is because sulfonic acid, which is a strong acid, interacts efficiently with the above-mentioned π-conjugated polymer.

スルホン酸系のアニオンドーパントとしては、ポリビニルスルホン酸やポリスチレンスルホン酸(PSS)等のスルホン酸ポリマーが広く用いられている(特許文献1)。また、スルホン酸ポリマーには登録商標ナフィオンに代表されるビニルパーフルオロアルキルエーテルスルホン酸もあり、これは燃料電池用途に使用されている。 As the sulfonic acid-based anionic dopant, sulfonic acid polymers such as polyvinyl sulfonic acid and polystyrene sulfonic acid (PSS) are widely used (Patent Document 1). Further, the sulfonic acid polymer also includes vinyl perfluoroalkyl ether sulfonic acid represented by the registered trademark Nafion, which is used for fuel cell applications.

スルホン酸ホモポリマーであるポリスチレンスルホン酸(PSS)は、ポリマー主鎖に対しスルホン酸がモノマー単位で連続して存在するため、π共役系ポリマーに対するドーピングが高効率であり、またドープ後のπ共役系ポリマーの水への分散性も向上させることができる。これはPSSにドープ部位よりも過剰に存在するスルホ基の存在により親水性が保持され、水への分散性が飛躍的に向上するためである。 Polystyrene sulfonic acid (PSS), which is a sulfonic acid homopolymer, has high efficiency in doping a π-conjugated polymer because sulfonic acid is continuously present in a monomer unit with respect to the polymer main chain, and π-conjugated after doping. The dispersibility of the polymer in water can also be improved. This is because the hydrophilicity is maintained by the presence of the sulfo group which is present in the PSS in excess of the doping site, and the dispersibility in water is dramatically improved.

PSSをドーパントとしたポリチオフェンは、高導電性かつ水分散液としての扱いが可能なため、有機ELや太陽電池などの透明電極として使用されているITO(インジウム-スズ酸化物)に換わる塗布型の透明電極膜材料として期待されている。また、ポリチオフェンには、有機ELや太陽電池などの薄膜デバイスが全層塗布型材料機構に移行しつつある段階において、高い導電性は必要ないものの、電極からキャリア移動層へのキャリア移動負荷低減する注入層として機能する塗布型材料としての適用が期待されている。 Polythiophene using PSS as a dopant is highly conductive and can be treated as an aqueous dispersion, so it is a coating type that replaces ITO (indium-tin oxide) used as a transparent electrode for organic EL and solar cells. It is expected as a transparent electrode film material. In addition, polythiophene does not require high conductivity at the stage when thin film devices such as organic EL and solar cells are shifting to the full-layer coating type material mechanism, but it reduces the carrier transfer load from the electrode to the carrier transfer layer. It is expected to be applied as a coating material that functions as an injection layer.

PSSは水に対し非常に親和性の高い水溶性樹脂であるため、π共役系ポリマーとの複合体を形成すると、疎水性の性質をもつ当該ポリマーを水中に粒子として分散することが可能である。この分散液は液体として取り扱うことが可能であり、界面活性剤等を添加することにより、塗布が困難である有機・無機基板上にも塗布成膜することが可能であり、前記用途においても基板上成膜することができる。成膜する方法としては、例えば、スピンコーター等による塗布、バーコーター、浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷によって塗布し、その後、熱風循環炉、ホットプレート等による加熱処理、IR、UV照射等を行って導電膜を形成することができる。 Since PSS is a water-soluble resin having a very high affinity for water, when a composite with a π-conjugated polymer is formed, the polymer having hydrophobic properties can be dispersed as particles in water. .. This dispersion can be handled as a liquid, and by adding a surfactant or the like, it is possible to apply and form a film on an organic / inorganic substrate that is difficult to apply, and the substrate can also be applied in the above-mentioned applications. A top film can be formed. As a method for forming a film, for example, coating with a spin coater or the like, bar coater, dipping, comma coating, spray coating, roll coating, screen printing, flexographic printing, gravure printing, inkjet printing, and then a hot air circulation furnace, A conductive film can be formed by heat treatment with a hot plate or the like, IR, UV irradiation, or the like.

しかし、その一方でPSSの高い親水性のため、PSSをドーパントとしたπ共役系ポリマーとの複合体は基板上への塗布後、熱風循環炉、ホットプレート等による加熱成膜やIR、UV照射等による成膜後に膜内に水分が多量に残り、素子作成・封止後にその水分が揮発して素子内に充満するなどして素子性能を著しく低下させることがある。例えば、有機ELの構成膜(薄膜)に当該材料を用いた場合、膜内の残存水分および封止までの製造プロセスにおける外部雰囲気から吸収された水分により、構成層の積層および封止後に水分の揮発または隣接層への浸透が生じ、封止素子内や膜内部での水分凝集による欠陥発生、発光層の機能低下や膜内水分による素子駆動電圧の上昇など素子の機能低下を招き、結果として素子寿命が短くなるなどの問題が生じる。 However, on the other hand, due to the high hydrophilicity of PSS, the composite with the π-conjugated polymer using PSS as a dopant is applied on the substrate, and then heat film formation by a hot air circulation furnace, a hot plate, etc., IR, and UV irradiation. A large amount of water remains in the film after film formation due to such factors, and the water content may volatilize and fill the inside of the device after the device is formed and sealed, which may significantly reduce the device performance. For example, when the material is used for the constituent film (thin film) of the organic EL, the residual moisture in the film and the moisture absorbed from the external atmosphere in the manufacturing process up to sealing cause the moisture after laminating and sealing the constituent layers. Volatilization or permeation into the adjacent layer occurs, causing defects due to moisture aggregation inside the sealing element or inside the film, deterioration of the function of the light emitting layer, and increase of the element drive voltage due to moisture in the film, resulting in deterioration of the element function. Problems such as shortened element life occur.

また、PSSをドーパントとしたπ共役系ポリマーとの複合体を有機ELや太陽電池など有機薄膜素子中の透明電極材料や正孔注入層の材料として用いた場合、前記成膜後の残存水分の問題の他、有機溶剤への親和性や疎水性基板上での塗布性が貧しいことも問題となっており、スピンコートや各種印刷機器による成膜が困難であった。また、広汎に適用が検討されているPEDOT-PSSでは光吸収が可視光域にあり透過率が低いため光透過性発光素子への適用に支障が生じ、また、複合体の粒子が凝集しやすいなどの特質もあり、液状組成物材料とした後もろ過精製に困難が伴う。濾過をせずに塗布を行うと、粒子凝集体の影響により塗布不良が生じたり、例え均一膜が得られたとしても表面ラフネスが悪く、激しい表面凹凸やピンホールのため積層構造を持つ有機ELや太陽電池などに適用した場合、キャリアの移動障害やショートなどの問題が発生しやすいなどの問題があった。 Further, when a composite with a π-conjugated polymer using PSS as a dopant is used as a transparent electrode material in an organic thin film element such as an organic EL or a solar cell or a material for a hole injection layer, the residual moisture after the film formation is used. In addition to the problem, poor affinity for organic solvents and poor coatability on hydrophobic substrates are also problems, and it is difficult to form a thin film by spin coating or various printing devices. Further, in PEDOT-PSS, which is being widely studied, light absorption is in the visible light region and the transmittance is low, which hinders the application to a light-transmitting light-emitting element, and the particles of the complex tend to aggregate. Due to such characteristics, it is difficult to filter and purify even after making it into a liquid composition material. If coating is performed without filtration, coating defects may occur due to the influence of particle agglomerates, or even if a uniform film is obtained, the surface roughness is poor, and the organic EL has a laminated structure due to severe surface irregularities and pinholes. When applied to solar cells and the like, there are problems such as carrier movement obstacles and short circuits.

特許文献2、3では、チオフェン、ピロール、アニリン、多環式芳香族化合物から選択される繰り返し単位によって形成されるπ共役系ポリマーに対し、フッ素化酸ユニットを取り込んだドーパントポリマーを使用し、形成される導電性ポリマー組成物が提案されている。水、π共役系ポリマーの前駆体モノマー、フッ素化酸ポリマー、及び酸化剤を任意の順番で組み合わせることにより導電性ポリマー複合体の水分散体となることが示されている。
フッ素化酸ユニットを導入することでフッ素原子の有機溶剤親和性がドーパントポリマーに付与され、その結果、π共役系ポリマーとの複合体全体の有機溶剤や疎水性基板表面への親和性が増え、当該複合体の有機溶剤への分散性や疎水性基板への塗布性が改善する。
In Patent Documents 2 and 3, a dopant polymer incorporating a fluorinated acid unit is used for forming a π-conjugated polymer formed by a repeating unit selected from thiophene, pyrrole, aniline, and a polycyclic aromatic compound. The conductive polymer composition to be used has been proposed. It has been shown that water, a precursor monomer of a π-conjugated polymer, a fluorinated acid polymer, and an oxidizing agent can be combined in any order to form an aqueous dispersion of a conductive polymer composite.
By introducing the fluorinated acid unit, the organic solvent affinity of the fluorine atom is imparted to the dopant polymer, and as a result, the affinity of the entire composite with the π-conjugated polymer to the organic solvent and the surface of the hydrophobic substrate is increased. The dispersibility of the composite in an organic solvent and the applicability to a hydrophobic substrate are improved.

特開2008-146913号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-146913 特表2008-546899号公報Japanese Patent Publication No. 2008-546899 特開2016-188350号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-188350

しかし、その一方で成膜後の膜内残存水分については低減効果はなく、また、ドーパントはフッ素化酸ユニットとPSSの構成モノマーであるスチレンスルホン酸などの酸ユニットから構成されており、π共役系ポリマーにドープしているスルホン酸末端以外の余剰のスルホン酸末端から発生するHの量については制御していない。即ち、ドーパントポリマーの繰り返し単位がすべてスルホン酸末端をもつユニットの場合、π共役系ポリマーを構成する繰り返し単位に対し、1:1でドープしていないため、非ドープ状態のドーパントポリマーの繰り返し単位のスルホン酸末端はフリーの酸として存在し、成膜前の液状態の材料の酸性度が非常に高い状態となる。この高酸性度の影響により、塗布工程おける周辺基材の腐食が進行する問題があり、更に薄膜素子の構成要素として成膜乾燥後も隣接層経由又は積層構造の側面から素子構造内にHが拡散し、それぞれの構成層の化学的変質、機能低下を招き、素子全体の性能が劣化し、耐久性も低下する等の問題があった。 However, on the other hand, there is no effect of reducing the residual water content in the film after film formation, and the dopant is composed of a fluorinated acid unit and an acid unit such as styrene sulfonic acid which is a constituent monomer of PSS, and is π-conjugated. The amount of H + generated from the excess sulfonic acid terminal other than the sulfonic acid terminal doped in the system polymer is not controlled. That is, when the repeating unit of the dopant polymer is a unit having all sulfonic acid terminals, the repeating unit constituting the π-conjugated polymer is not doped 1: 1 and therefore the repeating unit of the non-doped state dopant polymer. The sulfonic acid terminal exists as a free acid, and the acidity of the material in the liquid state before film formation becomes very high. Due to the influence of this high acidity, there is a problem that corrosion of the peripheral base material progresses in the coating process, and as a component of the thin film element, even after film formation and drying, H + is added to the element structure via the adjacent layer or from the side surface of the laminated structure. Diffuses, causing chemical deterioration and functional deterioration of each constituent layer, deteriorating the performance of the entire element, and deteriorating durability.

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、新規非ドープ性フッ素化ユニットをドーパントポリマー中に取り込むことで成膜時の水の揮発効率を向上させ、更に余剰酸を発生する酸ユニットを当該非ドープ性フッ素化ユニットで置き換えることで、Hの発生を低減し、濾過性が良好で成膜性が良く、膜形成した際には透明性が高く平坦性が良好な膜を形成することができる導電性ポリマー複合体及びその組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by incorporating a novel non-doped fluorinated unit into a dopant polymer, the volatilization efficiency of water during film formation is improved, and an acid unit that generates excess acid is not said to be present. By replacing it with a dope-type fluorination unit, it is possible to reduce the generation of H + , to form a film with good filterability and good film formation, and when a film is formed, it is possible to form a film with high transparency and good flatness. It is an object of the present invention to provide a possible conductive polymer composite and a composition thereof.

上記課題を解決するために、本発明は、
(A)π共役系ポリマー、及び
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位aと、下記一般式(2-1)~(2-7)で示される繰り返し単位から選択される1種又は2種以上の繰り返し単位bとを含む共重合体からなるドーパントポリマー
を含む複合体であることを特徴とする導電性ポリマー複合体を提供する。

Figure 2022068178000001
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Zはフェニレン基、ナフチレン基、エステル基のいずれかであり、Zがフェニレン基、ナフチレン基であればRは単結合、エステル基、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかであり、Zがエステル基であればRは単結合、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。mは1~3である。R、R、R、R10、R12、R13及びR15は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R11、及びR14は、それぞれ独立に単結合、エーテル基、あるいはエステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかである。Yはエーテル基、エステル基、アミノ基、あるいはアミド基のいずれかを示し、アミノ基およびアミド基は水素原子、あるいはヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかを含んでもよい。Rfはフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、RfとRfは少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基、又はフッ素原子若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基であり、nは1~4の整数である。a、b1、b2、b3、b4、b5、b6、及びb7は、0<a<1.0、0≦b1<1.0、0≦b2<1.0、0≦b3<1.0、0≦b4<1.0、0≦b5<1.0、0≦b6<1.0、0≦b7<1.0であり、0<b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7<1.0である。) In order to solve the above problems, the present invention
(A) π-conjugated polymer, (B) repeating unit a represented by the following general formula (1), and 1 selected from the repeating units represented by the following general formulas (2-1) to (2-7). Provided is a conductive polymer composite comprising a dopant polymer composed of a seed or a copolymer containing two or more repeating units b.
Figure 2022068178000001
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, Z is a phenylene group, a naphthylene group, or an ester group, and if Z is a phenylene group or a naphthylene group, R 2 is a single bond, an ester group, or an ether. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of these groups, and if Z is an ester group, R 2 is simple. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of a bonded or ether group. M is 1 to 3. R 3 , R 5 , R 7 , R 10 , R 12 , R 13 and R 15 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and R 4 , R 6 , R 8 , R 11 and R 14 are. , A linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, each of which may independently have a single bond, an ether group, an ester group, or both. R 9 is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 9 may be substituted with a fluorine atom. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 6 and X 7 are each independently single-bonded, phenylene group, naphthylene group, ether group, ester group or amide group, and X 5 is single-bonded. , Ether group, or ester group. Y indicates any of an ether group, an ester group, an amino group, or an amide group, and the amino group and the amide group have the number of carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a hetero atom. It may contain any of 1-12 linear, branched or cyclic hydrocarbon groups. Rf 1 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group and Rf 2 and Rf 3 are at least one fluorine atom. It is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4 a, b1, b2. , B3, b4, b5, b6, and b7 are 0 <a <1.0, 0 ≦ b1 <1.0, 0 ≦ b2 <1.0, 0 ≦ b3 <1.0, 0 ≦ b4 <1. .0, 0 ≦ b5 <1.0, 0 ≦ b6 <1.0, 0 ≦ b7 <1.0, and 0 <b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6 + b7 <1.0)

このような導電性ポリマー複合体は、濾過性が良好で、疎水性の高い有機・無機基板への成膜性が良く、膜形成した際には成膜工程において膜内の残存水分を低減でき、透明性、平坦性が良好な導電膜を形成することができる。 Such a conductive polymer complex has good filterability and good film forming property on an organic / inorganic substrate having high hydrophobicity, and when a film is formed, the residual water content in the film can be reduced in the film forming process. It is possible to form a conductive film having good transparency and flatness.

前記(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aは、下記一般式(4-1)~(4-5)で示される繰り返し単位a1~a5から選ばれる1種又は2種以上を含むものであることが好ましい。

Figure 2022068178000002
(式中、R16、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Rは単結合、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基であり、Yとmは前記と同じである。) The repeating unit a in the (B) dopant polymer preferably contains one or more selected from the repeating units a1 to a5 represented by the following general formulas (4-1) to (4-5). ..
Figure 2022068178000002
(In the formula, R 16 , R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, R is a single bond, a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group, and Y m is the same as above.)

また、前記(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位bが、下記一般式(5-1)~(5-4)で示される繰り返し単位b’1~b’4から選ばれる1種又は2種以上を含むものであることが好ましい。

Figure 2022068178000003
(式中、R21、R22、R23およびR24は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、b‘1、b’2、b‘3、b’4は、0≦b‘1<1.0、0≦b’2<1.0、0≦b‘3<1.0、0≦b’4<1.0、0<b‘1+b’2+b‘3+b’4<1.0である。) Further, the repeating unit b in the (B) dopant polymer is one or more selected from the repeating units b'1 to b'4 represented by the following general formulas (5-1) to (5-4). It is preferable that it contains.
Figure 2022068178000003
(In the formula, R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and b'1, b'2, b'3 and b'4 are 0≤b'1. <1.0, 0≤b'2 <1.0, 0≤b'3 <1.0, 0≤b'4 <1.0, 0 <b'1 + b'2 + b'3 + b'4 <1.0 Is.)

(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位a及びbが上記特定のものであれば、導電性ポリマー複合体の濾過性および成膜性、有機・無機基板への塗布性、成膜後の透過率が向上し、かつ成膜後の膜内の残存水分の低減に更に効果を生じる。 (B) If the repeating units a and b in the dopant polymer are the above-mentioned specific ones, the filterability and film-forming property of the conductive polymer composite, the coatability to an organic / inorganic substrate, and the transmittance after film formation are high. It is improved and further effective in reducing the residual water content in the film after film formation.

また、(B)ドーパントポリマーは、下記一般式(6)で示される繰り返し単位cを更に含むものであってもよい。

Figure 2022068178000004
(cは0<c<1.0である。) Further, the dopant polymer (B) may further contain the repeating unit c represented by the following general formula (6).
Figure 2022068178000004
(C is 0 <c <1.0.)

(B)ドーパントポリマーがこのような繰り返し単位cを含むことで、膜の導電率を用途や素子構成層を形成した際の効率的機能発現のために適切なものに調整することができる。 (B) When the dopant polymer contains such a repeating unit c, the conductivity of the film can be adjusted to an appropriate one for application and efficient function development when the element constituent layer is formed.

(B)ドーパントポリマーの重量平均分子量は1,000~500,000であることが好ましい。 (B) The weight average molecular weight of the dopant polymer is preferably 1,000 to 500,000.

(B)ドーパントポリマーの重量平均分子量が上記範囲であると、ポリマー複合体の耐熱性、ポリマー複合体の溶液の均一性、ポリマー複合体の水と有機溶剤への分散性が高くなる。 (B) When the weight average molecular weight of the dopant polymer is in the above range, the heat resistance of the polymer composite, the uniformity of the solution of the polymer composite, and the dispersibility of the polymer composite in water and an organic solvent are improved.

(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合は10%~60%であることが好ましい。 (B) The copolymerization ratio of the repeating unit a in the dopant polymer with respect to all the repeating units is preferably 10% to 60%.

(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合が上記範囲であると、本発明の効果がより十分に発揮される。 (B) When the copolymerization ratio of the repeating unit a in the dopant polymer to all the repeating units is in the above range, the effect of the present invention is more fully exhibited.

(B)ドーパントポリマーはブロックコポリマーであることが好ましい。
この場合、導電性ポリマー複合体の導電率が向上する。
(B) The dopant polymer is preferably a block copolymer.
In this case, the conductivity of the conductive polymer composite is improved.

(A)π共役系ポリマーは、ピロール、チオフェン、セレノフェン、テルロフェン、アニリン、多環式芳香族化合物、及びこれらの誘導体からなる群から選択される1種又は2種以上の前駆体モノマーを重合したものであることが好ましい。 (A) The π-conjugated polymer is polymerized with one or more precursor monomers selected from the group consisting of pyrrole, thiophene, selenophene, tellurophenes, aniline, polycyclic aromatic compounds, and derivatives thereof. It is preferable that it is a thing.

上記前駆体モノマーが上記特定のモノマーであれば、重合が容易であり、また空気中での安定性が良好であるため、(A)π共役系ポリマーを容易に合成できる。 If the precursor monomer is the specific monomer, the polymerization is easy and the stability in air is good, so that the (A) π-conjugated polymer can be easily synthesized.

上記導電性ポリマー複合体は有機EL素子の透明電極層又は正孔注入層の形成に用いられるものであることが好ましい。
上記導電性ポリマー複合体から形成された導電膜は、導電性、正孔注入性、透明性に優れるため、有機EL素子の透明電極層又は正孔注入層として好適に機能する。
The conductive polymer complex is preferably used for forming a transparent electrode layer or a hole injection layer of an organic EL element.
The conductive film formed from the conductive polymer composite is excellent in conductivity, hole injection property, and transparency, and therefore functions suitably as a transparent electrode layer or a hole injection layer of an organic EL element.

また、本発明は、上記導電性ポリマー複合体、溶剤として水又は有機溶剤、下記一般式(3)で表される化合物(C)を含む導電性ポリマー組成物を提供する。

Figure 2022068178000005
(式中、R201及びR202はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子、ヘテロ原子のいずれかを示す。R203及びR204はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子のいずれかを示す。R201とR203、あるいはR201とR204は互いに結合して環を形成してもよい。Lはヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の4価の有機基を示す。Lがヘテロ原子を有する場合、該ヘテロ原子はイオンであってもよい。) The present invention also provides a conductive polymer composition containing the above-mentioned conductive polymer composite, water or an organic solvent as a solvent, and the compound (C) represented by the following general formula (3).
Figure 2022068178000005
(In the formula, R 201 and R 202 may each independently have a hetero atom. Either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrogen atom or a hetero atom. R 203 and R 204 independently indicate either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a heteroatom, or a hydrogen atom. R 201 and R 203 , or R 201 and R 204 may be bonded to each other to form a ring. L may have a heteroatom. Linear, branched or cyclic with 1 to 20 carbon atoms. It represents a tetravalent organic group. If L has a heteroatom, the heteroatom may be an ion.)

このような導電性ポリマー組成物を、有機EL、太陽電池等の薄膜積層素子の電極または正孔注入層として用いて膜形成した際に、積層構造の隣接層ならび他の構成層への酸の拡散が抑制され、酸による影響を緩和することができる。 When such a conductive polymer composition is used as an electrode or a hole injection layer of a thin film laminated element such as an organic EL or a solar cell to form a film, the acid to the adjacent layer of the laminated structure and other constituent layers can be obtained. Diffusion is suppressed and the effect of acid can be mitigated.

この場合、化合物(C)の含有量は、前記導電性ポリマー複合体100質量部に対して1~30質量部であることが好ましい。 In this case, the content of the compound (C) is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer composite.

化合物(C)の含有量が上記特定の範囲であれば、導電性ポリマー組成物によって形成された帯電防止膜から他の層への酸拡散の低減効果が更に向上する。 When the content of the compound (C) is within the above-mentioned specific range, the effect of reducing acid diffusion from the antistatic film formed by the conductive polymer composition to other layers is further improved.

上記導電性ポリマー組成物のpHは4.0~9.0であることが好ましい。
上記導電性ポリマー組成物のpHが上記範囲であると、本発明の効果がより十分に発揮される。
The pH of the conductive polymer composition is preferably 4.0 to 9.0.
When the pH of the conductive polymer composition is in the above range, the effect of the present invention is more fully exhibited.

上記導電性ポリマー組成物はノニオン系界面活性剤を更に含むことが好ましい。
ノニオン系界面活性剤を含む導電性ポリマー組成物は、基材等の被加工体への塗布性が更に向上する。
The conductive polymer composition preferably further contains a nonionic surfactant.
The conductive polymer composition containing a nonionic surfactant further improves the applicability to a work piece such as a base material.

この場合、上記ノニオン系界面活性剤の含有量は、前記導電性ポリマー複合体100質量部に対して1~15質量部であることが好ましい。 In this case, the content of the nonionic surfactant is preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer composite.

上記ノニオン系界面活性剤の含有量が上記範囲であれば、基材等の被加工体への塗布性がより良好となり、形成された膜の表面平坦性もより良好になる。 When the content of the nonionic surfactant is in the above range, the applicability to the workpiece such as the base material becomes better, and the surface flatness of the formed film becomes better.

上記導電性ポリマー組成物は有機EL素子の透明電極層又は正孔注入層の形成に用いられるものであることが好ましい。
上記導電性ポリマー組成物から形成された導電膜は、導電性、正孔注入性、透明性に優れるため、有機EL素子の透明電極層又は正孔注入層として好適に機能する。
The conductive polymer composition is preferably used for forming a transparent electrode layer or a hole injection layer of an organic EL device.
The conductive film formed from the conductive polymer composition is excellent in conductivity, hole injection property, and transparency, and therefore functions suitably as a transparent electrode layer or a hole injection layer of an organic EL element.

さらに、本発明は、導電性ポリマー複合体又は上記導電性ポリマー組成物によって有機EL素子中の電極層又は正孔注入層が形成されたものである基板を提供する。 Further, the present invention provides a substrate in which an electrode layer or a hole injection layer in an organic EL device is formed by a conductive polymer composite or the above-mentioned conductive polymer composition.

このような基板は、導電性、正孔注入性、透明性に優れる導電膜により形成された、有機EL素子中の電極層又は正孔注入層を備えるものである。 Such a substrate includes an electrode layer or a hole injection layer in an organic EL element formed of a conductive film having excellent conductivity, hole injection property, and transparency.

以上のように、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、低粘性で濾過性が良好であり、スピンコート等での塗布成膜性が良く、(B)ドーパントポリマー中、aおよびbのそれぞれの繰り返し単位内に存在するフッ素原子の影響により成膜中の膜内残存水分の除去が効率的で、かつ透明性、平坦性、導電性、正孔注入効率が良好な導電膜を形成することが可能なものである。また(B)ドーパントポリマー中、スルホ基を含有する繰り返し単位bとスルホン酸末端を持たない非ドープ性フッ素化ユニットaを共重合し、そのポリマーをドーパントとして(A)π共役系ポリマーと複合体を形成させることにより、非ドープ状態の余剰スルホン酸末端を低減させることとなり、その結果Hの発生率が低減され、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれを薄膜積層素子の構成膜として適用した際にHの他の構成層への影響を抑えることが可能となる。さらに、このような導電性ポリマー複合体及びその組成物は、疎水性の高い有機・無機基板への親和性が良好であり、有機基板、無機基板のどちらに対しても成膜性が良好なものである。
また、このような導電性ポリマー複合体またはその組成物によって形成された導電膜は、導電性、正孔注入効率、透明性等に優れ、かつ薄膜積層素子の構成膜として適用した際にも、膜からの水分の揮発、凝集などを低減できるため、当該薄膜積層素子の透明電極層または正孔注入層として効果的に機能するものとできる。
As described above, each of the conductive polymer composite of the present invention and its composition has low viscosity and good filterability, and has good coating film forming property by spin coating or the like. Due to the influence of fluorine atoms existing in each repeating unit of a and b, the removal of residual water in the film during film formation is efficient, and the transparency, flatness, conductivity, and hole injection efficiency are good. It is possible to form a film. Further, in the (B) dopant polymer, a repeating unit b containing a sulfo group and a non-doped fluorination unit a having no sulfonic acid terminal are copolymerized, and the polymer is used as a dopant to form a composite with the (A) π-conjugated polymer. By forming the excess sulfonic acid terminal in the non-doped state, the generation rate of H + is reduced as a result, and the conductive polymer composite of the present invention and its composition are each of the thin film laminated element. When applied as a constituent film, it is possible to suppress the influence of H + on other constituent layers. Further, such a conductive polymer composite and its composition have a good affinity for an organic / inorganic substrate having high hydrophobicity, and have a good film forming property for both an organic substrate and an inorganic substrate. It is a thing.
Further, the conductive film formed by such a conductive polymer composite or a composition thereof is excellent in conductivity, hole injection efficiency, transparency and the like, and even when applied as a constituent film of a thin film laminated element. Since volatilization and aggregation of water from the membrane can be reduced, it can effectively function as a transparent electrode layer or a hole injection layer of the thin film laminated element.

上述のように、濾過性が良好でスピンコート等での成膜性が良く、成膜工程においては膜内残存水分を効率的に除去でき、形成膜透明性が高く平坦性が良好な導電膜を形成することができる導電膜形成用材料の開発が求められていた。 As described above, the conductive film has good filterability and good film forming property by spin coating or the like, can efficiently remove residual water in the film in the film forming process, and has high film transparency and flatness. There has been a demand for the development of a material for forming a conductive film capable of forming a conductive film.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、導電性高分子材料のドーパントとして広く用いられているポリスチレンスルホン酸ホモポリマー(PSS)の代わりに、非ドープ性フッ素化ユニットaとα位がフッ素化されたスルホ基を有する繰り返し単位を有する繰り返し単位bを共重合したドーパントポリマーを用いることで、濾過性が良好でスピンコートでの成膜性が良く、分子構造から材料の酸性度を緩和でき、膜形成した際には残存水分が少なく、かつ高透明性、高平坦性をもつ導電膜を形成することができる導電性ポリマー複合体及びその組成物を見出し、更に、有機EL素子の構成層として実装して、その性能評価において良好な結果を得ることで本発明を完成させた。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have replaced the polystyrene sulfonic acid homopolymer (PSS), which is widely used as a dopant for conductive polymer materials, with the non-doped fluorination unit a and the α-position. By using a dopant polymer copolymerized with a repeating unit b having a repeating unit having a fluorinated sulfo group, the filterability is good, the film formation property in a spin coat is good, and the acidity of the material is relaxed from the molecular structure. We have found a conductive polymer composite and a composition thereof that can form a conductive polymer having a small amount of residual water when a film is formed and can form a conductive film having high transparency and high flatness, and further, a configuration of an organic EL element. The present invention was completed by mounting it as a layer and obtaining good results in its performance evaluation.

即ち、本発明は、(A)π共役系ポリマー、及び(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位aと、下記一般式(2-1)~(2-7)で示される繰り返し単位から選択される1種又は2種以上の繰り返し単位bとを含む共重合体からなるドーパントポリマーを含む複合体である導電性ポリマー複合体である。

Figure 2022068178000006
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Zはフェニレン基、ナフチレン基、エステル基のいずれかであり、Zがフェニレン基、ナフチレン基であればRは単結合、エステル基、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかであり、Zがエステル基であればRは単結合、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。mは1~3である。R、R、R、R10、R12、R13及びR15は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R11、及びR14は、それぞれ独立に単結合、エーテル基、あるいはエステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかである。Yはエーテル基、エステル基、アミノ基、あるいはアミド基のいずれかを示し、アミノ基およびアミド基は水素原子、あるいはヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかを含んでもよい。Rfはフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、RfとRfは少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基、又はフッ素原子若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基であり、nは1~4の整数である。a、b1、b2、b3、b4、b5、b6、及びb7は、0<a<1.0、0≦b1<1.0、0≦b2<1.0、0≦b3<1.0、0≦b4<1.0、0≦b5<1.0、0≦b6<1.0、0≦b7<1.0であり、0<b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7<1.0である。) That is, the present invention comprises (A) a π-conjugated polymer, (B) a repeating unit a represented by the following general formula (1), and a repeating unit represented by the following general formulas (2-1) to (2-7). It is a conductive polymer composite which is a composite containing a dopant polymer composed of a copolymer containing one kind or two or more kinds of repeating units b selected from units.
Figure 2022068178000006
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, Z is a phenylene group, a naphthylene group, or an ester group, and if Z is a phenylene group or a naphthylene group, R 2 is a single bond, an ester group, or an ether. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of these groups, and if Z is an ester group, R 2 is simple. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of a bonded or ether group. M is 1 to 3. R 3 , R 5 , R 7 , R 10 , R 12 , R 13 and R 15 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and R 4 , R 6 , R 8 , R 11 and R 14 are. , A linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, each of which may independently have a single bond, an ether group, an ester group, or both. R 9 is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 9 may be substituted with a fluorine atom. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 6 and X 7 are each independently single-bonded, phenylene group, naphthylene group, ether group, ester group or amide group, and X 5 is single-bonded. , Ether group, or ester group. Y indicates any of an ether group, an ester group, an amino group, or an amide group, and the amino group and the amide group have the number of carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a hetero atom. It may contain any of 1-12 linear, branched or cyclic hydrocarbon groups. Rf 1 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group and Rf 2 and Rf 3 are at least one fluorine atom. It is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4 a, b1, b2. , B3, b4, b5, b6, and b7 are 0 <a <1.0, 0 ≦ b1 <1.0, 0 ≦ b2 <1.0, 0 ≦ b3 <1.0, 0 ≦ b4 <1. .0, 0 ≦ b5 <1.0, 0 ≦ b6 <1.0, 0 ≦ b7 <1.0, and 0 <b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6 + b7 <1.0)

また、本発明は、上記導電性ポリマー複合体、溶剤として水又は有機溶剤、下記一般式(3)で表される化合物(C)を含むものである導電性ポリマー組成物である。

Figure 2022068178000007
(式中、R201及びR202はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子、ヘテロ原子のいずれかを示す。R203及びR204はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子のいずれかを示す。R201とR203、あるいはR201とR204は互いに結合して環を形成してもよい。Lはヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の4価の有機基を示す。Lがヘテロ原子を有する場合、該ヘテロ原子はイオンであってもよい。) Further, the present invention is a conductive polymer composition containing the above-mentioned conductive polymer composite, water or an organic solvent as a solvent, and the compound (C) represented by the following general formula (3).
Figure 2022068178000007
(In the formula, R 201 and R 202 may each independently have a hetero atom. Either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrogen atom or a hetero atom. R 203 and R 204 independently indicate either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a heteroatom, or a hydrogen atom. R 201 and R 203 , or R 201 and R 204 may be bonded to each other to form a ring. L may have a heteroatom. Linear, branched or cyclic with 1 to 20 carbon atoms. It represents a tetravalent organic group. If L has a heteroatom, the heteroatom may be an ion.)

さらに、本発明は、上記導電性ポリマー複合体又は導電性ポリマー組成物によって有機EL素子中の電極層又は正孔注入層が形成されたものである基板である。 Further, the present invention is a substrate on which an electrode layer or a hole injection layer in an organic EL device is formed by the conductive polymer composite or the conductive polymer composition.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

[(A)π共役系ポリマー]
本発明の導電性ポリマー複合体は、(A)π共役系ポリマーを含む。この(A)π共役系ポリマーは、π共役系連鎖(単結合と二重結合が交互に連続した構造)を形成する前駆体モノマー(有機モノマー分子)が重合したものであればよい。
このような前駆体モノマーとしては、例えば、ピロール類、チオフェン類、チオフェンビニレン類、セレノフェン類、テルロフェン類、フェニレン類、フェニレンビニレン類、アニリン類等の単環式芳香族類;アセン類等の多環式芳香族類;アセチレン類等が挙げられ、これらのモノマーの単一重合体又は共重合体を(A)π共役系ポリマーとして用いることができる。
上記モノマーの中でも、重合の容易さ、空気中での安定性の点から、ピロール、チオフェン、セレノフェン、テルロフェン、アニリン、多環式芳香族化合物、及びこれらの誘導体が好ましく、ピロール、チオフェン、アニリン、及びこれらの誘導体が特に好ましい。
[(A) π-conjugated polymer]
The conductive polymer complex of the present invention contains (A) a π-conjugated polymer. The (A) π-conjugated polymer may be a polymer of a precursor monomer (organic monomer molecule) forming a π-conjugated chain (a structure in which a single bond and a double bond are alternately continuous).
Examples of such precursor monomers include monocyclic aromatics such as pyrroles, thiophenes, thiophenebinylenes, selenophenes, tellrophens, phenylenes, phenylenebinylenes, and aniline; Cyclic aromatics; acetylenes and the like can be mentioned, and monopolymers or copolymers of these monomers can be used as the (A) π-conjugated polymer.
Among the above monomers, pyrrole, thiophene, selenophene, tellurophenes, aniline, polycyclic aromatic compounds, and derivatives thereof are preferable from the viewpoint of ease of polymerization and stability in air, and pyrrole, thiophene, aniline, And these derivatives are particularly preferred.

また、(A)π共役系ポリマーを構成するモノマーが無置換のままでも、(A)π共役系ポリマーは十分な導電性を得ることができるが、導電性をより高めるために、アルキル基、カルボキシ基、スルホ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等で置換したモノマーを用いてもよい。 Further, even if the monomer constituting the (A) π-conjugated polymer remains unchanged, the (A) π-conjugated polymer can obtain sufficient conductivity, but in order to further enhance the conductivity, an alkyl group, A monomer substituted with a carboxy group, a sulfo group, an alkoxy group, a hydroxy group, a cyano group, a halogen atom or the like may be used.

ピロール類、チオフェン類、アニリン類のモノマーの具体例としては、ピロール、N-メチルピロール、3-メチルピロール、3-エチルピロール、3-n-プロピルピロール、3-ブチルピロール、3-オクチルピロール、3-デシルピロール、3-ドデシルピロール、3,4-ジメチルピロール、3,4-ジブチルピロール、3-カルボキシピロール、3-メチル-4-カルボキシピロール、3-メチル-4-カルボキシエチルピロール、3-メチル-4-カルボキシブチルピロール、3-ヒドロキシピロール、3-メトキシピロール、3-エトキシピロール、3-ブトキシピロール、3-ヘキシルオキシピロール、3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール、チオフェン、3-メチルチオフェン、3-エチルチオフェン、3-プロピルチオフェン、3-ブチルチオフェン、3-ヘキシルチオフェン、3-ヘプチルチオフェン、3-オクチルチオフェン、3-デシルチオフェン、3-ドデシルチオフェン、3-オクタデシルチオフェン、3-ブロモチオフェン、3-クロロチオフェン、3-ヨードチオフェン、3-シアノチオフェン、3-フェニルチオフェン、3,4-ジメチルチオフェン、3,4-ジブチルチオフェン、3-ヒドロキシチオフェン、3-メトキシチオフェン、3-エトキシチオフェン、3-ブトキシチオフェン、3-ヘキシルオキシチオフェン、3-ヘプチルオキシチオフェン、3-オクチルオキシチオフェン、3-デシルオキシチオフェン、3-ドデシルオキシチオフェン、3-オクタデシルオキシチオフェン、3,4-ジヒドロキシチオフェン、3,4-ジメトキシチオフェン、3,4-ジエトキシチオフェン、3,4-ジプロポキシチオフェン、3,4-ジブトキシチオフェン、3,4-ジヘキシルオキシチオフェン、3,4-ジヘプチルオキシチオフェン、3,4-ジオクチルオキシチオフェン、3,4-ジデシルオキシチオフェン、3,4-ジドデシルオキシチオフェン、3,4-エチレンジオキシチオフェン、3,4-プロピレンジオキシチオフェン、3,4-ブテンジオキシチオフェン、3-メチル-4-メトキシチオフェン、3-メチル-4-エトキシチオフェン、3-カルボキシチオフェン、3-メチル-4-カルボキシチオフェン、3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン、3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン、アニリン、2-メチルアニリン、3-イソブチルアニリン、2-メトキシアニリン、2-エトキシアニリン、2-アニリンスルホン酸、3-アニリンスルホン酸等が挙げられる。 Specific examples of monomers of pyrrols, thiophenes and anilins include pyrrol, N-methylpyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole and 3-octylpyrrole. 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3,4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-carboxypyrrole, 3-methyl-4-carboxypyrrole, 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole, 3- Methyl-4-carboxybutylpyrrole, 3-hydroxypyrrole, 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-butoxypyrrole, 3-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4-hexyloxypyrrole, thiophene, 3-methylthiophene , 3-Ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3-butylthiophene, 3-hexylthiophene, 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-decylthiophene, 3-dodecylthiophene, 3-octadecylthiophene, 3-bromothiophene , 3-Chlorothiophene, 3-iodothiophene, 3-cyanothiophene, 3-phenylthiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-dibutylthiophene, 3-hydroxythiophene, 3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3-Butoxythiophene, 3-Hexyloxythiophene, 3-Heptyloxythiophene, 3-octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, 3-dodecyloxythiophene, 3-octadecyloxythiophene, 3,4-dihydroxythiophene, 3, 4-Dimethoxythiophene, 3,4-diethoxythiophene, 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxythiophene, 3,4- Dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxythiophene, 3,4-didodecyloxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-propylenedioxythiophene, 3,4-butenedioxythiophene, 3 -Methyl-4-methoxythiophene, 3-methyl-4-ethoxythiophene, 3-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxyethylthiophene, 3-methyl-4-carboxybutylthiophene , Aniline, 2-Methylaniline, 3-Isobuchi Examples thereof include luaniline, 2-methoxyaniline, 2-ethoxyaniline, 2-aniline sulfonic acid, 3-aniline sulfonic acid and the like.

中でも、ピロール、チオフェン、N-メチルピロール、3-メチルチオフェン、3-メトキシチオフェン、3,4-エチレンジオキシチオフェンから選ばれる1種又は2種以上からなる(共)重合体が抵抗値、反応性の点から好適に用いられる。さらには、ピロール、3,4-エチレンジオキシチオフェンによる単一重合体は導電性が高く、より好ましい。 Among them, one or more (co) polymers selected from pyrrole, thiophene, N-methylpyrrole, 3-methylthiophene, 3-methoxythiophene, and 3,4-ethylenedioxythiophene have resistance values and reactions. It is preferably used from the viewpoint of sex. Furthermore, a monopolymer made of pyrrole and 3,4-ethylenedioxythiophene has high conductivity and is more preferable.

[(B)ドーパントポリマー]
本発明の導電性ポリマー複合体は、(B)ドーパントポリマーを含む。この(B)ドーパントポリマーは、下記一般式(1)で示される繰り返し単位aと、下記一般式(2-1)~(2-7)で示される繰り返し単位から選択される1種又は2種以上の繰り返し単位bとを含む共重合体からなる強酸性ポリアニオンである。
[(B) Dopant polymer]
The conductive polymer complex of the present invention contains (B) a dopant polymer. The dopant polymer (B) is one or two selected from the repeating unit a represented by the following general formula (1) and the repeating unit represented by the following general formulas (2-1) to (2-7). It is a strongly acidic polyanion composed of a copolymer containing the above repeating unit b.

Figure 2022068178000008
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Zはフェニレン基、ナフチレン基、エステル基のいずれかであり、Zがフェニレン基、ナフチレン基であればRは単結合、エステル基、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかであり、Zがエステル基であればRは単結合、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。mは1~3である。R、R、R、R10、R12、R13及びR15は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R11、及びR14は、それぞれ独立に単結合、エーテル基、あるいはエステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかである。Yはエーテル基、エステル基、アミノ基、あるいはアミド基のいずれかを示し、アミノ基およびアミド基は水素原子、あるいはヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかを含んでもよい。Rfはフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、RfとRfは少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基、又はフッ素原子若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基であり、nは1~4の整数である。a、b1、b2、b3、b4、b5、b6、及びb7は、0<a<1.0、0≦b1<1.0、0≦b2<1.0、0≦b3<1.0、0≦b4<1.0、0≦b5<1.0、0≦b6<1.0、0≦b7<1.0であり、0<b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7<1.0である。)
Figure 2022068178000008
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, Z is a phenylene group, a naphthylene group, or an ester group, and if Z is a phenylene group or a naphthylene group, R 2 is a single bond, an ester group, or an ether. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of these groups, and if Z is an ester group, R 2 is simple. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of a bonded or ether group. M is 1 to 3. R 3 , R 5 , R 7 , R 10 , R 12 , R 13 and R 15 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and R 4 , R 6 , R 8 , R 11 and R 14 are. , A linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, each of which may independently have a single bond, an ether group, an ester group, or both. R 9 is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 9 may be substituted with a fluorine atom. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 6 and X 7 are each independently single-bonded, phenylene group, naphthylene group, ether group, ester group or amide group, and X 5 is single-bonded. , Ether group, or ester group. Y indicates any of an ether group, an ester group, an amino group, or an amide group, and the amino group and the amide group have the number of carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a hetero atom. It may contain any of 1-12 linear, branched or cyclic hydrocarbon groups. Rf 1 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group and Rf 2 and Rf 3 are at least one fluorine atom. It is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4 a, b1, b2. , B3, b4, b5, b6, and b7 are 0 <a <1.0, 0 ≦ b1 <1.0, 0 ≦ b2 <1.0, 0 ≦ b3 <1.0, 0 ≦ b4 <1. .0, 0 ≦ b5 <1.0, 0 ≦ b6 <1.0, 0 ≦ b7 <1.0, and 0 <b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6 + b7 <1.0)

繰り返し単位aを与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000009
Specific examples of the monomer giving the repeating unit a include the following.
Figure 2022068178000009

Figure 2022068178000010
Figure 2022068178000010

Figure 2022068178000011
Figure 2022068178000011

(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合は10%~60%であることが好ましい。さらに、上記導電性ポリマー複合体の安定性の観点からは、繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合は10~40%であることが更に好ましい。上記繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合が上記範囲であると、上記導電性ポリマー複合体を電極として適用した場合に十分な機能を発現する導電率を発現しやすくなり、また上記導電性ポリマー複合体を正孔注入層として適用した場合に十分な機能を発現する正孔注入効率を発現しやすくなる。 (B) The copolymerization ratio of the repeating unit a in the dopant polymer with respect to all the repeating units is preferably 10% to 60%. Further, from the viewpoint of the stability of the conductive polymer composite, the copolymerization ratio of the repeating unit a to all the repeating units is more preferably 10 to 40%. When the copolymerization ratio of the repeating unit a with respect to all the repeating units is in the above range, it becomes easy to develop conductivity that exhibits sufficient functions when the conductive polymer composite is applied as an electrode, and the conductivity is also increased. When the polymer composite is applied as a hole injection layer, it becomes easy to develop a hole injection efficiency that exhibits a sufficient function.

繰り返し単位b1を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000012
Specific examples of the monomer giving the repeating unit b1 include the following.
Figure 2022068178000012

Figure 2022068178000013
Figure 2022068178000013

Figure 2022068178000014
(式中、Rは前述の通り。)
Figure 2022068178000014
(In the formula, R 3 is as described above.)

繰り返し単位b2を得るためのモノマーは、具体的には下記に例示することが出来る。

Figure 2022068178000015
Specific examples of the monomer for obtaining the repeating unit b2 can be exemplified below.
Figure 2022068178000015

Figure 2022068178000016
Figure 2022068178000016

Figure 2022068178000017
Figure 2022068178000017

Figure 2022068178000018
Figure 2022068178000018

Figure 2022068178000019
Figure 2022068178000019

Figure 2022068178000020
Figure 2022068178000020

Figure 2022068178000021
(式中、Rは前述の通り。)
Figure 2022068178000021
( In the formula, R5 is as described above.)

繰り返し単位b3を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000022
Specific examples of the monomer giving the repeating unit b3 include the following.
Figure 2022068178000022

Figure 2022068178000023
Figure 2022068178000023

Figure 2022068178000024
(式中、Rは前記と同様である。)
Figure 2022068178000024
(In the formula, R 7 is the same as above.)

繰り返し単位b4を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000025
Specific examples of the monomer giving the repeating unit b4 include the following.
Figure 2022068178000025

Figure 2022068178000026
Figure 2022068178000026

Figure 2022068178000027
(式中、R10は前記と同様である。)
Figure 2022068178000027
(In the formula, R 10 is the same as described above.)

繰り返し単位b5を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000028
(式中、R12は前記と同様である。) Specific examples of the monomer giving the repeating unit b5 include the following.
Figure 2022068178000028
(In the formula, R 12 is the same as described above.)

繰り返し単位b6を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000029
Specific examples of the monomer giving the repeating unit b6 include the following.
Figure 2022068178000029

Figure 2022068178000030
(式中、R13は前記と同様である。)
Figure 2022068178000030
(In the formula, R 13 is the same as described above.)

繰り返し単位b7を与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000031
Specific examples of the monomer giving the repeating unit b7 include the following.
Figure 2022068178000031

Figure 2022068178000032
Figure 2022068178000032

Figure 2022068178000033
(式中、R15は前記と同様である。)
Figure 2022068178000033
(In the formula, R15 is the same as above.)

(B)成分は、さらに下記一般式(6)で示される繰り返し単位cを含むことができる。

Figure 2022068178000034
The component (B) can further include a repeating unit c represented by the following general formula (6).
Figure 2022068178000034

繰り返し単位cを与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000035
上記導電性ポリマー複合体を電極として適用した場合に十分な機能を発現する導電率を発現しやすくし、また上記導電性ポリマー複合体を正孔注入層として適用した場合に十分な機能を発現する正孔注入効率を発現しやすくする観点から、上記繰り返し単位bの全繰り返し単位に対する共重合割合は60~90%であることが好ましく、上記繰り返し単位cを含有する場合は、60%≦b+c≦90%であり、その時上記繰り返し単位cの全繰り返し単位に対する共重合割合は40%以下であることが好ましい。 Specific examples of the monomer giving the repeating unit c include the following.
Figure 2022068178000035
When the above-mentioned conductive polymer composite is applied as an electrode, it easily develops a conductivity that exhibits a sufficient function, and when the above-mentioned conductive polymer composite is applied as a hole injection layer, it exhibits a sufficient function. From the viewpoint of facilitating the development of hole injection efficiency, the copolymerization ratio of the repeating unit b with respect to all the repeating units is preferably 60 to 90%, and when the repeating unit c is contained, 60% ≦ b + c ≦. It is 90%, and at that time, the copolymerization ratio of the repeating unit c with respect to all the repeating units is preferably 40% or less.

また、(B)ドーパントポリマーは、繰り返し単位b、繰り返し単位c以外の繰り返し単位dを有していてもよく、この繰り返し単位dとしては、例えばスチレン系、ビニルナフタレン系、ビニルシラン系、アセナフチレン、インデン、ビニルカルバゾールなどを挙げることができる。 Further, the dopant polymer (B) may have a repeating unit d other than the repeating unit b and the repeating unit c, and the repeating unit d may be, for example, styrene-based, vinylnaphthylene-based, vinylsilane-based, acenaphthylene, or indene. , Vinylcarbazole and the like.

繰り返し単位dを与えるモノマーとしては、具体的には下記のものを例示することができる。

Figure 2022068178000036
Specific examples of the monomer giving the repeating unit d include the following.
Figure 2022068178000036

Figure 2022068178000037
Figure 2022068178000037

Figure 2022068178000038
Figure 2022068178000038

Figure 2022068178000039
Figure 2022068178000039

(B)ドーパントポリマーを合成する方法としては、例えば上述の繰り返し単位a~dを与えるモノマーのうち所望のモノマーを、有機溶剤中、ラジカル重合開始剤を加えて加熱重合を行い、(共)重合体のドーパントポリマーを得ることができる。 (B) As a method for synthesizing the dopant polymer, for example, a desired monomer among the monomers giving the above-mentioned repeating units a to d is heat-polymerized by adding a radical polymerization initiator in an organic solvent, and (co) weighted. A coalesced dopant polymer can be obtained.

重合時に使用する有機溶剤としてはトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルエチルケトン、γ-ブチロラクトン等を例示できる。 Examples of the organic solvent used in the polymerization include toluene, benzene, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, cyclohexane, cyclopentane, methyl ethyl ketone, γ-butyrolactone and the like.

ラジカル重合開始剤としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等を例示できる。 Examples of the radical polymerization initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpro). Pionate), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide and the like can be exemplified.

反応温度は、好ましくは50~80℃であり、反応時間は好ましくは2~100時間、より好ましくは5~20時間である。 The reaction temperature is preferably 50 to 80 ° C., and the reaction time is preferably 2 to 100 hours, more preferably 5 to 20 hours.

(B)ドーパントポリマーにおいて、繰り返し単位aを与えるモノマーは1種類でも2種類以上でも良いが、重合性を高めるメタクリルタイプとスチレンタイプのモノマーを組み合わせることが好ましい。
また、繰り返し単位aを与えるモノマーを2種類以上用いる場合は、それぞれのモノマーはランダムに共重合されていてもよいし、ブロックで共重合されていてもよい。ブロック共重合ポリマー(ブロックコポリマー)とした場合は、2種類以上の繰り返し単位aからなる繰り返し部分同士が凝集して海島構造を形成することによってドーパントポリマー周辺に特異な構造が発生し、導電率が向上するメリットが期待される。
(B) In the dopant polymer, the monomer that gives the repeating unit a may be one kind or two or more kinds, but it is preferable to combine a methacrylic type and a styrene type monomer that enhance the polymerizable property.
Further, when two or more kinds of monomers giving the repeating unit a are used, each monomer may be copolymerized at random or may be copolymerized in a block. In the case of a block copolymer (block copolymer), a peculiar structure is generated around the dopant polymer by agglomerating the repeating portions composed of two or more kinds of repeating units a to form a sea-island structure, and the conductivity is increased. The merit of improvement is expected.

また、繰り返し単位a~cを与えるモノマーはランダムに共重合されていてもよいし、それぞれがブロックで共重合されていてもよい。この場合も、上述の繰り返し単位aの場合と同様、ブロックコポリマーとすることで導電率が向上するメリットが期待される。 Further, the monomers giving the repeating units a to c may be copolymerized at random, or each may be copolymerized in a block. In this case as well, as in the case of the repeating unit a described above, it is expected that the block copolymer has the merit of improving the conductivity.

ラジカル重合でランダム共重合を行う場合は、共重合を行うモノマーやラジカル重合開始剤を混合して加熱によって重合を行う方法が一般的である。第1のモノマーとラジカル重合開始剤の存在下で重合を開始し、後に第2のモノマーを添加した場合は、ポリマー分子の片側が第1のモノマーが重合した構造で、もう一方が第2のモノマーが重合した構造となる。しかしながら、この場合、中間部分には第1のモノマーと第2のモノマーの繰り返し単位が混在しており、ブロックコポリマーとは形態が異なる。ラジカル重合でブロックコポリマーを形成するには、リビングラジカル重合が好ましく用いられる。 When random copolymerization is carried out by radical polymerization, a method of mixing a monomer to be copolymerized and a radical polymerization initiator and carrying out the polymerization by heating is common. When the polymerization is started in the presence of the first monomer and the radical polymerization initiator, and then the second monomer is added, one side of the polymer molecule has a structure in which the first monomer is polymerized, and the other is the second. The structure is such that the monomers are polymerized. However, in this case, the repeating unit of the first monomer and the second monomer is mixed in the intermediate portion, and the form is different from that of the block copolymer. Living radical polymerization is preferably used to form block copolymers by radical polymerization.

RAFT重合(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer polymerization)と呼ばれるリビングラジカルの重合方法は、ポリマー末端のラジカルが常に生きているので、第1のモノマーで重合を開始し、これが消費された段階で第2のモノマーを添加することによって、第1のモノマーの繰り返し単位のブロックと第2のモノマーの繰り返し単位のブロックによるジブロックコポリマーを形成することが可能である。また、第1のモノマーで重合を開始し、これが消費された段階で第2のモノマーを添加し、次いで第3のモノマーを添加した場合はトリブロックポリマーを形成することもできる。 In the method of polymerizing living radicals called RAFT polymerization (Reversible Addition Fragmentation chain Transfer polymerization), since the radical at the end of the polymer is always alive, polymerization is started with the first monomer, and when it is consumed, the second monomer is used. It is possible to form a diblock polymer with a block of repeating units of the first monomer and a block of repeating units of the second monomer. It is also possible to initiate polymerization with the first monomer, add the second monomer when it is consumed, and then add the third monomer to form a triblock polymer.

RAFT重合を行った場合は分子量分布(分散度)が狭い狭分散ポリマーが形成される特徴があり、特にモノマーを一度に添加してRAFT重合を行った場合は、より分子量分布が狭いポリマーを形成することができる。
なお、(B)ドーパントポリマーにおいては、分子量分布(Mw/Mn)は1.0~2.0、特に1.0~1.5と狭分散であることが好ましい。狭分散であれば、これを用いた導電性ポリマー複合体によって形成した導電膜の透過率が低くなることを防ぐ効果が向上しやすくなる。
When RAFT polymerization is performed, a narrow dispersion polymer with a narrow molecular weight distribution (dispersity) is formed, and especially when a monomer is added at once and RAFT polymerization is performed, a polymer with a narrower molecular weight distribution is formed. can do.
In the dopant polymer (B), the molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 2.0, particularly preferably 1.0 to 1.5, which is a narrow dispersion. If the dispersion is narrow, the effect of preventing the transmittance of the conductive film formed by the conductive polymer composite using the dispersion from being lowered tends to be improved.

RAFT重合を行うには連鎖移動剤が必要であり、具体的には2-シアノ-2-プロピルベンゾチオエート、4-シアノ-4-フェニルカルボノチオイルチオペンタン酸、2-シアノ-2-プロピルドデシルトリチオカルボネート、4-シアノ-4-[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]ペンタン酸、2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)-2-メチルプロパン酸、シアノメチルドデシルチオカルボネート、シアノメチルメチル(フェニル)カルバモチオエート、ビス(チオベンゾイル)ジスルフィド、ビス(ドデシルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィドを挙げることができる。これらの中では、特に2-シアノ-2-プロピルベンゾチオエートが好ましい。 A chain transfer agent is required to carry out RAFT polymerization, specifically 2-cyano-2-propylbenzothioate, 4-cyano-4-phenylcarbonotioilthiopentanoic acid, 2-cyano-2-propyl. Dodecyltrithiocarbonate, 4-cyano-4-[(dodecylsulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid, 2- (dodecylthiocarbonothio oilthio) -2-methylpropanoic acid, cyanomethyldodecylthiocarbonate, cyanomethyl Examples thereof include methyl (phenyl) carbamothioate, bis (thiobenzoyl) disulfide, and bis (dodecylsulfanylthiocarbonyl) disulfide. Of these, 2-cyano-2-propylbenzothioate is particularly preferable.

(B)ドーパントポリマーは、耐熱性、粘度の観点から、重量平均分子量が1,000~500,000、好ましくは2,000~200,000の範囲のものであることが好ましい。
なお、重量平均分子量(Mw)は、溶剤として水、ジメチルホルムアミド(DMF)、テトラヒドロフラン(THF)を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、又はポリスチレン換算測定値である。
The dopant polymer (B) preferably has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000, preferably 2,000 to 200,000 from the viewpoint of heat resistance and viscosity.
The weight average molecular weight (Mw) is a measured value in terms of polyethylene oxide, polyethylene glycol, or polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) using water, dimethylformamide (DMF), or tetrahydrofuran (THF) as a solvent. ..

なお、(B)ドーパントポリマーを構成するモノマーとしては、スルホ基を有するモノマーを使ってもよいが、スルホ基のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、スルホニウム塩をモノマーとして用いて重合反応を行い、重合後にイオン交換樹脂を用いてスルホ基に変換してもよい。 As the monomer constituting the (B) dopant polymer, a monomer having a sulfo group may be used, but a polymerization reaction using a lithium salt, a sodium salt, a potassium salt, an ammonium salt, or a sulfonium salt of the sulfo group as a monomer. And after polymerization, it may be converted into a sulfo group using an ion exchange resin.

[導電性ポリマー複合体]
本発明の導電性ポリマー複合体は、上述の(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーを含むものであり、(B)ドーパントポリマーは、(A)π共役系ポリマーに配位することで複合体を形成する。
[Conductive polymer composite]
The conductive polymer composite of the present invention contains the above-mentioned (A) π-conjugated polymer and (B) dopant polymer, and the (B) dopant polymer is coordinated with (A) π-conjugated polymer. Form a complex with.

本発明の導電性ポリマー複合体は、水および有機溶剤の双方に親和性をもつものであることが好ましく、強疎水性の無機または有機基板に対しスピンコート成膜性や膜の平坦性をさらに良好にすることができる。 The conductive polymer composite of the present invention preferably has an affinity for both water and an organic solvent, and further provides spin-coat film forming property and film flatness to a strongly hydrophobic inorganic or organic substrate. Can be good.

[導電性ポリマー複合体の製造方法]
(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーを含む導電性ポリマー複合体は、例えば、(B)ドーパントポリマーの水溶液又は(B)ドーパントポリマーの水・有機溶媒混合溶液中に、(A)π共役系ポリマーの原料となるモノマー(好ましくは、ピロール、チオフェン、アニリン、又はこれらの誘導体モノマー)を加え、酸化剤及び場合により酸化触媒を添加し、酸化重合を行うことで得ることができる。
[Manufacturing method of conductive polymer composite]
The conductive polymer composite containing (A) a π-conjugated polymer and (B) a dopant polymer is, for example, (A) in an aqueous solution of (B) a dopant polymer or a water / organic solvent mixed solution of (B) a dopant polymer. It can be obtained by adding a monomer (preferably pyrrole, thiophene, aniline, or a derivative monomer thereof) as a raw material of the π-conjugated polymer, adding an oxidizing agent and optionally an oxidation catalyst, and performing oxidative polymerization.

酸化剤及び酸化触媒としては、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(過硫酸アンモニウム)、ペルオキソ二硫酸ナトリウム(過硫酸ナトリウム)、ペルオキソ二硫酸カリウム(過硫酸カリウム)等のペルオキソ二硫酸塩(過硫酸塩)、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物、酸化銀、酸化セシウム等の金属酸化物、過酸化水素、オゾン等の過酸化物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、酸素等を使用できる。 Examples of the oxidizing agent and the oxidation catalyst include peroxodisulfate (persulfate) such as ammonium peroxodisulfate (ammonium persulfate), sodium peroxodisulfate (sodium persulfate) and potassium peroxodisulfate (potassium persulfate), and quaternary chloride. Transition metal compounds such as iron, ferric sulfate and cupric chloride, metal oxides such as silver oxide and cesium oxide, peroxides such as hydrogen peroxide and ozone, organic peroxides such as benzoyl peroxide, and oxygen. Etc. can be used.

酸化重合を行う際に用いる反応溶媒としては、水又は水と溶媒との混合溶媒を用いることができる。ここで用いられる溶媒は、水と混和可能であり、(A)π共役系ポリマー及び(B)ドーパントポリマーを溶解又は分散しうる溶媒が好ましい。例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルホルムアミド、N,N’-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド等の極性溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、D-グルコース、D-グルシトール、イソプレングリコール、ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール等の多価脂肪族アルコール類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル化合物、ジアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、3-メチル-2-オキサゾリジノン等の複素環化合物、アセトニトリル、グルタロニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、2種類以上の混合物としてもよい。水と混和可能なこれらの溶媒の配合割合は、反応溶媒全体の50質量%以下が好ましい。 As the reaction solvent used for oxidative polymerization, water or a mixed solvent of water and a solvent can be used. The solvent used here is miscible with water, and a solvent capable of dissolving or dispersing (A) a π-conjugated polymer and (B) a dopant polymer is preferable. For example, polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N'-dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylenephosphortriamide, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol. , Ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, D-glucose, D-glucitol, isoprene glycol, butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Polyvalent aliphatic alcohols such as hexanediol, 1,9-nonanediol and neopentyl glycol, carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, cyclic ether compounds such as dioxane and tetrahydrofuran, dialkyl ethers and ethylene glycol monoalkyl ethers, Chain ethers such as ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dialkyl ether, polypropylene glycol dialkyl ether, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, acetonitrile, glutaronitrile , Nitrile compounds such as methoxy acetonitrile, propionitrile, benzonitrile and the like. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more kinds. The mixing ratio of these solvents that are miscible with water is preferably 50% by mass or less of the total reaction solvent.

また、(B)ドーパントポリマー以外に、(A)π共役系ポリマーへのドーピング可能なアニオンを併用してもよい。このようなアニオンとしては、π共役系ポリマーからの脱ドープ特性、導電性ポリマー複合体の分散性、耐熱性、及び耐環境特性を調整する等の観点から、有機酸が好ましい。有機酸としては、有機カルボン酸、フェノール類、有機スルホン酸等が挙げられる。 Further, in addition to the (B) dopant polymer, a dopeable anion to the (A) π-conjugated polymer may be used in combination. As such an anion, an organic acid is preferable from the viewpoint of adjusting the dedoping property from the π-conjugated polymer, the dispersibility of the conductive polymer composite, the heat resistance, and the environmental resistance property. Examples of the organic acid include organic carboxylic acids, phenols, and organic sulfonic acids.

有機カルボン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にカルボキシ基を一つ又は二つ以上を含むものを使用できる。例えば、ギ酸、酢酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、コハク酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ニトロ酢酸、トリフェニル酢酸等が挙げられる。
フェノール類としては、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類が挙げられる。
As the organic carboxylic acid, an aliphatic, aromatic, cyclic aliphatic or the like containing one or more carboxy groups can be used. For example, formic acid, acetic acid, oxalic acid, benzoic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, malonic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, nitroacetic acid, Examples thereof include triphenylacetic acid.
Examples of the phenols include phenols such as cresol, phenol and xylenol.

有機スルホン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にスルホン酸基が一つ又は二つ以上を含むものが使用できる。スルホン酸基を一つ含むものとしては、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1-プロパンスルホン酸、1-ブタンスルホン酸、1-ヘキサンスルホン酸、1-ヘプタンスルホン酸、1-オクタンスルホン酸、1-ノナンスルホン酸、1-デカンスルホン酸、1-ドデカンスルホン酸、1-テトラデカンスルホン酸、1-ペンタデカンスルホン酸、2-ブロモエタンスルホン酸、3-クロロ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、コリスチンメタンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、1-アミノ-2-ナフトール-4-スルホン酸、2-アミノ-5-ナフトール-7-スルホン酸、3-アミノプロパンスルホン酸、N-シクロヘキシル-3-アミノプロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキシルベンゼンスルホン酸、ヘプチルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、へキサデシルベンゼンスルホン酸、2,4-ジメチルベンゼンスルホン酸、ジプロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、o-アミノベンゼンスルホン酸、m-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノ-2-クロロトルエン-5-スルホン酸、4-アミノ-3-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-5-メトキシ-2-メチルベンゼンスルホン酸、2-アミノ-5-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-2-メチルベンゼン-1-スルホン酸、5-アミノ-2-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アミノ-3-メチルベンゼン-1-スルホン酸、4-アセトアミド-3-クロロベンゼンスルホン酸、4-クロロ-3-ニトロベンゼンスルホン酸、p-クロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ペンチルナフタレンスルホン酸、ジメチルナフタレンスルホン酸、4-アミノ-1-ナフタレンスルホン酸、8-クロロナフタレン-1-スルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン重縮合物等のスルホン酸基を含むスルホン酸化合物等を例示できる。 As the organic sulfonic acid, an aliphatic, aromatic, cyclic aliphatic or the like containing one or more sulfonic acid groups can be used. Examples of those containing one sulfonic acid group include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid, 1-heptanesulfonic acid and 1-octanesulfonic acid. , 1-nonan sulfonic acid, 1-decane sulfonic acid, 1-dodecane sulfonic acid, 1-tetradecane sulfonic acid, 1-pentadecane sulfonic acid, 2-bromoethane sulfonic acid, 3-chloro-2-hydroxypropane sulfonic acid, trifluo Lomethanesulfonic acid, Coristinmethanesulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, Aminomethanesulfonic acid, 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid, 2-Amino-5-naphthol-7-sulfonic acid , 3-Amino Propane Sulfonic Acid, N-Cyclohexyl-3-Amino Propane Sulfonic Acid, benzene Sulfonic Acid, p-Toluene Sulfonic Acid, Xylene Sulfonic Acid, Ethylbenzene Sulfonic Acid, propylbenzene Sulfonic Acid, Butylbenzene Sulfonic Acid, Pentyl benzene Sulfonic Acid Acid, hexylbenzene sulfonic acid, heptylbenzene sulfonic acid, octylbenzene sulfonic acid, nonylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, undecylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, pentadecylbenzenesulfonic acid, hexadecilbenzenesulfonic acid , 2,4-dimethylbenzenesulfonic acid, dipropylbenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, o-aminobenzenesulfonic acid, m-aminobenzenesulfonic acid, 4-amino-2-chlorotoluene -5-Sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-5-methoxy-2-methylbenzenesulfonic acid, 2-amino-5-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4 -Amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 5-amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-acetamide-3-chlorobenzenesulfonic acid , 4-Chloro-3-nitrobenzene sulfonic acid, p-chlorobenzene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, methylnaphthalene sulfonic acid, propylnaphthalene sulfonic acid, butylnaphthalene sulfonic acid, pentylnaphthalene sulfonic acid, dimethylnaphthalene sulfonic acid, 4-amino- 1-naphthalene sulfonic acid, 8-chloronaphthalene- Examples thereof include sulfonic acid compounds containing a sulfonic acid group such as 1-sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid formarin polycondensate, and melamine sulfonic acid formarin polycondensate.

スルホン酸基を二つ以上含むものとしては、例えば、エタンジスルホン酸、ブタンジスルホン酸、ペンタンジスルホン酸、デカンジスルホン酸、m-ベンゼンジスルホン酸、o-ベンゼンジスルホン酸、p-ベンゼンジスルホン酸、トルエンジスルホン酸、キシレンジスルホン酸、クロロベンゼンジスルホン酸、フルオロベンゼンジスルホン酸、アニリン-2,4-ジスルホン酸、アニリン-2,5-ジスルホン酸、ジメチルベンゼンジスルホン酸、ジエチルベンゼンジスルホン酸、ジブチルベンゼンジスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、メチルナフタレンジスルホン酸、エチルナフタレンジスルホン酸、ドデシルナフタレンジスルホン酸、ペンタデシルナフタレンジスルホン酸、ブチルナフタレンジスルホン酸、2-アミノ-1,4-ベンゼンジスルホン酸、1-アミノ-3,8-ナフタレンジスルホン酸、3-アミノ-1,5-ナフタレンジスルホン酸、8-アミノ-1-ナフトール-3,6-ジスルホン酸、4-アミノ-5-ナフトール-2,7-ジスルホン酸、アントラセンジスルホン酸、ブチルアントラセンジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-イソチオ-シアナトスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-イソチオシアナトスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、4-アセトアミド-4’-マレイミジルスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、1-アセトキシピレン-3,6,8-トリスルホン酸、7-アミノ-1,3,6-ナフタレントリスルホン酸、8-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、3-アミノ-1,5,7-ナフタレントリスルホン酸等が挙げられる。 Examples of those containing two or more sulfonic acid groups include ethandisulfonic acid, butanedisulfonic acid, pentandisulfonic acid, decandisulfonic acid, m-benzenedisulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, p-benzenedisulfonic acid and toluenedisulfonic acid. Acid, xylenedisulfonic acid, chlorobenzenedisulfonic acid, fluorobenzenedisulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid, aniline-2,5-disulfonic acid, dimethylbenzenedisulfonic acid, diethylbenzenedisulfonic acid, dibutylbenzenedisulfonic acid, naphthalenedisulfonic acid , Methylnaphthalenedisulfonic acid, Ethylnaphthalenedisulfonic acid, Dodecylnaphthalenedisulfonic acid, Pentadecylnaphthalenedisulfonic acid, Butylnaphthalenedisulfonic acid, 2-Amino-1,4-benzenedisulfonic acid, 1-Amino-3,8-naphthalenedisulfonic acid , 3-Amino-1,5-naphthalenedisulfonic acid, 8-amino-1-naphthol-3,6-disulfonic acid, 4-amino-5-naphthol-2,7-disulfonic acid, anthracendisulfonic acid, butylanthrasendisulfone Acid, 4-acetamide-4'-isothio-cyanatostylben-2,2'-disulfonic acid, 4-acetamide-4'-isothiocyanatostilben-2,2'-disulfonic acid, 4-acetamide-4'- Maleimidirstilben-2,2'-disulfonic acid, 1-acetoxypyrene-3,6,8-trisulfonic acid, 7-amino-1,3,6-naphthalentrisulfonic acid, 8-aminonaphthalen-1, Examples thereof include 3,6-trisulfonic acid and 3-amino-1,5,7-naphthalene trisulfonic acid.

これら(B)ドーパントポリマー以外のアニオンは、(A)π共役系ポリマーの重合前に、(A)π共役系ポリマーの原料モノマー、(B)ドーパントポリマー、酸化剤及び/又は酸化重合触媒を含む溶液に添加してもよく、また重合後の(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーを含有する導電性ポリマー複合体に添加してもよい。 These anions other than the (B) dopant polymer include (A) the raw material monomer of the π-conjugated polymer, (B) the dopant polymer, the oxidizing agent and / or the oxidation polymerization catalyst before the polymerization of the (A) π-conjugated polymer. It may be added to the solution, or it may be added to the conductive polymer composite containing the (A) π-conjugated polymer and the (B) dopant polymer after the polymerization.

このようにして得た(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーを含む導電性ポリマー複合体は、必要によりホモジナイザやボールミル等で細粒化して用いることができる。
細粒化には、高い剪断力を付与できる混合分散機を用いることが好ましい。混合分散機としては、例えば、ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ、ビーズミル等が挙げられ、中でも高圧ホモジナイザが好ましい。
The conductive polymer complex containing the (A) π-conjugated polymer and the (B) dopant polymer thus obtained can be used after being atomized by a homogenizer, a ball mill or the like, if necessary.
For fine graining, it is preferable to use a mixing / dispersing machine capable of imparting a high shearing force. Examples of the mixing / dispersing machine include a homogenizer, a high-pressure homogenizer, a bead mill, and the like, and a high-pressure homogenizer is preferable.

高圧ホモジナイザの具体例としては、吉田機械興業社製のナノヴェイタ、パウレック社製のマイクロフルイダイザー、スギノマシン社製のアルティマイザー等が挙げられる。
高圧ホモジナイザを用いた分散処理としては、例えば、分散処理を施す前の複合体溶液を高圧で対向衝突させる処理、オリフィスやスリットに高圧で通す処理等が挙げられる。
Specific examples of the high-pressure homogenizer include NanoVeta manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd., Microfluidizer manufactured by Paulek Co., Ltd., and Ultimateizer manufactured by Sugino Machine Limited.
Examples of the dispersion treatment using the high-pressure homogenizer include a treatment in which the complex solution before the dispersion treatment is subjected to a facing collision at a high pressure, a treatment in which the complex solution is passed through an orifice or a slit at a high pressure, and the like.

細粒化の前又は後に、濾過、限外濾過、透析等の手法により不純物を除去し、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、キレート樹脂等で精製してもよい。 Before or after atomization, impurities may be removed by a method such as filtration, ultrafiltration, dialysis, etc., and purified with a cation exchange resin, anion exchange resin, chelate resin or the like.

重合反応水溶液に加えることができる、又は(A)π共役系ポリマーの原料となるモノマーを希釈することができる有機溶剤としては、メタノール、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、ブタンジオールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ブタンジオールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert-ブチル、プロピオン酸t-ブチル、プロピレングリコールモノt-ブチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン及びこれらの混合物等を挙げることができる。 Organic solvents that can be added to the polymerization reaction aqueous solution or that can dilute the monomer that is the raw material of (A) π-conjugated polymer include methanol, ethyl acetate, cyclohexanone, methylamylketone, butanediol monomethyl ether, and propylene. Glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, butanediol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate , Butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, t-butyl propionate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate, γ-butyrolactone and mixtures thereof. ..

なお、有機溶剤の使用量は、上記モノマー1モルに対して0~1,000mLが好ましく、特に0~500mLが好ましい。有機溶剤の1,000mL以下であれば、反応容器が過大となることがないため経済的である。 The amount of the organic solvent used is preferably 0 to 1,000 mL, particularly preferably 0 to 500 mL per 1 mol of the above-mentioned monomer. If the amount of the organic solvent is 1,000 mL or less, the reaction vessel does not become excessive, which is economical.

[導電性ポリマー組成物]
導電性ポリマー組成物中の(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーの合計含有割合は0.05~5.0質量%であることが好ましい。(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーの合計含有割合が上記範囲であれば、十分な導電性ないし正孔注入機能と、均一な導電性塗膜が得られるやすくなる。
[Conductive polymer composition]
The total content of the (A) π-conjugated polymer and the (B) dopant polymer in the conductive polymer composition is preferably 0.05 to 5.0% by mass. When the total content ratio of the (A) π-conjugated polymer and the (B) dopant polymer is within the above range, it becomes easy to obtain a sufficient conductive or hole injection function and a uniform conductive coating film.

(化合物(C))
前記(A)π共役系ポリマーおよび(B)ドーパントポリマーを含む複合体の水または有機溶剤の溶液または分散液に、下記一般式(3)で表される化合物(C)を加えた組成物を形成することができる。

Figure 2022068178000040
(式中、R201及びR202はそれぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子、ヘテロ原子のいずれかを示す。R203及びR204はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基、水素原子のいずれかを示す。R201とR203、あるいはR201とR204は互いに結合して環を形成してもよい。Lはヘテロ原子を有してもよい炭素数1~20の直鎖状、分岐状又は環状の4価の有機基を示す。Lがヘテロ原子を有する場合、該ヘテロ原子はイオンであってもよい。) (Compound (C))
A composition obtained by adding the compound (C) represented by the following general formula (3) to a solution or dispersion of water or an organic solvent of a complex containing the (A) π-conjugated polymer and the (B) dopant polymer. Can be formed.
Figure 2022068178000040
(In the formula, R 201 and R 202 may each independently have a hetero atom. Either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrogen atom or a hetero atom. R 203 and R 204 independently indicate either a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a heteroatom, or a hydrogen atom. R 201 and R 203 , or R 201 and R 204 may be bonded to each other to form a ring. L may have a heteroatom. Linear, branched or cyclic with 1 to 20 carbon atoms. It represents a tetravalent organic group. If L has a heteroatom, the heteroatom may be an ion.)

このような導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、濾過性が良好で、疎水性の高い有機・無機基板への成膜性が良く、膜形成した際には成膜工程において膜内の残存水分が低減でき、透明性が良好な導電膜を形成することができる。
本発明において一般式(3)で表される化合物(C)は、1種類のみを用いても良いし、2種類以上を混合して用いても良い。また、公知の化合物のいずれも用いることができる。
Each of such a conductive polymer composite and its composition has good filterability and good film forming property on an organic / inorganic substrate having high hydrophobicity, and when a film is formed, it is in the film in the film forming process. Residual water content can be reduced, and a conductive film having good transparency can be formed.
In the present invention, the compound (C) represented by the general formula (3) may be used alone or in combination of two or more. Moreover, any known compound can be used.

上記一般式(3)で表される化合物の構造としては、具体的には下記のものを例示することができる。 Specific examples of the structure of the compound represented by the general formula (3) include the following.

Figure 2022068178000041
Figure 2022068178000041

Figure 2022068178000042
Figure 2022068178000042

Figure 2022068178000043
Figure 2022068178000043

また、本発明の導電性ポリマー組成物は、前記一般式(3)中のLが、ヘテロ原子を有してもよい炭素数2~10の直鎖状、分岐状又は環状の4価の有機基である化合物を含有するものであることが好ましい。 Further, in the conductive polymer composition of the present invention, L in the general formula (3) may have a hetero atom in a linear, branched or cyclic tetravalent organic having 2 to 10 carbon atoms. It preferably contains the compound that is the group.

また、前記一般式(3)で表される構造以外で、本発明で好適に用いられるものは、以下のものが挙げられる。

Figure 2022068178000044
In addition to the structure represented by the general formula (3), the following are preferably used in the present invention.
Figure 2022068178000044

また、本発明における導電性ポリマー組成物の[0120]の一般式で表される化合物及び前記一般式(3)で表される化合物の含有量は、前記(A)π共役系ポリマーと(B)ドーパントポリマーを含む導電性ポリマー100質量部に対して1質量部から50質量部であることが好ましく、5質量部から30質量部であることが更に好ましい。[0120]の一般式で表される化合物等の前記一般式(3)で表される化合物の含有量をこのようなものとすれば、本発明の導電性ポリマー組成物によって形成された帯電防止膜からレジスト層への酸拡散が低減される。 Further, the contents of the compound represented by the general formula of [0120] and the compound represented by the general formula (3) in the conductive polymer composition in the present invention are the above-mentioned (A) π-conjugated polymer and (B). ) It is preferably 1 part by mass to 50 parts by mass, and more preferably 5 parts by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer containing the dopant polymer. If the content of the compound represented by the general formula (3), such as the compound represented by the general formula of [0120], is such, the antistatic agent formed by the conductive polymer composition of the present invention is used. Acid diffusion from the film to the resist layer is reduced.

(界面活性剤)
本発明では、基板等の被加工体への濡れ性をさらに上げるため、界面活性剤を添加してもよい。このような界面活性剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系の各種界面活性剤が挙げられる。具体的には例えば、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カルボン酸エステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル等のノニオン系界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルアンモニウムクロライド等のカチオン系界面活性剤、アルキル又はアルキルアリル硫酸塩、アルキル又はアルキルアリルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩等のアニオン系界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型等の両性イオン型界面活性剤等を挙げることができる。
(Surfactant)
In the present invention, a surfactant may be added in order to further improve the wettability to the workpiece such as the substrate. Examples of such a surfactant include various nonionic, cationic and anionic surfactants. Specifically, for example, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene carboxylic acid ester, sorbitan ester, polyoxyethylene sorbitan ester, alkyltrimethylammonium chloride, alkylbenzylammonium. Cationic surfactants such as chloride, anionic surfactants such as alkyl or alkylallyl sulfates, alkyl or alkylallyl sulfonates, dialkylsulfosuccinates, amphoteric ionic surfactants such as amino acid type and betaine type, etc. Can be mentioned.

以上説明したように、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、成膜時に効率よく膜内残存水分を除去でき、濾過性及びスピンコートでの成膜性および平坦性が良好で、透明性が高い導電膜を形成することができる。 As described above, each of the conductive polymer composite of the present invention and its composition can efficiently remove residual water in the film during film formation, and has good filterability and spin-coating property and flatness. Therefore, it is possible to form a conductive film having high transparency.

[導電膜]
上述のようにして得られた導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、基板等の被加工体に塗布することにより導電膜を形成できる。導電性ポリマー複合体(溶液)の塗布方法としては、例えば、スピンコーター等による塗布、バーコーター、浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。塗布後、熱風循環炉、ホットプレート等による加熱処理、IR、UV照射等を行って導電膜を形成することができる。
[Condensate]
Each of the conductive polymer composite and the composition thereof obtained as described above can form a conductive film by being applied to a workpiece such as a substrate. Examples of the method for applying the conductive polymer composite (solution) include coating with a spin coater, bar coater, dipping, comma coating, spray coating, roll coating, screen printing, flexographic printing, gravure printing, inkjet printing and the like. Will be printed. After coating, a conductive film can be formed by heat treatment with a hot air circulation furnace, a hot plate, etc., IR, UV irradiation, and the like.

このように、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、基板等に塗布・成膜することで導電膜とすることができる。また、このようにして形成された導電膜は、導電性、透明性に優れるため、透明電極層または正孔注入層として機能するものとすることができる。 As described above, each of the conductive polymer composite of the present invention and its composition can be made into a conductive film by being applied and formed on a substrate or the like. Further, since the conductive film thus formed is excellent in conductivity and transparency, it can function as a transparent electrode layer or a hole injection layer.

[基板]
また、本発明は、上述の本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれによって導電膜が形成された基板を提供する。特に、有機EL素子中の透明電極層又は正孔注入層が形成された基板とするのが好適である。
基板としては、ガラス基板、石英基板、フォトマスクブランク基板、樹脂基板、シリコンウエハー、ガリウム砒素ウエハー、インジウムリンウエハー等の化合物半導体ウエハー、フレキシブル基板等が挙げられる。また、フォトレジスト膜上に塗布して帯電防止トップコートとして使用することも可能である。
[substrate]
The present invention also provides a substrate on which a conductive film is formed by each of the above-mentioned conductive polymer composite of the present invention and a composition thereof. In particular, it is preferable to use a substrate on which a transparent electrode layer or a hole injection layer in an organic EL element is formed.
Examples of the substrate include a glass substrate, a quartz substrate, a photomask blank substrate, a resin substrate, a silicon wafer, a gallium arsenic wafer, a compound semiconductor wafer such as an indium phosphide wafer, and a flexible substrate. It can also be applied on a photoresist film and used as an antistatic top coat.

以上のように、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、超強酸のスルホ基および非ドープ性フッ素化ユニットを含有する(B)ドーパントポリマーが、(A)π共役系ポリマーと複合体を形成することにより、低粘性で濾過性が良好であり、スピンコートでの成膜性が良く、また膜を形成する際には透明性、平坦性、耐久性、及び導電性の良好な導電膜を形成することが可能となる。また、非ドープ状態の酸ユニットに由来するHの拡散緩和目的として上記一般式(3)で示される化合物(C)を添加することで、組成物として適切な酸性度を保つとともに成膜後に膜外へのH拡散も抑制をすることができる。このような導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、強い疎水性を有する有機基板、無機基板のどちらに対しても成膜性が良好なものとなる。
また、このような導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれによって形成された導電膜は、導電性、透明性等に優れるため、有機EL素子中の透明電極層または正孔注入層として機能するものとできる。
As described above, in each of the conductive polymer composite and the composition thereof of the present invention, the (B) dopant polymer containing the sulfo group of the super strong acid and the non-doped fluorination unit is the (A) π-conjugated polymer. By forming a composite with, it has low viscosity and good filterability, good film forming property by spin coating, and transparency, flatness, durability, and conductivity when forming a film. It is possible to form a good conductive film. Further, by adding the compound (C) represented by the above general formula (3) for the purpose of relaxing the diffusion of H + derived from the non-doped acid unit, the acidity appropriate for the composition is maintained and after film formation. H + diffusion to the outside of the membrane can also be suppressed. Each of such a conductive polymer composite and its composition has good film forming property on both an organic substrate and an inorganic substrate having strong hydrophobicity.
Further, the conductive film formed by each of the conductive polymer composite and the composition thereof has excellent conductivity, transparency and the like, and therefore functions as a transparent electrode layer or a hole injection layer in the organic EL element. Can be.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

[ドーパントポリマー合成例]
以下に各実施例で使用される導電性ポリマー複合体中の(B)ドーパントポリマーを重合する際の原料モノマーを示す。

Figure 2022068178000045
[Dopant polymer synthesis example]
The raw material monomers for polymerizing the (B) dopant polymer in the conductive polymer composite used in each example are shown below.
Figure 2022068178000045

Figure 2022068178000046
Figure 2022068178000046

[合成例1]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.20gとモノマーb”1の3.75gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=21,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.90
この高分子化合物を(ポリマー1)とする。

Figure 2022068178000047
[Synthesis Example 1]
1.20 g of monomer a "1, 3.75 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 21,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.90
This polymer compound is referred to as (polymer 1).
Figure 2022068178000047

[合成例2]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の0.6gとモノマーb”1の5.00gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=20,500
分子量分布(Mw/Mn)=1.94
この高分子化合物を(ポリマー2)とする。

Figure 2022068178000048
[Synthesis Example 2]
In a nitrogen atmosphere, 0.6 g of monomer a "1, 5.00 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 20,500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.94
This polymer compound is referred to as (polymer 2).
Figure 2022068178000048

[合成例3]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”2の1.20gとモノマーb”1の3.75gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=20,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.88
この高分子化合物を(ポリマー3)とする。

Figure 2022068178000049
[Synthesis Example 3]
1.20 g of monomer a "2, 3.75 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 20,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.88
This polymer compound is referred to as (polymer 3).
Figure 2022068178000049

[合成例4]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.51gとモノマーb”2の2.55gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=22,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.93
この高分子化合物を(ポリマー4)とする。

Figure 2022068178000050
[Synthesis Example 4]
In a nitrogen atmosphere, 1.51 g of monomer a "1", 2.55 g of monomer b "2 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 22,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.93
This polymer compound is referred to as (polymer 4).
Figure 2022068178000050

[合成例5]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の0.60gとモノマーb”2の4.07gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=19,500
分子量分布(Mw/Mn)=1.99
この高分子化合物を(ポリマー5)とする。

Figure 2022068178000051
[Synthesis Example 5]
In a nitrogen atmosphere, 0.60 g of monomer a "1", 4.07 g of monomer b "2 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 19,500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.99
This polymer compound is referred to as (polymer 5).
Figure 2022068178000051

[合成例6]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”6の3.75gとモノマーb”1の1.08gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=21,500
分子量分布(Mw/Mn)=2.07
この高分子化合物を(ポリマー6)とする。

Figure 2022068178000052
[Synthesis Example 6]
In a nitrogen atmosphere, 3.75 g of monomer a "6, 1.08 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 21,500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 2.07
This polymer compound is referred to as (polymer 6).
Figure 2022068178000052

[合成例7]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”7の0.87gとモノマーb”1の5.00gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=19,500
分子量分布(Mw/Mn)=2.00
この高分子化合物を(ポリマー7)とする。

Figure 2022068178000053
[Synthesis Example 7]
In a nitrogen atmosphere, 0.87 g of monomer a "7, 5.00 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 19,500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 2.00
This polymer compound is referred to as (polymer 7).
Figure 2022068178000053

[合成例8]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”8の1.00gとモノマーb”1の5.00gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=20,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.85
この高分子化合物を(ポリマー8)とする。

Figure 2022068178000054
[Synthesis Example 8]
In a nitrogen atmosphere, 1.00 g of monomer a "8, 5.00 g of monomer b" 1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 20,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.85
This polymer compound is referred to as (polymer 8).
Figure 2022068178000054

[合成例9]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.51gとモノマーb”3の1.97gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=19,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.61
この高分子化合物を(ポリマー9)とする。

Figure 2022068178000055
[Synthesis Example 9]
In a nitrogen atmosphere, 1.51 g of monomer a "1 and 1.97 g of monomer b" 3 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 19,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.61
This polymer compound is referred to as (polymer 9).
Figure 2022068178000055

[合成例10]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.51gとモノマーb“4の1.97gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=18,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.68
この高分子化合物を(ポリマー10)とする。

Figure 2022068178000056
[Synthesis Example 10]
In a nitrogen atmosphere, 1.51 g of monomer a "1 and 1.97 g of monomer b" 4 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 18,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.68
This polymer compound is referred to as (polymer 10).
Figure 2022068178000056

[合成例11]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の0.90gとモノマーb“5の4.60gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=26,000
分子量分布(Mw/Mn)=2.04
この高分子化合物を(ポリマー11)とする。

Figure 2022068178000057
[Synthesis Example 11]
In a nitrogen atmosphere, 0.90 g of monomer a "1 and 4.60 g of monomer b" 5 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 26,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 2.04
This polymer compound is referred to as (polymer 11).
Figure 2022068178000057

[合成例12]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の0.90gとモノマーb“6の2.35gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてナトリウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=31,000
分子量分布(Mw/Mn)=2.11
この高分子化合物を(ポリマー12)とする。

Figure 2022068178000058
[Synthesis Example 12]
In a nitrogen atmosphere, 0.90 g of monomer a "1 and 2.35 g of monomer b" 6 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the sodium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 31,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 2.11.
This polymer compound is referred to as (polymer 12).
Figure 2022068178000058

[合成例13]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.20gとモノマーb“7の1.93gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてリチウム塩をスルホンイミド基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=23,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.88
この高分子化合物を(ポリマー13)とする。

Figure 2022068178000059
[Synthesis Example 13]
1.20 g of monomer a "1 and 1.93 g of monomer b" 7 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the lithium salt was converted into a sulfonimide group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 23,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.88
This polymer compound is referred to as (polymer 13).
Figure 2022068178000059

[合成例14]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.20gとモノマーb“8の2.60gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてカリウム塩をn-カルボニルスルホンアミド基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=29,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.66
この高分子化合物を(ポリマー14)とする。

Figure 2022068178000060
[Synthesis Example 14]
1.20 g of monomer a "1 and 2.60 g of monomer b" 8 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the potassium salt was converted into an n-carbonylsulfonamide group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 29,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.66
This polymer compound is referred to as (polymer 14).
Figure 2022068178000060

[合成例15]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーa”1の1.20gとモノマーb“9の1.90gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてカリウム塩をn-カルボニルスルホンアミド基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=27,000
分子量分布(Mw/Mn)=1.61
この高分子化合物を(ポリマー15)とする。

Figure 2022068178000061
[Synthesis Example 15]
1.20 g of monomer a "1, 1.90 g of monomer b" 9 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl were dissolved in 3 g of methanol in 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over 4 hours. Further, the mixture was stirred at 64 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C. for 15 hours to give a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the potassium salt was converted into an n-carbonylsulfonamide group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 27,000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.61
This polymer compound is referred to as (polymer 15).
Figure 2022068178000061

[合成例16]
窒素雰囲気下、64℃で撹拌したメタノール10gに、モノマーb”1の6.25gと2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.12gをメタノール3gに溶かした溶液を4時間かけて滴下した。さらに64℃で4時間撹拌した。室温まで冷却した後、得られた反応溶液を10gの酢酸エチルに激しく撹拌しながら滴下した。生じた固形物を濾過して取り、50℃で15時間真空乾燥して、白色重合体を得た。
得られた白色重合体を純水100gに溶解し、イオン交換樹脂を用いてアンモニウム塩をスルホ基に変換した。得られた重合体を19F,H-NMR及びGPC測定したところ、以下の分析結果となった。
重量平均分子量(Mw)=22,500
分子量分布(Mw/Mn)=1.90
この高分子化合物を(ポリマー16)とする。

Figure 2022068178000062
[Synthesis Example 16]
A solution of 6.25 g of monomer b "1 and 0.12 g of 2,2'-azobis (isobutyric acid) dimethyl in 3 g of methanol was added dropwise to 10 g of methanol stirred at 64 ° C. under a nitrogen atmosphere over 4 hours. The mixture was further stirred at 64 ° C. for 4 hours, and then the obtained reaction solution was added dropwise to 10 g of ethyl acetate with vigorous stirring. The resulting solid substance was filtered off and vacuumed at 50 ° C. for 15 hours. Drying gave a white polymer.
The obtained white polymer was dissolved in 100 g of pure water, and the ammonium salt was converted into a sulfo group using an ion exchange resin. When the obtained polymer was measured by 19 F, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Weight average molecular weight (Mw) = 22,500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.90
This polymer compound is referred to as (polymer 16).
Figure 2022068178000062

[π共役系ポリマーとしてポリチオフェンを含む導電性ポリマー複合体分散液の調製]
(調製例1)
2.27gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、15.0gのドーパントポリマー1を1,000mLの超純水に溶かした溶液とを30℃で混合した。
これにより得られた混合溶液を30℃に保ち、撹拌しながら、100mLの超純水に溶かした4.99gの過硫酸ナトリウムと1.36gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、4時間撹拌して反応させた。
得られた反応液に1,000mLの超純水を添加し、限外濾過法を用いて約1,000mL溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
そして、上記濾過処理が行われた処理液に200mLの10質量%に希釈した硫酸と2,000mLのイオン交換水を加え、限外濾過法を用いて約2,000mLの処理液を除去し、これに2,000mLのイオン交換水を加え、限外濾過法を用いて約2,000mLの液を除去した。この操作を3回繰り返した。
さらに、得られた処理液に2,000mLのイオン交換水を加え、限外濾過法を用いて約2,000mLの処理液を除去した。この操作を5回繰り返し、1.3質量%の青色の導電性ポリマー複合体分散液1を得た。
[Preparation of conductive polymer composite dispersion liquid containing polythiophene as a π-conjugated polymer]
(Preparation Example 1)
2.27 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 15.0 g of dopant polymer 1 in 1,000 mL of ultrapure water were mixed at 30 ° C.
The mixture solution thus obtained was kept at 30 ° C., and while stirring, 4.99 g of sodium persulfate dissolved in 100 mL of ultrapure water and 1.36 g of ferric sulfate oxidation catalyst solution were slowly added. The mixture was stirred for 4 hours and reacted.
1,000 mL of ultrapure water was added to the obtained reaction solution, and about 1,000 mL of the solution was removed by using an ultrafiltration method. This operation was repeated 3 times.
Then, 200 mL of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2,000 mL of ion-exchanged water were added to the treated solution subjected to the above-mentioned filtration treatment, and about 2,000 mL of the treated solution was removed using an ultrafiltration method. To this, 2,000 mL of ion-exchanged water was added, and about 2,000 mL of the liquid was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated 3 times.
Further, 2,000 mL of ion-exchanged water was added to the obtained treatment liquid, and about 2,000 mL of the treatment liquid was removed by an ultrafiltration method. This operation was repeated 5 times to obtain 1.3% by mass of a blue conductive polymer composite dispersion liquid 1.

限外濾過条件は下記の通りとした。
限外濾過膜の分画分子量:30K
クロスフロー式
供給液流量:3,000mL/分
膜分圧:0.12Pa
なお、他の調製例でも同様の条件で限外濾過を行った。
The conditions for extrafiltration were as follows.
Molecular weight cut-off of ultrafiltration membrane: 30K
Cross-flow type supply liquid flow rate: 3,000 mL / membrane partial pressure: 0.12 Pa
In other preparation examples, extrafiltration was performed under the same conditions.

(調製例2)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー2に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.09g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.59g、硫酸第二鉄の配合量を1.25gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液2を得た。
(Preparation Example 2)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 2, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.09 g, the amount of sodium persulfate was 4.59 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the weight was changed to 1.25 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 2.

(調製例3)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー3に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.27g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.99g、硫酸第二鉄の配合量を1.36gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液3を得た。
(Preparation Example 3)
The 15.0 g dopant polymer 1 was changed to the dopant polymer 3, the compounding amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.27 g, the compounding amount of sodium persulfate was 4.99 g, and the compounding amount of ferric sulfate. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.36 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 3.

(調製例4)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー4に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.79g、過硫酸ナトリウムの配合量を6.13g、硫酸第二鉄の配合量を1.67gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液4を得た。
(Preparation Example 4)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 4, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.79 g, the amount of sodium persulfate was 6.13 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the weight was changed to 1.67 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 4.

(調製例5)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー5に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.64g、過硫酸ナトリウムの配合量を5.82g、硫酸第二鉄の配合量を1.59gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液5を得た。
(Preparation Example 5)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 5, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.64 g, the amount of sodium persulfate was 5.82 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.59 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 5.

(調製例6)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー6に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.34g、過硫酸ナトリウムの配合量を5.14g、硫酸第二鉄の配合量を1.40gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液6を得た。
(Preparation Example 6)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 6, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.34 g, the amount of sodium persulfate was 5.14 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.40 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 6.

(調製例7)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー7に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を1.97g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.32g、硫酸第二鉄の配合量を1.17gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液7を得た。
(Preparation Example 7)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 7, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 1.97 g, the amount of sodium persulfate was 4.32 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.17 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 7.

(調製例8)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー8に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を1.91g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.20g、硫酸第二鉄の配合量を1.12gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液8を得た。
(Preparation Example 8)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 8, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 1.91 g, the amount of sodium persulfate was 4.20 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.12 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 8.

(調製例9)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー9に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を3.11g、過硫酸ナトリウムの配合量を6.62g、硫酸第二鉄の配合量を1.87gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液9を得た。
(Preparation Example 9)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 9, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 3.11 g, the amount of sodium persulfate was 6.62 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.87 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 9.

(調製例10)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー10に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を3.11g、過硫酸ナトリウムの配合量を6.85g、硫酸第二鉄の配合量を1.87gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液10を得た。
(Preparation Example 10)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 10, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 3.11 g, the amount of sodium persulfate was 6.85 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the weight was changed to 1.87 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 10.

(調製例11)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー11に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.06g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.54g、硫酸第二鉄の配合量を1.24gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液11を得た。
(Preparation Example 11)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 11, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.06 g, the amount of sodium persulfate was 4.54 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.24 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 11.

(調製例12)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー12に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.97g、過硫酸ナトリウムの配合量を6.53g、硫酸第二鉄の配合量を1.78gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液12を得た。
(Preparation Example 12)
The 15.0 g dopant polymer 1 was changed to the dopant polymer 12, the compounding amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.97 g, the compounding amount of sodium persulfate was 6.53 g, and the compounding amount of ferric sulfate. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.78 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 12.

(調製例13)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー13に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を2.97g、過硫酸ナトリウムの配合量を6.55g、硫酸第二鉄の配合量を1.79gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液13を得た。
(Preparation Example 13)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 13, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 2.97 g, the amount of sodium persulfate was 6.55 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.79 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 13.

(調製例14)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー14に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を1.78g、過硫酸ナトリウムの配合量を5.67g、硫酸第二鉄の配合量を1.55gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液14を得た。
(Preparation Example 14)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 14, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 1.78 g, the amount of sodium persulfate was 5.67 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.55 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 14.

(調製例15)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー15に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を3.20g、過硫酸ナトリウムの配合量を7.04g、硫酸第二鉄の配合量を1.92gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液15を得た。
(Preparation Example 15)
The 15.0 g dopant polymer 1 was changed to the dopant polymer 15, the blending amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 3.20 g, the blending amount of sodium persulfate was 7.04 g, and the blending amount of ferric sulfate. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the weight was changed to 1.92 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 15.

(比較調製例1)
15.0gのドーパントポリマー1をドーパントポリマー16に変更し、3,4-エチレンジオキシチオフェンの配合量を1.93g、過硫酸ナトリウムの配合量を4.25g、硫酸第二鉄の配合量を1.16gに変更する以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、導電性ポリマー複合体分散液16を得た。
(Comparative Preparation Example 1)
15.0 g of dopant polymer 1 was changed to dopant polymer 16, the amount of 3,4-ethylenedioxythiophene was 1.93 g, the amount of sodium persulfate was 4.25 g, and the amount of ferric sulfate was. Preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount was changed to 1.16 g, to obtain a conductive polymer composite dispersion liquid 16.

(比較調製例2)
5.0gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、83.3gのポリスチレンスルホン酸水溶液(Aldrich製18.0質量%)を250mLのイオン交換水で希釈した溶液とを30℃で混合した。それ以外は調製例1と同様の方法で調製を行い、1.3質量%の青色の導電性ポリマー複合体分散液17(PEDOT-PSS分散液)を得た。
(Comparative Preparation Example 2)
5.0 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 83.3 g of an aqueous polystyrene sulfonic acid solution (18.0% by mass manufactured by Aldrich) diluted with 250 mL of ion-exchanged water were mixed at 30 ° C. Other than that, the preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to obtain 1.3% by mass of a blue conductive polymer composite dispersion liquid 17 (PEDOT-PSS dispersion liquid).

[π共役系ポリマーとしてポリチオフェンを含む導電性ポリマー組成物の評価]
調製例1~15で得た2.5質量%の導電性ポリマー複合体分散液に、上記一般式(3)で表される化合物(C)の1種であるL-(+)-Lysine 0.43質量%、及びフルオロアルキルノニオン系界面活性剤FS-31(DuPont社製)を混合し、その後、孔径3.00~0.45μmのセルロース製フィルター(ADVANTEC社製)を用いて濾過して、導電性ポリマー組成物を調製し、それぞれ実施例1~15とした。
[Evaluation of Conductive Polymer Composition Containing Polythiophene as π-Conjugated Polymer]
L- (+)-Lycine 0, which is one of the compounds (C) represented by the above general formula (3), is added to the 2.5% by mass conductive polymer composite dispersion obtained in Preparation Examples 1 to 15. .43% by mass and fluoroalkylnonionic surfactant FS-31 (manufactured by DuPont) are mixed, and then filtered using a cellulosic filter (manufactured by ADVANTEC) having a pore size of 3.00 to 0.45 μm. , Conductive polymer compositions were prepared and used as Examples 1 to 15, respectively.

[比較例]
比較調製例1、2で得た導電性ポリマー複合体分散液16、17を用いる以外は実施例と同様にして導電性ポリマー組成物を調製して、それぞれ比較例1、2とした。
[Comparison example]
Conductive polymer compositions were prepared in the same manner as in Examples except that the conductive polymer composite dispersions 16 and 17 obtained in Comparative Preparation Examples 1 and 2 were used, and used as Comparative Examples 1 and 2, respectively.

上述のようにして調製した実施例及び比較例の導電性ポリマー組成物を以下のように評価した。 The conductive polymer compositions of Examples and Comparative Examples prepared as described above were evaluated as follows.

(濾過性)
上記の実施例および比較例の導電性ポリマー組成物の調製において、孔径3.0~0.45μmの再生セルロースフィルターを用いて濾過を行った際に、濾過通液できたフィルター限界孔径を表1に示す。
(Filtability)
In the preparation of the conductive polymer compositions of the above Examples and Comparative Examples, the filter limit pore diameters that could be filtered and passed through when filtration was performed using a regenerated cellulose filter having a pore size of 3.0 to 0.45 μm are shown in Table 1. Shown in.

(塗布性)
まず、導電性ポリマー組成物を、1H-360S SPINCOATER(MIKASA製)を用いて膜厚が100±5nmとなるように、Siウエハー上に回転塗布(スピンコート)した。次に、精密高温機にて120℃、5分間ベークを行い、溶媒を除去することにより導電膜を得た。この導電膜に対して、入射角度可変の分光エリプソメーター VASE(J.A.ウーラム社製)で波長636nmにおける屈折率(n,k)を求めた。均一膜を形成できたものを○、屈折率の測定はできたが膜にパーティクル由来の欠陥や部分的にストリエーションが発生したものを×として表1に示す。
(Applicability)
First, the conductive polymer composition was spin-coated on a Si wafer using 1H-360S SPINCOATER (manufactured by MIKASA) so that the film thickness was 100 ± 5 nm. Next, the film was baked at 120 ° C. for 5 minutes in a precision high temperature machine to remove the solvent to obtain a conductive film. For this conductive film, the refractive index (n, k) at a wavelength of 636 nm was determined by a spectroscopic ellipsometer VASE (manufactured by JA Woolham) with a variable incident angle. Table 1 shows those in which a uniform film can be formed as ◯, and those in which the refractive index can be measured but particles-derived defects or partial striations occur in the film as x.

(粘度)
導電性ポリマー組成物の固形分含有量を1.3質量%とし、液温度が25℃になるように調節した。音叉型振動式粘度計 SV-10(エー・アンド・デイ社製)の付属専用測定セルに35mLを計りとり、調製直後の粘度を測定した。その結果を表1に示す。
(viscosity)
The solid content of the conductive polymer composition was set to 1.3% by mass, and the liquid temperature was adjusted to 25 ° C. 35 mL was measured in the attached dedicated measuring cell of the tuning fork type vibration viscometer SV-10 (manufactured by A & D Co., Ltd.), and the viscosity immediately after preparation was measured. The results are shown in Table 1.

(pH測定)
導電性ポリマー組成物のpHは、pHメーターD-52(堀場製作所製)を用いて測定した。その結果を表1に示す。
(PH measurement)
The pH of the conductive polymer composition was measured using a pH meter D-52 (manufactured by HORIBA, Ltd.). The results are shown in Table 1.

(表面ラフネス)
導電率の評価方法と同様にして、直径4インチ(100mm)のSiOウエハー上に導電膜を得た。AFM NANO-IM-8(イメージメトロロジー社製)により、RMS(二乗平均平方根粗さ)を測定した。その結果を表1及に示す。
(Surface roughness)
A conductive film was obtained on a SiO 2 wafer having a diameter of 4 inches (100 mm) in the same manner as in the method for evaluating conductivity. RMS (root mean square roughness) was measured by AFM NANO-IM-8 (manufactured by Image Metrology). The results are shown in Table 1.

(透過率)
入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)によって測定された波長636nmにおける屈折率(n,k)より、FT=200nmにおける波長550nmの光線に対する透過率を算出した。その結果を表1に示す。
(Transmittance)
From the refractive index (n, k) at a wavelength of 636 nm measured by a spectroscopic ellipsometer (VASE) with a variable incident angle, the transmittance for a light beam having a wavelength of 550 nm at FT = 200 nm was calculated. The results are shown in Table 1.

(導電率)
直径4インチ(100mm)のSiOウエハー上に、導電性ポリマー組成物1.0mLを滴下後、10秒後にスピンナーを用いて全体に回転塗布した。回転塗布条件は膜厚が100±5nmとなるよう調節した。精密高温機にて120℃、5分間ベークを行い、溶媒を除去することにより導電膜を得た。
得られた導電膜の導電率(S/cm)は、Hiresta-UP MCP-HT450、Loresta-GP MCP-T610(いずれも三菱化学社製)を用いて測定した表面抵抗率(Ω/□)と膜厚の実測値から求めた。その結果を表1に示す。
(conductivity)
1.0 mL of the conductive polymer composition was dropped onto a SiO 2 wafer having a diameter of 4 inches (100 mm), and 10 seconds later, the whole was rotationally coated using a spinner. The rotary coating conditions were adjusted so that the film thickness was 100 ± 5 nm. A conductive film was obtained by baking at 120 ° C. for 5 minutes in a precision high temperature machine and removing the solvent.
The conductivity (S / cm) of the obtained conductive film is the surface resistivity (Ω / □) measured using Hiresta-UP MCP-HT450 and Loresta-GP MCP-T610 (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). It was obtained from the measured value of the film thickness. The results are shown in Table 1.

Figure 2022068178000063
Figure 2022068178000063

表1に示すように、π共役系ポリマーとしてポリチオフェンを含み、かつ繰り返し単位aおよびbを有するドーパントポリマーを含む実施例1~15は、濾過性が良好であり、またスピンコーターによる塗布で均一な塗膜を得ることができた。また、導電性は正孔注入層材料として適正なE-04~E-05S/cmを示し、λ=550nmの可視光に対する透過率も良好であり、表面ラフネスも良好であった。 As shown in Table 1, Examples 1 to 15 containing polythiophene as a π-conjugated polymer and a dopant polymer having repeating units a and b have good filterability and are uniform when applied by a spin coater. A coating film could be obtained. In addition, the conductivity showed E-04 to E-05S / cm, which is suitable as a hole injection layer material, the transmittance to visible light at λ = 550 nm was good, and the surface roughness was also good.

一方、繰り返し単位aを有さない比較例1及び、繰り返し単位a、bを有さないポリスチレンスルホン酸をドーパントポリマーとして用いた比較例2は粘度低下に限界があり、濾過性については比較例1は実施例1~15と同等であったものの成膜後の膜の表面ラフネスは劣り、比較例2はさらにろ過性が劣り、ろ過限界フィルター孔径が1.0μmに留まった。そのため比較例2は結果としてスピンコートにおいては膜上にパーティクルが認められ、またパーティクルや気泡に起因するストリエーションが発生した。また、導電性も高く後述する有機EL素子の実装発光試験においては、基板上に透明電極として蒸着しているITOの蒸着面以外の部分で電極様の機能を発現してしまい、ITO電極上に積層された素子の発光面積以外の部分の余剰発光をして本来の素子部分の発光効率の低下を招いた。また、λ=550nmの可視光に対する透過率は実施例1~15に比べて劣っていた。 On the other hand, Comparative Example 1 having no repeating unit a and Comparative Example 2 using polystyrene sulfonic acid having no repeating units a and b as a dopant polymer have a limit in the decrease in viscosity, and Comparative Example 1 has a limit in terms of filterability. Although the same as in Examples 1 to 15, the surface roughness of the film after film formation was inferior, and in Comparative Example 2, the filterability was further inferior, and the filtration limit filter pore diameter remained at 1.0 μm. Therefore, in Comparative Example 2, as a result, particles were observed on the film in the spin coating, and striations caused by particles and bubbles were generated. Further, in the mounted light emission test of an organic EL element having high conductivity, which will be described later, an electrode-like function is exhibited in a portion other than the vapor-filmed surface of ITO vapor-deposited on the substrate as a transparent electrode, and the electrode-like function is exhibited on the ITO electrode. Excessive light emission in the portion other than the light emission area of the stacked elements caused a decrease in the light emission efficiency of the original element portion. Further, the transmittance for visible light at λ = 550 nm was inferior to that of Examples 1 to 15.

前記実施例1~15および比較例1、2の導電性組成物を有機EL素子中の正孔注入層として実装し、各素子の輝度低下率を測定した。 The conductive compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 were mounted as a hole injection layer in an organic EL device, and the brightness reduction rate of each device was measured.

洗浄したITO付きガラス基板に実施例1~15、比較例1、2の組成物を100nmの膜厚となる様にスピンコート塗布し、正孔輸送層としてα-NPD(ジフェニルナフチルジアミン)を80nmの膜厚になる様に蒸着により積層した。次いで、発光層としてAlq(トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体)を膜厚35nmになる様に蒸着し、その上層に8-Liq(8-ヒドロキシキノリノラト-リチウム)を30nmの膜厚となる様に蒸着した。その上にマグネシウムと銀を混合した合金で膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。この素子を固定電流密度200mA/mの高負荷状態で連続発光させ、輝度が初期輝度の70%になるまでの経過時間を測定した。表2にこれらの結果を示す。 The compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 were spin-coated on the washed glass substrate with ITO so as to have a film thickness of 100 nm, and α-NPD (diphenylnaphthyldiamine) was applied as a hole transport layer at 80 nm. It was laminated by vapor deposition so as to have a film thickness of. Next, Alq 3 (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex) was deposited as a light emitting layer so as to have a film thickness of 35 nm, and 8-Liq (8-hydroxyquinolinolato-lithium) was deposited on the upper layer to a film thickness of 30 nm. It was vapor-deposited so as to be. An electrode having a film thickness of 100 nm was formed on the electrode with a mixture of magnesium and silver to obtain an organic EL device. This element was continuously emitted with a high load of a fixed current density of 200 mA / m 2 , and the elapsed time until the brightness became 70% of the initial brightness was measured. Table 2 shows these results.

Figure 2022068178000064
Figure 2022068178000064

表2に示すように、(A)π共役系ポリマーとしてのポリチオフェンおよび(B)繰り返し単位aを有するドーパントポリマーを含む導電性ポリマー複合体に化合物(C)を加えた導電性ポリマー組成物である実施例1~15は、繰り返し単位aによる成膜中の残存水分低減効果が顕著に現れ、これら膜を正孔注入層として実装した有機EL素子の輝度低下率(素子寿命)が長くなった。 As shown in Table 2, it is a conductive polymer composition obtained by adding compound (C) to a conductive polymer composite containing (A) polythiophene as a π-conjugated polymer and (B) a dopant polymer having a repeating unit a. In Examples 1 to 15, the effect of reducing the residual water content during the film formation by the repeating unit a was remarkably exhibited, and the brightness reduction rate (device life) of the organic EL element in which these films were mounted as the hole injection layer became long.

一方、繰り返し単位aを有さないドーパントポリマーを含む導電性ポリマー複合体と化合物(C)の組成物(比較例1及び2)は、著しい輝度低下が観測され、素子寿命は短いものとなった。 On the other hand, in the composition (Comparative Examples 1 and 2) of the conductive polymer complex containing the dopant polymer having no repeating unit a and the compound (C), a remarkable decrease in brightness was observed, and the device life was short. ..

以上のように、本発明の導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、低粘性で濾過性が良好でありスピンコート等での塗布成膜性が良く、(B)ドーパントポリマーの成分中aおよびbのそれぞれの繰り返し単位内に存在するフッ素原子の影響により成膜中の膜内残存水分の除去が効率的で、かつ形成された膜が透明性、平坦性、導電性ないし正孔注入効率の良好な導電膜を形成することが可能となることが明らかとなった。また(B)ドーパントポリマー中、スルホ基を含有する繰り返し単位bとスルホン酸末端を持たない非ドープ性フッ素化ユニットaを共重合し、そのポリマーをドーパントとして(A)π共役系ポリマーと複合体を形成させることにより、非ドープ状態の余剰スルホン酸末端を低減させることとなり、その結果Hの発生率が低減され、本発明材料を薄膜積層素子の構成膜として適用した際にHの他の構成層への影響を抑えることが可能となる。さらに、このような導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれは、疎水性の高い有機・無機基板への親和性が良好であり、有機基板、無機基板のどちらに対しても成膜性が良好なものとなることが明らかになった。 As described above, each of the conductive polymer composite of the present invention and its composition has low viscosity, good filterability, good coating film forming property by spin coating or the like, and among the components of (B) dopant polymer. Due to the influence of fluorine atoms existing in each repeating unit of a and b, the removal of residual water in the film during film formation is efficient, and the formed film is transparent, flat, conductive or hole-injected. It has been clarified that it is possible to form a conductive film with good efficiency. Further, in (B) a dopant polymer, a repeating unit b containing a sulfo group and a non-doped fluorination unit a having no sulfonic acid terminal are copolymerized, and the polymer is used as a dopant to form a composite with (A) a π-conjugated polymer. By forming the above, the excess sulfonic acid terminal in the non-doped state is reduced, and as a result, the generation rate of H + is reduced . It is possible to suppress the influence on the constituent layers of. Further, each of such a conductive polymer composite and its composition has a good affinity for an organic / inorganic substrate having high hydrophobicity, and has a film forming property for both an organic substrate and an inorganic substrate. It turned out to be good.

また、このような導電性ポリマー複合体およびその組成物のそれぞれによって形成された導電膜は、導電性、正孔注入効率、透明性等に優れ、かつ薄膜積層素子の構成膜として適用した際にも、膜からの水分の揮発、凝集などを低減できるため、当該薄膜積層素子の透明電極層または正孔注入層として効果的に機能するものとすることができる。 Further, the conductive film formed by each of such a conductive polymer composite and its composition is excellent in conductivity, hole injection efficiency, transparency and the like, and when applied as a constituent film of a thin film laminated element. Also, since volatilization and aggregation of water from the film can be reduced, it can effectively function as a transparent electrode layer or a hole injection layer of the thin film laminated element.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and any one having substantially the same structure as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.

Claims (10)

(A)π共役系ポリマー、及び
(B)下記一般式(1)で示される繰り返し単位aと、下記一般式(2-1)~(2-7)で示される繰り返し単位から選択される1種又は2種以上の繰り返し単位bとを含む共重合体からなるドーパントポリマー
を含む複合体であって、
前記複合体が、前記繰り返し単位aを与えるモノマーが下記式(G1)~(G3)のうちのいずれかである複合体、又は、前記繰り返し単位bを与えるモノマーが下記一般式(G4)~(G25)のうちのいずれかである複合体であることを特徴とする導電性ポリマー複合体。
Figure 2022068178000065
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Zはフェニレン基、ナフチレン基、エステル基のいずれかであり、Zがフェニレン基、ナフチレン基であればRは単結合、エステル基、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかであり、Zがエステル基であればRは単結合、あるいはエーテル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。mは1~3である。R、R、R、R10、R12、R13及びR15は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R11、及びR14は、それぞれ独立に単結合、エーテル基、あるいはエステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかである。Yはエーテル基、エステル基、アミノ基、あるいはアミド基のいずれかを示し、アミノ基およびアミド基は水素原子、あるいはヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状の炭化水素基のいずれかを含んでもよい。Rfはフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、RfとRfは少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基、又はフッ素原子若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基であり、nは1~4の整数である。a、b1、b2、b3、b4、b5、b6、及びb7は、0.1≦a≦0.6、0≦b1≦0.9、0≦b2≦0.9、0≦b3≦0.9、0≦b4≦0.9、0≦b5≦0.9、0≦b6≦0.9、0≦b7≦0.9であり、0<b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7≦0.9である。)
Figure 2022068178000066
Figure 2022068178000067
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Figure 2022068178000079
Figure 2022068178000080
Figure 2022068178000081
Figure 2022068178000082
Figure 2022068178000083
Figure 2022068178000084
Figure 2022068178000085
Figure 2022068178000086
Figure 2022068178000087
Figure 2022068178000088
Figure 2022068178000089
Figure 2022068178000090
(式中、R、R、R、R10、R12、R13、R15は前記と同様である。)
(A) π-conjugated polymer, (B) repeating unit a represented by the following general formula (1), and 1 selected from the repeating units represented by the following general formulas (2-1) to (2-7). A composite comprising a dopant polymer consisting of a seed or a copolymer comprising two or more repeating units b.
The complex is a complex in which the monomer giving the repeating unit a is any of the following formulas (G1) to (G3), or the monomer giving the repeating unit b is the following general formulas (G4) to (G4). A conductive polymer complex characterized by being a complex which is any one of G25).
Figure 2022068178000065
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, Z is a phenylene group, a naphthylene group, or an ester group, and if Z is a phenylene group or a naphthylene group, R 2 is a single bond, an ester group, or an ether. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of these groups, and if Z is an ester group, R 2 is simple. It is any of a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have either or both of a bonded or ether group. M is 1 to 3. R 3 , R 5 , R 7 , R 10 , R 12 , R 13 and R 15 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and R 4 , R 6 , R 8 , R 11 and R 14 are. , A linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, each of which may independently have a single bond, an ether group, an ester group, or both. R 9 is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 9 may be substituted with a fluorine atom. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 6 and X 7 are each independently single-bonded, phenylene group, naphthylene group, ether group, ester group or amide group, and X 5 is single-bonded. , Ether group, or ester group. Y indicates any of an ether group, an ester group, an amino group, or an amide group, and the amino group and the amide group have the number of carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a hetero atom. It may contain any of 1-12 linear, branched or cyclic hydrocarbon groups. Rf 1 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group and Rf 2 and Rf 3 are at least one fluorine atom. It is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4 a, b1, b2. , B3, b4, b5, b6, and b7 are 0.1 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b1 ≦ 0.9, 0 ≦ b2 ≦ 0.9, 0 ≦ b3 ≦ 0.9, 0 ≦ b4. ≦ 0.9, 0 ≦ b5 ≦ 0.9, 0 ≦ b6 ≦ 0.9, 0 ≦ b7 ≦ 0.9, and 0 <b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6 + b7 ≦ 0.9).
Figure 2022068178000066
Figure 2022068178000067
Figure 2022068178000068
Figure 2022068178000069
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Figure 2022068178000071
Figure 2022068178000072
Figure 2022068178000073
Figure 2022068178000074
Figure 2022068178000075
Figure 2022068178000076
Figure 2022068178000077
Figure 2022068178000078
Figure 2022068178000079
Figure 2022068178000080
Figure 2022068178000081
Figure 2022068178000082
Figure 2022068178000083
Figure 2022068178000084
Figure 2022068178000085
Figure 2022068178000086
Figure 2022068178000087
Figure 2022068178000088
Figure 2022068178000089
Figure 2022068178000090
(In the formula, R 3 , R 5 , R 7 , R 10 , R 12 , R 13 , and R 15 are the same as described above.)
前記(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aが、下記一般式(4-1)~(4-5)で示される繰り返し単位a1~a5から選ばれる1種又は2種以上を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の導電性ポリマー複合体。
Figure 2022068178000091
(式中、R16、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Rは単結合、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基であり、Yとmは前記と同じである。)
The repeating unit a in the (B) dopant polymer is characterized by containing one or more selected from the repeating units a1 to a5 represented by the following general formulas (4-1) to (4-5). The conductive polymer composite according to claim 1.
Figure 2022068178000091
(In the formula, R 16 , R 17 , R 18 , R 19 and R 20 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, R is a single bond, a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group, and Y m is the same as above.)
前記(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位bが、下記一般式(5-1)~(5-4)で示される繰り返し単位b’1~b’4から選ばれる1種又は2種以上を含むものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ポリマー複合体。
Figure 2022068178000092
(式中、R21、R22、R23およびR24は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、b‘1、b’2、b‘3、b’4は、0≦b‘1<1.0、0≦b’2<1.0、0≦b‘3<1.0、0≦b’4<1.0、0<b‘1+b’2+b‘3+b’4<1.0である。)
The repeating unit b in the (B) dopant polymer includes one or more selected from the repeating units b'1 to b'4 represented by the following general formulas (5-1) to (5-4). The conductive polymer complex according to claim 1 or 2, characterized in that it is a product.
Figure 2022068178000092
(In the formula, R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively, and b'1, b'2, b'3 and b'4 are 0≤b'1. <1.0, 0≤b'2 <1.0, 0≤b'3 <1.0, 0≤b'4 <1.0, 0 <b'1 + b'2 + b'3 + b'4 <1.0 Is.)
前記(B)ドーパントポリマーが、下記一般式(6)で示される繰り返し単位cを更に含むものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。
Figure 2022068178000093
(cは0<c<1.0である。)
The conductive polymer complex according to any one of claims 1 to 3, wherein the dopant polymer (B) further contains a repeating unit c represented by the following general formula (6).
Figure 2022068178000093
(C is 0 <c <1.0.)
前記(B)ドーパントポリマーの重量平均分子量が1,000~500,000であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。 The conductive polymer complex according to any one of claims 1 to 4, wherein the dopant polymer (B) has a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000. 前記(B)ドーパントポリマー中の繰り返し単位aの全繰り返し単位に対する共重合割合が10%~60%であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。 The conductive polymer complex according to any one of claims 1 to 5, wherein the copolymerization ratio of the repeating unit a in the dopant polymer (B) to all the repeating units is 10% to 60%. .. 前記(B)ドーパントポリマーがブロックコポリマーであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。 The conductive polymer composite according to any one of claims 1 to 6, wherein the dopant polymer (B) is a block copolymer. 前記(A)π共役系ポリマーは、ピロール、チオフェン、セレノフェン、テルロフェン、アニリン、多環式芳香族化合物、及びこれらの誘導体からなる群から選択される1種又は2種以上の前駆体モノマーを重合したものであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。 The (A) π-conjugated polymer polymerizes one or more precursor monomers selected from the group consisting of pyrrole, thiophene, selenophene, tellurophenes, aniline, polycyclic aromatic compounds, and derivatives thereof. The conductive polymer composite according to any one of claims 1 to 7, which is characterized by the above. 有機EL素子の透明電極層又は正孔注入層の形成に用いられるものであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体。 The conductive polymer complex according to any one of claims 1 to 8, which is used for forming a transparent electrode layer or a hole injection layer of an organic EL device. 請求項1から9のいずれか1項に記載の導電性ポリマー複合体によって有機EL素子中の電極層又は正孔注入層が形成されたものであることを特徴とする基板。 A substrate characterized in that an electrode layer or a hole injection layer in an organic EL device is formed by the conductive polymer composite according to any one of claims 1 to 9.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016050304A (en) * 2014-08-28 2016-04-11 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2016056348A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 信越化学工業株式会社 Conductive polymer material, and substrate
JP2017043753A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2017145323A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2018135471A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016050304A (en) * 2014-08-28 2016-04-11 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2016056348A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 信越化学工業株式会社 Conductive polymer material, and substrate
JP2017043753A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2017145323A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate
JP2018135471A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 信越化学工業株式会社 Conductive polymer composite and substrate

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