JP5880100B2 - Manufacturing method of transparent electrode - Google Patents

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Description

本発明は、透明電極の製造方法、透明電極及びそれを用いた有機EL(エレクトロルミネッセンス)、太陽電池等の有機電子デバイスに用いられる有機電子素子に関する。   The present invention relates to a method for producing a transparent electrode, a transparent electrode, and an organic electronic device used in an organic electronic device such as an organic EL (electroluminescence) or solar cell using the transparent electrode.

近年、有機EL素子や有機太陽電池といった有機電子デバイスが注目されており、このようなデバイスにおいて、透明電極は必須の構成技術となっている。
有機電子デバイスにおいては、大面積化への要望が益々高くなってきている。従来から用いられている酸化インジウムスズ(ITO)や導電性ポリマーのような透明電極の場合、電流の面均一性のため特に低い表面抵抗が必要とされる大面積用途においては、成膜コストが飛躍的に高くなるばかりか、実用上十分低い表面抵抗を得ることは非常に困難である。
In recent years, organic electronic devices such as organic EL elements and organic solar cells have attracted attention, and in such devices, transparent electrodes have become an essential constituent technology.
In organic electronic devices, there is an increasing demand for an increase in area. In the case of transparent electrodes such as indium tin oxide (ITO) and conductive polymers that have been used in the past, the film formation cost is low in large area applications that require particularly low surface resistance due to surface uniformity of current. It is extremely difficult to obtain a sufficiently low surface resistance in practical use as well as a dramatic increase.

透明性と導電性を両立するため、ITOの透明導電膜と、パターン状に形成された金属導電層を組み合わせた透明電極が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
透明導電膜と金属導電層を組み合わせた透明電極の透明性を高めるには、金属導電層パターンの微細化が必須となる。微細化された金属導電パターンを形成する手段としては、近年、印刷法により微細化された金属導電パターンをダイレクトに形成する方法が着目されている。印刷法による導電パターンの形成は工程が単純となり、低コストで実施することが可能な特長を有している。
印刷法による導電パターンの形成においては、導電パターンを形成する基板上に、金属ナノインクなどの導電体を含むインクを、パターン状に印刷し、導電パターンを形成する方法が採用される。導電パターンは高温で加熱し焼成することにより、導電性が向上する。
In order to achieve both transparency and conductivity, a transparent electrode in which an ITO transparent conductive film and a metal conductive layer formed in a pattern are combined is disclosed (for example, see Patent Document 1).
In order to increase the transparency of the transparent electrode in which the transparent conductive film and the metal conductive layer are combined, it is essential to refine the metal conductive layer pattern. As a means for forming a miniaturized metal conductive pattern, in recent years, a method of directly forming a metal conductive pattern miniaturized by a printing method has attracted attention. The formation of the conductive pattern by the printing method has a feature that the process is simple and can be performed at low cost.
In forming a conductive pattern by a printing method, a method of forming a conductive pattern by printing an ink containing a conductor such as a metal nano-ink on a substrate on which a conductive pattern is to be formed is used. The conductivity of the conductive pattern is improved by heating and baking at a high temperature.

有機電子デバイスにフレキシブル性(可撓性)を付与する場合、基板にPET等のフィルムが用いられるが、基板にダメージを与えないために、金属ナノ粒子より形成された導電性の金属細線パターンを局所加熱により焼成することは知られている。例えば、パルス光によって焼成する例が開示されて(例えば、特許文献2参照)いる。また、局所加熱により焼成した金属細線パターン上にPEDOT/PSS層を設ける例(例えば、非特許文献1参照)が記載されている。金属細線パターン上に導電性ポリマー含有層を設けることで、透明電極表面の平滑性が向上し、有機電子デバイスに用いる際において電極間の電流リークが抑えられる。   When providing flexibility (flexibility) to an organic electronic device, a film such as PET is used for the substrate, but in order not to damage the substrate, a conductive metal fine line pattern formed from metal nanoparticles is used. It is known to fire by local heating. For example, an example of firing with pulsed light is disclosed (for example, see Patent Document 2). Moreover, the example (for example, refer nonpatent literature 1) which provides a PEDOT / PSS layer on the metal fine wire pattern baked by local heating is described. By providing the conductive polymer-containing layer on the thin metal wire pattern, the smoothness of the surface of the transparent electrode is improved, and current leakage between the electrodes can be suppressed when used in an organic electronic device.

特開2006−352073号公報JP 2006-352073 A 特表2008−522369号公報Special table 2008-522369

Organic PhotoVoltaics、Open Innovation Program ECN−Holst Centre,Netherlands、Large−area,Organic & Printed Electronics Convention、June 2,2010、Ronn AndriessenOrganic PhotoVolatics, Open Innovation Program ECN-Holst Centre, Netherlands, Large-area, Organic & Printed Electronics Convention, June 2, 2010, RonneArens.

しかし、特許文献2のような局所加熱により焼成する方法は、金属細線パターン自体が非常に高温となるため、金属細線パターンと基板との界面近傍で基板がダメージを受けやすく、基板ダメージを抑制しながら導電性の向上を図ることは困難であった。特許文献2や非特許文献1には、こうした問題の示唆や解決の示唆は何らなされていない。
したがって、本発明の主な目的は、基板ダメージを抑制しながら導電性に優れた透明電極を製造することができる透明電極の製造方法を提供することである。
However, in the method of firing by local heating as in Patent Document 2, since the metal fine line pattern itself becomes very high temperature, the substrate is easily damaged near the interface between the metal fine line pattern and the substrate, and the substrate damage is suppressed. However, it was difficult to improve the conductivity. Neither Patent Document 2 nor Non-Patent Document 1 suggests such a problem or suggests a solution.
Therefore, the main object of the present invention is to provide a method for producing a transparent electrode capable of producing a transparent electrode having excellent conductivity while suppressing substrate damage.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、保護層を有する透明基板の保護層上に金属ナノ粒子の細線パターンを形成し、フラッシュ光照射で加熱焼成を行うことにより、基板ダメージ抑制と導電性向上とを両立でき、更には、π共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含む導電性ポリマー含有層と組み合わせることで、電流の面均一性と透明電極表面の平滑性が得られるだけでなく、有機電子デバイスに好適に用いるための特性である、透明電極のガスバリア性能が著しく向上するという想定外の効果をも見出し、本発明に至った。   In order to solve the above problems, the present inventor forms a fine line pattern of metal nanoparticles on a protective layer of a transparent substrate having a protective layer in the process of studying the cause of the above problem, and is fired by flash light irradiation. By performing the above, it is possible to achieve both substrate damage suppression and conductivity improvement, and further, in combination with a conductive polymer-containing layer containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, The present inventors have found an unexpected effect that not only the smoothness of the surface of the transparent electrode can be obtained but also the gas barrier performance of the transparent electrode, which is a characteristic suitable for use in an organic electronic device, is remarkably improved.

すなわち、本発明によれば、
可撓性の透明基板、保護層および導電性の金属細線パターンを有する透明電極の製造方法において、
前記透明基板の一方の面に前記保護層を形成する工程と、
前記保護層上に金属ナノ粒子により金属細線パターンを形成する工程と、
前記金属細線パターンをフラッシュ光照射により加熱焼成する工程と、を備え、
前記保護層を形成する工程では、
重合性官能基を含む多官能モノマーまたは多官能オリゴマーを含む第1の塗布液を前記透明基板上に塗布し、前記第1の塗布液を重合反応させ、有機化合物で構成したハードコート層を前記透明基板上に形成する工程と、
ポリシラザンを含む第2の塗布液を前記ハードコート層上に塗布し、200nm以下の波長成分を有する光を前記第2の塗布液に照射し、無機化合物で構成したガスバリア層を前記ハードコート層上に形成する工程と、
を有することを特徴とする透明電極の製造方法が提供される。
That is, according to the present invention,
In a method for producing a transparent electrode having a flexible transparent substrate, a protective layer, and a conductive fine metal wire pattern,
Forming the protective layer on one surface of the transparent substrate;
Forming a metal fine wire pattern with metal nanoparticles on the protective layer;
E Bei and a step of firing the flash light irradiation the fine metal wire pattern,
In the step of forming the protective layer,
A first coating liquid containing a polyfunctional monomer containing a polymerizable functional group or a polyfunctional oligomer is coated on the transparent substrate, the first coating liquid is polymerized, and a hard coat layer composed of an organic compound is Forming on a transparent substrate;
A second coating solution containing polysilazane is applied onto the hard coat layer, the second coating solution is irradiated with light having a wavelength component of 200 nm or less, and a gas barrier layer composed of an inorganic compound is formed on the hard coat layer. Forming the step,
A method for producing a transparent electrode is provided.

好ましくは、加熱焼成後の前記金属細線パターン上に、少なくともπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含む導電性ポリマー含有層を形成する工程を備えるのがよい。   Preferably, a step of forming a conductive polymer-containing layer containing at least a π-conjugated conductive polymer and a polyanion on the metal fine wire pattern after heating and firing is preferably provided.

本発明によれば、基板ダメージを抑制しながら導電性に優れた透明電極の製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transparent electrode excellent in electroconductivity can be manufactured, suppressing board | substrate damage.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" showing a numerical range is used by the meaning containing the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

本発明の好ましい実施形態にかかる透明電極は、少なくとも可撓性の透明基板、保護層および導電性の金属細線パターンを有しており、透明基板上に保護層が形成され、保護層上に金属細線パターンが形成されている。当該透明電極は好ましくは金属細線パターン上に導電性ポリマー層が形成される。
以下、透明電極の各部材の構成や特性、製造方法などについて説明する。
The transparent electrode according to a preferred embodiment of the present invention has at least a flexible transparent substrate, a protective layer, and a conductive fine metal wire pattern. The protective layer is formed on the transparent substrate, and the metal is formed on the protective layer. A fine line pattern is formed. In the transparent electrode, a conductive polymer layer is preferably formed on a fine metal wire pattern.
Hereinafter, the configuration, characteristics, manufacturing method, and the like of each member of the transparent electrode will be described.

〔透明基板〕
本発明の透明電極に用いられる透明基板は、高い光透明性を有していれば特に制限はなく、全光線透過率は、70%以上、好ましくは80%以上であることが望ましい。全光線透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。
本発明の透明基板としては、例えば、樹脂基板、樹脂フィルム、ガラス等が好適に挙げられるが、生産性の観点や軽量性と柔軟性といった性能の観点から透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。
好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム、等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜780nm)における透過率が80%以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム等の二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルムであることがより好ましい。
[Transparent substrate]
The transparent substrate used for the transparent electrode of the present invention is not particularly limited as long as it has high light transparency, and the total light transmittance is preferably 70% or more, and preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like.
As the transparent substrate of the present invention, for example, a resin substrate, a resin film, glass and the like are preferably mentioned, but it is preferable to use a transparent resin film from the viewpoint of productivity and performance such as lightness and flexibility.
There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be used preferably, About the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things. For example, polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester resin film such as modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, cyclic olefin resin, etc. Resin films, vinyl resin films such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin films, polysulfone (PSF) resin films, polyether sulfone (PES) resin films, polycarbonate (PC) resin films , Polyamide resin film, polyimide resin film, acrylic resin film, triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like. If the resin film transmittance of 80% or more in 80~780nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention. Among them, biaxial stretching of biaxially stretched polyethylene terephthalate resin film, biaxially stretched polyethylene naphthalate resin film, polyethersulfone resin film, polycarbonate resin film, etc. from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost It is preferably a polyester resin film, more preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate resin film or a biaxially stretched polyethylene naphthalate resin film.

〔保護層〕
本発明の透明電極では、透明基板の少なくとも一方の面に保護層が形成される。また透明基板上に保護層、金属細線パターンの順に積層されることが好ましい。
本発明の保護層は、局所加熱による基板ダメージを抑制するために用いられ、無機保護層であることが好ましく、有機電子デバイスに好適に用いるためには、無機保護層がガスバリア層であるのがより好ましい。
また本発明の保護層は、有機保護層と無機保護層を組み合わせてもよく、フィルムに充分な耐久性、耐衝撃性および平滑性を付与する観点から、有機保護層はハードコート層であるのが好ましい。保護層の形成順としては、透明基板、有機保護層、無機保護層の順に形成するのが好ましい。
[Protective layer]
In the transparent electrode of the present invention, a protective layer is formed on at least one surface of the transparent substrate. Moreover, it is preferable to laminate | stack in order of a protective layer and a metal fine wire pattern on a transparent substrate.
The protective layer of the present invention is used to suppress substrate damage due to local heating, and is preferably an inorganic protective layer. In order to be suitably used for an organic electronic device, the inorganic protective layer is a gas barrier layer. More preferred.
The protective layer of the present invention may be a combination of an organic protective layer and an inorganic protective layer. From the viewpoint of imparting sufficient durability, impact resistance and smoothness to the film, the organic protective layer is a hard coat layer. Is preferred. The protective layer is preferably formed in the order of the transparent substrate, the organic protective layer, and the inorganic protective layer.

(1)ガスバリア層
本発明におけるガスバリア層およびその形成方法としては特に制限はなく、シリカ等の無機化合物による膜を真空蒸着やCVD法により形成することができる。また、ポリシラザン化合物を含有する塗布液を塗布乾燥後、酸素及び水蒸気を含む窒素雰囲気下で紫外線照射により酸化処理し、ガスバリア層を形成してもよく、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
ポリシラザン化合物の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
本発明で用いられる「ポリシラザン」とは、珪素−窒素結合を持つポリマーで、Si−N、Si−H、N−H等からなるSiO、Siおよび両方の中間固溶体SiOxNy等のセラミック前駆体無機ポリマーである。
樹脂フィルム基板を損なわないようにするには、特開平8−112879号公報に記載されているように比較的低温でセラミック化してシリカに変性するものがよく、下記一般式(1)で表されるものを好ましく用いることができる。
(1) Gas barrier layer There is no restriction | limiting in particular as a gas barrier layer and its formation method in this invention, The film | membrane by inorganic compounds, such as a silica, can be formed by vacuum evaporation or CVD method. Further, after coating and drying a coating liquid containing a polysilazane compound, a gas barrier layer may be formed by oxidation treatment by ultraviolet irradiation in a nitrogen atmosphere containing oxygen and water vapor, and an inorganic or organic coating or a hybrid coating of both. May be formed.
Any appropriate method can be adopted as a method for applying the polysilazane compound. Specific examples include a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, an ink jet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method.
The “polysilazane” used in the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and is composed of Si—N, Si—H, N—H or the like, such as SiO 2 , Si 3 N 4, or an intermediate solid solution SiOxNy or the like. It is a precursor inorganic polymer.
In order not to damage the resin film substrate, it is preferable that the resin film substrate is ceramicized at a relatively low temperature and modified to silica as described in JP-A-8-112879, and is represented by the following general formula (1). What can be preferably used.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

一般式(1)中、R、R、Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基を表す。パーヒドロポリシラザンは、R、R、Rの全てが水素原子であり、オルガノポリシラザンは、R、R、Rのいずれかがアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基である。得られるバリア膜としての緻密性から、R、R、Rの全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。
一方、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より(平均)膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択してよく、混合して使用することもできる。
In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group or an alkoxy group. In perhydropolysilazane, all of R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen atoms, and in organopolysilazane, any of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, aryl group, An alkylsilyl group, an alkylamino group or an alkoxy group; Perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen atoms is particularly preferred because of the denseness of the resulting barrier film.
On the other hand, organopolysilazane in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like has an alkyl group such as a methyl group, so that the adhesion to the base substrate is improved and the ceramic made of polysilazane which is hard and brittle The film can be toughened, and there is an advantage that the occurrence of cracks can be suppressed even when the (average) film thickness is increased. These perhydropolysilazane and organopolysilazane may be appropriately selected according to the application, and may be used in combination.

また、塗布された膜は溶媒が除去された均一な乾燥膜を得る上で、アニールする態様が好ましい。アニール温度は、好ましくは60℃〜200℃、更に好ましくは70℃〜160℃である。アニール時間は、好ましくは5秒〜24時間程度、更に好ましくは10秒〜2時間程度である。
尚、アニールは、一定温度で行ってもよく、段階的に温度を変化させてもよく、連続的に温度を変化(昇温および/または降温)させてもよい。アニールの際には、反応を安定化するために湿度を調節することが好ましく、通常30%RHから90%RH、より好ましくは40%RHから80%RHである。
The coated film is preferably annealed to obtain a uniform dry film from which the solvent has been removed. The annealing temperature is preferably 60 ° C to 200 ° C, more preferably 70 ° C to 160 ° C. The annealing time is preferably about 5 seconds to 24 hours, more preferably about 10 seconds to 2 hours.
The annealing may be performed at a constant temperature, the temperature may be changed stepwise, or the temperature may be continuously changed (temperature increase and / or temperature decrease). During annealing, it is preferable to adjust the humidity in order to stabilize the reaction, and is usually 30% RH to 90% RH, more preferably 40% RH to 80% RH.

ポリシラザンの酸化処理としては、水蒸気酸化および/または加熱処理(乾燥処理を含む)、紫外線照射による処理等が知られており、好ましく用いられるのは紫外線照射処理である。酸素の存在下で紫外光を照射することで活性酸素やオゾンが発生し、酸化反応をより進行させることができる。
更に反応性オゾンの不足分を光照射部とは異なる部分で、放電法などの公知の方法により酸素からオゾンを生成し、紫外線照射部に導入しても良い。
このときに照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、紫外光の波長は100nm〜450nmが好ましく、150nm〜300nm程度の紫外光を照射することがより好ましい。
光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、Xeエキシマーランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザーなどを用いることができる。ランプの出力としては400W〜30kW、照度としては100mW/cm〜100kW/cm、照射エネルギーとしては10mJ/cm〜5000mJ/cmが好ましく、100mJ/cm〜2000mJ/cmがより好ましい。また、紫外線照射の際の照度は1mW/cm〜10W/cmが好ましい。ポリシラザン塗布膜に酸化性ガス雰囲気下で紫外線を照射することにより、ポリシラザンが高密度の珪素酸化物膜、すなわち高密度シリカ膜に転化するが、該シリカ膜の膜厚や密度は紫外線の強度、照射時間、波長(光のエネルギー密度)により制御が可能であり、所望の膜構造を得るためにランプの種類を使い分ける等、適宜選択することが可能である。また、連続的に照射するだけでなく複数回の照射を行ってもよく、複数回の照射が短時間ないわゆるパルス照射で有っても良い。
その中でもよりフォトンエネルギーが大きい200nm以下の波長成分を有する真空紫外線照射によって処理することが好ましい。エネルギーが小さいとポリシラザンの効果が不十分となりバリア性が低くなる為である。これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
As the oxidation treatment of polysilazane, steam oxidation and / or heat treatment (including drying treatment), treatment by ultraviolet irradiation, and the like are known, and ultraviolet irradiation treatment is preferably used. By irradiating ultraviolet light in the presence of oxygen, active oxygen and ozone are generated, and the oxidation reaction can be further advanced.
Further, ozone may be generated from oxygen by a known method such as a discharge method at a portion different from the light irradiation portion for the shortage of reactive ozone, and introduced into the ultraviolet irradiation portion.
The wavelength of the ultraviolet light irradiated at this time is not particularly limited, but the wavelength of the ultraviolet light is preferably 100 nm to 450 nm, and more preferably irradiated with ultraviolet light of about 150 nm to 300 nm.
As the light source, a low-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a Xe excimer lamp, a metal halide lamp, an excimer laser, or the like can be used. As the output of the lamp 400W~30kW, more preferably preferably 10mJ / cm 2 ~5000mJ / cm 2 , 100mJ / cm 2 ~2000mJ / cm 2 as 100mW / cm 2 ~100kW / cm 2 , irradiation energy as illuminance . Moreover, the illuminance at the time of ultraviolet irradiation is preferably 1 mW / cm 2 to 10 W / cm 2 . By irradiating the polysilazane coating film with ultraviolet rays in an oxidizing gas atmosphere, the polysilazane is converted into a high-density silicon oxide film, that is, a high-density silica film. Control is possible by irradiation time and wavelength (energy density of light), and it is possible to select appropriately such as properly using different types of lamps in order to obtain a desired film structure. In addition to continuous irradiation, multiple irradiations may be performed, and multiple irradiations may be so-called pulse irradiation in a short time.
Among these, it is preferable to perform the treatment by irradiation with vacuum ultraviolet rays having a wavelength component of 200 nm or less having a higher photon energy. This is because if the energy is small, the effect of polysilazane is insufficient and the barrier property is lowered. As a vacuum ultraviolet light source required for this, a rare gas excimer lamp is preferably used.

また、紫外線照射と同時に該塗膜を加熱することも、反応(酸化反応、転化処理ともいう)を促進するために好ましく用いられる。加熱の方法は、ヒートブロック等の発熱体に基板を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、IRヒーターの様な赤外領域の光を用いた方法等が挙げられるが、特に限定はされない。塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択してよい。
加熱する温度としては、50℃〜200℃の範囲が好ましく、更に好ましくは80℃〜150℃の範囲であり、加熱時間としては1秒〜10時間の範囲が好ましく、更に好ましくは10秒〜1時間の範囲で加熱することである。
In addition, heating the coating film simultaneously with ultraviolet irradiation is also preferably used to promote a reaction (also referred to as an oxidation reaction or a conversion treatment). The heating method is such that the substrate is brought into contact with a heating element such as a heat block, the coating film is heated by heat conduction, the atmosphere is heated by an external heater such as a resistance wire, and infrared light such as an IR heater is applied. Although the method used etc. are mentioned, it does not specifically limit. You may select suitably the method which can maintain the smoothness of a coating film.
As temperature to heat, the range of 50 to 200 degreeC is preferable, More preferably, it is the range of 80 to 150 degreeC, As a heating time, the range of 1 second-10 hours is preferable, More preferably, it is 10 seconds-1 Heating for a range of time.

本発明のガスバリア層としては1層でもよく、2層、3層積層することが好ましいが、4層以上積層しても良い。またガスバリア層の間に応力緩和層を挟んでもよい。
単層の場合でも積層した場合でも1つのガスバリア層の膜厚は、30nm〜1000nmが好ましく、更に好ましくは30nm〜500nm、特には90nm〜500nmである。30nm以上とすると膜厚均一性が良好となり、ガスバリア性能に優れる。1000nm以下にすると、屈曲によるクラックが急激に入ることが極めて少なくなり、成膜時の内部応力の増大をとどめて、欠陥の生成を防止する。
As the gas barrier layer of the present invention, one layer may be used, and two layers or three layers are preferably stacked, but four or more layers may be stacked. A stress relaxation layer may be sandwiched between the gas barrier layers.
In the case of a single layer or stacked layers, the thickness of one gas barrier layer is preferably 30 nm to 1000 nm, more preferably 30 nm to 500 nm, particularly 90 nm to 500 nm. When it is 30 nm or more, the film thickness uniformity is good and the gas barrier performance is excellent. When the thickness is 1000 nm or less, cracks due to bending rapidly become extremely small, and an increase in internal stress during film formation is suppressed to prevent generation of defects.

本発明におけるガスバリア層のガスバリア性としては、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下であることが好ましく、さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3ml/m・24h・atm以下(1atmは、1.01325×10Paである)、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下であることが好ましい。 As the gas barrier property of the gas barrier layer in the present invention, the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a method according to JIS K 7129-1992 is 1 × 10. −3 g / (m 2 · 24 h) or less, and further, the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is 1 × 10 −3 ml / m 2 · 24 h ·. Atm or less (1 atm is 1.01325 × 10 5 Pa), water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is 1 × 10 −3 g / (m 2 -It is preferable that it is 24h or less.

(2)ハードコート層
ハードコート層の膜厚は、通常0.5μm〜50μm程度とし、好ましくは1μm〜20μm、さらに好ましくは2μm〜10μm、最も好ましくは3μm〜7μmである。
また、ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
さらに、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
(2) Hard coat layer The film thickness of the hard coat layer is usually about 0.5 μm to 50 μm, preferably 1 μm to 20 μm, more preferably 2 μm to 10 μm, and most preferably 3 μm to 7 μm.
Further, the strength of the hard coat layer is preferably H or more, more preferably 2H or more, and most preferably 3H or more in a pencil hardness test according to JIS K5400.
Furthermore, in the Taber test according to JIS K5400, the smaller the wear amount of the test piece before and after the test, the better.

ハードコート層は、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、または、重合反応により形成されることが好ましい。例えば、電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物を透明支持体上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、または、重合反応させることにより形成することができる。
電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。
光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
The hard coat layer is preferably formed by a crosslinking reaction or a polymerization reaction of an ionizing radiation curable compound. For example, it can be formed by applying a coating composition containing an ionizing radiation-curable polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer on a transparent support and subjecting the polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer to a crosslinking reaction or a polymerization reaction. it can.
The functional group of the ionizing radiation curable polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer is preferably a light, electron beam, or radiation polymerizable group, and among them, a photopolymerizable functional group is preferable.
Examples of the photopolymerizable functional group include unsaturated polymerizable functional groups such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group. Among them, a (meth) acryloyl group is preferable.

光重合性官能基を有する光重合性多官能モノマーの具体例としては、ネオペンチルグリコールアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;2,2−ビス{4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン、2−2−ビス{4−(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル}プロパン等のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類;等を挙げることができる。
さらにはエポキシ(メタ)アクリレート類、ウレタン(メタ)アクリレート類、ポリエステル(メタ)アクリレート類も、光重合性多官能モノマーとして、好ましく用いられる。
中でも、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類が好ましい。さらに好ましくは、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーが好ましい。具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、1,2,4−シクロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールトリアクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールペンタアクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、(ジ)ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサトリアクリレート等が挙げられる。本明細書において、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリロイル」は、それぞれ「アクリレートまたはメタクリレート」、「アクリル酸またはメタクリル酸」、「アクリロイルまたはメタクリロイル」を表す。
多官能モノマーは、二種類以上を併用してもよい。
Specific examples of the photopolymerizable polyfunctional monomer having a photopolymerizable functional group include (meth) alkylene glycols such as neopentyl glycol acrylate, 1,6-hexanediol (meth) acrylate, and propylene glycol di (meth) acrylate. Acrylic acid diesters; (Meth) acrylic acid of polyoxyalkylene glycols such as triethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate Diesters; (meth) acrylic acid diesters of polyhydric alcohols such as pentaerythritol di (meth) acrylate; 2,2-bis {4- (acryloxy-diethoxy) phenyl} propane, 2--2-bi {4- (acryloxy · polypropoxy) phenyl} ethylene or propylene oxide adduct (meth) acrylic acid diesters such as propane; and the like.
Furthermore, epoxy (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates, and polyester (meth) acrylates are also preferably used as the photopolymerizable polyfunctional monomer.
Among these, esters of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid are preferable. More preferably, a polyfunctional monomer having 3 or more (meth) acryloyl groups in one molecule is preferable. Specifically, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, 1,2,4-cyclohexanetetra (meth) acrylate, pentaglycerol triacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, penta Erythritol tri (meth) acrylate, (di) pentaerythritol triacrylate, (di) pentaerythritol pentaacrylate, (di) pentaerythritol tetra (meth) acrylate, (di) pentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol triacrylate , Tripentaerythritol hexatriacrylate and the like. In the present specification, “(meth) acrylate”, “(meth) acrylic acid”, and “(meth) acryloyl” represent “acrylate or methacrylate”, “acrylic acid or methacrylic acid”, and “acryloyl or methacryloyl”, respectively. .
Two or more polyfunctional monomers may be used in combination.

光重合性多官能モノマーの重合反応には、光重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤が好ましく、特に好ましいのは光ラジカル重合開始剤である。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイドおよびチオキサントン類等が挙げられる。
市販の光ラジカル重合開始剤としては、日本化薬(株)製のKAYACURE(DETX−S,BP−100,BDMK,CTX,BMS,2−EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC,MCAなど)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製のイルガキュア(651,184,500,907,369,1173,2959,4265,4263など)、サートマー社製のEsacure(KIP100F,KB1,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP150,TZT)等が挙げられる。
特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、「最新UV硬化技術」,(株)技術情報協会,1991年,p.159に記載されている。市販の光開裂型の光ラジカル重合開始剤としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製のイルガキュア(651,184,907)等が挙げられる。
光重合開始剤は、多官能モノマー100質量部に対して、0.1〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは1〜10質量部の範囲である。
光重合開始剤に加えて、光増感剤を用いてもよい。光増感剤の具体例として、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、ミヒラーのケトンおよびチオキサントンを挙げることができる。市販の光増感剤としては、日本化薬(株)製のKAYACURE(DMBI,EPA)などが挙げられる。
光重合反応は、ハードコート層の塗布および乾燥後、紫外線照射により行うことが好ましい。
It is preferable to use a photopolymerization initiator for the polymerization reaction of the photopolymerizable polyfunctional monomer. As the photopolymerization initiator, a photoradical polymerization initiator and a photocationic polymerization initiator are preferable, and a photoradical polymerization initiator is particularly preferable.
Examples of the photo radical polymerization initiator include acetophenones, benzophenones, Michler's benzoylbenzoate, α-amyloxime ester, tetramethylthiuram monosulfide, and thioxanthones.
Commercially available radical photopolymerization initiators include KAYACURE (DETX-S, BP-100, BDKM, CTX, BMS, 2-EAQ, ABQ, CPTX, EPD, ITX, QTX, BTC, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. MCA, etc.), Irgacure (651, 184, 500, 907, 369, 1173, 2959, 4265, 4263, etc.) manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Esacure (KIP100F, KB1, EB3, BP, X33, KT046) manufactured by Sartomer , KT37, KIP150, TZT) and the like.
In particular, photocleavable photoradical polymerization initiators are preferred. The photocleavable photoradical polymerization initiator is described in “Latest UV Curing Technology”, Technical Information Association, 1991, p. 159. Examples of commercially available photocleavable photoradical polymerization initiators include Irgacure (651, 184, 907) manufactured by Ciba Specialty Chemicals.
It is preferable to use a photoinitiator in the range of 0.1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of polyfunctional monomers, More preferably, it is the range of 1-10 mass parts.
In addition to the photopolymerization initiator, a photosensitizer may be used. Specific examples of the photosensitizer include n-butylamine, triethylamine, tri-n-butylphosphine, Michler's ketone and thioxanthone. Examples of commercially available photosensitizers include KAYACURE (DMBI, EPA) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
The photopolymerization reaction is preferably performed by ultraviolet irradiation after the hard coat layer is applied and dried.

〔金属細線パターン〕
本発明の金属細線パターンは、金属ナノ粒子より形成される。金属ナノ粒子の金属材料は、導電性に優れていれば特に制限はなく、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム等の金属の他に合金でもよいが、導電性及び安定性の観点から銀であることが好ましい。
ここで、金属ナノ粒子の平均粒径は1nm以上100nm以下であることが好ましく、1nm以上50nm以下であることがより好ましく、1nm以上30nm以下であることがより好ましい。
本発明における金属ナノ粒子の平均粒径は、金属ナノ粒子の電子顕微鏡観察から、円形、楕円形又は実質的に円形若しくは楕円形として観察できる金属ナノ粒子をランダムに200個以上観察し、各金属ナノ粒子の粒径を求め、その数平均値を求めることにより得られる。ここで、本発明に係る平均粒径とは、円形、楕円形又は実質的に円形若しくは楕円形として観察できる金属ナノ粒子の外縁を2本の平行線で挟んだ距離の内最小の距離を指す。なお、平均粒径を測定する際、明らかに金属ナノ粒子の側面などを表しているものは測定しない。
[Metallic fine wire pattern]
The fine metal wire pattern of the present invention is formed from metal nanoparticles. The metal material of the metal nanoparticles is not particularly limited as long as it has excellent conductivity. For example, an alloy other than a metal such as gold, silver, copper, iron, nickel, and chromium may be used. Silver is preferred from the viewpoint.
Here, the average particle size of the metal nanoparticles is preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 1 nm to 50 nm, and even more preferably 1 nm to 30 nm.
The average particle diameter of the metal nanoparticles in the present invention is determined by observing 200 or more metal nanoparticles that can be observed as a circle, an ellipse, or a substantially circle or ellipse at random from an electron microscope observation of the metal nanoparticles. It is obtained by determining the particle size of the nanoparticles and determining the number average value thereof. Here, the average particle diameter according to the present invention refers to the minimum distance among the distances between the outer edges of the metal nanoparticles that can be observed as a circle, an ellipse, or a substantially circle or ellipse, between two parallel lines. . When measuring the average particle diameter, the ones that clearly represent the side surfaces of the metal nanoparticles are not measured.

本発明における金属細線パターンのパターン形状には特に制限はなく、例えば、パターン形状がストライプ状、あるいはメッシュ状であってもよいが、開口率は透明性の観点から80%以上であることが好ましい。開口率とは、透光性を有する導電部が全体に占める割合である。例えば、光不透過の金属細線パターンがストライプ状であるとき、線幅100μm、線間隔1mmのストライプ状パターンの開口率は、およそ90%である。パターンの線幅は、10〜200μmが好ましい。細線の線幅が10μm以上だと、所望の導電性が得られ、また200μm以下だと、透明電極として十分な透明性が得られる。細線の高さは、0.1〜5μmが好ましい。細線の高さが0.1μm以上だと所望の導電性が得られ、また5μm以下では、有機電子素子の形成において、その凹凸差が機能層の膜厚分布に影響を与えない範囲である。
導電部がストライプ状またはメッシュ状の電極を形成する方法としては、金属ナノ粒子を含有するインクを所望の形状に印刷する方法が好ましい。印刷方法としては特に制限はなく、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷法により所望の形状に印刷し形成できる。
The pattern shape of the metal fine line pattern in the present invention is not particularly limited. For example, the pattern shape may be a stripe shape or a mesh shape, but the aperture ratio is preferably 80% or more from the viewpoint of transparency. . An aperture ratio is the ratio which the electroconductive part which has translucency accounts to the whole. For example, when the light-impermeable metal fine line pattern has a stripe shape, the aperture ratio of the stripe pattern having a line width of 100 μm and a line interval of 1 mm is about 90%. The line width of the pattern is preferably 10 to 200 μm. When the line width of the thin wire is 10 μm or more, desired conductivity is obtained, and when it is 200 μm or less, sufficient transparency as a transparent electrode is obtained. The height of the fine wire is preferably 0.1 to 5 μm. If the height of the fine wire is 0.1 μm or more, desired conductivity is obtained, and if it is 5 μm or less, the unevenness difference does not affect the film thickness distribution of the functional layer in the formation of the organic electronic element.
As a method of forming an electrode having a conductive portion having a stripe shape or a mesh shape, a method of printing an ink containing metal nanoparticles in a desired shape is preferable. There is no restriction | limiting in particular as a printing method, It can print and form in a desired shape with well-known printing methods, such as gravure printing, flexographic printing, offset printing, screen printing, and inkjet printing.

〔導電性ポリマー含有層〕
本発明に係る導電性ポリマー含有層は、少なくとも、π共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含む導電性ポリマーから形成される。
導電性ポリマー含有層の乾燥膜厚は、30〜2000nmであることが好ましい。導電性の点から、100nm以上であることがより好ましく、電極の表面平滑性の点から、300nm以上であることがさらに好ましい。また、透明性の点から、1000nm以下であることがより好ましく、800nm以下であることがさらに好ましい。
導電性ポリマー含有層の塗布は、前述のグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の印刷方法に加えて、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、インクジェット法等の塗布法を用いることができる。
[Conductive polymer-containing layer]
The conductive polymer-containing layer according to the present invention is formed from a conductive polymer containing at least a π-conjugated conductive polymer and a polyanion.
The dry film thickness of the conductive polymer-containing layer is preferably 30 to 2000 nm. From the viewpoint of conductivity, the thickness is more preferably 100 nm or more, and from the viewpoint of the surface smoothness of the electrode, it is more preferably 300 nm or more. Further, from the viewpoint of transparency, the thickness is more preferably 1000 nm or less, and further preferably 800 nm or less.
In addition to the above-described printing methods such as gravure printing, flexographic printing, and screen printing, the conductive polymer-containing layer is applied in roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, casting, and die coating. Coating methods such as a method, a blade coating method, a bar coating method, a gravure coating method, a curtain coating method, a spray coating method, a doctor coating method, and an ink jet method can be used.

(1)導電性ポリマー
本発明に係る導電性ポリマーは、π共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含んでなる。こうした導電性ポリマーは、後述するπ共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と後述のポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造できる。
(1) Conductive polymer The conductive polymer according to the present invention comprises a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer described later in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a poly anion described later. .

(1.1)π共役系導電性高分子
本発明に用いるπ共役系導電性高分子としては、特に限定されず、ポリチオフェン(基本のポリチオフェンを含む、以下同様)類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類、の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。中でも、導電性、透明性、安定性等の観点、及び、金属ナノ粒子への吸着のしやすさから、ポリチオフェン類やポリアニリン類が好ましい。ポリエチレンジオキシチオフェンが最も好ましい。
(1.1) π-conjugated conductive polymer The π-conjugated conductive polymer used in the present invention is not particularly limited, and includes polythiophenes (including basic polythiophene, the same shall apply hereinafter), polypyrroles, and polyindoles. A chain conductive polymer of polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes, polyfurans, polyparaphenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, polythiazils Can be used. Of these, polythiophenes and polyanilines are preferred from the viewpoints of conductivity, transparency, stability, and the like, and ease of adsorption to metal nanoparticles. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.

(1.1.1)π共役系導電性高分子前駆体モノマー
π共役系導電性高分子の形成に用いられる前駆体モノマーは、分子内にπ共役系を有し、適切な酸化剤の作用によって高分子化した際にもその主鎖にπ共役系が形成されるものである。例えば、ピロール類及びその誘導体、チオフェン類及びその誘導体、アニリン類及びその誘導体等が挙げられる。
前駆体モノマーの具体例としては、ピロール、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−n−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−オクチルピロール、3−デシルピロール、3−ドデシルピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジブチルピロール、3−カルボキシルピロール、3−メチル−4−カルボキシルピロール、3−メチル−4−カルボキシエチルピロール、3−メチル−4−カルボキシブチルピロール、3−ヒドロキシピロール、3−メトキシピロール、3−エトキシピロール、3−ブトキシピロール、3−ヘキシルオキシピロール、3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール、チオフェン、3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、3−プロピルチオフェン、3−ブチルチオフェン、3−ヘキシルチオフェン、3−ヘプチルチオフェン、3−オクチルチオフェン、3−デシルチオフェン、3−ドデシルチオフェン、3−オクタデシルチオフェン、3−ブロモチオフェン、3−クロロチオフェン、3−ヨードチオフェン、3−シアノチオフェン、3−フェニルチオフェン、3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジブチルチオフェン、3−ヒドロキシチオフェン、3−メトキシチオフェン、3−エトキシチオフェン、3−ブトキシチオフェン、3−ヘキシルオキシチオフェン、3−ヘプチルオキシチオフェン、3−オクチルオキシチオフェン、3−デシルオキシチオフェン、3−ドデシルオキシチオフェン、3−オクタデシルオキシチオフェン、3,4−ジヒドロキシチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェン、3,4−ジエトキシチオフェン、3,4−ジプロポキシチオフェン、3,4−ジブトキシチオフェン、3,4−ジヘキシルオキシチオフェン、3,4−ジヘプチルオキシチオフェン、3,4−ジオクチルオキシチオフェン、3,4−ジデシルオキシチオフェン、3,4−ジドデシルオキシチオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェン、3,4−プロピレンジオキシチオフェン、3,4−ブテンジオキシチオフェン、3−メチル−4−メトキシチオフェン、3−メチル−4−エトキシチオフェン、3−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン、3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン、アニリン、2−メチルアニリン、3−イソブチルアニリン、2−アニリンスルホン酸、3−アニリンスルホン酸等が挙げられる。
(1.1.1) π-Conjugated Conductive Polymer Precursor Monomer The precursor monomer used to form the π-conjugated conductive polymer has a π-conjugated system in the molecule and acts as an appropriate oxidizing agent. Even when the polymer is polymerized by π, a π-conjugated system is formed in the main chain. Examples thereof include pyrroles and derivatives thereof, thiophenes and derivatives thereof, anilines and derivatives thereof, and the like.
Specific examples of the precursor monomer include pyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3, 4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole, 3-methyl-4-carboxybutylpyrrole, 3-hydroxypyrrole 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-butoxypyrrole, 3-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4-hexyloxypyrrole, thiophene, 3-methylthiophene, 3-ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3 -Butylthiophene, 3-hexylchi Phen, 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-decylthiophene, 3-dodecylthiophene, 3-octadecylthiophene, 3-bromothiophene, 3-chlorothiophene, 3-iodothiophene, 3-cyanothiophene, 3-phenyl Thiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-dibutylthiophene, 3-hydroxythiophene, 3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3-butoxythiophene, 3-hexyloxythiophene, 3-heptyloxythiophene, 3- Octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, 3-dodecyloxythiophene, 3-octadecyloxythiophene, 3,4-dihydroxythiophene, 3,4-dimethoxythiophene, 3,4-diethoxythiol 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxythiophene, 3,4-dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxy Thiophene, 3,4-didodecyloxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-propylenedioxythiophene, 3,4-butenedioxythiophene, 3-methyl-4-methoxythiophene, 3-methyl -4-ethoxythiophene, 3-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxyethylthiophene, 3-methyl-4-carboxybutylthiophene, aniline, 2-methylaniline, 3-isobutyl Aniline, 2-aniline sulfonic acid, 3-aniline A sulfonic acid etc. are mentioned.

(1.2)ポリ陰イオン
本発明に用いられるポリ陰イオンは、遊離酸状態の酸性ポリマーであり、アニオン基を有するモノマーの重合体、あるいはアニオン基を有するモノマーとアニオン基を有しないモノマーとの共重合体である。遊離酸は、一部が中和された塩の形をとっていてもよい。置換もしくは未置換のポリアルキレン、置換もしくは未置換のポリアルケニレン、置換もしくは未置換のポリイミド、置換もしくは未置換のポリアミド、置換もしくは未置換のポリエステル及びこれらの共重合体であって、少なくともアニオン基を含むものである。
このポリ陰イオンは、π共役系導電性高分子を溶媒に可溶化させる可溶化高分子である。また、ポリ陰イオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性と耐熱性を向上させる。
ポリ陰イオンのアニオン基としては、π共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシ基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシ基がより好ましい。
(1.2) Poly anion The poly anion used in the present invention is an acidic polymer in a free acid state, a polymer of a monomer having an anionic group, or a monomer having an anionic group and a monomer having no anionic group. It is a copolymer. The free acid may be in the form of a partially neutralized salt. A substituted or unsubstituted polyalkylene, a substituted or unsubstituted polyalkenylene, a substituted or unsubstituted polyimide, a substituted or unsubstituted polyamide, a substituted or unsubstituted polyester, and a copolymer thereof, at least having an anionic group Is included.
This poly anion is a solubilized polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent. The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion may be any functional group capable of causing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among them, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate ester Group, monosubstituted phosphate group, phosphate group, carboxy group, sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxy group are more preferable.

ポリ陰イオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
また、化合物内にさらにF(フッ素原子)を有するポリ陰イオンであってもよい。具体的には、パーフルオロスルホン酸基を含有するナフィオン(Dupont社製)、カルボン酸基を含有するパーフルオロ型ビニルエーテルからなるフレミオン(旭硝子社製)等を挙げることができる。
これらのうち、スルホン酸を有する化合物であると、導電性ポリマー含有層を塗布、乾燥することによって形成した後に、100〜120℃で5分以上の加熱乾燥処理を施してもよい。これにより架橋反応が促進するため、塗布膜の洗浄耐性や溶媒耐性が著しく向上することから、好ましい。
さらに、これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリ陰イオンは、水酸基含有非導電性ポリマーとの相溶性が高く、また、得られる導電性ポリマーの導電性をより高くできる。
Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, poly Isoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid, polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid, etc. Can be mentioned. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Further, it may be a poly anion further having F (fluorine atom) in the compound. Specifically, Nafion (made by Dupont) containing a perfluorosulfonic acid group, Flemion (made by Asahi Glass Co., Ltd.) made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group, and the like can be mentioned.
Among these, the compound having a sulfonic acid may be formed by applying and drying the conductive polymer-containing layer, and then subjected to a heat drying treatment at 100 to 120 ° C. for 5 minutes or more. This promotes the crosslinking reaction, which is preferable since the washing resistance and solvent resistance of the coating film are remarkably improved.
Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These poly anions have high compatibility with the hydroxyl group-containing non-conductive polymer, and can further increase the conductivity of the obtained conductive polymer.

ポリ陰イオンの重合度は、モノマー単位が10〜100000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10000個の範囲がより好ましい。   The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.

ポリ陰イオンの製造方法としては、例えば、酸を用いてアニオン基を有さないポリマーにアニオン基を直接導入する方法、アニオン基を有しないポリマーをスルホ化剤によりスルホン酸化する方法、アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法が挙げられる。
アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法は、溶媒中、アニオン基含有重合性モノマーを、酸化剤及び/または重合触媒の存在下で、酸化重合またはラジカル重合によって製造する方法が挙げられる。具体的には、所定量のアニオン基含有重合性モノマーを溶媒に溶解させ、これを一定温度に保ち、それに予め溶媒に所定量の酸化剤及び/または重合触媒を溶解した溶液を添加し、所定時間で反応させる。その反応により得られたポリマーは溶媒によって一定の濃度に調整される。この製造方法において、アニオン基含有重合性モノマーにアニオン基を有さない重合性モノマーを共重合させてもよい。
アニオン基含有重合性モノマーの重合に際して使用する酸化剤及び酸化触媒、溶媒は、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを重合する際に使用するものと同様である。
得られたポリマーがポリ陰イオン塩である場合には、ポリ陰イオン酸に変質させることが好ましい。アニオン酸に変質させる方法としては、イオン交換樹脂を用いたイオン交換法、透析法、限外ろ過法等が挙げられ、これらの中でも、作業が容易な点から限外ろ過法が好ましい。
Examples of the method for producing a polyanion include a method of directly introducing an anionic group into a polymer having no anionic group using an acid, a method of sulfonating a polymer having no anionic group with a sulfonating agent, and an anionic group containing The method of manufacturing by superposition | polymerization of a polymerizable monomer is mentioned.
Examples of the method for producing an anionic group-containing polymerizable monomer by polymerization include a method for producing an anionic group-containing polymerizable monomer in a solvent by oxidative polymerization or radical polymerization in the presence of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst. Specifically, a predetermined amount of the anionic group-containing polymerizable monomer is dissolved in a solvent, kept at a constant temperature, and a solution in which a predetermined amount of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst is dissolved in the solvent is added to the predetermined amount. React with time. The polymer obtained by the reaction is adjusted to a certain concentration by the solvent. In this production method, an anionic group-containing polymerizable monomer may be copolymerized with a polymerizable monomer having no anionic group.
The oxidizing agent, oxidation catalyst, and solvent used in the polymerization of the anionic group-containing polymerizable monomer are the same as those used in the polymerization of the precursor monomer that forms the π-conjugated conductive polymer.
When the obtained polymer is a polyanionic salt, it is preferably transformed into a polyanionic acid. Examples of the method for converting to an anionic acid include an ion exchange method using an ion exchange resin, a dialysis method, an ultrafiltration method, and the like. Among these, the ultrafiltration method is preferable from the viewpoint of easy work.

導電性ポリマーに含まれるπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンの比率、「π共役系導電性高分子」:「ポリ陰イオン」は質量比で1:1〜1:20が好ましい。導電性、分散性の観点からより好ましくは1:2〜1:10の範囲である。
π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーをポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合して、本発明に係る導電性ポリマーを得る際に使用される酸化剤は、例えばJ.Am.Soc.,85、454(1963)に記載されるピロールの酸化重合に適する、いずれかの酸化剤である。実際的な理由のために、安価でかつ取扱い易い酸化剤、例えば鉄(III)塩、例えばFeCl、Fe(ClO、有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩、または過酸化水素、重クロム酸カリウム、過硫酸アルカリ(例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム)またはアンモニウム、過ホウ酸アルカリ、過マンガン酸カリウム及び銅塩例えば四フッ化ホウ酸銅を用いることが好ましい。加えて、酸化剤として随時触媒量の金属イオン例えば鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン及びバナジウムイオンの存在下における空気及び酸素も使用することができる。過硫酸塩並びに有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の使用が腐食性でないために大きな応用上の利点を有する。
有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の例としては、炭素数1〜20のアルカノールの硫酸半エステルの鉄(III)塩、例えばラウリル硫酸;炭素数1〜20のアルキルスルホン酸、例えばメタンまたはドデカンスルホン酸;脂肪族炭素数1〜20のカルボン酸、例えば2−エチルヘキシルカルボン酸;脂肪族パーフルオロカルボン酸、例えばトリフルオロ酢酸及びパーフルオロオクタノン酸;脂肪族ジカルボン酸、例えばシュウ酸並びに殊に芳香族の、随時炭素数1〜20のアルキル置換されたスルホン酸、例えばベンゼセンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のFe(III)塩が挙げられる。さらに公知の酸化触媒を用いて酸化重合を行うことができる。
こうした導電性ポリマーは、市販の材料も好ましく利用できる。例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT−PSSと略す)が、H.C.Starck社からCleviosシリーズとして、Aldrich社からPEDOT−PSSの483095、560596として、Nagase Chemtex社からDenatronシリーズとして市販されている。また、ポリアニリンが、日産化学社からORMECONシリーズとして市販されている。本発明において、こうした剤も好ましく用いることができる。
The ratio of π-conjugated conductive polymer and polyanion contained in the conductive polymer, “π-conjugated conductive polymer”: “polyanion” is preferably 1: 1 to 1:20 by mass ratio. The range of 1: 2 to 1:10 is more preferable from the viewpoint of conductivity and dispersibility.
The oxidant used when the precursor monomer forming the π-conjugated conductive polymer is chemically oxidatively polymerized in the presence of the polyanion to obtain the conductive polymer according to the present invention is, for example, J. Org. Am. Soc. 85, 454 (1963), which is suitable for the oxidative polymerization of pyrrole. For practical reasons, cheap and easy to handle oxidants such as iron (III) salts, eg FeCl 3 , Fe (ClO 4 ) 3 , organic acids and iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues Or use hydrogen peroxide, potassium dichromate, alkali persulfate (eg potassium persulfate, sodium persulfate) or ammonium, alkali perborate, potassium permanganate and copper salts such as copper tetrafluoroborate preferable. In addition, air and oxygen in the presence of catalytic amounts of metal ions such as iron, cobalt, nickel, molybdenum and vanadium ions can be used as oxidants at any time. The use of persulfates and the iron (III) salts of inorganic acids containing organic acids and organic residues has great application advantages because they are not corrosive.
Examples of iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues include iron (III) salts of sulfuric acid half esters of alkanols having 1 to 20 carbon atoms, such as lauryl sulfate; alkyl sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, For example, methane or dodecanesulfonic acid; aliphatic carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms such as 2-ethylhexylcarboxylic acid; aliphatic perfluorocarboxylic acids such as trifluoroacetic acid and perfluorooctanoic acid; aliphatic dicarboxylic acids such as sulphur Mention may be made of acids and in particular aromatic, optionally alkyl-substituted sulphonic acids having 1 to 20 carbon atoms, such as the Fe (III) salts of benzenecene sulphonic acid, p-toluenesulphonic acid and dodecylbenzenesulphonic acid. Furthermore, oxidation polymerization can be performed using a known oxidation catalyst.
As such a conductive polymer, a commercially available material can also be preferably used. For example, a conductive polymer (abbreviated as PEDOT-PSS) composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid is described in H.C. C. It is commercially available from Starck as the Clevios series, from Aldrich as PEDOT-PSS 483095, 560596, and from Nagase Chemtex as the Denatron series. Polyaniline is also commercially available from Nissan Chemical as the ORMECON series. In the present invention, such an agent can also be preferably used.

(2)第2ドーパント
導電性ポリマー含有層に、第2ドーパントとして水溶性有機化合物を含有してもよい。本発明で用いることができる水溶性有機化合物には特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、酸素含有化合物が好適に挙げられる。前記酸素含有化合物としては、酸素を含有する限り特に制限はなく、例えば、水酸基含有化合物、カルボニル基含有化合物、エーテル基含有化合物、スルホキシド基含有化合物等が挙げられる。前記水酸基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等が挙げられ、これらの中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコールが好ましい。前記カルボニル基含有化合物としては、例えば、イソホロン、プロピレンカーボネート、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。前記エーテル基含有化合物としては、例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、等が挙げられる。前記スルホキシド基含有化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、ジエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
(2) Second dopant The conductive polymer-containing layer may contain a water-soluble organic compound as the second dopant. There is no restriction | limiting in particular in the water-soluble organic compound which can be used by this invention, It can select suitably from well-known things, For example, an oxygen containing compound is mentioned suitably. The oxygen-containing compound is not particularly limited as long as it contains oxygen, and examples thereof include a hydroxyl group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound. Examples of the hydroxyl group-containing compound include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, and the like. Among these, ethylene glycol and diethylene glycol are preferable. Examples of the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, and γ-butyrolactone. Examples of the ether group-containing compound include diethylene glycol monoethyl ether. Examples of the sulfoxide group-containing compound include dimethyl sulfoxide. These may be used alone or in combination of two or more, but at least one selected from dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, and diethylene glycol is preferably used.

(3)他の成分や添加剤など
本発明の導電性ポリマー含有層は、少なくともπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含んでなる導電性ポリマー以外に、成膜性や膜強度を確保するために、透明な樹脂成分や添加剤を含んでいてもよい。透明な樹脂成分としては、導電性高分子と相溶又は混合分散可能であれば特に制限されず、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド12、ポリアミド11等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
中でも水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂または水溶性バインダー樹脂とから形成されることが、高い透明性と導電性を保持したまま、高い表面平滑性が得られる点から好ましい。
(3) Other components and additives, etc. The conductive polymer-containing layer of the present invention has film formability and film strength in addition to a conductive polymer comprising at least a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. In order to ensure, a transparent resin component or additive may be included. The transparent resin component is not particularly limited as long as it is compatible or mixed and dispersed with the conductive polymer, and may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide resins such as polyimide and polyamideimide, polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12 and polyamide 11, polyvinylidene fluoride, Fluorine resin such as polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, etc., vinyl resin such as polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin, xylene Resin, aramid resin, polyurethane resin, polyurea resin, melamine resin, phenol resin, polyether, acrylic resin and their co-polymer Body, and the like.
Among these, it is preferable to form a binder resin or a water-soluble binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent from the viewpoint of obtaining high surface smoothness while maintaining high transparency and conductivity.

(3.1)水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂
水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂とは、水系溶剤に均一分散可能なものであり、水系溶剤中に凝集せずにバインダー樹脂からなるコロイド粒子が分散している状況であることを意味する。コロイド粒子の大きさは一般的に0.001〜1μm(1〜1000nm)程度である。
上記のコロイド粒子については、光散乱光度計により測定することができる。
また、上記水系溶剤とは、純水(蒸留水、脱イオン水を含む)のみならず酸、アルカリ、塩などを含む水溶液、含水の有機溶媒、さらには親水性の有機溶媒など溶媒であることを意味し、純水(蒸留水、脱イオン水を含む)、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、水とアルコールの混合溶媒等が挙げられる。
本発明に係る水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂としては透明であることが好ましい。
本発明の水系溶剤に均一分散可能なバインダーとしては、フィルムを形成する媒体であれば、特に限定はない。水系溶剤に均一分散可能なバインダーとしては、例えば:アクリル系樹脂エマルジョン、水性ウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
アクリル系樹脂エマルジョンは、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸−スチレンの重合体、或いはその他のモノマーとの共重合体からなる。また、酸部分がリチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩とつい塩を形成したアニオン性、窒素原子を有するモノマーとの共重合体からなり、窒素原子が塩酸塩等を形成したカチオン性があるが、好ましくはアニオン性である。
水性ウレタン樹脂としては、水分散型ウレタン樹脂、アイオノマー型水性ウレタン樹脂(アニオン性)等がある。水分散型ウレタン樹脂には、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂があり、好ましくはポリエステル系ウレタン樹脂である。
アイオノマー型水性ウレタン樹脂には、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂等があり、好ましくはポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂である。
水性ポリエステル樹脂は、多塩基酸成分とポリオール成分とから合成される。
多塩基酸成分とは、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリンジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、セバチン酸、ドデカン二酸などであり、これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよく、特に好適に用いることのできる多塩基酸成分としては、工業的に多量に生産されており、安価であること等から、テレフタル酸とイソフタル酸が特に好ましい。
ポリオール成分として代表的なものを挙げれば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールなどであり、これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよく、特に好適に用いることのできるポリオール成分としては、工業的に量産されているので安価であり、しかも樹脂被膜の耐溶剤性や耐候性が向上等、諸性能にバランスがとれていることから、エチレングリコール、プロピレングリコールあるいはネオペンチルグリコールが特に好ましい。
上記水系溶剤に均一分散可能なバインダーは1種でも複数種でも使用することができる。
水系溶媒に分散可能なポリマーの使用量は、透明性と導電性の観点から好ましくは導電性高分子に対して50〜1000質量%であり、より好ましくは導電性高分子に対して100〜900質量%であり、更に好ましくは導電性高分子に対して200〜800質量%である。
(3.1) Binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent The binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent is one that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent, and is a colloid made of a binder resin without agglomerating in the aqueous solvent. It means that the particles are dispersed. The size of the colloidal particles is generally about 0.001 to 1 μm (1 to 1000 nm).
The colloidal particles can be measured with a light scattering photometer.
The aqueous solvent is not only pure water (including distilled water and deionized water), but also an aqueous solution containing acid, alkali, salt, etc., a water-containing organic solvent, and a hydrophilic organic solvent. And pure water (including distilled water and deionized water), alcohol solvents such as methanol and ethanol, mixed solvents of water and alcohol, and the like.
The binder resin that can be uniformly dispersed in the aqueous solvent according to the present invention is preferably transparent.
The binder that can be uniformly dispersed in the aqueous solvent of the present invention is not particularly limited as long as it is a medium for forming a film. Examples of the binder that can be uniformly dispersed in the aqueous solvent include: acrylic resin emulsion, aqueous urethane resin, aqueous polyester resin, and the like.
The acrylic resin emulsion is made of vinyl acetate, acrylic acid, a polymer of acrylic acid-styrene, or a copolymer with other monomers. In addition, the acid part is composed of a copolymer of an anionic lithium salt, sodium salt, potassium salt, ammonium salt, and a monomer having a nitrogen atom, and a cationic nitrogen atom forming a hydrochloride salt, Preferably it is anionic.
Examples of aqueous urethane resins include water-dispersed urethane resins and ionomer-type aqueous urethane resins (anionic). The water-dispersed urethane resin includes a polyether-based urethane resin and a polyester-based urethane resin, preferably a polyester-based urethane resin.
Examples of the ionomer type water-based urethane resin include polyester-based urethane resins, polyether-based urethane resins, and polycarbonate-based urethane resins, and polyester-based urethane resins and polyether-based urethane resins are preferable.
The aqueous polyester resin is synthesized from a polybasic acid component and a polyol component.
The polybasic acid component is, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, adipic acid, succinic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, etc., and these may be used alone. Two or more types may be used in combination, and as the polybasic acid component that can be used particularly preferably, terephthalic acid and isophthalic acid are industrially produced in large quantities and inexpensive. Particularly preferred.
Typical examples of the polyol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexane dimethanol, bisphenol, and the like. These may be used singly or may be used in combination of two or more. The polyol component that can be particularly suitably used is inexpensive because it is industrially mass-produced, Ethylene glycol, propylene glycol, or neopentyl glycol is particularly preferable because various properties such as improvement in solvent resistance and weather resistance of the resin coating are balanced.
One or more binders that can be uniformly dispersed in the aqueous solvent can be used.
The amount of the polymer dispersible in the aqueous solvent is preferably 50 to 1000% by mass with respect to the conductive polymer from the viewpoint of transparency and conductivity, and more preferably 100 to 900% with respect to the conductive polymer. It is 200 mass%, More preferably, it is 200-800 mass% with respect to a conductive polymer.

(1.4.2)水溶性バインダー樹脂
水溶性バインダー樹脂としては、下記一般式(2)で表される構造単位を含む水溶性バインダー樹脂であることが好ましい。
(1.4.2) Water-soluble binder resin The water-soluble binder resin is preferably a water-soluble binder resin containing a structural unit represented by the following general formula (2).

Figure 0005880100
Figure 0005880100

一般式(2)中、Rは水素原子、メチル基を表し、Qは−C(=O)O−、−C(=O)NRa−を表す。Raは水素原子、アルキル基を表し、Aは置換または無置換アルキレン基、−(CHCHRbO)xCHCHRb−を表す。Rbは水素原子またはアルキル基を示し、xは平均繰り返しユニット数を表す。 In General Formula (2), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and Q represents —C (═O) O— or —C (═O) NRa—. Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group, and A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, — (CH 2 CHRbO) xCH 2 CHRb—. Rb represents a hydrogen atom or an alkyl group, and x represents the average number of repeating units.

こうした樹脂は導電性ポリマーと容易に混合可能で、また、前述の第二ドーパント的な効果も有するため、該水溶性バインダー樹脂を併用することにより、導電性、透明性を低下させることなく、導電性ポリマー含有層の膜厚を上げることが可能となる。
水溶性バインダー樹脂とは、水溶性のバインダー樹脂であり、水溶性バインダー樹脂が、25℃の水100gに0.001g以上溶解するバインダー樹脂を意味する。前記溶解は、ヘイズメーター、濁度計で測定することができる。
水溶性バインダー樹脂としては透明であることが好ましい。
水溶性バインダー樹脂は、前記一般式(2)で表される構造単位を含む構造を有することが好ましい。前記一般式(2)で表されるホモポリマーであってもよいし、他の成分を共重合されていてもよい。他の成分を共重合する場合は、前記一般式(2)で表される構造単位を10モル%以上含有することが好ましく、30モル%以上含有することがより好ましく、50モル%以上含有することがさらに好ましい。
また、水溶性バインダー樹脂は、導電性ポリマー含有層中に40質量%以上、95質量%以下含まれていることが好ましく、50質量%以上、90質量%以下であることがさらに好ましい。
Since such a resin can be easily mixed with a conductive polymer and also has the above-mentioned second dopant effect, by using this water-soluble binder resin in combination, the conductivity and transparency are not reduced. The film thickness of the conductive polymer-containing layer can be increased.
The water-soluble binder resin is a water-soluble binder resin, and means a binder resin in which 0.001 g or more is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. The dissolution can be measured with a haze meter or a turbidimeter.
The water-soluble binder resin is preferably transparent.
The water-soluble binder resin preferably has a structure including a structural unit represented by the general formula (2). The homopolymer represented by the general formula (2) may be used, or other components may be copolymerized. When copolymerizing other components, the structural unit represented by the general formula (2) is preferably contained in an amount of 10 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more. More preferably.
The water-soluble binder resin is preferably contained in the conductive polymer-containing layer in an amount of 40% by mass to 95% by mass, and more preferably 50% by mass to 90% by mass.

一般式(2)で表される水酸基を有する構造単位において、Rは水素原子またはメチル基を表す。Qは−C(=O)O−、−C(=O)NRa−を表し、Raは水素原子またはアルキル基を表す。アルキル基は、例えば炭素原子数1〜5の直鎖、あるいは分岐アルキル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。また、これらのアルキル基は置換基で置換されていてもよい。これら置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、ウレイド基、アラルキル基、ニトロ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、アシルオキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基等で置換されてもよい。これらのうち好ましくは、水酸基、アルキルオキシ基である。   In the structural unit having a hydroxyl group represented by the general formula (2), R represents a hydrogen atom or a methyl group. Q represents -C (= O) O-, -C (= O) NRa-, and Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a methyl group. Moreover, these alkyl groups may be substituted with a substituent. Examples of these substituents include alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, heterocycloalkyl groups, heteroaryl groups, hydroxyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, cycloalkoxy groups, aryloxy groups, acyls. Group, alkylcarbonamide group, arylcarbonamide group, alkylsulfonamide group, arylsulfonamide group, ureido group, aralkyl group, nitro group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, alkylcarbamoyl group, aryl Rucarbamoyl group, alkylsulfamoyl group, arylsulfamoyl group, acyloxy group, alkenyl group, alkynyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, alkyloxysulfonyl group, Lumpur oxysulfonyl group, an alkylsulfonyloxy group, may be substituted with an aryl sulfonyloxy group. Of these, a hydroxyl group and an alkyloxy group are preferable.

上記ハロゲン原子には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が含まれる。
上記アルキル基は分岐を有していてもよく、炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜8であることがさらに好ましい。アルキル基の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が含まれる。
上記シクロアルキル基の炭素原子数は、3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましく、3〜8であることがさらに好ましい。シクロアルキル基の例には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が含まれる。
上記アルコキシ基は、分岐を有していてもよく、炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることが最も好ましい。アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−メトキシ−2−エトキシエトキシ基、ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ基及びオクチルオキシ基が含まれ、好ましくはエトキシ基である。
上記アルキルチオ基の炭素数は、分岐を有していてもよく、炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることが最も好ましい。アルキルチオ基の例としては、メチルチオ基、エチルチオ基等が含まれる。
上記アリールチオ基の炭素数は、6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリールチオ基の例にはフェニルチオ基及びナフチルチオ基等が含まれる。
上記シクロアルコキシ基の炭素原子数は、3〜12であることが好ましく、より好ましくは3〜8である。シクロアルコキシ基の例には、シクロプロポキシ基、シクロブチロキシ基、シクロペンチロキシ基及びシクロヘキシロキシ基が含まれる。
上記アリール基の炭素原子数は6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリール基の例にはフェニル基及びナフチル基が含まれる。
上記アリールオキシ基の炭素原子数は6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリールオキシ基の例にはフェノキシ基及びナフトキシ基が含まれる。
上記へテロシクロアルキル基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましく、3〜5であることがさらに好ましい。へテロシクロアルキル基の例にはピペリジノ基、ジオキサニル基及び2−モルホリニル基が含まれる。
上記へテロアリール基の炭素原子数は、3〜20であることが好ましく、3〜10であることがさらに好ましい。へテロアリール基の例にはチエニル基、ピリジル基が含まれる。
上記アシル基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アシル基の例にはホルミル基、アセチル基及びベンゾイル基が含まれる。
上記アルキルカルボンアミド基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アルキルカルボンアミド基の例にはアセトアミド基等が含まれる。
上記アリールカルボンアミド基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アリールカルボンアミド基の例にはベンズアミド基等が含まれる。
上記アルキルスルホンアミド基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。スルホンアミド基の例にはメタンスルホンアミド基等が含まれる。
上記アリールスルホンアミド基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アリールスルホンアミド基の例には、ベンゼンスルホンアミド基及びp−トルエンスルホンアミドが基含まれる。
上記アラルキル基の炭素原子数は7〜20であることが好ましく、7〜12であることがさらに好ましい。アラルキル基の例にはベンジル基、フェネチル基及びナフチルメチル基が含まれる。
上記アルコキシカルボニル基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アルコキシカルボニル基の例にはメトキシカルボニル基が含まれる。
上記アリールオキシカルボニル基の炭素原子数は7〜20であることが好ましく、7〜12であることがさらに好ましい。アリールオキシカルボニル基の例にはフェノキシカルボニル基が含まれる。
上記アラルキルオキシカルボニル基の炭素原子数は8〜20であることが好ましく、8〜12であることがさらに好ましい。アラルキルオキシカルボニル基の例にはベンジルオキシカルボニル基が含まれる。
上記アシルオキシ基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アシルオキシ基の例にはアセトキシ基及びベンゾイルオキシ基が含まれる。
上記アルケニル基の炭素原子数は2〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アルケニル基の例に、ビニル基、アリル基及びイソプロペニル基が含まれる。
上記アルキニル基の炭素原子数は2〜20であることが好ましく、2〜12であることがさらに好ましい。アルキニル基の例にはエチニル基が含まれる。
上記アルキルスルホニル基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アルキルスルホニル基の例に、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基が含まれる。
上記アリールスルホニル基の炭素原子数は6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリールスルホニル基の例に、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基が含まれる。
上記アルキルオキシスルホニル基の炭素原子数は1〜20あることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アルキルオキシスルホニル基の例に、メトキシスルホニル基、エトキシスルホニル基が含まれる。
上記アリールオキシスルホニル基の炭素原子数は6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリールオキシスルホニル基の例に、フェノキシスルホニル基、ナフトキシスルホニル基が含まれる。
上記アルキルスルホニルオキシ基の炭素原子数は1〜20であることが好ましく、1〜12であることがさらに好ましい。アルキルスルホニルオキシ基の例に、メチルスルホニルオキシ基、エチルスルホニルオキシ基が含まれる。
上記アリールスルホニルオキシ基の炭素原子数は6〜20であることが好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。アリールスルホニルオキシ基の例に、フェニルスルホニルオキシ基、ナフチルスルホニルオキシ基が含まれる。置換基は同一でも異なっていても良く、これら置換基がさらに置換されてもよい。
The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The alkyl group may have a branch, and the number of carbon atoms is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 12, and still more preferably 1 to 8. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t-butyl group, hexyl group, octyl group and the like.
The number of carbon atoms in the cycloalkyl group is preferably 3-20, more preferably 3-12, and even more preferably 3-8. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
The alkoxy group may have a branch, the number of carbon atoms is preferably 1-20, more preferably 1-12, still more preferably 1-6, and 1-4 Most preferably. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a 2-methoxyethoxy group, a 2-methoxy-2-ethoxyethoxy group, a butyloxy group, a hexyloxy group and an octyloxy group, and preferably an ethoxy group.
The number of carbon atoms of the alkylthio group may be branched, and the number of carbon atoms is preferably 1-20, more preferably 1-12, even more preferably 1-6, Most preferably, it is 1-4. Examples of the alkylthio group include a methylthio group and an ethylthio group.
The arylthio group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the arylthio group include a phenylthio group and a naphthylthio group.
The number of carbon atoms of the cycloalkoxy group is preferably 3-12, more preferably 3-8. Examples of the cycloalkoxy group include a cyclopropoxy group, a cyclobutoxy group, a cyclopentyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
The aryl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.
The aryloxy group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group and a naphthoxy group.
The number of carbon atoms of the heterocycloalkyl group is preferably 2 to 10, and more preferably 3 to 5. Examples of the heterocycloalkyl group include a piperidino group, a dioxanyl group, and a 2-morpholinyl group.
The number of carbon atoms in the heteroaryl group is preferably 3-20, and more preferably 3-10. Examples of the heteroaryl group include a thienyl group and a pyridyl group.
The acyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the acyl group include a formyl group, an acetyl group, and a benzoyl group.
The alkylcarbonamide group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkylcarbonamide group include an acetamide group.
The arylcarbonamide group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the arylcarbonamide group include a benzamide group and the like.
The alkylsulfonamide group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the sulfonamide group include a methanesulfonamide group.
The arylsulfonamide group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the arylsulfonamide group include a benzenesulfonamide group and p-toluenesulfonamide group.
The aralkyl group preferably has 7 to 20 carbon atoms, and more preferably 7 to 12 carbon atoms. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
The alkoxycarbonyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group.
The aryloxycarbonyl group preferably has 7 to 20 carbon atoms, and more preferably 7 to 12 carbon atoms. Examples of the aryloxycarbonyl group include a phenoxycarbonyl group.
The aralkyloxycarbonyl group preferably has 8 to 20 carbon atoms, and more preferably 8 to 12 carbon atoms. Examples of the aralkyloxycarbonyl group include a benzyloxycarbonyl group.
The acyloxy group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group and a benzoyloxy group.
The alkenyl group has preferably 2 to 20 carbon atoms, and more preferably 2 to 12 carbon atoms. Examples of the alkenyl group include vinyl group, allyl group and isopropenyl group.
The alkynyl group preferably has 2 to 20 carbon atoms, and more preferably 2 to 12 carbon atoms. Examples of the alkynyl group include an ethynyl group.
The alkylsulfonyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkylsulfonyl group include a methylsulfonyl group and an ethylsulfonyl group.
The arylsulfonyl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the arylsulfonyl group include a phenylsulfonyl group and a naphthylsulfonyl group.
The alkyloxysulfonyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkyloxysulfonyl group include a methoxysulfonyl group and an ethoxysulfonyl group.
The aryloxysulfonyl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aryloxysulfonyl group include a phenoxysulfonyl group and a naphthoxysulfonyl group.
The alkylsulfonyloxy group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkylsulfonyloxy group include a methylsulfonyloxy group and an ethylsulfonyloxy group.
The arylsulfonyloxy group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms. Examples of the arylsulfonyloxy group include a phenylsulfonyloxy group and a naphthylsulfonyloxy group. The substituents may be the same or different, and these substituents may be further substituted.

前記一般式(2)で表される水酸基を有する構造単位において、Aは置換あるいは無置換アルキレン基、−(CHCHRbO)x−CHCHRb−を表す。アルキレン基は、例えば炭素原子数1〜5が好ましく、より好ましくはエチレン基、プロピレン基である。これらのアルキレン基は前述した置換基で置換されていてもよい。また、Rbは水素原子、アルキル基を表す。アルキル基は、例えば炭素原子数1〜5の直鎖、あるいは分岐アルキル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。また、これらのアルキル基は前述の置換基で置換されていてもよい。さらに、xは平均繰り返しユニット数を表し、0〜100が好ましく、より好ましくは0〜10である。繰り返しユニット数は分布を有しており、表記は平均値を示し、小数点以下1桁で表記してもよい。 In the structural unit having a hydroxyl group represented by the general formula (2), A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, — (CH 2 CHRbO) x —CH 2 CHRb—. The alkylene group preferably has, for example, 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethylene group or a propylene group. These alkylene groups may be substituted with the substituent described above. Rb represents a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a methyl group. Moreover, these alkyl groups may be substituted with the above-mentioned substituent. Furthermore, x represents the average number of repeating units, preferably 0 to 100, more preferably 0 to 10. The number of repeating units has a distribution, and the notation indicates an average value and may be expressed with one decimal place.

以下に、一般式(2)で表される構造単位の代表的具体例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Hereinafter, representative specific examples of the structural unit represented by the general formula (2) are shown, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

本発明の水溶性バインダー樹脂は、汎用的な重合触媒を用いたラジカル重合により得ることができる。重合様式としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等が挙げられ、好ましくは溶液重合である。重合温度は、使用する開始剤によって異なるが、一般に−10〜250℃、好ましくは0〜200℃、より好ましくは10〜100℃で実施される。
本発明の水溶性バインダー樹脂の数平均分子量は3,000〜2,000,000の範囲が好ましく、より好ましくは4,000〜500,000、さらに好ましくは5000〜100000の範囲内である。
本発明の水溶性バインダー樹脂の数平均分子量、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量=Mw/Mn)の測定は、一般的に知られているゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により行うことができる。使用する溶媒は、バインダー樹脂が溶解すれば特に限りはなく、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、CHClが好ましく、より好ましくはTHF、DMFであり、更に好ましくはDMFである。また、測定温度も特に制限はないが40℃が好ましい。
The water-soluble binder resin of the present invention can be obtained by radical polymerization using a general-purpose polymerization catalyst. Examples of the polymerization mode include bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like, preferably solution polymerization. The polymerization temperature varies depending on the initiator used, but is generally -10 to 250 ° C, preferably 0 to 200 ° C, more preferably 10 to 100 ° C.
The number average molecular weight of the water-soluble binder resin of the present invention is preferably in the range of 3,000 to 2,000,000, more preferably 4,000 to 500,000, still more preferably 5,000 to 100,000.
The number average molecular weight and molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight = Mw / Mn) of the water-soluble binder resin of the present invention can be measured by a generally known gel permeation chromatography (GPC). it can. The solvent to be used is not particularly limited as long as the binder resin dissolves, and THF (tetrahydrofuran), DMF (dimethylformamide), and CH 2 Cl 2 are preferable, THF and DMF are more preferable, and DMF is more preferable. The measurement temperature is not particularly limited, but 40 ° C. is preferable.

〔透明電極の特性〕
本発明における透明電極の全光線透過率は、70%以上、好ましくは80%以上であることが望ましい。全光線透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。
本発明における透明電極の導電部の電気抵抗値としては、大面積の有機電子素子に用いるためには、表面比抵抗は100Ω/□以下であることが好ましく、20Ω/□以下であることがより好ましい。表面比抵抗は、例えば、JIS K6911、ASTM D257、等に準拠して測定することができ、また市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。
[Characteristics of transparent electrode]
The total light transmittance of the transparent electrode in the present invention is 70% or more, preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like.
As the electric resistance value of the conductive portion of the transparent electrode in the present invention, the surface specific resistance is preferably 100Ω / □ or less, more preferably 20Ω / □ or less, for use in a large-area organic electronic device. preferable. The surface specific resistance can be measured based on, for example, JIS K6911, ASTM D257, etc., and can be easily measured using a commercially available surface resistivity meter.

〔透明電極の製造方法〕
透明電極の製造方法は、主に、
(i)透明基板の一方の面に保護層を形成する工程と、
(ii)保護層上に金属ナノ粒子により金属細線パターンを形成する工程と、
(iii)金属細線パターンをフラッシュ光照射により加熱焼成する工程と、
を備えており、好ましくは、
(iv)加熱焼成後の金属細線パターン上に、導電性ポリマー含有層を形成する工程を備えるのがよい。
[Method for producing transparent electrode]
The manufacturing method of the transparent electrode is mainly
(I) forming a protective layer on one surface of the transparent substrate;
(Ii) forming a fine metal wire pattern with metal nanoparticles on the protective layer;
(Iii) a step of heating and firing the fine metal wire pattern by flash light irradiation;
Preferably,
(Iv) It is good to provide the process of forming a conductive polymer content layer on the metal fine wire pattern after heat-firing.

特に、(iii)の工程に関し、フラッシュランプを用いた光照射による加熱焼成は、金属ナノ粒子より形成された導電性の金属細線パターンを焼成して、その導電性を向上させるために行う。
本発明のフラッシュランプの放電管として、キセノン、ヘリウム、ネオン、アルゴンを用いることが出来るが、キセノンを用いることが好ましい。
本発明におけるフラッシュランプの好ましいスペクトル帯域としては、240nm〜2000nmであるのが、フラッシュ光照射により本発明の透明基板に対して熱変形等のダメージを与えないため好ましい。
本発明のフラッシュランプの光照射条件は、光照射エネルギーの総計が0.1〜50J/cm2が好ましく、0.5〜10J/cm2であるのがより好ましい。光照射時間は10μ秒〜100m秒が好ましく、100μ秒〜10m秒で行うのがより好ましい。また、光照射回数は1回でも複数回でも良く、1〜50回の範囲で行うのが好ましい。これらの好ましい条件範囲でフラッシュ光照射を行うことにより、基板にダメージを与えることなく金属細線パターンを加熱焼成し、高い導電性を得ることができる。
In particular, with respect to the step (iii), the heating and baking by light irradiation using a flash lamp is performed in order to improve the conductivity by baking a conductive fine metal wire pattern formed from metal nanoparticles.
Xenon, helium, neon, and argon can be used as the discharge tube of the flash lamp of the present invention, but xenon is preferably used.
The preferred spectral band of the flash lamp in the present invention is preferably 240 nm to 2000 nm, since the transparent substrate of the present invention is not damaged by the flash light irradiation, such as thermal deformation.
As for the light irradiation conditions of the flash lamp of the present invention, the total light irradiation energy is preferably from 0.1 to 50 J / cm2, and more preferably from 0.5 to 10 J / cm2. The light irradiation time is preferably from 10 μsec to 100 msec, more preferably from 100 μsec to 10 msec. Further, the number of times of light irradiation may be one time or a plurality of times, and it is preferably performed in the range of 1 to 50 times. By performing flash light irradiation in these preferable condition ranges, the fine metal wire pattern can be heated and fired without damaging the substrate, and high conductivity can be obtained.

基板の素材が透明体である場合、基板に対するフラッシュランプの照射は、基本的には金属細線パターンの印刷してある表側から照射するが、両側から照射しても良い。
本発明のフラッシュ光照射は大気中で行ってもよいが、必要に応じ、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。
また、フラッシュ光照射時の基板温度は、金属ナノ粒子を含有するインクの分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、金属ナノ粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、導電性ポリマー含有層の膜厚、基材の耐熱温度などを考慮して決定すればよく、室温以上150℃以下で行うことが好ましい。なおフラッシュ光照射を行う前に、金属細線パターンを形成後の基板を、あらかじめ加熱処理しておいても良い。
フラッシュランプの光照射装置は上記の照射エネルギー、照射時間を満たすものであればよい。
When the material of the substrate is a transparent body, irradiation of the flash lamp to the substrate is basically performed from the front side on which the metal fine line pattern is printed, but may be performed from both sides.
The flash light irradiation of the present invention may be performed in the air, but can also be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc., if necessary.
In addition, the substrate temperature at the time of flash light irradiation is the boiling point (vapor pressure) of the dispersion medium of the ink containing the metal nanoparticles, the type and pressure of the atmospheric gas, the thermal behavior such as the dispersibility and oxidation of the metal nanoparticles, What is necessary is just to determine in consideration of the film thickness of a conductive polymer content layer, the heat-resistant temperature of a base material, etc., It is preferable to carry out at room temperature or more and 150 degrees C or less. Note that the substrate on which the fine metal wire pattern has been formed may be subjected to heat treatment in advance before performing the flash light irradiation.
The light irradiation device of the flash lamp may be any device that satisfies the above irradiation energy and irradiation time.

〔有機電子素子〕
本発明における有機電子素子は、本発明の方法で製造された透明電極と有機機能層とを有する。
例えば、本発明の方法で形成された透明電極を第一電極部として、この第一電極部の上に有機機能層を形成し、さらにこの有機機能層の上に対向電極として第二電極部を形成することによって、有機電子素子得ることができる。
有機機能層としては、有機発光層、有機光電変換層、液晶ポリマー層など特に限定無く挙げることができるが、本発明は、有機機能層が薄膜でかつ電流駆動系のものである有機発光層、有機光電変換層である場合において、特に有効である。
以下、本発明の有機電子素子が、有機EL素子および有機光電変換素子である場合のその構成要素について説明する。
[Organic electronic devices]
The organic electronic device in the present invention has a transparent electrode and an organic functional layer produced by the method of the present invention.
For example, the transparent electrode formed by the method of the present invention is used as a first electrode portion, an organic functional layer is formed on the first electrode portion, and a second electrode portion is formed on the organic functional layer as a counter electrode. By forming it, an organic electronic device can be obtained.
Examples of the organic functional layer include an organic light emitting layer, an organic photoelectric conversion layer, a liquid crystal polymer layer, and the like, without any particular limitation. This is particularly effective in the case of an organic photoelectric conversion layer.
Hereinafter, the component in case the organic electronic element of this invention is an organic EL element and an organic photoelectric conversion element is demonstrated.

(1)有機EL素子
(1.1)有機機能層構成(有機発光層)
本発明において、有機機能層としての有機発光層を有する有機EL素子は、有機発光層に加えて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、ホールブロック層、電子ブロック層などの発光を制御する層を有機発光層と併用しても良い。
本発明の透明電極上の導電性ポリマー層は、ホール注入層として働くことも可能であるので、ホール注入層を兼ねることも可能だが、独立にホール注入層を設けても良い。
(1) Organic EL element (1.1) Organic functional layer structure (organic light emitting layer)
In the present invention, an organic EL device having an organic light emitting layer as an organic functional layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole block layer, an electron block layer, etc. in addition to the organic light emitting layer. A layer for controlling the light emission may be used in combination with the organic light emitting layer.
Since the conductive polymer layer on the transparent electrode of the present invention can also serve as a hole injection layer, it can also serve as a hole injection layer, but a hole injection layer may be provided independently.

構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)(第一電極部)/発光層/電子輸送層/(第二電極部)
(ii)(第一電極部)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/(第二電極部)
(iii)(第一電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/(第二電極部)
(iv)(第一電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第二電極部)
(v)(第一電極部)/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第二電極部)
Although the preferable specific example of a structure is shown below, this invention is not limited to these.
(I) (first electrode part) / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Ii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iv) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)
(V) (first electrode part) / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)

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

(1.2)電極
本発明の透明電極は、上記の第一、または第二電極部で使用される。第一電極部が陽極で第二電極部が陰極であることが好ましい態様である。
第二電極部は導電材単独層であっても良いが、導電性を有する材料に加えて、これらを保持する樹脂を併用してもよい。第二電極部の導電材としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
第二電極部の導電材として金属材料を用いれば第二電極側に来た光は反射されて第一電極部側にもどる。第二電極部の導電材として金属材料を用いることで、この光が再利用可能となりより取り出しの効率が向上する。
(1.2) Electrode The transparent electrode of the present invention is used in the first or second electrode portion described above. In a preferred embodiment, the first electrode portion is an anode and the second electrode portion is a cathode.
The second electrode portion may be a single conductive material layer, but in addition to a conductive material, a resin that holds these may be used in combination. As the conductive material of the second electrode portion, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.
If a metal material is used as the conductive material of the second electrode part, the light coming to the second electrode side is reflected and returns to the first electrode part side. By using a metal material as the conductive material of the second electrode portion, this light can be reused and the extraction efficiency is further improved.

(2)有機光電変換素子
有機光電変換素子は、第一電極部、バルクヘテロジャンクション構造(p型半導体層およびn型半導体層)を有する光電変換層(以下、バルクヘテロジャンクション層とも呼ぶ)、第二電極部が積層された構造を有することが好ましい。
本発明の透明電極は、少なくとも入射光側に用いられる。
光電変換層と第二電極部との間に電子輸送層などの中間層を有しても良い。
(2) Organic photoelectric conversion element The organic photoelectric conversion element includes a first electrode part, a photoelectric conversion layer having a bulk heterojunction structure (p-type semiconductor layer and n-type semiconductor layer) (hereinafter also referred to as a bulk heterojunction layer), and a second electrode. It is preferable to have a structure in which the portions are laminated.
The transparent electrode of the present invention is used at least on the incident light side.
An intermediate layer such as an electron transport layer may be provided between the photoelectric conversion layer and the second electrode portion.

(2.1)光電変換層
光電変換層は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を構成していることが好ましい。p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプター)として機能する。
ここで、電子供与体および電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体および電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与あるいは受容するものではなく、光反応によって、電子を供与あるいは受容するものである。
(2.1) Photoelectric conversion layer The photoelectric conversion layer is a layer that converts light energy into electric energy, and constitutes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. It is preferable. The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor).
Here, the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”. And an electron acceptor ”, which does not simply donate or accept electrons as in the case of an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.

p型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が挙げられる。
縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、アントラジチオフェン等の化合物、およびこれらの誘導体や前駆体が挙げられる。
共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェンおよびそのオリゴマー、ポリピロールおよびそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレンおよびそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレンおよびこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。
また、特にポリチオフェンおよびそのオリゴマーのうち、チオフェン6量体であるα−セクシチオフェンα,ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α,ω−ビス(3−ブトキシプロピル)−α−セクシチオフェン、等のオリゴマーが好適に用いることができる。
Examples of the p-type semiconductor material include various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds.
As the condensed polycyclic aromatic compound, for example, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, sarkham anthracene, bisanthene, zestrene, heptazelene, Examples thereof include compounds such as pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, anthradithiophene, and derivatives and precursors thereof.
Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone Compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.
In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexualthiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3- An oligomer such as butoxypropyl) -α-sexithiophene can be preferably used.

その他、高分子p型半導体の例としては、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリパラフェニレンスルフィド、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリカルバゾール、ポリイソチアナフテン、ポリヘプタジイン、ポリキノリン、ポリアニリンなどが挙げられ、さらには特開2006−36755号公報などの置換−無置換交互共重合ポリチオフェン、特開2007−51289号公報、特開2005−76030号公報、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p4112、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p7246などの縮環チオフェン構造を有するポリマー、WO2008/000664、Adv.Mater.,2007,p4160、Macromolecules,2007,Vol.40,p1981などのチオフェン共重合体などを挙げることができる。
さらに、ポルフィリンや銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン(TTF)−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレン(BEDTTTF)−過塩素酸錯体、BEDTTTF−ヨウ素錯体、TCNQ−ヨウ素錯体、等の有機分子錯体、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等、さらにポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開2000−260999号に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
Other examples of the polymer p-type semiconductor include polyacetylene, polyparaphenylene, polypyrrole, polyparaphenylene sulfide, polythiophene, polyphenylene vinylene, polycarbazole, polyisothianaphthene, polyheptadiyne, polyquinoline, polyaniline, and the like. Substituted-unsubstituted alternating copolymer polythiophenes such as JP-A-2006-36755, JP-A-2007-51289, JP-A-2005-76030, J. Org. Amer. Chem. Soc. , 2007, p4112, J.A. Amer. Chem. Soc. , 2007, p7246, etc., polymers having a condensed ring thiophene structure, WO2008 / 000664, Adv. Mater. , 2007, p4160, Macromolecules, 2007, Vol. Examples thereof include thiophene copolymers such as 40 and p1981.
Furthermore, porphyrin, copper phthalocyanine, tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenedithiotetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex, etc. Organic molecular complexes of C60, C70, C76, C78, C84, fullerenes such as SWNT, carbon nanotubes such as SWNT, merocyanine dyes, dyes such as hemicyanine dyes, and σ-conjugated polymers such as polysilane and polygermane Organic / inorganic hybrid materials described in Kai 2000-260999 can also be used.

これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニン、金属ポルフィリンよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。また、ペンタセン類がより好ましい。
ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6,690,029号明細書、特開2004−107216号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,vol127.No14.4986等に記載の置換アセン類およびその誘導体等が挙げられる。
これらの化合物の中でも、溶液プロセスが可能な程度に有機溶剤への溶解性が高く、かつ乾燥後は結晶性薄膜を形成し、高い移動度を達成することが可能な化合物が好ましい。そのような化合物としては、J.Amer.Chem.Soc.,vol.123、p9482、J.Amer.Chem.Soc.,vol.130(2008)、No.9、2706等に記載のトリアルキルシリルエチニル基で置換されたアセン系化合物、および米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、特開2007−224019号公報等に記載のポルフィリンプレカーサー等のような、プレカーサータイプの化合物(前駆体)が挙げられる。
Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, metal phthalocyanines, and metal porphyrins is preferable. Further, pentacenes are more preferable.
Examples of pentacenes include substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6,690,029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. A pentacene derivative described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol127. Examples thereof include substituted acenes described in No. 14.4986 and the like and derivatives thereof.
Among these compounds, compounds that have high solubility in organic solvents to the extent that solution processing is possible, can form a crystalline thin film after drying, and can achieve high mobility are preferable. Such compounds include those described in J. Org. Amer. Chem. Soc. , Vol. 123, p9482; Amer. Chem. Soc. , Vol. 130 (2008), no. 9, 2706 and the like, and acene-based compounds substituted with a trialkylsilylethynyl group, a pentacene precursor described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224019 Examples include precursor type compounds (precursors) such as porphyrin precursors.

これらの中でも、後者のプリカーサータイプの方が好ましく用いることができる。
これは、プリカーサータイプの方が、変換後に不溶化するため、バルクヘテロジャンクション層の上に正孔輸送層・電子輸送層・正孔ブロック層・電子ブロック層等を溶液プロセスで形成する際に、バルクヘテロジャンクション層が溶解してしまうことがなくなるため、前記の層を構成する材料とバルクヘテロジャンクション層を形成する材料とが混合することがなくなり、一層の効率向上・寿命向上を達成することができるためである。
p型半導体材料としては、p型半導体材料前駆体に熱・光・放射線・化学反応を引き起こす化合物の蒸気に晒す、等の方法によって化学構造変化を起こし、p型半導体材料に変換された化合物であることが好ましい。中でも熱によって科学構造変化を起こす化合物が好ましい。
n型半導体材料の例としては、フラーレン、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む、高分子化合物が挙げられる。
中でも、フラーレン含有高分子化合物が好ましい。フラーレン含有高分子化合物としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)等を骨格に持つ高分子化合物が挙げられる。フラーレン含有高分子化合物では、フラーレンC60を骨格に持つ高分子化合物(誘導体)が好ましい。
フラーレン含有ポリマーとしては、大別してフラーレンが高分子主鎖からペンダントされたポリマーと、フラーレンが高分子主鎖に含有されるポリマーとに大別されるが、フラーレンがポリマーの主鎖に含有されている化合物が好ましい。
これは、フラーレンが主鎖に含有されているポリマーは、ポリマーが分岐構造を有さないため、固体化した際に高密度なパッキングができ、結果として高い移動度を得ることができるためではないかと推定される。
電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。
Among these, the latter precursor type can be preferably used.
This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming the hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk hetero junction layer by solution process, bulk hetero junction This is because the layer does not dissolve and the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer are not mixed, and further improvement in efficiency and life can be achieved. .
The p-type semiconductor material is a compound that has undergone a chemical structural change by a method such as exposing the precursor of the p-type semiconductor material to vapor of a compound that causes heat, light, radiation, or a chemical reaction, and converted into a p-type semiconductor material. Preferably there is. Among them, compounds that cause a scientific structural change by heat are preferred.
Examples of n-type semiconductor materials include fullerene, octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro compounds (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalene tetracarboxylic anhydride, naphthalene tetracarboxylic diimide, perylene tetracarboxylic acid Examples thereof include polymer compounds containing an anhydride, an aromatic carboxylic acid anhydride such as perylenetetracarboxylic acid diimide, or an imidized product thereof as a skeleton.
Among these, fullerene-containing polymer compounds are preferable. Fullerene-containing polymer compounds include fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, fullerene C240, fullerene C540, mixed fullerene, fullerene nanotubes, multi-walled nanotubes, single-walled nanotubes, nanohorns (conical), etc. Examples thereof include a polymer compound having a skeleton. As the fullerene-containing polymer compound, a polymer compound (derivative) having fullerene C60 as a skeleton is preferable.
The fullerene-containing polymers are roughly classified into polymers in which fullerene is pendant from a polymer main chain and polymers in which fullerene is contained in the polymer main chain. Fullerene is contained in the polymer main chain. Are preferred.
This is not because fullerene is contained in the main chain because the polymer does not have a branched structure, so that it can be packed with high density when solidified, resulting in high mobility. It is estimated that.
Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method).

本発明の光電変換素子を、太陽電池などの光電変換デバイスとして用いる形態としては、光電変換素子を単層で利用してもよいし、積層(タンデム型)して利用してもよい。
また、光電変換デバイスは、環境中の酸素、水分等で劣化しないために、公知の手法によって封止することが好ましい。
As a form which uses the photoelectric conversion element of this invention as photoelectric conversion devices, such as a solar cell, a photoelectric conversion element may be utilized by a single layer and may be laminated | stacked and utilized (tandem type).
In addition, since the photoelectric conversion device is not deteriorated by oxygen, moisture, or the like in the environment, the photoelectric conversion device is preferably sealed by a known method.

以上の本実施形態によれば、透明性、導電性およびガスバリア性に優れた透明電極の製造方法、その製造方法で製造された透明電極ならびに該透明電極を用いた有機電子素子を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については以下のように推察している。
本実施形態においては、金属細線パターンを保護層の上に形成し、フラッシュ光照射により加熱焼成を行っている。金属細線パターン自体が非常に高温になっても、保護層が存在することで、基板にダメージを与えることなく導電性を向上することができる。
本実施形態において、金属細線パターン上に導電性ポリマー含有層を設けることで、金属細線パターンが存在しない窓部(開口部)にも電気を供給することが可能となり、面状の電極として機能させている。また、導電性ポリマー含有層が透明電極の補強膜となり、曲げや熱などによる基板変形やクラックに対する強度が向上し、更には、基板に微細なクラック等が生じた場合においても、導電性ポリマー含有層自体が吸湿層となってデシカント(乾燥剤)様の効果を発現し、ガスバリア性能が著しく向上するものと考えている。
According to the above embodiment, it is possible to provide a method for producing a transparent electrode excellent in transparency, conductivity, and gas barrier properties, a transparent electrode produced by the production method, and an organic electronic device using the transparent electrode. it can.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is presumed as follows.
In the present embodiment, a fine metal wire pattern is formed on the protective layer, and is heated and fired by flash light irradiation. Even when the metal fine line pattern itself becomes very high temperature, the presence of the protective layer can improve the conductivity without damaging the substrate.
In this embodiment, by providing a conductive polymer-containing layer on the fine metal wire pattern, it becomes possible to supply electricity to the window (opening) where the fine metal wire pattern does not exist, and function as a planar electrode. ing. In addition, the conductive polymer-containing layer becomes a reinforcing film for the transparent electrode, and the strength against deformation and cracking of the substrate due to bending, heat, etc. is improved. Furthermore, even when a fine crack is generated on the substrate, the conductive polymer-containing layer is contained. It is considered that the layer itself becomes a hygroscopic layer and expresses a desiccant (drying agent) -like effect, and the gas barrier performance is remarkably improved.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.

(1)保護層付き透明基板の作製
(1.1)ハードコート層の形成
ハードコート層の形成材料として、アクリル・ウレタン系樹脂(大日本インキ化学(株)製のユニディック17−806)100部に、光重合開始剤としてのヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア184)5部を加えて、30質量%の濃度に希釈してなるトルエン溶液を調製した。
このハードコート層の形成材料を、厚さが100μm、大きさ180mm×180mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に塗布し、100℃で3分間乾燥した。その後、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯(エネルギー密度80W/cm、15cm集光型)2灯で紫外線照射を行ない、厚さ5μmのハードコート層を形成した。
(1) Production of transparent substrate with protective layer (1.1) Formation of hard coat layer Acrylic / urethane resin (Unidic 17-806 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) 100 as a hard coat layer forming material 5 parts of hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as a photopolymerization initiator was added to the part to prepare a toluene solution diluted to a concentration of 30% by mass.
The material for forming the hard coat layer was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 100 μm and a size of 180 mm × 180 mm, and dried at 100 ° C. for 3 minutes. Immediately thereafter, ultraviolet rays were irradiated with two ozone type high pressure mercury lamps (energy density 80 W / cm 2 , 15 cm condensing type) to form a hard coat layer having a thickness of 5 μm.

(1.2)ガスバリア層の形成
(1.2.1)塗布
パーヒドロポリシラザン(PHPS、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製アクアミカ NN320)の20質量%ジブチルエーテル溶液を、乾燥後の(平均)膜厚が0.3μmとなるよう、上記で形成したハードコート層の上に塗布し、保護層付き透明基板を得た。
(1.2) Formation of gas barrier layer (1.2.1) coating (average) film after drying a 20% by weight dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS, AQUAMICA NN320 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) It apply | coated on the hard-coat layer formed above so that thickness might be set to 0.3 micrometer, and the transparent substrate with a protective layer was obtained.

(1.2.2)乾燥および除湿
(第1工程;乾燥処理)
得られた塗布試料を温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下で1分処理し、乾燥試料を得た。
(第2工程;除湿処理)
乾燥試料をさらに温度25℃、湿度10%RH(露点温度−8℃)の雰囲気下に10分間保持し、除湿処理を行った。
(1.2.2) Drying and dehumidification (first step; drying treatment)
The obtained coated sample was treated for 1 minute in an atmosphere having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH to obtain a dried sample.
(Second step; dehumidification treatment)
The dried sample was further held for 10 minutes in an atmosphere of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.

(1.2.3)改質
(改質処理)
除湿処理を行った試料を下記の条件で改質処理を行い、ガスバリア層を形成した。改質処理時の露点温度は−8℃で実施した。
(改質処理装置)
株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置(MODEL:MECL−M−1−200、波長172nm、ランプ封入ガスXe)を用いた。
稼動ステージ上に試料を固定してその試料に対し以下の条件で改質処理を行った。
(改質処理条件)
エキシマ光強度 60mW/cm2(172nm)
試料と光源の距離 1mm
ステージ加熱温度 70℃
照射装置内の酸素濃度 1%
エキシマ照射時間 3秒
(1.2.3) Reformation (reforming process)
The sample subjected to the dehumidification treatment was modified under the following conditions to form a gas barrier layer. The dew point temperature during the reforming treatment was -8 ° C.
(Modification equipment)
An excimer irradiation apparatus (MODEL: MECL-M-1-200, wavelength 172 nm, lamp sealed gas Xe) manufactured by M.D.Com Co., Ltd. was used.
A sample was fixed on the operation stage, and the sample was modified under the following conditions.
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity 60mW / cm2 (172nm)
1mm distance between sample and light source
Stage heating temperature 70 ℃
Oxygen concentration in irradiation device 1%
Excimer irradiation time 3 seconds

(2)透明電極(サンプル)の作製
(2.1)透明電極TCF−1の作製(比較例)
上記で作製した保護層付き透明基板の保護層形成面側に、150mm×150mmの面積大にITOを平均膜厚150nmでスパッタ蒸着し、「透明電極TCF−1」を作製した。
(2) Preparation of transparent electrode (sample) (2.1) Preparation of transparent electrode TCF-1 (comparative example)
ITO was sputter-deposited with an average film thickness of 150 nm on an area of 150 mm × 150 mm on the protective layer forming surface side of the transparent substrate with a protective layer produced above, to produce “transparent electrode TCF-1”.

(2.2)透明電極TCF−2の作製(比較例)
上記で作製した保護層付き透明基板の保護層形成面側に、銀ナノ粒子インキ1(TEC−PA−010;InkTec社製)を用いて、50μm幅、1mmピッチ、正方形格子状のスクリーン版パターンにて、焼成後の細線の高さが800nmになるようスクリーン印刷方式で金属細線パターンの印刷を行った。印刷装置として小型厚膜半自動印刷機STF−150IP(東海商事社製)を用いた。パターンを印刷するエリアの面積は150mm×150mmとした。印刷後、ホットプレートで150℃で30分熱処理を施して、「透明電極TCF−2」を作製した。
(2.2) Production of transparent electrode TCF-2 (comparative example)
Using the silver nanoparticle ink 1 (TEC-PA-010; manufactured by InkTech) on the protective layer-forming surface side of the transparent substrate with a protective layer produced above, a screen plate pattern having a square grid shape of 50 μm width and 1 mm pitch Then, a fine metal line pattern was printed by a screen printing method so that the height of the fine line after firing was 800 nm. A small thick film semi-automatic printing machine STF-150IP (manufactured by Tokai Shoji Co., Ltd.) was used as a printing apparatus. The area of the pattern printing area was 150 mm × 150 mm. After printing, heat treatment was performed on a hot plate at 150 ° C. for 30 minutes to produce “transparent electrode TCF-2”.

(2.3)透明電極TCF−3の作製(実施例)
TCF−2の作製において、ホットプレートで150℃で30分熱処理を施す代わりに、金属細線パターンを印刷後、250nm以下の短波長カットフィルターを装着したキセノンフラッシュランプ2400WS(COMET社製)を用いて、印刷面側から照射エネルギー1.5J/cm、照射時間2m秒で1回照射した。それ以外はTCF−2の作製と同様にして、「透明電極TCF−3」を作製した。
(2.3) Production of transparent electrode TCF-3 (Example)
In the production of TCF-2, instead of performing a heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes with a hot plate, after printing a fine metal wire pattern, a xenon flash lamp 2400WS (made by COMET) equipped with a short wavelength cut filter of 250 nm or less was used. Then, irradiation was performed once from the printing surface side with an irradiation energy of 1.5 J / cm 2 and an irradiation time of 2 milliseconds. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-2, and produced "transparent electrode TCF-3".

(2.4)透明電極TCF−4の作製(比較例)
TCF−3の作製において、金属細線パターンの印刷を、保護層付き透明基板の保護層形成面と反対側に行った。それ以外はTCF−3の作製と同様にして、「透明電極TCF−4」を作製した。
(2.4) Production of transparent electrode TCF-4 (comparative example)
In the production of TCF-3, a metal fine line pattern was printed on the side opposite to the protective layer forming surface of the transparent substrate with a protective layer. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-3, and produced "transparent electrode TCF-4".

(2.5)透明電極TCF−5の作製(比較例)
TCF−4の作製において、フラッシュランプ照射条件を、照射エネルギー100mJ/cm、照射時間2m秒で1回行うこととした。それ以外はTCF−4の作製と同様にして、「透明電極TCF−5」を作製した。
(2.5) Production of transparent electrode TCF-5 (comparative example)
In preparation of TCF-4, the flash lamp irradiation conditions were performed once with an irradiation energy of 100 mJ / cm 2 and an irradiation time of 2 milliseconds. Otherwise, “transparent electrode TCF-5” was produced in the same manner as TCF-4.

(2.6)透明電極TCF−6の作製(実施例)
TCF−3の作製において、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムをポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムに変更した。
TCF−3の作製において、フラッシュランプ照射後の金属細線パターンの上に、金属細線パターンの印刷幅に合わせて、導電性高分子としての、PEDOT:PSS(ポリスチレンスルホン酸)=1:2.5の分散液であるCLEVIOS PH510(Heraeus社製、固形分濃度1.89%)に、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂であるボンコートAN−155E(大日本インキ社製、固形分濃度55%)を導電性高分子の固形分に対して233質量%となるように添加した導電性ポリマー液CP−1を、塗布幅150mmのアプリケーターを用いて、導電性ポリマー含有層として、乾燥平均膜厚が500nmとなるよう塗布し、金属細線パターンの印刷領域と同じになるよう不要な周辺部分を拭き取った。
それ以外は、TCF−3の作製と同様にして、「透明電極TCF−6」を作製した。
(2.6) Production of transparent electrode TCF-6 (Example)
In the production of TCF-3, the polyethylene terephthalate (PET) film was changed to a polyethylene naphthalate (PEN) film.
In production of TCF-3, PEDOT: PSS (polystyrene sulfonic acid) = 1: 2.5 as a conductive polymer in accordance with the printing width of the thin metal wire pattern on the fine metal wire pattern after flash lamp irradiation. BONCOAT AN-155E (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., solid content concentration 55%) which is a binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent. The conductive polymer liquid CP-1 added to 233% by mass with respect to the solid content of the conductive polymer was used as a conductive polymer-containing layer using an applicator having a coating width of 150 mm, and the dry average film thickness was It apply | coated so that it might become 500 nm, and the unnecessary peripheral part was wiped off so that it might become the same as the printing area | region of a metal fine wire pattern.
Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-3, and produced "transparent electrode TCF-6".

(2.7)透明電極TCF−7の作製(実施例)
TCF−6の作製において、導電性ポリマー液CP−1の、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂を、ボンディック1940NE(大日本インキ社製、固形分濃度50%)に置き換えた導電性ポリマー液CP−2を使用した。それ以外はTCF−6の作製と同様にして、「透明電極TCF−7」を作製した。
(2.7) Production of transparent electrode TCF-7 (Example)
In the production of TCF-6, the conductive polymer liquid CP-1 was replaced with bondic 1940NE (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., solid content concentration 50%) as a binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent. CP-2 was used. Otherwise, “transparent electrode TCF-7” was produced in the same manner as in the production of TCF-6.

(2.8)透明電極TCF−8の作製(実施例)
TCF−6の作製において、導電性ポリマー液CP−1の、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂を、ボンディック2210(大日本インキ社製、固形分濃度40%)に置き換えた導電性ポリマー液CP−3を使用した。それ以外はTCF−6の作製と同様にして、「透明電極TCF−8」を作製した。
(2.8) Production of transparent electrode TCF-8 (Example)
In the production of TCF-6, a conductive polymer liquid obtained by replacing the binder resin of the conductive polymer liquid CP-1 that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent with Bondic 2210 (Dainippon Ink Co., Ltd., solid content concentration 40%). CP-3 was used. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-6, and produced "transparent electrode TCF-8".

(2.9)透明電極TCF−9の作製(実施例)
TCF−6の作製において、導電性ポリマー液CP−1の、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂を、ハイドランAP−40(F)(大日本インキ社製、固形分濃度22%)に置き換えた導電性ポリマー液CP−4を使用した。それ以外はTCF−6と同様にして、「透明電極TCF−9」を作製した。
(2.9) Production of transparent electrode TCF-9 (Example)
In the production of TCF-6, the binder resin that can be uniformly dispersed in the aqueous solvent of the conductive polymer liquid CP-1 was replaced with Hydran AP-40 (F) (Dainippon Ink Co., Ltd., solid content concentration 22%). Conductive polymer liquid CP-4 was used. Other than that was carried out similarly to TCF-6, and produced "transparent electrode TCF-9."

(2.10)透明電極TCF−10の作製(実施例)
TCF−6の作製において、導電性ポリマー液CP−1の、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂を、プラスコートZ−561(互応化学工業社製、固形分濃度25%)に置き換えた導電性ポリマー液CP−5を使用した。それ以外はTCF−6と同様にして、「透明電極TCF−10」を作製した。
(2.10) Production of transparent electrode TCF-10 (Example)
In the production of TCF-6, the conductive polymer liquid CP-1 was replaced with a positive coat Z-561 (manufactured by Kyoyo Chemical Industry Co., Ltd., solid content concentration: 25%). Polymer solution CP-5 was used. Other than that was carried out similarly to TCF-6, and produced "transparent electrode TCF-10."

(2.11)透明電極TCF−11の作製(実施例)
TCF−10の作製において、フラッシュランプ照射条件を、照射エネルギー1.8J/cm、照射時間500μ秒で1回行うこととした。それ以外はTCF−10の作製と同様にして、「透明電極TCF−11」を作製した。
(2.11) Production of transparent electrode TCF-11 (Example)
In the production of TCF-10, the flash lamp irradiation conditions were performed once with an irradiation energy of 1.8 J / cm 2 and an irradiation time of 500 μsec. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-10, and produced "transparent electrode TCF-11."

(2.12)透明電極TCF−12の作製(実施例)
TCF−10の作製において、フラッシュランプ照射条件を、照射エネルギー1.0J/cm、照射時間2m秒で3回行うこととした。それ以外はTCF−10の作製と同様にして、「透明電極TCF−12」を作製した。
(2.12) Preparation of transparent electrode TCF-12 (Example)
In the production of TCF-10, the flash lamp was irradiated three times with an irradiation energy of 1.0 J / cm 2 and an irradiation time of 2 milliseconds. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-10, and produced "transparent electrode TCF-12."

(2.13)透明電極TCF−13の作製(比較例)
TCF−10の作製において、金属細線パターンの印刷およびフラッシュランプ照射をおこなわなかった。それ以外はTCF−10の作製と同様にして、「透明電極TCF−13」を作製した。
(2.13) Preparation of transparent electrode TCF-13 (comparative example)
In the production of TCF-10, printing of a metal fine line pattern and irradiation with a flash lamp were not performed. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-10, and produced "transparent electrode TCF-13."

(2.14)透明電極TCF−14の作製(実施例)
TCF−6の作製において、導電性ポリマー液CP−1の、水系溶剤に均一分散可能なバインダー樹脂であるボンコートAN−155Eを、下記の様に合成して調製した水溶性バインダー樹脂1水溶液に置き換えた導電性ポリマー液CP−6を使用した。それ以外はTCF−6の作製と同様にして、「透明電極TCF−14」を作製した。
(2.14) Preparation of transparent electrode TCF-14 (Example)
In the production of TCF-6, the conductive polymer liquid CP-1 was replaced with a water-soluble binder resin 1 aqueous solution prepared by synthesizing Boncoat AN-155E, which is a binder resin that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent. Conductive polymer liquid CP-6 was used. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-6, and produced "transparent electrode TCF-14."

<水溶性バインダー樹脂1の合成>
300ml三ツ口フラスコにTHF200mlを加え10分間加熱還流させた後、窒素下で室温に冷却した。2−ヒドロキシエチルアクリレート(10.0g、86.2mmol、分子量116.12)、AIBN(2.8g、17.2mmol、分子量164.11)を加え、5時間加熱還流した。室温に冷却した後、2000mlのMEK中に反応溶液を滴下し、1時間攪拌した。MEKをデカンテーション後、100mlのMEKで3回洗浄後、THFでポリマーを溶解し、100mlフラスコへ移した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。その結果、数平均分子量22100、分子量分布1.42の水溶性バインダー樹脂1を9.0g(収率90%)得た。
構造、分子量は各々1H−NMR(400MHz、日本電子社製)、GPC(Waters2695、Waters社製)で測定した。
<GPC測定条件>
装置:Waters2695(Separations Module)
検出器:Waters 2414 (Refractive Index Detector)
カラム:Shodex Asahipak GF−7M HQ
溶離液:ジメチルホルムアミド(20mM LiBr)
流速:1.0ml/min
温度:40℃
得られた水溶性バインダー樹脂1を純水に溶解し、固形分20%の水溶性バインダー樹脂1水溶液を調製した。
<Synthesis of water-soluble binder resin 1>
After adding 200 ml of THF to a 300 ml three-necked flask and heating to reflux for 10 minutes, it was cooled to room temperature under nitrogen. 2-hydroxyethyl acrylate (10.0 g, 86.2 mmol, molecular weight 116.12) and AIBN (2.8 g, 17.2 mmol, molecular weight 164.11) were added, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dropped into 2000 ml of MEK and stirred for 1 hour. After decantation of MEK, the polymer was washed three times with 100 ml of MEK, and then the polymer was dissolved in THF and transferred to a 100 ml flask. THF was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 3 hours. As a result, 9.0 g (yield 90%) of water-soluble binder resin 1 having a number average molecular weight of 22100 and a molecular weight distribution of 1.42 was obtained.
The structure and molecular weight were measured by 1H-NMR (400 MHz, manufactured by JEOL Ltd.) and GPC (Waters 2695, manufactured by Waters), respectively.
<GPC measurement conditions>
Device: Waters 2695 (Separations Module)
Detector: Waters 2414 (Refractive Index Detector)
Column: Shodex Asahipak GF-7M HQ
Eluent: Dimethylformamide (20 mM LiBr)
Flow rate: 1.0 ml / min
Temperature: 40 ° C
The obtained water-soluble binder resin 1 was dissolved in pure water to prepare a water-soluble binder resin 1 aqueous solution having a solid content of 20%.

(2.15)透明電極TCF−15の作製(実施例)
TCF−14の作製において、導電性ポリマー液CP−6の水溶性バインダー樹脂1水溶液を、下記の様に合成して調製した水溶性バインダー樹脂2水溶液に置き換えた導電性ポリマー液CP−7を使用した。それ以外はTCF−14の作製と同様にして、「透明電極TCF−15」を作製した。
(2.15) Production of transparent electrode TCF-15 (Example)
In the production of TCF-14, a conductive polymer liquid CP-7 was used in which the aqueous solution of the water-soluble binder resin 1 in the conductive polymer liquid CP-6 was replaced with the aqueous solution of the water-soluble binder resin 2 prepared by synthesis as follows. did. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-14, and produced "transparent electrode TCF-15."

<水溶性バインダー樹脂2の合成>
水溶性バインダー樹脂1の合成において、2−ヒドロキシエチルアクリレートを3−ヒドロキプロピルアクリレート(11.2g、分子量130.14)に変え、更に精製溶媒をMEKからノルマルヘプタンに変更した。それ以外は水溶性バインダー樹脂1の合成と全く同操作を実施することにより、数平均分子量25500、分子量分布1.53の水溶性バインダー樹脂2を9.5g(収率85%)得た。
得られた水溶性バインダー樹脂2を純水に溶解し、固形分20%の水溶性バインダー樹脂2水溶液を調製した。
<Synthesis of water-soluble binder resin 2>
In the synthesis of the water-soluble binder resin 1, 2-hydroxyethyl acrylate was changed to 3-hydroxypropyl acrylate (11.2 g, molecular weight 130.14), and the purification solvent was changed from MEK to normal heptane. Other than that, 9.5 g (yield 85%) of water-soluble binder resin 2 having a number average molecular weight of 25,500 and a molecular weight distribution of 1.53 was obtained by carrying out the same operation as the synthesis of water-soluble binder resin 1.
The obtained water-soluble binder resin 2 was dissolved in pure water to prepare a water-soluble binder resin 2 aqueous solution having a solid content of 20%.

(2.16)透明電極TCF−16の作製(実施例)
TCF−14の作製において、導電性ポリマー液CP−6の水溶性バインダー樹脂1水溶液を、下記の様に合成して調製した水溶性バインダー樹脂3水溶液に置き換えた導電性ポリマー液CP−8を使用した。それ以外はTCF−14の作製と同様にして、「透明電極TCF−16」を作製した。
(2.16) Production of transparent electrode TCF-16 (Example)
In the production of TCF-14, the conductive polymer liquid CP-8 was used in which the aqueous solution of the water-soluble binder resin 1 in the conductive polymer liquid CP-6 was replaced with the aqueous solution of the water-soluble binder resin 3 prepared as follows. did. Other than that was carried out similarly to preparation of TCF-14, and produced "transparent electrode TCF-16."

<水溶性バインダー樹脂3の合成>
水溶性バインダー樹脂1の合成において、2−ヒドロキシエチルアクリレートを4−ヒドロキシブチルアクリレート(12.4g、分子量144.17)に変え、更に精製溶媒をMEKからノルマルヘプタンに変更した。それ以外は水溶性バインダー樹脂1の合成と全く同操作を実施することにより、数平均分子量21700、分子量分布1.36の水溶性バインダー樹脂3を10.2g(収率82%)得た。
得られた水溶性バインダー樹脂3を純水に溶解し、固形分20%の水溶性バインダー樹脂3水溶液を調製した。
<Synthesis of water-soluble binder resin 3>
In the synthesis of the water-soluble binder resin 1, 2-hydroxyethyl acrylate was changed to 4-hydroxybutyl acrylate (12.4 g, molecular weight 144.17), and the purification solvent was changed from MEK to normal heptane. Other than that, 10.2 g (yield 82%) of water-soluble binder resin 3 having a number average molecular weight of 21,700 and a molecular weight distribution of 1.36 was obtained by carrying out the same operation as the synthesis of water-soluble binder resin 1.
The obtained water-soluble binder resin 3 was dissolved in pure water to prepare a water-soluble binder resin 3 aqueous solution having a solid content of 20%.

(2.17)透明電極TCF−17の作製(実施例)
TCF−14の作製において、導電性ポリマー液CP−6の水溶性バインダー樹脂1水溶液を、下記の様に合成して調製した水溶性バインダー樹脂4水溶液に置き換えた導電性ポリマー液CP−9を使用した。それ以外はTCF−14の作製と同様にして、「透明電極TCF−17」を作製した。
(2.17) Production of transparent electrode TCF-17 (Example)
In the production of TCF-14, a conductive polymer liquid CP-9 was used in which the aqueous solution of the water-soluble binder resin 1 in the conductive polymer liquid CP-6 was replaced with the aqueous solution of the water-soluble binder resin 4 prepared by synthesis as follows. did. Otherwise, “transparent electrode TCF-17” was produced in the same manner as in the production of TCF-14.

<水溶性バインダー樹脂4の合成>
水溶性バインダー樹脂1の合成において、2−ヒドロキシエチルアクリレートを2−ヒドロキシエチルアクリルアミド(9.9g、分子量115.15)に変え、更に精製溶媒をMEKからジイソプロピルエーテルに変更した。それ以外は水溶性バインダー樹脂1の合成と全く同操作を実施することにより、数平均分子量28300、分子量分布1.48の水溶性バインダー樹脂4を7.9g(収率80%)得た。
得られた水溶性バインダー樹脂4を純水に溶解し、固形分20%の水溶性バインダー樹脂4水溶液を調製した。
<Synthesis of water-soluble binder resin 4>
In the synthesis of the water-soluble binder resin 1, 2-hydroxyethyl acrylate was changed to 2-hydroxyethyl acrylamide (9.9 g, molecular weight 115.15), and the purification solvent was changed from MEK to diisopropyl ether. Other than that, 7.9 g (yield 80%) of water-soluble binder resin 4 having a number average molecular weight of 28300 and a molecular weight distribution of 1.48 was obtained by carrying out the same operation as the synthesis of water-soluble binder resin 1.
The obtained water-soluble binder resin 4 was dissolved in pure water to prepare a water-soluble binder resin 4 aqueous solution having a solid content of 20%.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

Figure 0005880100
Figure 0005880100

(3)透明電極の測定及び評価
下記方法で、各透明電極の断面をSEM観察するとともに、各透明電極の導電部の透過率、表面比抵抗および水蒸気透過率について測定し、透明性、導電性およびガスバリア性を評価した。
(3) Measurement and evaluation of transparent electrode The SEM observation of the cross section of each transparent electrode is performed by the following method, and the transmittance, surface specific resistance, and water vapor transmission rate of the conductive portion of each transparent electrode are measured to obtain transparency and conductivity. And gas barrier property was evaluated.

(3.1)SEM観察
作製した各透明電極について、集束イオンビーム加工装置(FIB:日立製作所製、FB−2000)にて加工し、金属細線パターンの断面を露出させた後、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM:日立製作所製、S−5000H、加速電圧1.0kV、倍率50,000倍)で観察したところ、本発明の実施例にかかる透明電極は、いずれも金属細線パターンの銀ナノ粒子は高密に融着し、基板ダメージ等は見られなかった。
これに対し、TCF−2は金属細線パターンの銀ナノ粒子の融着が不完全であった。TCF−4は金属細線パターンの銀ナノ粒子は高密に融着していたが、金属細線パターンが接触している部分の基板表面が、金属細線パターンに沿って轍状に溶解しているのが確認された。TCF−5については、金属細線パターンの銀ナノ粒子が殆ど融着していなかった。
(3.1) SEM observation About each produced transparent electrode, after processing with the focused ion beam processing apparatus (FIB: Hitachi, FB-2000), exposing the cross section of a metal fine wire pattern, the cross section is scanned. When observed with a scanning electron microscope (SEM: manufactured by Hitachi, Ltd., S-5000H, acceleration voltage 1.0 kV, magnification 50,000 times), the transparent electrodes according to the examples of the present invention are all silver nanowires with a fine metal wire pattern. The particles were fused with high density, and no substrate damage was observed.
On the other hand, TCF-2 has incomplete fusion of silver nanoparticles with a metal fine line pattern. In TCF-4, the silver nanoparticles of the metal fine line pattern were fused with high density, but the surface of the substrate in contact with the metal fine line pattern was dissolved in a bowl shape along the metal fine line pattern. confirmed. As for TCF-5, silver nanoparticles having a metal fine line pattern were hardly fused.

(3.2)透過率
透過率は、東京電色社製AUTOMATICHAZEMETER(MODEL TC−HIIIDP)を用いて、透明電極の全光線透過率を測定した。
(3.3)表面比抵抗
表面比抵抗は、ダイアインスツルメンツ製抵抗率計ロレスタGPを用いて、透明電極の表面比抵抗を四端子法で測定した。
(3.4)水蒸気透過率
前述のJIS K 7129B法に従って水蒸気透過率を測定するには種々の方法が提案されている。例えば、カップ法、乾湿センサー法(Lassy法)、赤外線センサー法(mocon法)が代表として上げられるが、ガスバリア性が向上するに伴って、これらの方法では測定限界に達してしまう場合があり、以下に示す方法も提案されている。水蒸気透過率の測定方法は特に限定するところではないが、ここではCa法による評価を行った。
(3.2) Transmittance The transmittance was determined by measuring the total light transmittance of the transparent electrode using AUTOMATIC ZEMETER (MODEL TC-HIIIDP) manufactured by Tokyo Denshoku.
(3.3) Surface specific resistance The surface specific resistance measured the surface specific resistance of the transparent electrode by a four-terminal method using a resistivity meter Loresta GP manufactured by Dia Instruments.
(3.4) Water vapor transmission rate Various methods have been proposed for measuring the water vapor transmission rate according to the above-mentioned JIS K 7129B method. For example, the cup method, the wet and dry sensor method (Lassy method), and the infrared sensor method (mocon method) can be cited as representatives. The following method has also been proposed. The method for measuring the water vapor transmission rate is not particularly limited, but here, evaluation by the Ca method was performed.

<前記以外の水蒸気透過率測定法>
Ca法;ガスバリア性フィルムに金属Caを蒸着し、該フィルムを透過した水分で金属Caが腐食される現象を利用する方法。腐食面積とそこに到達する時間から水蒸気透過率を算する。
(株)MORESCOの提案する方法(平成21年12月8日NewsRelease);大気圧下の試料空間と超高真空中の質量分析計の間で水蒸気の冷却トラップを介して受け渡す方法。
HTO法(米General Atomics社);三重水素を用いて水蒸気透過率を算出する方法。
A−Star(シンガポール)の提案する方法(WO05/95924);水蒸気または酸素により電気抵抗が変化する材料(例えばCa、Mg)をセンサーに用いて電気抵抗変化とそれに内在する1/f揺らぎ成分から水蒸気透過率を算出する方法。
<Water vapor permeability measurement method other than the above>
Ca method: a method in which metal Ca is vapor-deposited on a gas barrier film and the phenomenon that the metal Ca is corroded by moisture that has passed through the film. The water vapor transmission rate is calculated from the corrosion area and the time to reach the corrosion area.
Method proposed by MORESCO Co., Ltd. (December 8, 2009, NewsRelease); a method of passing through a cold water vapor trap between a sample space under atmospheric pressure and a mass spectrometer in ultra-high vacuum.
HTO method (General Atomics, USA); a method for calculating water vapor transmission rate using tritium.
Method proposed by A-Star (Singapore) (WO05 / 95924); using a material whose electrical resistance is changed by water vapor or oxygen (for example, Ca, Mg) as a sensor, from the electrical resistance change and the inherent 1 / f fluctuation component Method for calculating water vapor transmission rate.

<本評価に用いたCa法>
蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
水蒸気不透過性の金属:アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)
<Ca method used for this evaluation>
Vapor deposition apparatus: Vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)

<水蒸気バリア性評価用セルの作製>
各透明電極の電極面に、真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置JEE−400)を用い、蒸着させたい部分(12mm×12mmを9箇所)以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、金属カルシウム蒸着側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着した。アルミニウム蒸着後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス製)を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。
作製した評価用セルを60℃、90%RHの高温高湿下で100時間保存し、特開2005−283561号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を計算した。
なお、透明電極以外の部材からの水蒸気の透過が無いことを確認するために、比較試料として厚さ0.2mmの石英ガラス板を用いて作製した評価用セルを、同様に60℃、90%RHの高温高湿下で保存して、1000時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認した。
測定および評価の結果を表3に示す。
<Production of water vapor barrier property evaluation cell>
On the electrode surface of each transparent electrode, using a vacuum vapor deposition apparatus (vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.), other than the portion to be vapor deposited (12 mm × 12 mm 9 positions) was masked to deposit metal calcium. Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was deposited from another metal deposition source on the entire surface of the metal calcium deposition side. After the aluminum vapor deposition, the vacuum state is released, and immediately in a dry nitrogen gas atmosphere, a quartz glass with a thickness of 0.2 mm is faced to the aluminum sealing side via an ultraviolet curing resin for sealing (manufactured by Nagase ChemteX). The cell for evaluation was produced by irradiating with ultraviolet rays.
The prepared evaluation cell was stored at 60 ° C. and 90% RH under high temperature and high humidity for 100 hours, and based on the method described in JP-A-2005-283561, the amount of moisture permeated into the cell from the corrosion amount of metallic calcium Was calculated.
In addition, in order to confirm that there is no permeation | transmission of the water vapor | steam from members other than a transparent electrode, the cell for evaluation produced using the quartz glass plate of thickness 0.2mm as a comparative sample is similarly 60 degreeC and 90%. It was stored under high temperature and high humidity of RH, and it was confirmed that no corrosion of metallic calcium occurred even after 1000 hours.
The results of measurement and evaluation are shown in Table 3.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

(4)まとめ
表3に示すとおり、本発明の実施例にかかる透明電極は、基板にダメージを与えることなく透明性、導電性およびガスバリア性に優れており、また導電性ポリマー含有層を形成することで、さらに高いガスバリア性能を有していることが分かる。以上から、基板ダメージを抑制しながら導電性に優れた透明電極を製造する上では、透明基板上に保護層を形成し、その保護層上に金属ナノ粒子の細線パターンを形成してフラッシュ光照射で加熱焼成をおこなうことが有用であることがわかる。
(4) Summary As shown in Table 3, the transparent electrode according to the example of the present invention is excellent in transparency, conductivity and gas barrier properties without damaging the substrate, and forms a conductive polymer-containing layer. This shows that the gas barrier performance is higher. From the above, when manufacturing transparent electrodes with excellent electrical conductivity while suppressing substrate damage, a protective layer is formed on the transparent substrate, and a fine pattern of metal nanoparticles is formed on the protective layer, and flash light irradiation is performed. It can be seen that it is useful to perform baking with heating.

(1)有機EL素子(サンプル)の作製
実施例1で作製した透明電極TCF−1、TCF−10およびTCF−14を第1電極(陽極)に用いて、「有機EL素子OLED−1〜OLED−3」を以下の手順でそれぞれ作製した。
(1) Preparation of organic EL element (sample) Using the transparent electrodes TCF-1, TCF-10, and TCF-14 prepared in Example 1 as the first electrode (anode), "organic EL elements OLED-1 to OLED" -3 "was prepared by the following procedure.

透明電極TCF−1において、第1電極の上に、PEDOT−PSS CLEVIOS P AI 4083(固形分15%)(Heraeus社製)を、塗布幅150mmのアプリケーターを用いて、乾燥膜厚が30nmとなるよう保護層上に塗布し、150mm×150mmの面積になるよう不要な周辺部分を拭き取ったのち、乾燥させた(透明電極TCF−10およびTCF−14に対してはかかる処理をおこなっていない。)。   In the transparent electrode TCF-1, on the first electrode, PEDOT-PSS CLEVIOS P AI 4083 (solid content 15%) (manufactured by Heraeus) is used, and the dry film thickness becomes 30 nm using an applicator with a coating width of 150 mm. It was applied on the protective layer, and unnecessary peripheral portions were wiped off so as to have an area of 150 mm × 150 mm, and then dried (the transparent electrodes TCF-10 and TCF-14 were not subjected to such treatment). .

次に、各透明電極を市販の真空蒸着装置内にセットし、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。   Next, each transparent electrode was set in a commercially available vacuum deposition apparatus, and each of the deposition materials in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.

次いで、以下の手順で各有機化合物層を設けた。
まず、真空度1×10−4Paまで減圧した後、下記α−NPDの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、30nmの正孔輸送層を設けた。
下記Ir−1が13質量%、下記Ir−14が3.7質量%の濃度になるように、Ir−1、Ir−14および下記化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が622nm、厚さ10nmの緑赤色燐光発光層を形成した。
次いで、下記E−66が10質量%になるように、E−66および化合物1−7を蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、発光極大波長が471nm、厚さ15nmの青色燐光発光層を形成した。
その後、下記M−1を膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成し、さらにCsFを膜厚比で10%になるようにM−1と共蒸着し、厚さ45nmの電子輸送層を形成した。
各層形成に用いた化合物を下記に示す。
Subsequently, each organic compound layer was provided in the following procedures.
First, after depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 −4 Pa, the energization crucible containing the following α-NPD was energized and heated, evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second, and a 30 nm hole transport layer. Was provided.
Ir-1, Ir-14 and the following compound 1-7 were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec so that the following Ir-1 would be 13% by mass and the following Ir-14 would be 3.7% by mass. Then, a green-red phosphorescent light emitting layer having an emission maximum wavelength of 622 nm and a thickness of 10 nm was formed.
Subsequently, E-66 and compound 1-7 were co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the following E-66 was 10% by mass, and a blue phosphorescent light emitting layer having an emission maximum wavelength of 471 nm and a thickness of 15 nm. Formed.
Thereafter, the following M-1 was vapor-deposited to a thickness of 5 nm to form a hole blocking layer, and CsF was co-deposited with M-1 so that the film thickness ratio was 10%, and an electron transport layer having a thickness of 45 nm. Formed.
The compounds used for forming each layer are shown below.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

形成した電子輸送層の上に、第1電極用外部取り出し端子および150mm×150mmの第2電極(陰極)形成用材料としてAlを5×10−4Paの真空下にてマスク蒸着し、厚さ100nmの第2電極を形成した。
さらに、第1電極および第2電極の外部取り出し端子が形成できるように、端部を除き第2電極の周囲に接着剤を塗り、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを基板としAlを厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させ封止膜を形成し、発光エリア150mm×150mmの有機EL素子を作製した。
接着剤として、2液性エポキシ配合樹脂(スリーボンド社製)2016Bと2103を100:3の割合で配合したものを用いた。
On the formed electron transport layer, Al was mask-deposited under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa as a material for forming an external lead terminal for the first electrode and a second electrode (cathode) of 150 mm × 150 mm. A 100 nm second electrode was formed.
Further, an adhesive is applied to the periphery of the second electrode except for the end portions so that external lead terminals of the first electrode and the second electrode can be formed, and a polyethylene terephthalate resin film is used as a substrate to form Al 2 O 3 with a thickness of 300 nm. After bonding the vapor-deposited flexible sealing member, the adhesive was cured by heat treatment to form a sealing film, and an organic EL element having a light emitting area of 150 mm × 150 mm was produced.
As the adhesive, a two-component epoxy compounded resin (manufactured by Three Bond Co., Ltd.) 2016B and 2103 was blended at a ratio of 100: 3.

(2)サンプルの測定および評価
下記方法で、上記のように作製した各有機EL素子の発光ムラ測定および保存性試験を行い、有機EL素子の発光均一性および耐久性を評価した。
(2) Measurement and Evaluation of Samples By the following method, the uneven light emission measurement and the storage stability test of each organic EL device produced as described above were performed, and the light emission uniformity and durability of the organic EL device were evaluated.

(2.1)発光ムラ
KEITHLEY製ソースメジャーユニット2400型を用いて、各有機EL素子に直流電圧を印加して輝度が1000cd/mになるよう発光させ、発光状態を下記基準で目視評価した。評価結果を表4に示す。
○:殆ど均一発光しており、問題ない
△:部分的に若干発光ムラが見られるが、実用的に許容できる
×:全面に渡って発光ムラが見られ、許容できない
(2.1) Light emission unevenness Using a KEITHLEY source measure unit type 2400, a direct current voltage was applied to each organic EL element to emit light so that the luminance became 1000 cd / m 2 , and the light emission state was visually evaluated according to the following criteria. . The evaluation results are shown in Table 4.
○: Almost uniform light emission, no problem Δ: Some light emission unevenness is partially observed, but practically acceptable ×: Light emission unevenness is observed over the entire surface, and is not acceptable

(2.2)保存性試験
各有機EL素子を85℃のサーモ器で保存し、12時間毎にサーモ器から取り出し、1000cd/mで発光させるための電圧を印加してその時の輝度(初期輝度)を測定し、初期輝度が半減するまでの時間を計測しこれを保存時間とした。OLED−1の輝度半減時間を100とし、相対値で評価した。120以上が実用的に良好な範囲である。評価結果を表4に示す。
(2.2) Storage stability test Each organic EL element is stored in a thermostat at 85 ° C., taken out from the thermostat every 12 hours, applied with a voltage for emitting light at 1000 cd / m 2 , and brightness at that time (initial (Luminance) was measured, and the time until the initial luminance was halved was measured and used as the storage time. The luminance half time of OLED-1 was set to 100, and the relative value was evaluated. 120 or more is a practically good range. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 0005880100
Figure 0005880100

(3)まとめ
表4に示すとおり、本発明の実施例にかかる透明電極を用いた有機EL素子OLED−2およびOLED−3は、大面積でも均一発光し、耐久性も高いことが分かる。
(3) Summary As shown in Table 4, it can be seen that the organic EL elements OLED-2 and OLED-3 using the transparent electrode according to the examples of the present invention emit light uniformly even in a large area and have high durability.

Claims (7)

可撓性の透明基板、保護層および導電性の金属細線パターンを有する透明電極の製造方法において、
前記透明基板の一方の面に前記保護層を形成する工程と、
前記保護層上に金属ナノ粒子により金属細線パターンを形成する工程と、
前記金属細線パターンをフラッシュ光照射により加熱焼成する工程と、を備え、
前記保護層を形成する工程では、
重合性官能基を含む多官能モノマーまたは多官能オリゴマーを含む第1の塗布液を前記透明基板上に塗布し、前記第1の塗布液を重合反応させ、有機化合物で構成したハードコート層を前記透明基板上に形成する工程と、
ポリシラザンを含む第2の塗布液を前記ハードコート層上に塗布し、200nm以下の波長成分を有する光を前記第2の塗布液に照射し、無機化合物で構成したガスバリア層を前記ハードコート層上に形成する工程と、
を有することを特徴とする透明電極の製造方法。
In a method for producing a transparent electrode having a flexible transparent substrate, a protective layer, and a conductive fine metal wire pattern,
Forming the protective layer on one surface of the transparent substrate;
Forming a metal fine wire pattern with metal nanoparticles on the protective layer;
E Bei and a step of firing the flash light irradiation the fine metal wire pattern,
In the step of forming the protective layer,
A first coating liquid containing a polyfunctional monomer containing a polymerizable functional group or a polyfunctional oligomer is coated on the transparent substrate, the first coating liquid is polymerized, and a hard coat layer composed of an organic compound is Forming on a transparent substrate;
A second coating solution containing polysilazane is applied onto the hard coat layer, the second coating solution is irradiated with light having a wavelength component of 200 nm or less, and a gas barrier layer composed of an inorganic compound is formed on the hard coat layer. Forming the step,
The manufacturing method of the transparent electrode characterized by having .
請求項1に記載の透明電極の製造方法において、
加熱焼成後の前記金属細線パターン上に、少なくともπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含む導電性ポリマー含有層を形成する工程を備えることを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode of Claim 1,
A method for producing a transparent electrode, comprising a step of forming a conductive polymer-containing layer containing at least a π-conjugated conductive polymer and a polyanion on the metal wire pattern after heating and firing.
請求項1または2に記載の透明電極の製造方法において、
前記透明基板を全光線透過率が70%以上の透明基板で構成することを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode of Claim 1 or 2,
A method for producing a transparent electrode, wherein the transparent substrate is composed of a transparent substrate having a total light transmittance of 70% or more.
請求項1または2に記載の透明電極の製造方法において、
前記透明基板を全光線透過率が80%以上の透明基板で構成することを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode of Claim 1 or 2,
A method for producing a transparent electrode, wherein the transparent substrate is composed of a transparent substrate having a total light transmittance of 80% or more.
請求項1または2に記載の透明電極の製造方法において、
前記透明基板を二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムで構成することを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode of Claim 1 or 2,
A method for producing a transparent electrode, wherein the transparent substrate is composed of a biaxially stretched polyester resin film.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法において、
前記金属細線パターンを形成する工程では、前記金属細線パターンの開口率を80%以上とすることを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode as described in any one of Claims 1-5 ,
In the step of forming the fine metal wire pattern, an aperture ratio of the fine metal wire pattern is set to 80% or more.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明電極の製造方法において、
前記金属細線パターンを形成する工程では、前記金属細線パターンの開口率を90%以上とすることを特徴とする透明電極の製造方法。
In the manufacturing method of the transparent electrode as described in any one of Claims 1-5 ,
In the step of forming the fine metal wire pattern, an aperture ratio of the fine metal wire pattern is set to 90% or more.
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