JP5925423B2 - 電極酸化防止有機デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、極めて厳密な封止が必要ない、酸化しやすい電極の酸化が簡便かつ低コストに防止された、電極酸化防止有機デバイスおよびその製造方法が求められている。
(1)ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスの製造方法であって、
前記導電性高分子/高分子電解質層の表面から高分子電解質を溶解除去する工程を含む、電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
(2)ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスの製造方法であって、
高分子電解質を表面に有する導電性高分子/高分子電解質層の表面と、前記高分子電解質に対して可溶である洗浄剤と、を前記洗浄剤が液体の状態で接触させる工程を含む、電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
(3)前記洗浄剤が、下記構造式(I)で表される有機化合物からなる群から選択される少なくとも1つの有機溶媒を含有する、上記(2)に記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法:
ここで、mおよびnは、それぞれ独立に、1以上の整数であり、R1は、R2とは独立に、水素原子およびアルキル基からなる群から選択されるいずれか1つであり、R2は、R1とは独立に、かつ、m≧2でR2が複数存在するときは、それらは相互に独立にそれぞれ、水素原子およびアルキル基からなる群から選択されるいずれか1つであり、ならびに、XおよびYは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基およびアシル基からなる群から選択されるいずれか1つである。
(4)前記有機溶媒が、プロピレングリコール、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタート、ジエチレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセタートおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、上記(3)に記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
(5)前記ポリチオフェン系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)であり、かつ、前記高分子電解質がポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸およびポリアクリルアミドスルホン酸からなる群から選択されるいずれか1つである、上記(2)〜(4)のいずれかに記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
また、本発明の電極酸化防止有機デバイスの製造方法は、チオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する有機デバイスであれば、特に限定されず、適用することができる。
本発明の電極酸化防止有機デバイスは、「ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスであって、前記導電性高分子/高分子電解質層の表面から高分子電解質が溶解除去されている、電極酸化防止有機デバイス」である。
以下、本発明の電極酸化防止有機デバイスについて、以下に詳細に説明する。
本発明の電極酸化防止有機デバイスは、ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する。
ポリチオフェン系導電性高分子は、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。
上記アルキル基および上記アルコキシ基は1〜8個の酸素原子および/または硫黄原子が挿入されてもよい。
あるいは、R1およびR2は、同時に、置換されていてよいC1〜C20ジオキシアルキレン基またはC1〜C20ジオキシアリーレン基であってもよい。
Rは、直鎖状または分岐鎖状の、置換されていてよいC1〜C18アルキル基、好ましくは、直鎖状または分岐鎖状の、置換されていてよいC1〜C14アルキル基;置換されていてよいC5〜C12シクロアルキル基;置換されていてよいC6〜C14アリール基;置換されていてよいC7〜C18アラルキル基;または、置換されていてよいC1〜C4ヒドロキシアルキル基、好ましくは置換されていてよいC1〜C20オキシアルキル基を表す。
xは、0〜8の整数、好ましくは0〜6の整数、より好ましくは0または1を表し、かつ、いくつかの基RがAに直接結合する場合に、これらは同一または異なっていてよい。
上記C1〜C18アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル、n−オクタデシル等が挙げられる。
ポリチオフェン系導電性高分子は、ラセミ体、エナンチオマー的に純粋な、もしくはジアステレオマーとして純粋な化合物、または任意の割合で光学異性体比を調整してもよい。また、これらの混合物であってもよい。
高分子電解質は、上記導電性高分子のドーパントとなる高分子の電解質であれば、特に限定されないが、上記導電性高分子が水や有機溶媒等に不溶または難溶である場合には、溶解または分散できるものが好ましい。
本発明の電極酸化防止有機デバイスが有する導電性高分子/高分子電解質層は、上記ポリチオフェン系導電性高分子および上記高分子電解質を含有する。
上記導電性高分子/高分子電解質層は、所望により、さらに、成膜性の向上や品質強化などを目的として、ドーパント、触媒、高分子電解質、イオン交換樹脂、水、アルコール、グリコール類、アミン系溶剤等溶剤、塩、ワックス、湿潤剤、界面活性剤、導電性強化剤、硬化剤、耐摩耗剤、バインダー等、従来公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。このような添加剤としては、例えば、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、DMSO(ジメチルスルホキシド)等が挙げられる。
表面から高分子電解質が溶解除去される前の導電性高分子/高分子電解質層の作成方法は、特に限定されず、従来公知の方法を使用することができる。例えば、導電性高分子、高分子電解質および、所望により添加剤、を含有する水分散液または水溶液混合水溶液を基板に塗布して作成することができる。
塗布の方法としては、従来公知の方法を使用することができるが、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、リップダイレクト法、コンマコーター法、スリットリバース法、ダイコーター法、グラビアロールコーター法、ブレードコーター法、スプレーコーター法、エアーナイフコート法、ディップコート法、バーコーター法等が挙げられる。これらの方法は1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
導電性高分子/高分子電解質層の表面とは、導電性高分子/高分子電解質層の基板側とは反対側の面をいい、導電性高分子/高分子電解質層の作成時には外側になっている面である。
導電性高分子の比重が高分子電解質よりも大きいことなどにより、導電性高分子/高分子電解質層の下層(基板に近い方)では導電性高分子の濃度が高く、上層(基板から遠い方)では高分子電解質の濃度が高くなる傾向があることが知られている。
特に、導電性高分子/高分子電解質分散液から導電性高分子/高分子電解質層を形成する際に、溶媒乾燥・安定化のための熱処理(アニール処理)を施すと、高分子電解質が導電性高分子/高分子電解質層の表面に析出したり、高分子電解質だけで凝集したりすることが知られている。この現象は、導電性高分子の一次粒子の粒子径よりも高分子電解質の粒子径の方が小さく、導電性高分子/高分子電解質層を作成した際に、大きな導電性高分子が導電性高分子/高分子電解質層の下部に沈殿し、凝集するためであるといわれている。さらに、加熱により導電性高分子/高分子電解質層の流動性が高まり、導電性高分子の沈殿・凝集作用が加速されるためであるともいわれている。
さらに、高分子電解質には、ドーパントとしてだけではなく、導電性高分子の可溶化または分散化を促進する働きがあるため、高分子電解質は、ドーパントとして必要な量を超えて過剰量が添加されている。この過剰量は、通常、溶液または分散液の塗布性を向上させるために不可欠である。過剰量の高分子電解質を含むため、層形成後に何らかの処理をしなければ、表層(上層のうち、特に表面に近い部分をいう。)には、高分子電解質が主成分であって、導電性高分子が存在しない部分が存在すると考えられている。
なお、本発明においては、このような導電性高分子/高分子電解質層の表層部分に存在する高分子電解質を、過剰の高分子電解質という場合がある。
可溶化する方法は特に限定されないが、導電性高分子/高分子電解質層の表面と、その表面に対して可溶である洗浄剤とを接触させることが好ましい。
除去する方法は特に限定されないが、可溶化した導電性高分子/高分子電解質層の表面を、上記洗浄剤で流去することが好ましい。
また、「洗浄剤が液体の状態で」とは、洗浄剤が液体である範囲内の温度、圧力等環境条件で、という意味である。液体の状態で接触することにより、導電性高分子/高分子電解質層の表面から、高分子電解質を溶解除去することができる。
導電性高分子/高分子電解質層の表面と洗浄剤との接触の際、洗浄剤が液体の状態であれば、洗浄剤の温度ならびに雰囲気の温度および圧力は、特に限定されず、例えば、温度は常温(20±15℃)、室温(25℃付近)、有機溶媒の沸点未満の温度等にすればよく、圧力は1気圧(1013hPa)等にすればよい。
導電性高分子/高分子電解質層の表面と洗浄剤とを接触させる具体的な方法は、従来公知の固液接触方法を使用することができ、ディッピング、吹き付け等の方法を挙げることができる。
接触させる時間は、特に限定されないが、本発明の電極酸化防止有機デバイスの製造スループットを低下させない、または向上させるため、接触時間は短い方がよく、好ましくは1時間以下、より好ましくは20分以下、さらに好ましくは5分以下、いっそう好ましくは1分以下、よりいっそう好ましくは30秒以下、さらにいっそう好ましくは5秒以下であり、さらには、1秒以下であってもよい。
本発明の電極酸化防止有機デバイスは、導電性高分子/高分子電解質層の表面から高分子電解質が溶解除去されている。
これは、例えば、基板に対して垂直方向の抵抗率と水平方向の抵抗率との差が小さくなっていることによって、確認することができる。
また、成膜したPEDOT/PSS膜において、分光光学的に、膜中のPSS量の減少を確認することができる。
具体的な方法としては、入射光とラマン効果により散乱された光のエネルギー差から成分を定量するラマン分光法による成分分析、測定対象に赤外線を照射し、吸収された度合い(吸光度)の変化によって成分を算出する赤外分光法による成分分析、光が物質を通過する前後での強度の差(吸光度)と照射した光の波長との関係に基づいて特定の物質を定量する紫外可視分光光度計等によって、行うことができる。
洗浄剤は、導電性高分子/高分子電解質層の表面に存在する高分子電解質に対して可溶であれば、特に限定はされないが、導電性高分子/高分子電解質層の表面に対して可溶である有機溶媒を含有するものが好ましい。
上記極性基は、特に限定されないが、具体的には、例えば、ヒドロキシ基、エーテル基(エーテル結合)、カルボニル基等が挙げられ、これらからなる群から重複を許して選択される2つ以上が好ましい。
また、上記構造式(I)において、mは、1≦m≦4であることが好ましく、1≦m≦2であることがより好ましい。
さらに、mおよびnは、相互に独立であるが、2≦n×(m+1)≦16であることが好ましく、2≦n×(m+1)≦8であることがより好ましく、2≦n×(m+1)≦4であることがさらに好ましい。
このような添加剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、酸化防止剤、安定化剤、希釈剤等が挙げられる。
本発明の電極酸化防止有機デバイスの製造方法は、「ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスの製造方法であって、高分子電解質を表面に有する導電性高分子/高分子電解質層の表面と、前記高分子電解質に対して可溶である洗浄剤と、を前記洗浄剤が液体の状態で接触させる工程を含む、電極酸化防止有機デバイスの製造方法」である。
本発明の電極酸化防止有機デバイスの製造方法は、上記工程を含むものであれば特に限定されず、他の工程を付加してもよい。
導電性高分子/高分子電解質層、洗浄剤等については、詳細はすでに上記したとおりである。
以下に記載するメカニズムによって本発明の作用効果が奏されると考えられるが、必ずしもここに記載したメカニズムに限定されるものではない。
一方、イオン電導は、π共役系導電性高分子の導電原理である電子伝達と比較して、伝導速度が極めて遅い特徴を有している。このことは、セルに電場がかかることにより動作するデバイス応用において、イオン輸送体がイオンを捕捉し、補足したイオンを電場に沿ってゆっくり移動させるために、デバイスをゆっくり破壊するデバイス劣化を引き起こす。高分子電解質のイオンを捕捉する性質は、水を捕捉することに繋がり、微量の水分を捕捉した上で移動させてしまうため、微量の水分であってもデバイス劣化を引き起こす。
このことから、導電性高分子/高分子電解質層を形成した後で、そこからイオン輸送体としての高分子電解質を除去すれば、印刷性等を損なわず、デバイス劣化を防止することができることがわかる。
これにより、接触する部材と高分子電解質とが直接接触すると、イオンの捕捉・移動による劣化だけでなく、凝集による層の膜または層の厚さの不均一性が生じ、膜または層に印加される電場の不均一性に由来するデバイス劣化の加速が生じる。高分子電解質の表層への偏在または高分子電解質だけでの凝集は、有機デバイスを構成した際に、余分なエネルギーギャップを生じ、性能低下を招いてしまう。
このことからも、導電性高分子/高分子電解質層を形成した後で、そこからイオン輸送体としての高分子電解質を除去すれば、印刷性等を損なわず、デバイス劣化を防止することができることがわかる。
一方、ドーピングに用いられている高分子電解質は、高分子電解質のカチオンに相当する部分に導電性高分子が配位しているため、アルキレングリコールがドーパントとしての高分子電解質に配位し、高分子電解質をほとんど溶解させることはない。
これにより、導電性高分子を溶解させることなくイオン輸送体としての高分子電解質のみを溶解すると考えられる。
また、配位させながら溶解するため、溶解速度は遅く、高分子電解質と同時にPEDOT層を崩さない利点もある。
1.半導体基板の作製
(ガラス基板の洗浄)
ガラス基板としてガラススライド(25mm×38mm)を用いた。
このガラススライドを、ピラニア(Piranha)溶液(濃硫酸:過酸化水素水(30v/v%)=3:1)で1時間洗浄し、その後純水中超音波で10分間洗浄し、60℃のオーブンで1晩以上乾燥した。
乾燥後に、ガラススライドの片面に金を蒸着し、金薄膜を形成した。
金薄膜の厚さは0.2μmとした。これを金電極層とした。
金薄膜層の上にポリチオフェン系導電性高分子/高分子電解質層を形成した。
ポリチオフェン系導電性高分子/高分子電解質として、PEDOT/PSS水分散液(PEDOT:PSS=1:2.5(質量比)、固形分1.1wt%;CLEVIOS P、H.C.スタルク社)を使用し、これを前記の金薄膜上に3000rpmでスピンコートした。
なお、本工程で作成したポリチオフェン系導電性高分子/高分子電解質層を、以下、「PEDOT/PSS層」という。
PEDOT/PSS層を形成したガラス基板を、未乾燥のまま、室温、大気圧条件下で、下記洗浄剤に、下記接触時間の間接触させた。その後、大気雰囲気下で130℃−20分間の加熱乾燥をし、厚さ90nmのPEDOT/PSS層を形成した。
洗浄剤:プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタート
接触時間:10分
図1に示すような表面抵抗測定装置1を用いて、表面抵抗値の測定を行った。
PEDOT/PSS層は垂直方向に不均一な層であり、上層部はPSSリッチな高抵抗の層が形成されている。したがって、表面抵抗値の低下は、PSSリッチな層の少なくとも部分的な除去を示唆する。したがって、表面抵抗値が低下していることは、デバイス劣化の防止、すなわち、アルミニウム電極の経時的劣化(酸化)が防止されていることを意味する。
表面抵抗値の測定は、金電極層16と可動探針12との間の抵抗を、圧力が印加可能な可動探針12で測定した。
PEDOT/PSS層15への荷重を0gから100gまで増大させ、その抵抗値をモニタリングした。探針の接触面積は約1mm2であった。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例1の欄に示す。
「2.基板の洗浄」工程において、PEDOT/PSS層を形成したガラス基板を、大気雰囲気下で130℃−20分間の加熱乾燥をした後に洗浄を行った点および洗浄後の加熱乾燥を大気雰囲気下で130℃−10分間の条件で行った点を除き、実施例1と同様にして行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例2の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を5分とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例3の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を20分とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例4の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を1時間とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例5の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を1秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例6の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例7の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を30秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例8の欄に示す。
洗浄剤と基板との接触時間を1分とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例9の欄に示す。
洗浄剤としてジエチレングリコールジメチルエーテルを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例10の欄に示す。
洗浄剤としてテトラエチレングリコールジメチルエーテルを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例11の欄に示す。
洗浄剤としてジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタートを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例12の欄に示す。
洗浄剤としてエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタートを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例13の欄に示す。
洗浄剤としてジエチレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセタートを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例14の欄に示す。
洗浄剤としてプロピレングリコールを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を5秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示した荷重を表1の実施例15の欄に示す。
「2.基板の洗浄」工程において、PEDOT/PSS層を形成した未乾燥のガラス基板を、大気雰囲気下、130℃−20分間の条件で加熱乾燥して、厚さ90nmのPEDOT/PSS層を形成し、その後、さらに、大気雰囲気下、130℃−10分間の条件で加熱乾燥した点を除いて実施例1と同様にして基板の作製および表面抵抗値の測定を行った。
荷重を100gにしても、抵抗値が0.3Ωまたは0.5Ωを示すことはなかった。結果を表1の比較例1の欄に示す。
洗浄剤としてアセトンを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を10分とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および基板の洗浄を行った。
基板をアセトンと接触させてすぐに、PEDOT/PSS層がアセトンに分散した。
表面抵抗値の測定をすることはできなかったため、表1の比較例2の欄には「膜保持不可」と記載した。
洗浄剤としてアセトンを使用し、洗浄剤と基板との接触時間を1秒とした点を除き、実施例1と同様にして基板の作製および基板の洗浄を行った。
基板をアセトンと接触させてすぐに、PEDOT/PSS層がアセトンに分散した。
表面抵抗値の測定をすることはできなかったため、表1の比較例3の欄には「膜保持不可」と記載した。
酸化錫インジウム(ITO)透明電極付きガラス基板を、RCA洗浄およびトルエン、エタノール中で5分間超音波洗浄した。純水で4回すすぎ、さらに純水中超音波で10分洗浄し、60℃のオーブンで一晩以上乾燥した。
ポリチオフェン系導電性高分子/高分子電解質としてPEDOT/PSS水分散液(PEDOT:PSS=1:2.5(質量比)、固形分1.1wt%;CLEVIOS P,H.C.スタルク社)を使用した。PEDOT/PSS水分散液を金薄膜上に3000rpmでスピンコートし、PEDOT/PSS層を形成した。PEDOT/PSS層を形成した基板を室温、大気圧条件下、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタートに10分間接触させて、130℃−20分加熱乾燥し、正孔輸送層として厚さ約90nmのPEDOT/PSS層を形成した。
次に、電子輸送層上に、真空蒸着装置を用いて、圧力2.0×10−5Pa、蒸着速度0.1Å/秒の条件で抵抗加熱法により、発光層として、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を50nm蒸着した。
最後に、真空蒸着装置を用いて、圧力2.0×10−5Pa、蒸着速度2Å/秒の条件で、抵抗加熱法によってアルミニウムを蒸着し、厚み200nmの陰極を得て、有機EL素子を完成した。
得られた有機EL素子に通電し駆動させたところ、発光層に由来する発光が確認できた。
無封止の状態で、大気中(23℃、相対湿度50%RH)において、8Vで通電し、ダークスポットが全体の5%程度発生する時間(DS5%時間)を計測した。結果を表2の実施例16の欄に示す。
同様に比較実験として、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタートでの洗浄工程以外は同様にして有機ELデバイスを作製した。
無封止の状態で、大気中(23℃、相対湿度50%RH)において、8Vで通電し、ダークスポットが全体の5%程度発生する時間(「DS5%時間」という。)を計測した。結果を表2の比較例4の欄に示す。
比較例1では荷重100gまで上げても表層のPSS濃度の高い層のため、0.5Ω以下はもちろんのこと、測定限界である100Ωにも達しなかった。
実施例1、2に示したように、PEDOT/PSS層の表面とプロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタートとを接触させたばあいには、低荷重で良好な導通を得ることができた。これは、表面のイオン輸送性の高分子電解質のみ除去できたことを示唆する。
実施例1、2の結果は、アニールの前後によらず、本発明の方法を適用することができることを示唆する。
さらに、(1)STMによる測定結果、(2)実施例1および2はともに導電性薄膜の表面抵抗の大幅減少、(3)紫外可視吸光計による導電性高分子に相当する吸収の変化なし、(4)PEDOTの層厚変化なし、(5)紫外可視吸光計によるPSSに相当する吸収の減少、(6)熱重量測定(Tg/dTA)を用いた分析の結果、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタートの沸点付近に重量変化は観察されず、導電性薄膜にプロピレングリコール−1−モノエステル−2−アセタートが残留していないことを確認できた。これらの結果より、イオン輸送性の高分子電解質のみが除去されたことが確認でき、本発明の方法の有効性が確認できた。
接触時間を1秒から1時間の間で変更しても、イオン輸送性の高分子電解質のみが除去できることが確認できた。
すなわち、本発明の方法では、厳密な接触時間の制御が不要であるため、制御が容易であることが確認できた。
様々な洗浄剤を接触させた例である。
洗浄剤を変更してもイオン輸送性の高分子電解質のみを除去できることが確認できた。
一方、アセトンは、PEDOTおよびPSSの両方に対して可溶性であるため、比較例2、3では接触後すぐにPEDOT/PSS層が溶解し、膜保持不可となった。
アルキレングリコール系洗浄剤でポリチオフェン系導電性高分子/高分子電解質層を洗浄することにより、アルミニウム電極の劣化速度を遅くできることが予測できる。
12 可動探針
13 圧力計
14 抵抗計
15 PEDOT/PSS層
16 金電極層
17 ガラス基板
18 リード線
Claims (5)
- ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスの製造方法であって、
前記導電性高分子/高分子電解質層の表面から高分子電解質を溶解除去する工程を含む、電極酸化防止有機デバイスの製造方法。 - ポリチオフェン系導電性高分子および高分子電解質を含有する導電性高分子/高分子電解質層を有する電極酸化防止有機デバイスの製造方法であって、
高分子電解質を表面に有する導電性高分子/高分子電解質層の表面と、前記高分子電解質に対して可溶である洗浄剤と、を前記洗浄剤が液体の状態で接触させる工程を含む、電極酸化防止有機デバイスの製造方法。 - 前記洗浄剤が、下記構造式(I)で表される有機化合物からなる群から選択される少なくとも1つの有機溶媒を含有する、請求項2に記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法:
ここで、mおよびnは、それぞれ独立に、1以上の整数であり、R1は、R2とは独立に、水素原子およびアルキル基からなる群から選択されるいずれか1つであり、R2は、R1とは独立に、かつ、m≧2でR2が複数存在するときは、それらは相互に独立にそれぞれ、水素原子およびアルキル基からなる群から選択されるいずれか1つであり、ならびに、XおよびYは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基およびアシル基からなる群から選択されるいずれか1つである。 - 前記有機溶媒が、プロピレングリコール、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタート、ジエチレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセタートおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項3に記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
- 前記ポリチオフェン系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)であり、かつ、前記高分子電解質がポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸およびポリアクリルアミドスルホン酸からなる群から選択されるいずれか1つである、請求項2〜4のいずれかに記載の電極酸化防止有機デバイスの製造方法。
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