JP6352927B2 - 導電性透明電極およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、広義では有機エレクトロニクス分野における、導電性透明電極と、その導電性透明電極の製造方法に関する。
高い透過率と電気伝導特性とを兼ね備えた導電性透明電極は、現在、電子機器の分野で、大幅な発展を遂げている主題であり、このタイプの電極は、光起電力セル、液晶スクリーン、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、またはポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）およびタッチスクリーン等の装置に対して、ますます盛んに使用されるようになっている。
現在、エレクトロニクスの分野、特に、有機エレクトロニクスの分野において、７５％を超える良好な透過率と、高い導電性（表面抵抗が、少なくとも１０００Ω／□未満）とを有する電極に対する大量の需要が存在する。上記した適用分野に対しては、２０ｎｍ未満の小さい表面粗さ、および低いヘイズ値を有する表面が要求される。
高い透過率と電気伝導特性とを有する導電性透明電極を得るために、多層導電性透明電極を使用することが知られている。この多層導電性透明電極は、最初の段階で、上に、接着層、金属ナノフィラメントの浸透回路網、および導電性ポリマーでできた封止層とが堆積された基板層を備えている。導電性ポリマーは、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリ（スチレンスルホン酸）ナトリウム（ＰＳＳ）との混合物であり、これは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとして知られている素材を形成している。
特許文献１は、良好な透過率と低い表面抵抗率とを達成することができる多層透明電極を記載している。しかしながら、このような電極は、基板層、接着層、金属ナノフィラメントで構成される層、カーボンナノチューブで構成される導電層、導電性ポリマー、およびエラストマーからなっており、複雑な構造を有している。これら層を追加することは、製造工程に対する大幅な費用を伴う。
更に、材料は、不均一でもあり、高い表面粗さと高いヘイズ値とを伴う。最後に、導電層は、カーボンナノチューブに基づいており、これは、分散の問題を引き起こすとともに、光学欠陥の存在につながる。
従って、より少ない層を備え、かつカーボンナノチューブを含まない導電性透明電極を開発することが望ましい。
導電性ポリマーを簡単な混合物で構成する、比較的安価な手法は、存在する。導電性ポリマーとしては、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとともに、可撓性ポリマーを使用することである。これは、非特許文献１、２に記載されている。しかしながら、これらの文献には、顕微鏡写真が示されており、それを見ると、複合材料は、不均一であり、導電層と可撓性ポリマーとの間には、相分離が存在する。その結果、複合材料は、可撓性ポリマーの中に導電性ポリマーの連続ネットワークを含んでいる。従って、これらの文献に述べられている方法によって得られる複合材料は、高いヘイズ値と、相当に大きな表面粗さとを有する。
Ｓｕｎ， ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏａｔｉｎｇｓ， ５９（２００７），１１５−１２１．
Ｙｉｎ， ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２０１２，２２，３８００．
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を、少なくとも部分的に克服すること、および低粗度かつ低ヘイズ値を有する多層導電性透明電極と、更にまた、その多層導電性透明電極の製造方法を提供することである。
従って、本発明は、多層導電性透明電極に関するものである。この多層導電性透明電極は、
イ．基板層及び、
ロ．任意に置換された少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーを備えた導電層を含む多層導電性透明電極であって、前記導電層は前記基板層と直接接触していること、および前記導電層は前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーを備えていて、これにより、前記多層導電性透明電極は３％以下のヘイズ値を有するようにする、ことを特徴とする。
イ．基板層及び、
ロ．任意に置換された少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーを備えた導電層を含む多層導電性透明電極であって、前記導電層は前記基板層と直接接触していること、および前記導電層は前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーを備えていて、これにより、前記多層導電性透明電極は３％以下のヘイズ値を有するようにする、ことを特徴とする。
本発明による多層導電性透明電極は、次に示す要件と特性とを満足している。
− 表面電気抵抗Ｒは、５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下である。
− 可視スペクトルにおける平均透過率Ｔｍｅａｎは、７５％以上である。
− ヘイズ値は、３％以下である。
− 表面粗さは、２０ｎｍ未満である。
− 基板に直接接着されている。
− 導電層の成分間における相分離がない。
− 表面電気抵抗Ｒは、５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下である。
− 可視スペクトルにおける平均透過率Ｔｍｅａｎは、７５％以上である。
− ヘイズ値は、３％以下である。
− 表面粗さは、２０ｎｍ未満である。
− 基板に直接接着されている。
− 導電層の成分間における相分離がない。
本発明の１つの態様においては、導電層はまた、少なくとも１つの追加のポリマーを備えている。
本発明の別の態様においては、追加のポリマーは、ポリビニルピロリドンである。
本発明の別の態様においては、多層導電性透明電極は、可視スペクトルにおいて、７５％以上の平均透過率を有する。
本発明の別の態様においては、多層導電性透明電極は、２０ｎｍ未満の表面粗さを有する。
本発明の別の態様においては、多層導電性透明電極は、５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下の表面抵抗を有する。
本発明の別の態様においては、基板は、ガラス、および透明な可撓性ポリマーから選択される。
本発明の別の態様においては、粘着性ポリマーは、側鎖エステル官能基を備えている。
本発明はまた、多層導電性透明電極を製造する方法に関する。前記方法は、
Ａ．導電層を形成する組成物を製造するステップであって、前記組成物は、
イ．任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー及び、
ロ．前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された疎水性粘着性ポリマーを備え、これにより、前記多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有するようにする組成物を製造するステップ、
Ｂ．前記導電層を構成する前記組成物を、基板層の上に直接形成し、乾燥するステップ及び、
Ｃ．前記導電層を架橋するステップを備えていることを特徴とする多層導電性透明電極を製造する方法。
Ａ．導電層を形成する組成物を製造するステップであって、前記組成物は、
イ．任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー及び、
ロ．前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された疎水性粘着性ポリマーを備え、これにより、前記多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有するようにする組成物を製造するステップ、
Ｂ．前記導電層を構成する前記組成物を、基板層の上に直接形成し、乾燥するステップ及び、
Ｃ．前記導電層を架橋するステップを備えていることを特徴とする多層導電性透明電極を製造する方法。
本発明による方法の１つの態様においては、導電層を形成する組成物は、少なくとも１つの追加のポリマーを備えている。
本発明による方法の別の態様においては、追加のポリマーは、ポリビニルピロリドンである。
本発明による方法の別の態様においては、基板層の基板は、ガラス、および透明な可撓性ポリマーから選択される。
本発明による方法の別の態様においては、粘着性ポリマーは、側鎖エステル官能基を備えている。
本発明の更なる特徴および利点は、以下の説明、および添付の図面から、より明確になると思う。以下の説明は、非限定的な例として示すものである。
本発明は、図１に示す多層導電性透明電極に関する。この型の電極は、０．０５〜２０μｍの厚さを有することが望ましい。
前記多層導電性透明電極は、
− 基板層１と、
− 基板層１と直接接触している導電層２とを備えている。
− 基板層１と、
− 基板層１と直接接触している導電層２とを備えている。
電極の透明性を維持するために、基板層１は、透明でなければならない。基板層１は、可撓性であってもよいし、または、剛性であってもよい。基板層１は、剛性でなければならない場合には、ガラスから選択されると有利である。あるいはまた、可撓性である場合には、透明な可撓性ポリマーから選択されると有利である。透明な可撓性ポリマーは、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエステル樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、ポリ（酢酸ビニル）、硝酸セルロース、酢酸セルロース、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、脂肪族ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ ＰＴＦＥ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、等である。可撓性ポリマーの中で最も好ましいものは、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）である。
導電層２は、
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーとを備えている。この疎水性粘着性ポリマーは、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーとの化学的適合性を有し、これにより、前記多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有する。粘着性ポリマーが疎水性であるという事実によって、粘着性ポリマーは、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと良好な化学的適合性を確保することができる。これは、ポリチオフェン導電性ポリマーもまた、疎水性を有するからである。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーとを備えている。この疎水性粘着性ポリマーは、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーとの化学的適合性を有し、これにより、前記多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有する。粘着性ポリマーが疎水性であるという事実によって、粘着性ポリマーは、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと良好な化学的適合性を確保することができる。これは、ポリチオフェン導電性ポリマーもまた、疎水性を有するからである。
導電層２はまた、
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマーを備えることができる。
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマーを備えることができる。
導電性ポリマーは（ａ）は、ポリチオフェンであり、ポリチオフェンは、熱的および電気的に最も安定なポリマーの１つである。好ましい導電性ポリマーは、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホン酸塩（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）である。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、光および熱に対して安定で、水中に分散し易く、環境に対して、いずれの欠点も有さない。
粘着性ポリマー（ｂ）は、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと良好な化学的適合性を示し、これにより、多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有することができる。このため、粘着性ポリマー（ｂ）は、側鎖エステル官能基を備えると有利であり、更に具体的には、粘着性ポリマー（ｂ）は、ポリ酢酸ビニル、およびアクリル酸ポリエステルから選択することができる。
追加のポリマー（ｃ）は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール、あるいはまた、エーテル、および、セルロースまたは他の多糖類のエステルから選択される。この追加のポリマー（ｃ）は、粘度増強剤であり、基板層１の上への導電層２の塗布中に、良質の膜の形成を助けるものである。
導電層２は、以下の重量割合（重量で、合計１００％に対する割合）で成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のそれぞれを備えることができる。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー。この導電性ポリマーは、重量割合が１０〜６５％。
（ｂ）少なくとも１つの粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体。粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体は、重量割合が２０〜９０％。
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマー。追加のポリマーは、重量割合が０〜１５％。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー。この導電性ポリマーは、重量割合が１０〜６５％。
（ｂ）少なくとも１つの粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体。粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体は、重量割合が２０〜９０％。
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマー。追加のポリマーは、重量割合が０〜１５％。
従って、本発明による多層導電性透明電極は、次に示す特徴を備えている。
− 表面電気抵抗Ｒは、５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下である。
− 可視スペクトルにおける平均透過率Ｔｍｅａｎは、７５％以上である。
− ヘイズ値は、３％以下である。
− 表面粗さは、２０ｎｍ未満である。
− 導電層２は、基板層１に直接に接着されている。
− 導電層２の成分間には、相分離が存在しない。
− 金属ナノフィラメントのネットワークは、存在しない。
− 表面電気抵抗Ｒは、５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下である。
− 可視スペクトルにおける平均透過率Ｔｍｅａｎは、７５％以上である。
− ヘイズ値は、３％以下である。
− 表面粗さは、２０ｎｍ未満である。
− 導電層２は、基板層１に直接に接着されている。
− 導電層２の成分間には、相分離が存在しない。
− 金属ナノフィラメントのネットワークは、存在しない。
また、本発明は、多層導電性透明電極の製造方法にも関し、この方法は、以下に示すステップを備えている。
本発明の製造方法のステップを、図２のフローチャートに示す。
（ｉ）導電層２を形成する組成物の調製を行うステップ。
導電層２を形成する組成物は、このステップ（ｉ）で調製される。
導電層２を形成する組成物は、このステップ（ｉ）で調製される。
導電層２を形成する組成物は、
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体とを混合することにより得られる。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーと、
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体とを混合することにより得られる。
導電層２はまた、
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマーを備えることもできる。
（ｃ）少なくとも１つの追加のポリマーを備えることもできる。
導電層を形成する組成物の調製は、混合および撹拌の連続ステップを備えることができる。以下で説明する実験の部分で、その例として、実施例Ａ、および実施例Ｂの組成の例では、磁気撹拌機を使用している。
導電性ポリマーは（ａ）は、ポリチオフェンであり、ポリチオフェンは、熱的および電気的に最も安定なポリマーの１つである。好ましい導電性ポリマーは、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸塩）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）である。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、光および熱に対して安定で、水中に分散し易く、環境に対して、いずれの欠点も有さない。
導電性ポリマーは（ａ）は、水および／または溶媒中に、分散、または懸濁した形であることができる。前記溶媒は極性有機溶媒であることが望ましい。この極性有機溶媒は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、エチレングリコール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）から選択される。疎水性粘着性ポリマー（ｂ）は、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、またはエチレングリコールの中で、分散状態または懸濁状態であることが望ましい。
疎水性粘着性ポリマー（ｂ）は、任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと良好な化学的適合性を有することが必要である。これにより、多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有することができる。このために、疎水性粘着性ポリマーは、側鎖エステル官能基を有すると有利である。更に具体的には、この疎水性粘着性ポリマー（ｂ）は、ポリ酢酸ビニル、およびアクリル酸ポリエステルから選択されると有利である。
追加のポリマー（ｃ）は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール、または、エーテルおよびセルロースまたは他の多糖類のエステルから選択される。この追加のポリマー（ｃ）は、粘度増強剤であり、基板層１に導電層２を塗布する際に、良質な膜の形成を助けるものである。
追加のポリマー（ｃ）は、水および／または溶媒中の、分散液の形態であってもよいし、または懸濁液の形態であってもよい。この溶媒は、有機溶媒であることが望ましく、この有機溶媒は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ-メチル-２-ピロリドン（ＮＭＰ）、エチレングリコール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡｃ）、またはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）から選択される。
（ｉｉ）基板層１への導電層２の塗布および乾燥を行うステップ
このステップ（ｉｉ）においては、導電層２を形成する組成物を、基板層１の上に直接に塗布する。当業者に公知の任意の方法を使用することができる。最も一般的に使用される技術は、スプレーコーティング、インクジェットコーティング、ディップコーティング、フィルムスプレッダーによるコーティング、スピンコーティング、含浸によるコーティング、スロットダイコーティング、スクレーパコーティング、フレキソグラフィックコーティングである。
電極の透明性を維持するために、この基板層１は、透明でなければならない。基板層１は、可撓性であってもよいし、または、剛性であってもよい。基板層１は、剛性でなければならない場合には、ガラスから選択されると有利である。あるいはまた、可撓性である場合には、透明な可撓性ポリマーから選択されると有利である。透明な可撓性ポリマーは、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエステル樹脂、ポリエーテルアミド樹脂、ポリ（酢酸ビニル）、硝酸セルロース、酢酸セルロース、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、脂肪族ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ ＰＴＦＥ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、等である。可撓性ポリマーの中で最も好ましいものは、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）である。
導電層２を塗布した後に、この層の乾燥が行われる。この乾燥は、空気中で、１〜４５分間、２０〜５０℃の温度で行うことができる。
（ｉｉｉ）導電層２の架橋を行うステップ
このステップ（ｉｉｉ）の間に、導電層２の架橋は、例えば、５分間、１５０℃の温度で加硫することにより、実行される。
導電層２を形成する組成物の溶媒は、この架橋中に蒸発させる。
架橋後、導電層２は、以下の重量割合（全体１００％に対する重量の割合）で成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のそれぞれを備えることができる。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー。ポリチオフェン導電性ポリマーの重量割合は、１０〜６５％
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体。疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体の重量割合は、２０〜９０％。
（ｃ）少なくとも１つの追加ポリマーの溶解分離物。溶解分離物の重量割合は、０〜１５％。
（ａ）任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー。ポリチオフェン導電性ポリマーの重量割合は、１０〜６５％
（ｂ）少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体。疎水性粘着性ポリマーまたは粘着性共重合体の重量割合は、２０〜９０％。
（ｃ）少なくとも１つの追加ポリマーの溶解分離物。溶解分離物の重量割合は、０〜１５％。
以下の実験結果は、本発明による多層導電性透明電極により得られた、必須パラメータに対する値を示している。必須パラメータは、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｔ５５０、平均透過率Ｔｍｅａｎ、表面電気抵抗Ｒ、表面粗さ、ヘイズ値、および導電層２の成分間における相分離の有無等である。
これらの結果は、導電性ポリマーとの化学的適合性を有していない粘着性ポリマーを使用した多層導電性透明電極の対応反例から得られた値と比較されている。
１） 測定方法
全透過率の測定
全透過率の測定
全透過率（可視スペクトルにわたって膜を通過する光強度）は、パーキンエルマーラムダ３５（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ３５）（登録商標）分光光度計を使用して、ＵＶ〜可視スペクトル（３００〜９００ｎｍ）に対して、５０ｍｍ×５０ ｍｍの試験片について測定する。
２つの透過率の値を記録する。
− ５５０ｎｍにおける透過率の値Ｔ５５０、および
− 全可視スペクトルにわたる平均透過率の値Ｔｍｅａｎ。この値は、可視スペクトルにわたる透過率の平均値に対応している。可視スペクトルにおける透過率は、１０ｎｍ毎に測定する。
− ５５０ｎｍにおける透過率の値Ｔ５５０、および
− 全可視スペクトルにわたる平均透過率の値Ｔｍｅａｎ。この値は、可視スペクトルにわたる透過率の平均値に対応している。可視スペクトルにおける透過率は、１０ｎｍ毎に測定する。
表面電気抵抗の測定
表面電気抵抗（Ω／□で表現）は、次式によって定義することができる。
Ｒ＝ρ／ｅ＝１／σｅ
ｅ：導電層の厚さ（ｃｍで表現）
σ：層の導電率（Ｓ／ｃｍで表現）（σ= １ /ρ）
ρ：層の抵抗率（Ωｃｍで表現）
Ｒ＝ρ／ｅ＝１／σｅ
ｅ：導電層の厚さ（ｃｍで表現）
σ：層の導電率（Ｓ／ｃｍで表現）（σ= １ /ρ）
ρ：層の抵抗率（Ωｃｍで表現）
表面電気抵抗は、ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）２４００ ＳｏｕｒｃｅＭｅｔｅｒ（登録商標）抵抗計を使用して、２０ｍｍ×２０ｍｍの試験片の上、２点で測定する。測定を容易にするために、最初に、ＣＶＤにより電極上に金接点を堆積させる。
ヘイズ値の測定
ヘイズ値（パーセントで表現）は、積分球を備えたパーキンエルマーラムダ３５（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ３５）（登録商標）分光計を使用して、５０ｍｍ×５０ ｍｍの試験片について測定する。このヘイズ値は、次式によって定義することができる。
Ｈ ＝Ｔｄ／Ｔｍｅａｎ ＊１００
Ｔｍｅａｎ：４００〜８００ｎｍにおける、直接測定した透過率の平均値
Ｔｄ：４００〜８００ｎｍにおける拡散透過率の値。この透過率は、積分球がある場合とない場合の平均透過率値の差として算出される。
Ｈ ＝Ｔｄ／Ｔｍｅａｎ ＊１００
Ｔｍｅａｎ：４００〜８００ｎｍにおける、直接測定した透過率の平均値
Ｔｄ：４００〜８００ｎｍにおける拡散透過率の値。この透過率は、積分球がある場合とない場合の平均透過率値の差として算出される。
この比率が低いほど、サンプルからの散乱光は少なく、透明電極を通して観測される画像は、より鮮明に表示される。
ポリマー間の相分離
透明電極における導電性ポリマー（ａ）と粘着性ポリマー（ｂ）との間の相分離の評価は、種々の倍率（×１００、×２００、×４００）で、オリンパスＢＸ５１光学顕微鏡を使用して、５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片上に形成される相分離を観測する。各試験片は、種々の倍率で、その全体を顕微鏡で観察する。
透明電極の表面粗さの測定
透明電極の表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して、５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片上で測定する。原子間力顕微鏡は、非常に細かい点で、試料の表面を走査する。この点のシフトを分析することにより、試料表面のトポグラフィーを画定することができる。これを使用して、平均２乗粗さ（Ｒｑ）（ｎｍで表現）を計算する。
実施例の組成：実験結果表示の中に使用されている商品名と、それら商品の材質
実施例Ａ
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、１．６ｇのＥｍｕｌｔｅｘ３７８（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物４．５％、Ｔｇ＝４０℃）を溶液に加え、３０分間撹拌する。
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、１．６ｇのＥｍｕｌｔｅｘ３７８（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物４．５％、Ｔｇ＝４０℃）を溶液に加え、３０分間撹拌する。
次いで、得られた混合物を、スクレーパーを使用して、ガラス基板層上に塗布する。この堆積物を、１５０℃で５分間加硫する。
実施例Ｂ
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、２．４ｇのＲｅｖａｃｒｙｌ５４６７（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物３．０％）を溶液に加え、３０分間撹拌する。
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、２．４ｇのＲｅｖａｃｒｙｌ５４６７（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物３．０％）を溶液に加え、３０分間撹拌する。
次いで、得られた混合物を、スクレーパーを使用して、ガラス基板層上に塗布する。この堆積物を、１５０℃で５分間加硫する。
対応反例
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、１．６ｇのＲｅｖａｃｒｙｌ２７２（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物４．５％、Ｔｇ＝−３０℃））を溶液に加え、３０分間撹拌する。
３.３ｇのＤＭＳＯを、２０ｍｇのＰＶＰ（脱イオン水中で２０％に希釈）に添加し、次いで、磁気撹拌機を使用して、６００ｒｐｍで１０分間撹拌する。その後、 ３ｇのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（乾燥抽出物１.２％を含有）を以前の混合物に添加する。更に１０分間撹拌した後、１．６ｇのＲｅｖａｃｒｙｌ２７２（登録商標）（脱イオン水中で１０％に希釈、乾燥抽出物４．５％、Ｔｇ＝−３０℃））を溶液に加え、３０分間撹拌する。
次いで、得られた混合物を、スクレーパーを使用して、ガラス基板層上に塗布する。この堆積物を、１５０℃で５分間加硫する。
（１） 結果
図３Ａは、より具体的に、実施例Ａにおける多層導電性透明電極の表面の顕微鏡写真を示す。この写真では、導電性ポリマー（ａ）と粘着性ポリマー（ｂ）との間には、いずれの相分離も現れてはいない。
図３Ｂは、より具体的に、対応反例における多層導電性透明電極の表面の顕微鏡写真を示す。この写真では、導電性ポリマー（ａ）と粘着性ポリマー（ｂ）との間の相分離が示されている。この層分離によって、ヘイズ値が減少し、粗さが増加している。
導電層２に直接に導入された粘着性ポリマー（ｂ）が存在することによって、導電層２を、基板層１に直接に接触させて直接に接着することができ、事前に基板層１に接着層を追加する必要がない。これにより、接着層を設ける必要がなく、従って、高い透過率を実現することができる。
更に、単純で、かつ導電性ポリマーと化学的適合性を有する粘着性ポリマー（ｂ）を使用するという導電層２の組成によって、ヘイズ値および表面粗さの小さい多層導電性透明電極を実現することができる。表面粗さは、表面抵抗に対して非常に有害であるが、これを低い値に抑えている。従って、金属ナノフィラメントのネットワークが存在しない場合でも、表面抵抗を、低い値に維持することができる。
この多層導電性透明電極は、このように、高い透過率を有し、ヘイズ値および表面粗さも小さいという特徴を有する。この多層導電性透明電極は。更にまた、組成が単純であり、より少ない製造ステップで済むので、費用も、削減することができる。
１ 基板層
２ 導電層
２ 導電層
Claims (13)
- イ．基板層（１）及び、
ロ．任意に置換された少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマーを備えた導電層（２）を含む多層導電性透明電極であって、
導電層（２）は基板層（１）と直接接触していること、および導電層（２）は前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された少なくとも１つの疎水性粘着性ポリマーを備えていて、これにより、前記多層導電性透明電極は３％以下のヘイズ値を有するようにする、ことを特徴とする多層導電性透明電極。 - 導電層（２）はまた、少なくとも１つの追加のポリマーを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の多層導電性透明電極。
- 前記追加のポリマーは、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項２に記載の多層導電性透明電極。
- 可視スペクトルにおいて、７５％以上の平均透過率を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極。
- ２０ｎｍ未満の表面粗さを有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極。
- ５０Ω／□以上、１０００Ω／□以下の表面抵抗を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極。
- 基板（１）は、ガラス、および透明な可撓性ポリマーから選択されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極。
- 前記疎水性粘着性ポリマーは、側鎖エステル官能基を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極。
- 多層導電性透明電極を製造する方法であって、
Ａ．導電層（２）を形成する組成物を製造するステップ（ｉ）であって、前記組成物は、
イ．任意に置換された、少なくとも１つのポリチオフェン導電性ポリマー及び、
ロ．前記任意に置換されたポリチオフェン導電性ポリマーと化学的適合性を有するポリ酢酸ビニルおよびアクリル酸ポリエステルから選択された疎水性粘着性ポリマーを備え、これにより、前記多層導電性透明電極は、３％以下のヘイズ値を有するようになっている組成物を製造するステップ（ｉ）、
Ｂ．導電層（２）を構成する前記組成物を、基板層（１）の上に直接に形成し、乾燥するステップ（ｉｉ）及び、
Ｃ．導電層（２）を架橋するステップ（ｉｉｉ）を備えていることを特徴とする多層導電性透明電極を製造する方法。 - 導電層（２）を形成する組成物はまた、少なくとも１つの追加のポリマーを備えていることを特徴とする、請求項９に記載の多層導電性透明電極を製造する方法。
- 前記追加のポリマーは、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極を製造する方法。
- 基板層（１）の基板は、ガラス、および透明な可撓性ポリマーから選択されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極を製造する方法。
- 前記疎水性粘着性ポリマーは、側鎖エステル官能基を備えていることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の多層導電性透明電極を製造する方法。
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