JP7151065B2 - Conductive polymer aqueous solution and its use - Google Patents

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本発明は、良好な正孔輸送性と耐久性を両立した導電性高分子膜を作製できる新規な導電性高分子水溶液を提供すること、及びそれを用いた耐久性に優れた有機エレクトロニクス素子、有機光電発光素子、又は有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的としたものである。詳細には、高い導電性を有する特定の自己ドープ型導電性高分子と特定の水溶性樹脂を含むことを特徴とする新規な導電性組成物の水溶液であり、さらにはそれらを乾燥させて得られる導電性高分子膜及びその用途に関するものである。 The present invention provides a novel conductive polymer aqueous solution capable of producing a conductive polymer film having both good hole transportability and durability, and an organic electronic element excellent in durability using the same. An object of the present invention is to provide an organic photoelectric light-emitting device or an organic electroluminescence device. Specifically, it is an aqueous solution of a novel conductive composition characterized by containing a specific self-doping type conductive polymer having high conductivity and a specific water-soluble resin, and further obtained by drying them. The present invention relates to a conductive polymer film and its use.

ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等に代表されるπ共役系高分子に、電子受容性化合物をドーパントとしてドープした導電性高分子材料が開発され、例えば、帯電防止材、コンデンサの固体電解質、導電性塗料、電磁波シールド、エレクトロクロミック素子、電極材料、正孔注入材料、熱電変換材料、透明導電膜、化学センサ、アクチュエータ等への応用が検討されている。これらの導電性高分子材料の中でも、化学的安定性の面からポリチオフェン系導電性高分子材料が実用上有用である。 Conductive polymer materials have been developed by doping π-conjugated polymers such as polyacetylene, polythiophene, polyaniline, and polypyrrole with electron-accepting compounds as dopants. Applications to paints, electromagnetic wave shields, electrochromic devices, electrode materials, hole injection materials, thermoelectric conversion materials, transparent conductive films, chemical sensors, actuators, etc. are being investigated. Among these conductive polymer materials, polythiophene-based conductive polymer materials are practically useful in terms of chemical stability.

ポリチオフェン系導電性高分子材料としては、(i)ドーパントとなるポリスチレンスルホン酸(PSS)の水溶液中で、3,4-エチレンジオキシチオフェン(EDOT)を重合させることで得られるPEDOT/PSS水分散体溶液や、(ii)水溶性の付与とドーピング作用を兼ね備えた置換基(スルホ基、スルホネート基等)を直接又はスペーサを介してポリマー主鎖中に有する、いわゆる自己ドープ型導電性高分子(例えば、スルホン化ポリアニリン、PEDOT-S等)等が知られている(例えば、非特許文献1、2参照)。 As a polythiophene-based conductive polymer material, (i) PEDOT/PSS aqueous dispersion obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) in an aqueous solution of polystyrene sulfonic acid (PSS) as a dopant. and (ii) a so-called self-doping conductive polymer (ii) having a substituent group (sulfo group, sulfonate group, etc.) that has both water-solubility and doping action in the polymer main chain directly or via a spacer ( For example, sulfonated polyaniline, PEDOT-S, etc.) are known (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).

近年、導電性高分子の用途は、従来の帯電防止剤や固体電解コンデンサの固体電解質への利用のみならず、各種電子デバイス(液晶や有機ELデバイス、タッチパネルなど)に搭載される透明導電膜(透明電極など)に広がっている(例えば、特許文献1)。例えば、有機ELデバイス等の用途においては、陰極ITO上に塗布して平滑なアノード層を形成させるために導電性高分子が用いられている。当該目的用にPEDOT/PSSが適用可能であることが知られているが、当該PEDOT/PSSについては、PSSから分解、遊離したスルホン酸イオンが有機ELの陽極界面へマイグレーションし、消光現象を引き起こすことが見いだされており、実用化の課題となっていた(非特許文献3)。したがって、特に、デバイスの長寿命化の観点から、使用される導電性高分子組成物自体については化合物又は組成物自体の高い耐久性(固体や塗膜状態での耐熱性、耐湿性、耐電圧特性)が必要になってきている。 In recent years, the applications of conductive polymers are not limited to conventional antistatic agents and solid electrolytes in solid electrolytic capacitors, but also transparent conductive films ( transparent electrode, etc.) (for example, Patent Document 1). For example, in applications such as organic EL devices, a conductive polymer is used to coat the cathode ITO to form a smooth anode layer. It is known that PEDOT/PSS can be applied for this purpose, but with regard to PEDOT/PSS, the sulfonate ions decomposed and released from PSS migrate to the anode interface of the organic EL, causing a quenching phenomenon. It has been found that this has been a problem for practical use (Non-Patent Document 3). Therefore, in particular, from the viewpoint of extending the life of the device, the conductive polymer composition itself used should have high durability of the compound or composition itself (heat resistance, moisture resistance, withstand voltage in a solid or coating state) characteristics) are becoming necessary.

特表2000-514590号公報Japanese Patent Publication No. 2000-514590

Journal of American Chemical Society,112,2801-2803(1990)Journal of American Chemical Society, 112, 2801-2803 (1990) Advanced Materials,Vol.23(38)4403-4408(2011)Advanced Materials, Vol. 23 (38) 4403-4408 (2011) PEDOTの特性・合成手法とデバイス応用(情報機構)Characteristics of PEDOT, synthesis method and device application (information mechanism)

上述の通り、PEDOT/PSSについては、徐々に分解してPSSからスルホン酸イオンが発生するなど、耐久性に課題がある。このため、スルホン酸イオンの遊離等の分解を抑えられる、消光現象を引き起こしにくい、表面抵抗の上昇が少ない等の特徴を有する高耐久性導電性高分子膜の要求が高まっている。また、これと同時に、導電性金属酸化物への良好な塗布性、低ダメージ性、高い平滑化能力を兼ね備えた導電性高分子水溶液が求められている。 As described above, PEDOT/PSS has a durability problem such as gradual decomposition to generate sulfonate ions from PSS. For this reason, there is an increasing demand for highly durable conductive polymer membranes that are capable of suppressing decomposition such as liberation of sulfonate ions, are resistant to quenching phenomena, and exhibit little increase in surface resistance. At the same time, there is also a demand for a conductive polymer aqueous solution that has good applicability to conductive metal oxides, low damage properties, and high smoothing ability.

また、本発明の課題は、有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子等の高寿命化を達成できる、正孔輸送性と耐久性を兼ね備えた導電性高分子膜、及び当該膜を製造するための導電性高分子水溶液を提供することである。 Further, an object of the present invention is to provide a conductive polymer film having both hole transportability and durability that can extend the life of organic electronic devices, organic photoelectric conversion devices, organic electroluminescence devices, and the like, and the film. It is to provide a conductive polymer aqueous solution for production.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、後述する一般式で表される繰り返し単位を有する自己ドープ型導電性高分子と、ポリアクリル酸系水溶性樹脂及びグリコールエーテルを含んでなる導電性高分子水溶液から作製される導電性高分子膜が、高い正孔輸送性と高い耐久性を有しており、更には、それらを使用して作製された有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、又は有機エレクトロルミネッセンス素子が優れた耐久性を有することを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and found that a self-doping conductive polymer having a repeating unit represented by the general formula described later, a polyacrylic acid-based water-soluble resin, and a glycol ether A conductive polymer film produced from an aqueous conductive polymer solution comprising The inventors have found that an organic photoelectric conversion element or an organic electroluminescence element has excellent durability, and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下に示すとおりの導電性高分子水溶液の組成物、及び導電性高分子膜並びにそれを用いた有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。 That is, the present invention relates to a conductive polymer aqueous solution composition, a conductive polymer film, and an organic electronic device, organic photoelectric conversion device, and organic electroluminescence device using the same, as shown below.

すなわち、本発明は以下に示すとおりの導電性高分子水溶液の組成物、及び導電性高分子膜並びにそれを用いた有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
[1] 0.01~10重量%の下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)と、0.001~20重量%のポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)と、0.5~60重量%のグリコールエーテル(C)を含む導電性高分子水溶液。
That is, the present invention relates to a conductive polymer aqueous solution composition, a conductive polymer film, and an organic electronic device, organic photoelectric conversion device, and organic electroluminescence device using the same, as shown below.
[1] Polythiophene (A ), 0.001 to 20% by weight of polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 0.5 to 60% by weight of glycol ether (C).

Figure 0007151065000001
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Figure 0007151065000002
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[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. show. ]

Figure 0007151065000003
Figure 0007151065000003

[上記式(3)中、lは6~12の整数を表す。] [In the above formula (3), l represents an integer of 6 to 12. ]

Figure 0007151065000004
Figure 0007151065000004

[上記式(4)中、mは1~6の整数を表す。R2は水素原子、炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
[2] 20℃での粘度が20mPa・s以下であり、尚且つ表面張力が20~50mN/mであることを特徴とする[1]に記載の導電性高分子水溶液。
[3] ポリアクリル酸系水溶性樹脂が、ポリアクリル酸水溶性樹脂、又はポリメタクリル酸水溶性樹脂(B)であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の導電性高分子水溶液。
[4] ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)の重量平均分子量が1千~100万であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載の導電性高分子水溶液。
[5] [1]に記載の導電性高分子水溶液を乾燥させることを特徴とする導電性膜の製造方法。
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
[2] The aqueous conductive polymer solution according to [1], which has a viscosity of 20 mPa·s or less at 20° C. and a surface tension of 20 to 50 mN/m.
[3] Polyacrylic acid-based water-soluble resin is polyacrylic acid water-soluble resin or polymethacrylic acid water-soluble resin (B), the conductive high according to [1] or [2] Molecular aqueous solution.
[4] The aqueous conductive polymer solution according to any one of [1] to [3], wherein the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B) has a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
[5] A method for producing a conductive film, comprising drying the aqueous conductive polymer solution according to [1].

本発明の新規な導電性高分子水溶液から作製される導電性高分子膜は、従来公知の導電性高分子に比べて、高い正孔輸送性能と耐久性を有するという予想し得ない顕著な効果を奏する。このため、本発明の導電性高分子水溶液及びそれを用いた導電性高分子膜は、有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロニクス素子の高耐久性化及び高性能化という予想し得ない顕著な効果を奏する。また、本発明の導電性高分子水溶液及びそれを用いた導電性高分子膜は、従来公知の導電性高分子水溶液に比べて、より低い温度の、及び/又はより短時間の焼成においても有機EL素子用正孔注入層として良好な性能を示すものであるため、有機EL素子製造における操作性や生産性に優れるという効果を奏する。 The conductive polymer film produced from the novel conductive polymer aqueous solution of the present invention has an unexpectedly remarkable effect of having higher hole transport performance and durability than conventionally known conductive polymers. play. Therefore, the conductive polymer aqueous solution and the conductive polymer film using the aqueous solution of the present invention are expected to significantly improve the durability and performance of organic electronic devices, organic photoelectric conversion devices, and organic electronic devices. effect. In addition, the aqueous conductive polymer solution of the present invention and the conductive polymer film using the same can be organically dispersed at a lower temperature and/or for a shorter time than conventionally known conductive polymer aqueous solutions. Since it exhibits good performance as a hole-injecting layer for EL devices, it has the effect of being excellent in operability and productivity in the production of organic EL devices.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明は、0.01~10重量%の下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)と、0.001~20重量%のポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)と、0.5~60重量%のグリコールエーテル(C)を含む導電性高分子水溶液である。 The present invention provides 0.01 to 10% by weight of a polythiophene ( A), 0.001 to 20% by weight of polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 0.5 to 60% by weight of glycol ether (C).

Figure 0007151065000005
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Figure 0007151065000006
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[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。] [In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. show. ]

Figure 0007151065000007
Figure 0007151065000007

[上記式(3)中、lは6~12の整数を表す。] [In the above formula (3), l represents an integer of 6 to 12. ]

Figure 0007151065000008
Figure 0007151065000008

[上記式(4)中、mは1~6の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
上記式(1)又は(2)中、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
In formula (1) or (2) above, M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation.

前記のアルカリ金属イオンとしては、例えば、Liイオン、Naイオン、Kイオンが好ましい。 Li ions, Na ions, and K ions are preferable as the alkali metal ions.

前記のアミン化合物の共役酸としては、アミン化合物にヒドロン(H)が付加してカチオン種になったものを示し、スルホン酸基と反応して共役酸を形成するアミン化合物であればよく、sp3混成軌道を有するN(Rで表されるアミン化合物[共役酸としては[NH(Rで表される。]、又はsp2混成軌道を有するアミン化合物(例えば、ピリジン類化合物、イミダゾール類化合物)等が挙げられる。 The conjugate acid of the amine compound may be any amine compound that forms a conjugate acid by reacting with a sulfonic acid group to form a cationic species by addition of hydron (H + ) to the amine compound. An amine compound represented by N(R 1 ) 3 having an sp3 hybrid orbital [represented by [NH(R 1 ) 3 ] + as a conjugate acid. ], or an amine compound having an sp2 hybrid orbital (for example, a pyridine compound, an imidazole compound), or the like.

置換基Rは、各々独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又は置換基を有する炭素数1~6のアルキル基を表す。 Each substituent R 1 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent.

炭素数1~6のアルキル基としては、特に限定するものではないが、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、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基、n-へキシル基、2-エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is not particularly limited, but examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group and the like.

置換基を有する炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、アミノ基、又はヒドロキシ基を有する炭素数1~6のアルキル基が挙げられ、具体的には、トリフルオロメチル基、2-ヒドロキシエチル基等が例示される。 Examples of the substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having a hydroxy group. Specific examples include a trifluoromethyl group, a 2-hydroxyethyl group and the like.

これらのうち、置換基Rとしては、独立して、水素原子、メチル基、エチル基、2-ヒドロキシエチル基が好ましい。 Among these, the substituent R 1 is independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a 2-hydroxyethyl group.

前記sp2混成軌道を有するアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ノルマル-プロピルアミン、イソプロピルアミン、ノルマルブチルアミン、ターシャリーブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン化合物(例えば、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン)、3-アミノ-1,2-プロパンジオール、3-メチルアミノ-1,2-プロパンジオール、3-ジメチルアミノ-1,2-プロパンジオール、1,4-ブタンジアミン等が挙げられる。 The amine compound having an sp2 hybrid orbital is not particularly limited, but examples thereof include ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, triethylamine, normal-propylamine, isopropylamine, normal-butylamine, tertiary-butylamine, and hexylamine. , ethanolamine compounds (e.g., aminoethanol, dimethylaminoethanol, methylaminoethanol, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine), 3-amino-1,2-propanediol, 3-methylamino-1,2- propanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 1,4-butanediamine and the like.

また、前記sp2混成軌道を有するアミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、イミダゾール化合物(例えば、イミダゾール、N-メチルイミダゾール、1、2-ジメチルイミダゾール)、ピリジンピコリン、ルチジン等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、エタノールアミン化合物、イミダゾール化合物である。 The amine compound having the sp2 hybrid orbital is not particularly limited, but examples thereof include imidazole compounds (eg, imidazole, N-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole), pyridinepicoline, lutidine, and the like. be done. Among these, ethanolamine compounds and imidazole compounds are preferred.

すなわち、アミン化合物の共役酸としては、導電性に優れる点で、アンモニウム、モノエタノールアミンの共役酸、ジエタノールアミンの共役酸、トリエタノールアミンの共役酸、又はイミダゾールの共役酸が好ましい。 That is, the conjugate acid of the amine compound is preferably ammonium, the conjugate acid of monoethanolamine, the conjugate acid of diethanolamine, the conjugate acid of triethanolamine, or the conjugate acid of imidazole in terms of excellent conductivity.

前記の第4級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルプロピルアンモニウムカチオン、テトラノルマルブチルアンモニウムカチオン、テトラノルマルヘキシルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。入手の観点から好ましくは、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオンである。 Examples of the quaternary ammonium cations include tetramethylammonium cations, tetraethylammonium cations, tetra-normal propylammonium cations, tetra-normal butylammonium cations, and tetra-normal hexylammonium cations. Tetramethylammonium cations and tetraethylammonium cations are preferred from the standpoint of availability.

上記式(3)中、lは6~12の整数を表し、好ましくは6~8の整数である。 In the above formula (3), l represents an integer of 6-12, preferably an integer of 6-8.

上記式(4)中、Rは水素原子、炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。 In formula (4) above, R 2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom.

炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基としては、特に限定するものではないが、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、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基、n-へキシル基、2-エチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。 The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is not particularly limited, but examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec -butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, cyclohexyl group and the like.

式(4)のRについては、成膜性の点で、水素原子、メチル基、エチル基、又はフッ素原子であることが好ましい。 R 2 in formula (4) is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a fluorine atom from the viewpoint of film-forming properties.

上記式(4)中、mは1~6の整数を表し、好ましくは、mは1~4の整数であり、より好ましくは2である。 In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6, preferably m is an integer of 1 to 4, more preferably 2.

上記式(2)で表される構造単位は、上記式(1)で表される構造単位のドーピング状態を表す。 The structural unit represented by the above formula (2) represents the doping state of the structural unit represented by the above formula (1).

ドーピングにより絶縁体-金属転移を引き起こすドーパントは、アクセプタとドナーに分けられる。前者は、ドーピングにより導電性ポリマーの高分子鎖の近くに入り主鎖の共役系からπ電子を奪う。結果として、主鎖上に正電荷(正孔、ホール)が注入されるため、p型ドーパントとも呼ばれる。また、後者は、逆に主鎖の共役系に電子を与えることになり、この電子が主鎖の共役系を動くことになるため、n型ドーパントとも呼ばれる。 Dopants that cause an insulator-metal transition upon doping can be divided into acceptors and donors. The former enters the vicinity of the polymer chain of the conductive polymer by doping and deprives the conjugated system of the main chain of π electrons. As a result, positive charges (holes, holes) are injected onto the main chain, so they are also called p-type dopants. The latter, on the contrary, gives electrons to the conjugated system of the main chain, and since these electrons move in the conjugated system of the main chain, it is also called an n-type dopant.

本発明におけるドーパントは、ポリマー分子内に共有結合で結びついたスルホ基又はスルホナート基であり、p型ドーパントである。このように外部からドーパントを添加することなく導電性を発現するポリマーは自己ドープ型高分子と呼ばれている。 The dopant in the present invention is a sulfo or sulfonate group covalently attached within the polymer molecule and is a p-type dopant. Polymers that exhibit conductivity without the addition of dopants from the outside are called self-doping polymers.

本発明のポリチオフェン(A)は、下記式(5)で表されるチオフェンモノマーを、水又はアルコール溶媒中、酸化剤の存在下に重合させることで製造することができる。 The polythiophene (A) of the present invention can be produced by polymerizing a thiophene monomer represented by the following formula (5) in water or an alcohol solvent in the presence of an oxidizing agent.

Figure 0007151065000009
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[上記式(5)中、Lは上記と同じ定義である。Mは、金属イオンを表わす。]
式(5)におけるMで表される金属イオンとしては、特に限定するものではないが、遷移金属イオン、貴金属イオン、非鉄金属イオン、アルカリ金属イオン(例えば、Liイオン、Naイオン、及びKイオン)、アルカリ土類金属イオン等が挙げられる。
[In the above formula (5), L has the same definition as above. M represents a metal ion. ]
Metal ions represented by M in formula (5) are not particularly limited, but transition metal ions, noble metal ions, nonferrous metal ions, alkali metal ions (e.g., Li ions, Na ions, and K ions). , alkaline earth metal ions, and the like.

重合後のポリマーは金属塩であるため、必要に応じて、得られたポリマーを酸処理することでMを水素イオンへ変換可能であり、さらにこれをアミン化合物と反応させることで、Mをアミン化合物の共役酸へ変換可能である。 Since the polymer after polymerization is a metal salt, M can be converted to a hydrogen ion by subjecting the obtained polymer to an acid treatment, if necessary. It can be converted to the conjugate acid of the compound.

上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(3)で表される、本発明のポリチオフェンを得るためのチオフェンモノマーとしては、具体的には、6-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)ヘキサン-1-スルホン酸、6-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)ヘキサン-1-スルホン酸ナトリウム、6-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)ヘキサン-1-スルホン酸リチウム、6-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)ヘキサン-1-スルホン酸カリウム、8-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)オクタン-1-スルホン酸、8-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)オクタン-1-スルホン酸ナトリウム、及び8-(2,3-ジヒドロ-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)オクタン-1-スルホン酸カリウム等が例示される。 Specifically, the thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention, in which L is represented by the above formula (3) in the above formula (1) or (2), is 6-(2,3-dihydro -thieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)hexane-1-sulfonic acid, 6-(2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin -2-yl)sodium hexane-1-sulfonate, 6-(2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)lithium-hexane-1-sulfonate, 6 Potassium -(2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)hexane-1-sulfonate, 8-(2,3-dihydro-thieno[3,4- b][1,4]dioxin-2-yl)octane-1-sulfonic acid, 8-(2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)octane- Examples include sodium 1-sulfonate and potassium 8-(2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)octane-1-sulfonate.

上記式(1)又は式(2)において、Lが上記式(4)で表される、本発明のポリチオフェンを得るためのチオフェンモノマーとしては、具体的には、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-プロパンスルホン酸カリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-エチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-プロピル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-ブチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-ペンチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-ヘキシル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-イソプロピル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-イソブチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-イソペンチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-フルオロ-1-プロパンスルホン酸ナトリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸カリウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸アンモニウム、3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸トリエチルアンモニウム、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-ブタンスルホン酸ナトリウム、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-ブタンスルホン酸カリウム、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-ブタンスルホン酸ナトリウム、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-ブタンスルホン酸カリウム、4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-フルオロ-1-ブタンスルホン酸ナトリウム、及び4-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-フルオロ-1-ブタンスルホン酸カリウム等が例示される。 Specifically, the thiophene monomer for obtaining the polythiophene of the present invention, in which L is represented by the above formula (4) in the above formula (1) or (2), is 3-[(2,3- Sodium dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1, 4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-potassium propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1 - sodium methyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-ethyl-1-propanesulfonic acid sodium, sodium 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-propyl-1-propanesulfonate, 3-[(2, Sodium 3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-butyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4- Sodium b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-pentyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4] Dioxin-2-yl)methoxy]-1-hexyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy] Sodium 1-isopropyl-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-isobutyl-1-propane sodium sulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-isopentyl-1-propanesulfonate, 3-[( Sodium 2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-fluoro-1-propanesulfonate, 3-[(2,3-dihydrothieno[3, 4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1-propanesulfonic acid potassium, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1, 4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl -1-propanesulfonic acid, 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1-propanesulfonic acid ammonium, 3 -[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1-propanesulfonic acid triethylammonium, 4-[(2,3- Sodium dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1, 4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-butanesulfonic acid potassium, 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1 -sodium methyl-1-butanesulfonate, 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1-butanesulfonic acid potassium, sodium 4-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-fluoro-1-butanesulfonate, and 4-[(2 ,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-fluoro-1-butanesulfonic acid potassium and the like.

本発明においてポリチオフェン(A)の導電率は、特に限定するものではないが、フィルム状態での導電率(電気伝導度)として、10S/cm以上であることが好ましい。 In the present invention, the conductivity of the polythiophene (A) is not particularly limited, but it is preferably 10 S/cm or more as the conductivity (electrical conductivity) in the film state.

本発明は、前述した式(1)で表される構造単位及び式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)を0.01~10重量%ことを特徴とする。当該ポリチオフェン(A)の濃度については、正孔注入材料で優れた性能を示す点で、0.02重量%5.0重量%であることが好ましく、0.05重量%3.0重量%であることがより好ましく、0.05重量%2.0重量%であることがさらに好ましい。 The present invention provides polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by formula (1) and structural units represented by formula (2), in an amount of 0.01 to 10 % by weight. The concentration of the polythiophene (A) is preferably 0.02% by weight and 5.0% by weight, and 0.05% by weight and 3.0% by weight, from the viewpoint of exhibiting excellent performance as a hole injection material. more preferably 0.05% by weight and 2.0% by weight.

本発明におけるポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)は、特に限定するものではないが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のαβ不飽和カルボン酸化合物の単一重合物、又は共重合物を挙げることができる。前記単一重合物としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等が挙げられる。また前記の共重合物としては、少なくとも1種類のαβ不飽和カルボン酸モノマーを用いて共重合させたものであり、コモノマーとしては当該αβ不飽和カルボン酸モノマーと共重合可能なモノマーを用いることができる。当該共重合物としては、特に限定するものではないが、例えば、ポリ(アクリル酸-メタクリル酸)共重合体、ポリ(アクリル酸-ヒドロキシエチルアクリレート)共重合体、ポリ(アクリル酸―マレイン酸)共重合体、ポリ(アクリル酸―ビニルスルホン酸)共重合体、ポリ(アクリル酸-スチレンスルホン酸)共重合体、ポリ(メタクリル酸-スチレンスルホン酸)共重合体、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート-スチレンスルホン酸)共重合体等が挙げられる。当該共重合物については、ブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよいし、交互重合体であってもよい。 The polyacrylic acid-based water-soluble resin (B) in the present invention is not particularly limited, but may be a homopolymer or copolymer of an αβ unsaturated carboxylic acid compound such as acrylic acid, methacrylic acid and maleic acid. can be mentioned. Examples of the homopolymer include, but are not limited to, polyacrylic acid and polymethacrylic acid. The above-mentioned copolymer is obtained by copolymerizing at least one αβ-unsaturated carboxylic acid monomer, and the comonomer may be a monomer that can be copolymerized with the αβ-unsaturated carboxylic acid monomer. can. The copolymer is not particularly limited, but for example, poly(acrylic acid-methacrylic acid) copolymer, poly(acrylic acid-hydroxyethyl acrylate) copolymer, poly(acrylic acid-maleic acid) Copolymer, poly(acrylic acid-vinylsulfonic acid) copolymer, poly(acrylic acid-styrenesulfonic acid) copolymer, poly(methacrylic acid-styrenesulfonic acid) copolymer, poly(hydroxyethyl methacrylate-styrene) sulfonic acid) copolymers, and the like. The copolymer may be a block copolymer, a random copolymer, or an alternating polymer.

前記ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)としては、導電性高分子の耐久性に優れる点で、ポリアクリル酸水溶性樹脂、ポリメタクリル酸水溶性樹脂、又はアクリル酸共重合水溶性樹脂(B)であることが好ましく、ポリアクリル酸水溶性樹脂又はポリメタクリル酸水溶(B)性樹脂であることがより好ましい。 As the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), a polyacrylic acid water-soluble resin, a polymethacrylic acid water-soluble resin, or an acrylic acid copolymer water-soluble resin (B ), more preferably a polyacrylic acid water-soluble resin or a polymethacrylic acid water-soluble (B) resin.

本発明のポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)の分子量としては、特に限定されないが、1千~100万であることが好ましく、より好ましくは15万~50万である。 Although the molecular weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B) of the present invention is not particularly limited, it is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 150,000 to 500,000.

本発明は、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)を0.001~20重量%含むことを特徴とする。当該ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)の濃度については、正孔注入材料で優れた性能を示す点で、0.1~10重量%であることがより好ましく、0.5重量%~5.0重量%であることがさらに好ましい。 The present invention is characterized by containing 0.001 to 20% by weight of a polyacrylic acid-based water-soluble resin (B). The concentration of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B) is more preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5% to 5% by weight, in terms of exhibiting excellent performance as a hole injection material. 0% by weight is more preferred.

なお、本発明の導電性高分子水溶液において、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)と前記式(1)で表される構造単位及び前記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)の重量比については、特に限定するものではないが、(B)/(A)で表される重量比が0.05~40を満たすものが好ましく、0.1~30を満たすものがより好ましく、3~20を満たすものがより好ましい。 In the conductive polymer aqueous solution of the present invention, from the group consisting of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), the structural unit represented by the above formula (1), and the structural unit represented by the above formula (2) The weight ratio of the selected polythiophene (A) containing at least one structural unit is not particularly limited, but the weight ratio represented by (B)/(A) satisfies 0.05 to 40. It is preferably 0.1 to 30, more preferably 3 to 20.

本発明は、グリコールエーテル(C)を0.5~60重量%を含むことを特徴とする。当該グリコールエーテル(C)の濃度については、成膜時の平滑性を維持する上で、3.0~40重量%であることが好ましく、5.0~30重量%が更に好ましい。 The present invention is characterized by containing 0.5 to 60% by weight of glycol ether (C). The concentration of the glycol ether (C) is preferably 3.0 to 40% by weight, more preferably 5.0 to 30% by weight, in order to maintain smoothness during film formation.

当該グリコールエーテル(C)としては、特に限定するものではないが、例えば、エチレングリコール モノアルキルエーテル、ジエチレングリコール モノアルキルエーテル、プロピレングリコール モノアルキルエーテル、又はジプロピレングリコール モノアルキルエーテルが挙げられる。 Examples of the glycol ether (C) include, but are not particularly limited to, ethylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, or dipropylene glycol monoalkyl ether.

前記のエチレングリコール モノアルキルエーテルとしては、特に限定するものではないが、例えば、エチレングリコール モノメチルエーテル、エチレングリコール モノエチルエーテル、エチレングリコール モノn-プロピルエーテル、エチレングリコール モノiso-プロピルエーテル、エチレングリコール モノn-ブチルエーテル、エチレングリコール モノiso-ブチルエーテル、エチレングリコール モノsec-ブチルエーテル、エチレングリコール モノtert-ブチルエーテル、エチレングリコール モノn-ペンチルエーテル、エチレングリコール モノiso-ペンチルエーテル、エチレングリコール モノneo-ペンチルエーテル、エチレングリコール モノtert-ペンチルエーテル、エチレングリコール モノn-ヘキシルエーテル、又はエチレングリコール モノiso-ヘキシルエーテル等が挙げられる。 Examples of the ethylene glycol monoalkyl ether include, but are not limited to, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol mono iso-propyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono iso-butyl ether, ethylene glycol mono sec-butyl ether, ethylene glycol mono tert-butyl ether, ethylene glycol mono n-pentyl ether, ethylene glycol mono iso-pentyl ether, ethylene glycol mono neo-pentyl ether, ethylene Glycol mono-tert-pentyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol mono-iso-hexyl ether and the like can be mentioned.

前記のジエチレングリコール モノアルキルエーテルとしては、特に限定するものではないが、例えば、ジエチレングリコール モノメチルエーテル、ジエチレングリコール モノエチルエーテル、ジエチレングリコール モノn-プロピルエーテル、ジエチレングリコール モノiso-プロピルエーテル、ジエチレングリコール モノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノiso-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノsec-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノtert-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノn-ペンチルエーテル、ジエチレングリコール モノiso-ペンチルエーテル、ジエチレングリコール モノneo-ペンチルエーテル、ジエチレングリコール モノtert-ペンチルエーテル、ジエチレングリコール モノn-ヘキシルエーテル、又はジエチレングリコール モノiso-ヘキシルエーテル等が挙げられる。 Examples of the diethylene glycol monoalkyl ether include, but are not limited to, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono n-propyl ether, diethylene glycol mono iso-propyl ether, diethylene glycol mono n-butyl ether, diethylene glycol mono iso-butyl ether, diethylene glycol mono sec-butyl ether, diethylene glycol mono tert-butyl ether, diethylene glycol mono n-pentyl ether, diethylene glycol mono iso-pentyl ether, diethylene glycol mono neo-pentyl ether, diethylene glycol mono tert-pentyl ether, diethylene glycol mono n-hexyl ether , or diethylene glycol mono-iso-hexyl ether.

前記のプロピレングリコール モノアルキルエーテルとしては、特に限定するものではないが、例えば、プロピレングリコール モノメチルエーテル、プロピレングリコール モノエチルエーテル、プロピレングリコール モノn-プロピルエーテル、プロピレングリコール モノiso-プロピルエーテル、プロピレングリコール モノn-ブチルエーテル、プロピレングリコール モノiso-ブチルエーテル、プロピレングリコール モノsec-ブチルエーテル、プロピレングリコール モノtert-ブチルエーテル、プロピレングリコール モノn-ペンチルエーテル、プロピレングリコール モノiso-ペンチルエーテル、プロピレングリコール モノneo-ペンチルエーテル、プロピレングリコール モノtert-ペンチルエーテル、プロピレングリコール モノn-ヘキシルエーテル、又はプロピレングリコール モノiso-ヘキシルエーテル等が挙げられる。 The propylene glycol monoalkyl ether is not particularly limited, but examples include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-propyl ether, propylene glycol mono iso-propyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol mono iso-butyl ether, propylene glycol mono sec-butyl ether, propylene glycol mono tert-butyl ether, propylene glycol mono n-pentyl ether, propylene glycol mono iso-pentyl ether, propylene glycol mono neo-pentyl ether, propylene Glycol mono-tert-pentyl ether, propylene glycol mono-n-hexyl ether, propylene glycol mono-iso-hexyl ether and the like can be mentioned.

前記のジプロピレングリコール モノアルキルエーテルとしては、特に限定するものではないが、例えば、ジプロピレングリコール モノメチルエーテル、ジプロピレングリコール モノエチルエーテル、ジプロピレングリコール モノn-プロピルエーテル、ジプロピレングリコール モノiso-プロピルエーテル、ジプロピレングリコール モノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコール モノiso-ブチルエーテル、ジプロピレングリコール モノsec-ブチルエーテル、ジプロピレングリコール モノtert-ブチルエーテル、ジプロピレングリコール モノn-ペンチルエーテル、ジプロピレングリコール モノiso-ペンチルエーテル、ジプロピレングリコール モノneo-ペンチルエーテル、ジプロピレングリコール モノtert-ペンチルエーテル、ジプロピレングリコール モノn-ヘキシルエーテル、又はジプロピレングリコール モノiso-ヘキシルエーテル等が挙げられる。 Examples of the dipropylene glycol monoalkyl ether include, but are not limited to, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n-propyl ether, and dipropylene glycol mono-iso-propyl. Ether, dipropylene glycol mono n-butyl ether, dipropylene glycol mono iso-butyl ether, dipropylene glycol mono sec-butyl ether, dipropylene glycol mono tert-butyl ether, dipropylene glycol mono n-pentyl ether, dipropylene glycol mono iso-pentyl ether, dipropylene glycol mono neo-pentyl ether, dipropylene glycol mono tert-pentyl ether, dipropylene glycol mono n-hexyl ether, dipropylene glycol mono iso-hexyl ether and the like.

グリコールエーテル(C)については、素子寿命に優れる点で、エチレングリコール モノアルキルエーテル、又はジエチレングリコール モノアルキルエーテルが好ましく、エチレングリコール モノメチルエーテル、エチレングリコール モノエチルエーテル、エチレングリコール モノn-プロピルエーテル、エチレングリコール モノiso-プロピルエーテル、エチレングリコール モノn-ブチルエーテル、エチレングリコール モノiso-ブチルエーテル、エチレングリコール モノsec-ブチルエーテル、エチレングリコール モノtert-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノメチルエーテル、ジエチレングリコール モノエチルエーテル、ジエチレングリコール モノn-プロピルエーテル、ジエチレングリコール モノiso-プロピルエーテル、ジエチレングリコール モノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノiso-ブチルエーテル、ジエチレングリコール モノsec-ブチルエーテル、又はジエチレングリコール モノtert-ブチルエーテルがより好ましい。 Glycol ether (C) is preferably ethylene glycol monoalkyl ether or diethylene glycol monoalkyl ether from the viewpoint of excellent element life, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol. mono iso-propyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono iso-butyl ether, ethylene glycol mono sec-butyl ether, ethylene glycol mono tert-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono n-propyl ether, More preferred are diethylene glycol mono iso-propyl ether, diethylene glycol mono n-butyl ether, diethylene glycol mono iso-butyl ether, diethylene glycol mono sec-butyl ether, or diethylene glycol mono tert-butyl ether.

グリコールエーテル(C)は、上記に例示した化合物の混合物でもあってもよい。 Glycol ether (C) may also be a mixture of the compounds exemplified above.

本発明の導電性高分子水溶液は、ポリチオフェン(A)、ポリアクリル酸(B)及びグリコールエーテル(C)を含む水溶液であり、その水溶液の20℃における粘度及び表面張力は、各々20mPa・s以下、及び25~50mN/mであることが好ましい。基材との濡れ性の観点から、粘度及び表面張力は、15mPa・s以下、及び20~35mN/mであることがより好ましい。 The conductive polymer aqueous solution of the present invention is an aqueous solution containing polythiophene (A), polyacrylic acid (B) and glycol ether (C), and the viscosity and surface tension of the aqueous solution at 20° C. are each 20 mPa·s or less. , and preferably 25 to 50 mN/m. From the viewpoint of wettability with the substrate, the viscosity and surface tension are more preferably 15 mPa·s or less and 20 to 35 mN/m.

本発明の導電性高分子水溶液は、必要に応じて、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、分子型非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、又はシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。 A surfactant may be added to the conductive polymer aqueous solution of the present invention, if necessary. Examples of surfactants include molecular nonionic surfactants, amphoteric surfactants, fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and the like.

前記高分子型非イオン界面活性剤としては、特に限定するものではないが、ポリビニルピロリドン及びポリビニルピロリドンの共重合体等が挙げられる。本発明に使用されるポリビニルピロリドンの平均分子量は1千~200万であることが好ましく、好ましくは1万~150万である。ポリビニルピロリドンの共重合体としては、特に限定するものではないが、親水性部と疎水性部をポリマー鎖中に併せ持つものが好ましく、例えば、ポリビニルピロリドンをポリビニルアルコールにグラフトしたコポリマーや、[ビニルピロリドン-酢酸ビニル]ブロック共重合体、[ビニルピロリドン-メチルメタクリレート]共重合体、[ビニルピロリドン-ノルマルブチルメタクリレート]共重合体、[ビニルピロリドン-アクリルアミド]共重合体などが例示できる。 Examples of the polymeric nonionic surfactant include, but are not particularly limited to, polyvinylpyrrolidone and a copolymer of polyvinylpyrrolidone. The average molecular weight of the polyvinylpyrrolidone used in the present invention is preferably 1,000 to 2,000,000, preferably 10,000 to 1,500,000. The copolymer of polyvinylpyrrolidone is not particularly limited, but preferably has both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion in the polymer chain. -vinyl acetate] block copolymer, [vinylpyrrolidone-methyl methacrylate] copolymer, [vinylpyrrolidone-n-butyl methacrylate] copolymer, [vinylpyrrolidone-acrylamide] copolymer and the like.

前記両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、ベタイン型両性界面活性剤が挙げられる。ベタイン型両性界面活性剤としては特に限定するものではないが、例えば、アルキルジメチルベタイン、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン等が挙げられる。 Examples of the amphoteric surfactant include, but are not limited to, betaine-type amphoteric surfactants. Examples of betaine type amphoteric surfactants include, but are not limited to, alkyldimethylbetaine, lauryldimethylbetaine, stearyldimethylbetaine, lauryldihydroxyethylbetaine, and the like.

前記フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されないが、パーフルオロアルカン、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、又はパーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。 The fluorosurfactant is not particularly limited as long as it has a perfluoroalkyl group, and perfluoroalkane, perfluoroalkylcarboxylic acid, perfluoroalkylsulfonic acid, perfluoroalkylethylene oxide adduct, and the like. mentioned.

前記シリコーン系界面活性剤としては特に限定されないが、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、ヒドロキシル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、パーフルオロポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、又はシリコーン変性アクリル化合物などが挙げられる。 The silicone surfactant is not particularly limited, but polyether-modified polydimethylsiloxane, polyetherester-modified polydimethylsiloxane, hydroxyl group-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, acrylic group-containing polyether-modified polydimethylsiloxane, acrylic group Containing polyester-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyether-modified polydimethylsiloxane, perfluoropolyester-modified polydimethylsiloxane, silicone-modified acrylic compound, and the like.

フッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤はレベリング剤として塗膜の平坦性を改善するのに有効である。 Fluorine-based surfactants and silicone-based surfactants are effective as leveling agents to improve the flatness of coating films.

また、上記以外の界面活性剤としては、特に限定するものではないが、例えば、アセチレングリコール型界面活性剤が挙げられる。 Surfactants other than those described above include, but are not particularly limited to, acetylene glycol-type surfactants.

本発明の導電性高分子水溶液を調製する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明のポリチオフェン(A)の水溶液又は固体と、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)と、グリコールエーテル(C)と、必要に応じて水と、必要に応じてその他添加剤を使用するができる。これらを任意の順で混合することにより本発明の導電性高分子水溶液を調製することができる。 The method for preparing the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited. Glycol ether (C), optionally water, and optionally other additives can be used. By mixing these in any order, the conductive polymer aqueous solution of the present invention can be prepared.

ここで、混合する際の温度は、特に限定するものではないが、例えば、室温~加温下で行うことができる。好ましくは0℃以上100℃以下が好ましい。 Here, the temperature for mixing is not particularly limited, but for example, it can be carried out at room temperature to under heating. The temperature is preferably 0° C. or higher and 100° C. or lower.

混合する際の雰囲気は、特に限定するものではないが、大気中でも、不活性ガス中でも良い。 The atmosphere during mixing is not particularly limited, but may be air or an inert gas.

本発明の導電性高分子水溶液を混合する際には、スターラーチップ、攪拌羽根等による一般的な混合溶解操作に加えて、超音波照射、ホモジナイズ処理(例えば、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー等の使用)を行ってもよい。ホモジナイズ処理する場合には、ポリマーの熱劣化を防ぐため、冷温しながら行うことが好ましい。 When mixing the conductive polymer aqueous solution of the present invention, in addition to a general mixing and dissolving operation using a stirrer tip, stirring blade, etc., ultrasonic irradiation, homogenization treatment (e.g., mechanical homogenizer, ultrasonic homogenizer, high pressure homogenizer, etc.) etc.) may be performed. When the homogenization treatment is performed, it is preferable to perform the treatment while keeping the temperature cold in order to prevent thermal deterioration of the polymer.

本発明の導電性高分子水溶液の濃度調整は、配合比で調整しても良いし、配合後に濃縮により調整しても良い。濃縮の方法は、減圧下に溶媒を留去する方法であっても、限外ろ過膜を利用する方法であっても良い。 The concentration of the conductive polymer aqueous solution of the present invention may be adjusted by adjusting the compounding ratio, or by concentration after compounding. The method of concentration may be a method of distilling off the solvent under reduced pressure or a method of using an ultrafiltration membrane.

本発明の導電性高分子水溶液の中のポリチオフェン(A)の濃度は0.001重量%以上であれば特に限定するものではないが、好ましくは0.01重量%~10重量%の範囲である。なお、本願発明のポリチオフェン(A)、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)及びグリコールエーテル(C)を含む導電性高分子水溶液は、塗布後、乾燥・脱水されるため、前記の濃度範囲で良好な均一膜を得ることができる。 The concentration of polythiophene (A) in the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited as long as it is 0.001% by weight or more, but is preferably in the range of 0.01% by weight to 10% by weight. . Since the conductive polymer aqueous solution containing polythiophene (A), polyacrylic acid-based water-soluble resin (B) and glycol ether (C) of the present invention is dried and dehydrated after application, A good uniform film can be obtained.

本発明の導電性高分子水溶液中の固形分の粒径は、特に限定するものではないが、小さいほど水溶性が良好であり、導電性や成膜時の均一な膜形成の観点からも望ましい。例えば、室温又は加温下で調製した導電性高分子水溶液の固形分濃度が10重量%以下の場合、固形分の粒子径(D50)が0.02μm以下であれば、水溶性がより良好となる。 The particle size of the solid content in the conductive polymer aqueous solution of the present invention is not particularly limited, but the smaller the particle size, the better the water solubility, which is desirable from the viewpoint of conductivity and uniform film formation during film formation. . For example, when the solid content concentration of the conductive polymer aqueous solution prepared at room temperature or under heating is 10% by weight or less, the water solubility is better if the particle diameter (D50) of the solid content is 0.02 μm or less. Become.

本発明の導電性高分子水溶液から導電性高分子膜を形成する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、本発明の導電性高分子水溶液を、支持体に塗布し乾燥することで支持体上に導電性高分子膜が簡便に得られる。 The method for forming a conductive polymer film from the aqueous conductive polymer solution of the present invention is not particularly limited. A conductive polymer film can be easily obtained on the support.

支持体としては、本発明の導電性高分子水溶液が塗布可能なものであれば特に限定するものではないが、例えば、高分子基材又は無機基材が挙げられる。高分子基材としては、例えば、熱可塑性樹脂、不織布、紙、レジスト膜基板等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート等が挙げられる。不織布としては、例えば、天然繊維、合成繊維、又はガラス繊維製のいずれでもよい。紙としては一般的なセルロースを主成分とするものでよい。無機基材としては、ガラス、ITOなどの金属酸化物、セラミックス、酸化アルミニウム、酸化タンタル等が挙げられる。 The support is not particularly limited as long as it can be coated with the conductive polymer aqueous solution of the present invention, and examples thereof include polymer substrates and inorganic substrates. Polymer substrates include, for example, thermoplastic resins, nonwoven fabrics, paper, resist film substrates, and the like. Examples of thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polycarbonate and the like. The nonwoven fabric may be made of, for example, natural fibers, synthetic fibers, or glass fibers. As the paper, general cellulose-based paper may be used. Examples of inorganic substrates include glass, metal oxides such as ITO, ceramics, aluminum oxide, and tantalum oxide.

導電性高分子水溶液の塗布方法としては、例えば、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ディスペンサ法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、インクジェット法等が挙げられる。好ましくはバーコート法、スピンコート法及びインクジェット法である。 Examples of the method of applying the conductive polymer aqueous solution include casting method, dipping method, bar coating method, dispenser method, roll coating method, gravure coating method, flexographic printing method, spray coating method, spin coating method, inkjet method, and the like. mentioned. A bar coating method, a spin coating method and an inkjet method are preferred.

塗膜の乾燥温度は、均一な導電性高分子膜が得られる温度及び基材の耐熱温度以下であれば特に限定するものではないが、室温~300℃の範囲であり、好ましくは室温~250℃の範囲であり、さらに好ましくは室温~200℃の範囲である。 The drying temperature of the coating film is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the temperature at which a uniform conductive polymer film can be obtained and the heat resistance temperature of the substrate. °C, more preferably room temperature to 200°C.

乾燥雰囲気は大気中、不活性ガス中、真空中、又は減圧下のいずれであってもよい。高分子膜の劣化抑制の観点からは、窒素、アルゴン等の不活性ガス中が好ましい。 The drying atmosphere may be air, inert gas, vacuum, or reduced pressure. From the viewpoint of suppressing deterioration of the polymer film, it is preferable to be in an inert gas such as nitrogen or argon.

得られる導電性高分子膜の膜厚としては特に限定するものではないが、10-3~10μmの範囲が好ましい。より好ましくは10-3~10-1μmである。この導電性高分子膜の導電率としては特に限定するものではないが高い方が好ましい。また、導電性高分子膜の導電率は添加する界面活性剤又は水溶性樹脂の種類や添加量により変化するので一義的には決められないが、得られる導電性高分子膜の表面抵抗値としては特に限定するものではないが、1.0E+11Ω/□以下が好ましく、より好ましくは1.0E+9Ω/□以下であり、さらに好ましくは1.0E+7Ω/□以下である。表面抵抗値を測定する際の印加電圧は特に限定されないが、10V又は500Vで測定する。 The film thickness of the resulting conductive polymer film is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 −3 to 10 2 μm. It is more preferably 10 −3 to 10 −1 μm. Although the conductivity of the conductive polymer film is not particularly limited, it is preferably high. In addition, the conductivity of the conductive polymer film varies depending on the type and amount of surfactant or water-soluble resin added, so it cannot be unambiguously determined, but the surface resistance value of the resulting conductive polymer film is is not particularly limited, but is preferably 1.0E+11 Ω/□ or less, more preferably 1.0E+9 Ω/□ or less, and still more preferably 1.0E+7 Ω/□ or less. Although the applied voltage when measuring the surface resistance value is not particularly limited, it is measured at 10V or 500V.

本発明の導電性高分子膜は、例えば、有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子として使用される。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔注入材料、正孔輸送材料、バッファー層として極めて有用である。有機エレクトロルミネッセンス素子については、蛍光発光性の有機EL素子だけでなく、消費電力の少ない燐光発光性の有機EL素子でも本発明の導電性高分子膜を適用可能である。 The conductive polymer film of the present invention is used as, for example, organic electronic devices, organic photoelectric conversion devices, and organic electroluminescence devices. In particular, it is extremely useful as a hole-injecting material, a hole-transporting material, and a buffer layer for organic electroluminescence devices. As for the organic electroluminescence device, the conductive polymer film of the present invention can be applied not only to a fluorescent organic EL device but also to a phosphorescent organic EL device that consumes less power.

なお、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記導電性高分子膜を備えていれば、素子構造は特に限定されない。 The structure of the organic electroluminescence device of the present invention is not particularly limited as long as it includes the conductive polymer film.

本発明の導電性高分子膜については、膜の耐久性に優れる点で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)と前記式(1)で表される構造単位及び前記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)の重量比、すなわち(B)/(A)で表される重量比が、0.05~40を満たすものが好ましく、0.1~30を満たすものがより好ましく、3~20を満たすものがより好ましい。 Regarding the conductive polymer film of the present invention, from the viewpoint of excellent film durability, The weight ratio of the polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of the structural units represented by (B)/(A) satisfies 0.05 to 40. It is preferably 0.1 to 30, more preferably 3 to 20.

以下に本発明に関する実施例を示す。 Examples relating to the present invention are shown below.

なお、本実施例で用いた分析機器及び測定方法を以下に列記する。
[NMR測定]
装置:VARIAN製、Gemini-200
[表面抵抗率測定]
装置:三菱化学社製ロレスタGP MCP-T600
装置:三菱化学社製ハイレスタUX MCP-HT8000
[膜厚測定]
装置:BRUKER社製 DEKTAK XT
[粘度測定]
コンプリート型粘度計/BROOKFIELD VISCOMETER DV-1 Prime
導電率[S/cm]=10/(表面抵抗率[Ω/□]×膜厚[μm])
[自己ドープ型導電性高分子の導電率測定]
本発明の導電性高分子水溶液0.5mlを25mm角の無アルカリガラス板に塗布し、温で一晩乾燥した後、ホットプレート上で120℃にて20分、さらに160℃にて10分加熱して導電性高分子膜を得た。膜厚及び表面抵抗値から、以下の式に基づき算出した。
Analytical instruments and measuring methods used in this example are listed below.
[NMR measurement]
Apparatus: Gemini-200 manufactured by VARIAN
[Surface resistivity measurement]
Apparatus: Loresta GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Apparatus: Hiresta UX MCP-HT8000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
[Film thickness measurement]
Device: DEKTAK XT manufactured by BRUKER
[Viscosity measurement]
Complete type viscometer/BROOKFIELD VISCOMETER DV-1 Prime
Conductivity [S/cm]=10 4 /(Surface resistivity [Ω/□]×Film thickness [μm])
[Conductivity measurement of self-doping conductive polymer]
0.5 ml of the conductive polymer aqueous solution of the present invention is applied to a 25 mm square non-alkali glass plate, dried at room temperature overnight, heated on a hot plate at 120° C. for 20 minutes, and further heated at 160° C. for 10 minutes. Then, a conductive polymer film was obtained. It was calculated based on the following formula from the film thickness and the surface resistance value.

合成例1.
3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム[下記式(6)で表される化合物]の合成.
窒素雰囲気下、100mlナス型フラスコに60%水素化ナトリウム 0.437g(10.9mmol)、トルエン 37mlを仕込んだ後、(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イル)メタノール 1.52g(8.84ml)を添加した。その後、反応液を還流温度に昇温させ同温度で1時間攪拌した。その後、2,4-ブタンスルトン 1.21g(8.89mmol)とトルエン 10mlとからなる混合液を滴下し、同温度で2時間攪拌した。冷却後、得られた反応液をアセトン 160mlに滴下し再沈を行った。得られた粉末を濾過し、真空乾燥させることで1.82gの淡黄色粉末を収率62%で得た。NMR測定から、これが下記式(6)で表される3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウムであることを確認した。
Synthesis example 1.
Sodium 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1-propanesulfonate [represented by the following formula (6) compound].
In a nitrogen atmosphere, 0.437 g (10.9 mmol) of 60% sodium hydride and 37 ml of toluene were charged in a 100 ml eggplant-shaped flask, and then (2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin- 2-yl)methanol 1.52 g (8.84 ml) was added. Thereafter, the reaction solution was heated to the reflux temperature and stirred at the same temperature for 1 hour. After that, a mixture of 1.21 g (8.89 mmol) of 2,4-butanesultone and 10 ml of toluene was added dropwise, and the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. After cooling, the resulting reaction liquid was dropped into 160 ml of acetone for reprecipitation. The obtained powder was filtered and vacuum dried to obtain 1.82 g of pale yellow powder with a yield of 62%. From NMR measurement, this is 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1 represented by the following formula (6) - Confirmed to be sodium propane sulfonate.

Figure 0007151065000010
Figure 0007151065000010

1H-NMR(DO)δ(ppm);6.67(s,2H),4.54-4.60(m,1H),4.45(dd,1H,J=12.0,2.2Hz),4.26(dd,1H,J=12.0,6.8Hz),3.90-3.81(m,4H),3.10-3.18(m,1H),2.30-2.47(m,1H),1.77-1.92(m,1H),1.45(d,3H)
13C-NMR(D2O)δ(ppm);14.91,31.22,53.13,66.18,69.18,73.29,73.36,100.81,100.94,140.88,141.06
合成例2.
ポリチオフェン(A)[下記式(7)又は下記式(8)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
500mlセパラブルフラスコに、合成例1に準じて合成した3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウム 10g(30mmol)と水 150gを加えた。溶解後、室温下、無水塩化鉄(III) 2.94g(18.1mmol)を加えて20分攪拌した。その後、過硫酸ナトリウム 14.5g(60.4mmol)と水 100gからなる混合溶液を反応液温度が30℃以下を保持しながら滴下した。室温で3時間攪拌したのち、反応液を800gのアセトンに滴下させ黒色のNa型のポリマーを析出させた。ポリマーを濾過・真空乾燥することで、18.0gの3-[(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-[1,4]ジオキシン-2-イル)メトキシ]-1-メチル-1-プロパンスルホン酸ナトリウムの粗ポリマーを得た。
1H-NMR (D 2 O) δ (ppm); 6.67 (s, 2H), 4.54-4.60 (m, 1H), 4.45 (dd, 1H, J = 12.0, 2 .2Hz), 4.26 (dd, 1H, J = 12.0, 6.8Hz), 3.90-3.81 (m, 4H), 3.10-3.18 (m, 1H), 2 .30-2.47 (m, 1H), 1.77-1.92 (m, 1H), 1.45 (d, 3H)
13C-NMR (D2O) δ (ppm); , 141.06
Synthesis example 2.
Synthesis of polythiophene (A) [polymer containing structural unit represented by formula (7) or (8) below].
3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1 synthesized according to Synthesis Example 1 was placed in a 500 ml separable flask. - 10 g (30 mmol) of sodium propanesulfonate and 150 g of water were added. After dissolution, 2.94 g (18.1 mmol) of anhydrous iron (III) chloride was added at room temperature and stirred for 20 minutes. Thereafter, a mixed solution of 14.5 g (60.4 mmol) of sodium persulfate and 100 g of water was added dropwise while maintaining the temperature of the reaction solution at 30° C. or lower. After stirring at room temperature for 3 hours, the reaction solution was dropped into 800 g of acetone to precipitate a black Na-type polymer. Filtration and vacuum drying of the polymer gave 18.0 g of 3-[(2,3-dihydrothieno[3,4-b]-[1,4]dioxin-2-yl)methoxy]-1-methyl-1 - A crude polymer of sodium propanesulfonate was obtained.

次に、この粗ポリマー 14.5gに水を加え2重量%溶液に調製した水溶液 700gを、陽イオン交換樹脂Lewatit MonoPlus S100(H型) 200mlを充填したカラムに通液(空間速度=1.1)することによりH型のポリマー水溶液を738g得た。更に、本ポリマー水溶液をクロスフロー式限外ろ過(ろ過器=ビバフロー200、分画分子量=5,000、透過倍率=5)により精製することにより下記式(7)又は式(8)で表される構造単位を含む重合体の濃群青色水溶液 698gを得た。本ポリマー水溶液に含まれるポリマー量は0.74重量%であった。又、鉄イオン、及びナトリウムイオンを、各々44ppm、及び12ppm(対ポリマー)含有していた。 Next, 700 g of an aqueous solution prepared by adding water to 14.5 g of this crude polymer to prepare a 2% by weight solution is passed through a column packed with 200 ml of a cation exchange resin Lewatit MonoPlus S100 (H type) (space velocity = 1.1 ) to obtain 738 g of an H-type polymer aqueous solution. Furthermore, by purifying the present polymer aqueous solution by cross-flow ultrafiltration (filter = Vivaflow 200, molecular weight cut off = 5,000, permeability = 5), it is represented by the following formula (7) or formula (8) 698 g of a deep ultramarine blue aqueous solution of a polymer containing a structural unit was obtained. The amount of polymer contained in this aqueous polymer solution was 0.74% by weight. It also contained 44 ppm and 12 ppm (relative to the polymer) of iron ions and sodium ions, respectively.

Figure 0007151065000011
Figure 0007151065000011

Figure 0007151065000012
Figure 0007151065000012

合成例3.
ポリチオフェン(A)[下記式(9)又は下記式(10)で表される構造単位を含む重合体]の合成.
合成例2に準じて得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体]水溶液を攪拌下、50重量%のN,N―ジメチルアミノエタノール水溶液を前記水溶液がpH7.8になるまで添加し、次いで固形分が2重量%になるように水を蒸発させてポリマー水溶液を得た。本ポリマー水溶液の導電率は119S/cmだった。
Synthesis example 3.
Synthesis of polythiophene (A) [polymer containing a structural unit represented by the following formula (9) or (10)].
An aqueous solution of polythiophene (A) [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] obtained according to Synthesis Example 2 was stirred while adding 50% by weight of N,N-dimethyl. An aqueous aminoethanol solution was added until the pH of the aqueous solution reached 7.8, and then the water was evaporated to a solids content of 2% by weight to obtain an aqueous polymer solution. The electrical conductivity of this aqueous polymer solution was 119 S/cm.

Figure 0007151065000013
Figure 0007151065000013

Figure 0007151065000014
Figure 0007151065000014

実施例1.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体][導電率54S/cm]を2.1重量%含む水溶液 0.965gに、5.0重量%のポリアクリル酸(分子量250,000)水溶液 4.01g、エチレングリコール モノiso-ブチルエーテル 1.00g、水 4.02gを加えてよく攪拌混合して水溶液HIM-01とした。水溶液HIM-01の組成は、導電性高分子(A)が0.20重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.01重量%、グリコールエーテル(C)が10.0重量%であり、粘度及び表面張力は各々4.7mPa・s、28mN/mであった。
Example 1.
An aqueous solution containing 2.1% by weight of the polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 2 [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] [conductivity 54 S/cm] 0 To .965 g, 4.01 g of a 5.0% by weight polyacrylic acid (molecular weight: 250,000) aqueous solution, 1.00 g of ethylene glycol mono-iso-butyl ether, and 4.02 g of water were added and mixed well with stirring to form an aqueous solution HIM-01. and The composition of the aqueous solution HIM-01 is 0.20% by weight of the conductive polymer (A), 2.01% by weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 10.0% by weight of the glycol ether (C). %, and the viscosity and surface tension were 4.7 mPa·s and 28 mN/m, respectively.

実施例2.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体][導電率54S/cm]を2.1重量%含む水溶液 0.965gに、5.0重量%のポリアクリル酸(分子量250,000)水溶液 4.01g、エチレングリコール モノiso-ブチルエーテル 4.00gg、水 1.03gを加えてよく攪拌混合して水溶液HIM-02とした。水溶液HIM-02の組成は、導電性高分子(A)が0.20重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.01重量%、グリコールエーテル(C)が30.0重量%であり、粘度及び表面張力は各々8.5mPa・s、27mN/mであった。
Example 2.
An aqueous solution containing 2.1% by weight of the polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 2 [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] [conductivity 54 S/cm] 0 To .965 g, 4.01 g of 5.0% by weight polyacrylic acid (molecular weight 250,000) aqueous solution, 4.00 gg of ethylene glycol mono-iso-butyl ether, and 1.03 g of water were added and mixed well with stirring to form an aqueous solution HIM-02. and The composition of the aqueous solution HIM-02 is 0.20% by weight of the conductive polymer (A), 2.01% by weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 30.0% by weight of the glycol ether (C). %, and the viscosity and surface tension were 8.5 mPa·s and 27 mN/m, respectively.

実施例3.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体][導電率54S/cm]を2.1重量%含む水溶液 0.965gに、5.0重量%のポリアクリル酸(分子量250,000)水溶液 4.02g、エチレングリコール モノiso-ブチルエーテル 4.99g、水 0.063を加えてよく攪拌混合して水溶液HIM-03とした。水溶液HIM-03の組成は、導電性高分子(A)が0.20重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.00重量%、グリコールエーテル(C)が49.7重量%であり、粘度及び表面張力は各々12.6mPa・s、27mN/mであった。
Example 3.
An aqueous solution containing 2.1% by weight of the polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 2 [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] [conductivity 54 S/cm] 0 To .965 g, 4.02 g of a 5.0% by weight polyacrylic acid (molecular weight 250,000) aqueous solution, 4.99 g of ethylene glycol mono-iso-butyl ether, and 0.063 of water are added and stirred well to mix and form an aqueous solution HIM-03. and The composition of the aqueous solution HIM-03 is 0.20% by weight of the conductive polymer (A), 2.00% by weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 49.7% by weight of the glycol ether (C). %, and the viscosity and surface tension were 12.6 mPa·s and 27 mN/m, respectively.

実施例4.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体][導電率54S/cm]を2.1重量%含む水溶液 0.965gに、5.0重量%のポリアクリル酸(分子量250,000)水溶液 8.01g、エチレングリコール モノn-ブチルエーテル 2.01g、水 9.04gを加えてよく攪拌混合して水溶液HIM-04とした。水溶液HIM-04の組成は、導電性高分子(A)が0.10重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.00重量%、グリコールエーテル(C)が10.0重量%であり、粘度及び表面張力は各々4.6mPa・s、28mN/mであった。
Example 4.
An aqueous solution containing 2.1% by weight of the polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 2 [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] [conductivity 54 S/cm] 0 To .965 g, 8.01 g of a 5.0% by weight polyacrylic acid (molecular weight 250,000) aqueous solution, 2.01 g of ethylene glycol mono-n-butyl ether, and 9.04 g of water are added and stirred well to mix and form an aqueous solution HIM-04. and The composition of the aqueous solution HIM-04 is 0.10% by weight of the conductive polymer (A), 2.00% by weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 10.0% by weight of the glycol ether (C). %, and the viscosity and surface tension were 4.6 mPa·s and 28 mN/m, respectively.

実施例5.
ポリアクリル酸の分子量を345,000(Polysciences社製)に変更した以外は、実施例4と同様な操作を行い、水溶液HIM-05を得た。HIM-05の組成は、導電性高分子(A)が0.10重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.00重量%、グリコールエーテル(C)が10.0重量%であり、粘度及び表面張力は各々4.9mPa・s、28mN/mであった。
Example 5.
An aqueous solution HIM-05 was obtained in the same manner as in Example 4, except that the molecular weight of polyacrylic acid was changed to 345,000 (manufactured by Polysciences). The composition of HIM-05 is 0.10% by weight of conductive polymer (A), 2.00% by weight of polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 10.0% by weight of glycol ether (C). , and the viscosity and surface tension were 4.9 mPa·s and 28 mN/m, respectively.

実施例6.
合成例2で得られたポリチオフェン(A)[前記式(7)又は前記式(8)で表される構造単位を含む重合体][導電率54S/cm]を2.1重量%含む水溶液 0.965gに、5.0重量%のポリアクリル酸(分子量250,000)水溶液 8.01g、エチレングリコール モノn-ブチルエーテル 2.01g、ジエチレングリコール モノn-ブチルエーテル 0.5g、水 8.51gを加えてよく攪拌混合して水溶液HIM-06とした。水溶液HIM-06の組成は、導電性高分子(A)が0.10重量%で、ポリアクリル酸系水溶性樹脂(B)が2.00重量%、グリコールエーテル(C)が12.5重量%(内訳:エチレングリコール モノn-ブチルエーテル=10重量%、ジエチレングリコール モノn-ブチルエーテル=2.5重量%)であり、粘度及び表面張力は各々5.8mPa・s、29mN/mであった。
Example 6.
An aqueous solution containing 2.1% by weight of the polythiophene (A) obtained in Synthesis Example 2 [a polymer containing a structural unit represented by the above formula (7) or the above formula (8)] [conductivity 54 S/cm] 0 Add 8.01 g of 5.0% by weight polyacrylic acid (molecular weight 250,000) aqueous solution, 2.01 g of ethylene glycol mono n-butyl ether, 0.5 g of diethylene glycol mono n-butyl ether, and 8.51 g of water to 965 g. The mixture was well stirred and mixed to obtain an aqueous solution HIM-06. The composition of the aqueous solution HIM-06 is 0.10% by weight of the conductive polymer (A), 2.00% by weight of the polyacrylic acid-based water-soluble resin (B), and 12.5% by weight of the glycol ether (C). % (breakdown: ethylene glycol mono-n-butyl ether = 10% by weight, diethylene glycol mono-n-butyl ether = 2.5% by weight), and the viscosity and surface tension were 5.8 mPa·s and 29 mN/m, respectively.

実施例7.(導電率測定)
実施例1で調製したポリチオフェン系化合物を含有する水溶液HIM-01を孔径0.4μmのフィルターでろ過し、スピンコート法(1500rpm、120秒)によって233mm角の無アルカリガラス板に塗布し、180℃で20分間乾燥し、膜厚50nm薄膜を得た。膜厚及び表面抵抗率から、以下の式に基づき導電率を算出した。なお、表面低効率は三菱化学社製ハイレスターUP MCP-HT450を用いて測定した。
導電率[S/cm]=10^4/(表面抵抗率[Ω/□]×膜厚[μm])。
Example 7. (conductivity measurement)
The aqueous solution HIM-01 containing the polythiophene-based compound prepared in Example 1 was filtered through a filter with a pore size of 0.4 μm, applied to a 233 mm square non-alkali glass plate by spin coating (1500 rpm, 120 seconds), and heated at 180 ° C. and dried for 20 minutes to obtain a thin film having a thickness of 50 nm. From the film thickness and surface resistivity, conductivity was calculated based on the following formula. The surface efficiency was measured using Hiresta UP MCP-HT450 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
Conductivity [S/cm]=10^4/(surface resistivity [Ω/□]×film thickness [μm]).

その結果、表1に示すように得られた薄膜の導電率は9×10-5S/cmであった。 As a result, the electrical conductivity of the thin film obtained as shown in Table 1 was 9×10 −5 S/cm.

実施例8.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに実施例2で調製した水溶液HIM-02を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Example 8. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the aqueous solution HIM-02 prepared in Example 2 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the electrical conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例9.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに実施例3で調製した水溶液HIM-03を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Example 9. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the aqueous solution HIM-03 prepared in Example 3 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例10.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに実施例4で調製した水溶液HIM-04を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Example 10. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the aqueous solution HIM-04 prepared in Example 4 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the electrical conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例11.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに実施例5で調製した水溶液HIM-05を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Example 11. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the aqueous solution HIM-05 prepared in Example 5 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例12.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに実施例6で調製した水溶液HIM-06を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Example 12. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that the aqueous solution HIM-06 prepared in Example 6 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the electrical conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

比較例1.(導電率測定)
実施例7において、水溶液HIM-01の代わりに、PEDOT:PSS溶液(ヘレウス社製Clevios P VP AI4083)を用いた他は、実施例7と同様に薄膜を作製して導電率を算出した。評価結果を表1に示した。
Comparative example 1. (conductivity measurement)
A thin film was prepared in the same manner as in Example 7, except that a PEDOT:PSS solution (Clevios PVP AI4083 manufactured by Heraeus) was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the electrical conductivity was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0007151065000015
Figure 0007151065000015

実施例13.(素子の作製と評価)
厚さ200nmのITO透明電極(陽極)を積層したガラス基板をアセトンおよび純水による超音波洗浄、イソプロピルアルコールによる沸騰洗浄を行った。さらに紫外線オゾン洗浄を行った。
Example 13. (Fabrication and evaluation of element)
A glass substrate laminated with an ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 200 nm was subjected to ultrasonic cleaning with acetone and pure water and boiling cleaning with isopropyl alcohol. Furthermore, ultraviolet ozone cleaning was performed.

実施例1で調製したポリチオフェン系化合物を含有する水溶液HIM-01を孔径0.4μmのフィルターでろ過し、スピンコート法(1000rpm、120秒)によって塗布し、180℃で30分間乾燥した。その結果、64nmの正孔注入層が成膜された。 The aqueous solution HIM-01 containing the polythiophene-based compound prepared in Example 1 was filtered through a filter with a pore size of 0.4 μm, applied by spin coating (1000 rpm, 120 seconds), and dried at 180° C. for 30 minutes. As a result, a hole injection layer of 64 nm was deposited.

次に、真空蒸着装置へ設置後、1.0×10-4Pa以下になるまで真空ポンプにて排気した。続いて、正孔輸送層用材料であるN,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニルベンジジン(α-NPD)を真空蒸着法により50nmの膜厚で成膜し、正孔輸送層を形成した。更に、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を真空蒸着法により50nmの膜厚で成膜し、発光層兼電子輸送層を形成した。 Next, after being placed in a vacuum deposition apparatus, it was evacuated with a vacuum pump until the pressure became 1.0×10 −4 Pa or less. Subsequently, a film of N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine (α-NPD), which is a material for the hole transport layer, was formed with a thickness of 50 nm by a vacuum evaporation method. A pore transport layer was formed. Further, a film of tris(8-quinolinolato)aluminum (Alq3) was formed with a thickness of 50 nm by a vacuum evaporation method to form a light-emitting layer and an electron-transporting layer.

引き続き、陰極としてLiFを1nm、アルミニウムを100nm成膜して金属電極を形成した。なお、それぞれの膜厚は触針式膜厚測定計(DEKTAK)で測定した。 Subsequently, a 1 nm LiF film and a 100 nm aluminum film were formed as a cathode to form a metal electrode. In addition, each film thickness was measured with a stylus type film thickness meter (DEKTAK).

更に、窒素雰囲気下、封止用のガラス板をUV硬化樹脂で接着し、評価用の有機EL素子とした。 Furthermore, in a nitrogen atmosphere, a glass plate for sealing was adhered with a UV curable resin to obtain an organic EL element for evaluation.

このように作製した素子に10mA/cmの電流を印加し、駆動電圧を測定した。また、一定電流印加して初期輝度を1000cd/mとし、輝度が初期輝度の70%まで低下した時間をLT70として評価した。なお、LT70の値が大きい程、耐久性が良好であることを意味する。評価結果を表2に示した。 A current of 10 mA/cm 2 was applied to the device thus produced, and the drive voltage was measured. Also, a constant current was applied, the initial luminance was set to 1000 cd/m 2 , and the time until the luminance decreased to 70% of the initial luminance was evaluated as LT70. In addition, it means that durability is so favorable that the value of LT70 is large. Table 2 shows the evaluation results.

実施例14.(素子の作製と評価)
実施例13において、スピンコート膜の乾燥温度を180℃から200℃に変更した以外は、実施例13と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 14. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 13, except that the drying temperature of the spin-coated film was changed from 180° C. to 200° C., and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例15.(素子の作製と評価)
実施例13において、スピンコート膜の乾燥温度を180℃から220℃に変更した以外は、実施例13と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 15. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 13, except that the drying temperature of the spin-coated film was changed from 180° C. to 220° C., and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例16.(素子の作製と評価)
実施例14において、水溶液HIM-01の代わりに実施例2で調製した水溶液HIM-02を用いた他は、実施例14と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 16. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 14, except that the aqueous solution HIM-02 prepared in Example 2 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例17.(素子の作製と評価)
実施例14において、水溶液HIM-01の代わりに実施例3で調製した水溶液HIM-03を用いた他は、実施例14と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 17. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 14, except that the aqueous solution HIM-03 prepared in Example 3 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例18.(素子の作製と評価)
実施例14において、水溶液HIM-01の代わりに実施例4で調製した水溶液HIM-04を用いた他は、実施例14と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 18. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 14, except that the aqueous solution HIM-04 prepared in Example 4 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例19.(素子の作製と評価)
実施例14において、水溶液HIM-01の代わりに実施例5で調製した水溶液HIM-05を用いた他は、実施例14と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 19. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 14, except that the aqueous solution HIM-05 prepared in Example 5 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例20.(素子の作製と評価)
実施例14において、水溶液HIM-01の代わりに実施例6で調製した水溶液HIM-06を用いた他は、実施例14と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 20. (Fabrication and evaluation of element)
A device was fabricated in the same manner as in Example 14 except that the aqueous solution HIM-06 prepared in Example 6 was used instead of the aqueous solution HIM-01, and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

実施例21.(素子の作製と評価)
実施例20において、スピンコート膜の乾燥温度を200℃から220℃に変更した以外は、実施例20と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Example 21. (Fabrication and evaluation of element)
A device was produced in the same manner as in Example 20, except that the drying temperature of the spin-coated film was changed from 200° C. to 220° C., and the drive voltage and LT70 were measured. Table 2 shows the evaluation results.

比較例2.(素子の作製と評価)
実施例13において、水溶液HIM-01の代わりに、PEDOT:PSS溶液(ヘレウス社製Clevios P VP AI4083)を用いた他は、実施例13と同様に素子を作製して駆動電圧およびLT70を測定した。評価結果を表2に示した。
Comparative example 2. (Fabrication and evaluation of element)
In Example 13, a PEDOT:PSS solution (Clevios P VP AI4083 manufactured by Heraeus) was used instead of the aqueous solution HIM-01. . Table 2 shows the evaluation results.

なお、実施例13~実施例21における測定結果については、比較例2の測定値を100として規格化して表示した。駆動電圧は発光に必要な電圧を表し、低ければ低いほど産業利用上優れる。LT70は発光素子寿命を表し、高ければ高いほど長寿命で産業利用上優れる。 The measurement results of Examples 13 to 21 were normalized by setting the measurement value of Comparative Example 2 to 100 and displayed. The drive voltage represents the voltage required for light emission, and the lower the drive voltage, the better the industrial application. LT70 represents the lifetime of the light-emitting element, and the higher the LT70, the longer the lifetime and the better for industrial use.

Figure 0007151065000016
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本発明の導電性高分子水溶液は、さらに本導電性高分子水溶液は、良好な正孔輸送性(注入性)と耐久性を有する高分子膜を形成可能であり、それらを用いた有機エレクトロニクス素子、有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子は素子寿命が改善された耐久性のある素子が作製可能である。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子においては、蛍光発光性の有機EL素子だけでなく、消費電力の少ない燐光発光性の有機EL素子も提供することができる。 The conductive polymer aqueous solution of the present invention is capable of forming a polymer film having good hole transportability (injectability) and durability, and an organic electronic device using the same. , an organic photoelectric conversion element, and an organic electroluminescence element can be manufactured as a durable element with an improved element life. In particular, in organic electroluminescence devices, not only fluorescent organic EL devices but also phosphorescent organic EL devices with low power consumption can be provided.

この水溶液は、また、ガラスや金属などの基材以外にも、高分子基材への濡れ性が良く、ハジキや斑なく塗布が可能である。従って、各種基材への導電性コーティング剤(帯電防止剤)、固体電解コンデンサの固体電解質(陰極材料)などに使用できる。またこの導電性高分子膜で被覆された高分子基材からなる被覆物品は、帯電防止フィルム、固体電解コンデンサの固体電解質、巻回型アルミ電解コンデンサ用のセパレータへの利用が可能である。その他、エレクトロクロミック素子、透明電極、透明導電膜、熱電変換材料、化学センサ、アクチュエータ、電磁波シールド材、有機ELや太陽電池等の電極材料であるITO等の金属酸化物の表面コーティング材等への応用も期待できる。 This aqueous solution also has good wettability to polymeric substrates in addition to substrates such as glass and metal, and can be applied without cissing or spots. Therefore, it can be used as a conductive coating agent (antistatic agent) for various substrates, a solid electrolyte (cathode material) for solid electrolytic capacitors, and the like. Coated articles made of a polymer substrate coated with this conductive polymer film can also be used as antistatic films, solid electrolytes for solid electrolytic capacitors, and separators for wound aluminum electrolytic capacitors. In addition, electrochromic elements, transparent electrodes, transparent conductive films, thermoelectric conversion materials, chemical sensors, actuators, electromagnetic shielding materials, surface coating materials of metal oxides such as ITO, which is an electrode material for organic EL and solar cells, etc. Applications are also expected.

Claims (3)

0.01~10重量%の下記式(1)で表される構造単位及び下記式(2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造単位を含むポリチオフェン(A)と、0.001~20重量%の、重量平均分子量が1千~100万のポリアクリル酸水溶性樹脂(B)と、0.5~60重量%のグリコールエーテル(C)を含み、「前記のポリアクリル酸水溶性樹脂(B)の重量」/「前記のポリチオフェン(A)の重量」で表される重量比が10又は20であることを特徴とする、導電性高分子水溶液。
Figure 0007151065000017
Figure 0007151065000018
[上記式(1)及び式(2)中、Lは下記式(3)又は式(4)を表し、Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アミン化合物の共役酸、又は第4級アンモニウムカチオンを表す。]
Figure 0007151065000019
[上記式(3)中、lは6~12の整数を表す。]
Figure 0007151065000020
[上記式(4)中、mは1~6の整数を表す。R2は水素原子、炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、又はフッ素原子を表す。]
0.01 to 10% by weight of a polythiophene (A) containing at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the following formula (1) and structural units represented by the following formula (2); 0.001 to 20% by weight of polyacrylic acid water-soluble resin (B) having a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 and 0.5 to 60% by weight of glycol ether (C), An aqueous conductive polymer solution, wherein the weight ratio represented by "weight of acrylic acid water-soluble resin (B)"/"weight of said polythiophene (A)" is 10 or 20 .
Figure 0007151065000017
Figure 0007151065000018
[In the above formulas (1) and (2), L represents the following formula (3) or (4), and M represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, a conjugate acid of an amine compound, or a quaternary ammonium cation. show. ]
Figure 0007151065000019
[In the above formula (3), l represents an integer of 6 to 12. ]
Figure 0007151065000020
[In the above formula (4), m represents an integer of 1 to 6. R2 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorine atom. ]
請求項1に記載の導電性高分子水溶液を乾燥させることを特徴とする導電性膜の製造方法。 A method for producing a conductive film, comprising drying the aqueous conductive polymer solution according to claim 1 . 重量平均分子量が1千~100万のポリアクリル酸水溶性樹脂(B)が、分子量が15万~50万のポリアクリル酸水溶性樹脂(B)であることを特徴とする、請求項1に記載の導電性高分子水溶液。 According to claim 1, wherein the polyacrylic acid water-soluble resin (B) having a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 is a polyacrylic acid water-soluble resin (B) having a molecular weight of 150,000 to 500,000. The conductive polymer aqueous solution described above.
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