WO2014034920A1 - Transparent electrode, method for producing same and organic electronic device - Google Patents

Transparent electrode, method for producing same and organic electronic device Download PDF

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孝敏 末松
松村 智之
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コニカミノルタ株式会社
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    • H10K30/83Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes comprising arrangements for extracting the current from the cell, e.g. metal finger grid systems to reduce the serial resistance of transparent electrodes

Definitions

  • Such a metal nanoparticle dispersion that can be fired at a low temperature is produced by a method in which an organic compound having a low molecular weight and a low boiling point is used as a protective molecule for the metal nanoparticles, and a binder is not used or is minimized. Is done.
  • the reason why the binder is kept to a minimum is that the binder hinders firing of the metal nanoparticles, making firing at low temperatures difficult and increasing the resistance of the fine metal wire pattern after firing.
  • the main object of the present invention is a transparent electrode having a fine metal wire pattern with good adhesion to the substrate, and peeling of the fine metal wire pattern such as when winding or flash light irradiation is performed.
  • Another object of the present invention is to provide a transparent electrode capable of suppressing the occurrence of cracks in the porous layer when the transparent electrode is bent.
  • the transparent resin film which can be used preferably, about the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things.
  • polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester resin film such as modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, cyclic olefin resin, etc.
  • the transparency of the porous layer can be arbitrarily selected depending on the use, but the higher the transparency, the more applicable to a transparent electrode or the like, which is preferable from the viewpoint of expanding the use.
  • the total light transmittance of the porous layer is 70% or more, preferably 80% or more.
  • the composition of the porous layer is preferably mainly composed of an inorganic compound and an organic compound.
  • the inorganic compound here is a compound other than an organic compound as generally understood, and specifically, a compound composed of a simple part of a carbon compound and an element other than carbon.
  • various metal oxides containing at least one metal such as magnesium, aluminum, silicon, titanium, zinc, yttrium, zirconium, molybdenum, tin, barium, tantalum, Although carbide, nitride, boride, etc. can be mentioned, it is preferable that the porous layer concerning this embodiment is comprised including at least 1 sort (s) of transparent metal oxide.
  • the inorganic compound in the porous layer is preferably a hydrolysis-condensate of metal oxide particles and an alkoxide compound or mesoporous silica.
  • the ratio of the opening to the entire surface electrode is preferably 80% or more from the viewpoint of transparency.
  • the aperture ratio of the stripe pattern having a line width of 100 ⁇ m and a line interval of 1 mm is approximately 90%.
  • the line width of the metal fine line pattern is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the interval between the fine lines is preferably 0.5 to 4 mm.
  • the method of forming the stripe-like, lattice-like, or honeycomb-like metal fine line pattern there are no particular restrictions on the method of forming the stripe-like, lattice-like, or honeycomb-like metal fine line pattern, and a conventionally known printing method such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, ink jet printing, or the like may be used. it can.
  • a conventionally known printing method such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, ink jet printing, or the like
  • metal nanoparticle dispersions and metal complex inks with a small amount of binder are often low-viscosity inks because of a small amount of binder components, and the ink jet printing method can be suitably used.
  • a method generally used for forming an electrode pattern can be applied to this embodiment.
  • the dry layer thickness of the transparent conductive protective layer is preferably 100 to 700 nm.
  • the dry layer thickness is more preferably 100 nm or more from the viewpoint of conductivity.
  • the thickness is more preferably 150 nm or more.
  • the dry layer thickness is more preferably 500 nm or less, and further preferably 400 nm or less, from the viewpoint of transparency.
  • Conductive polymer As the conductive polymer, a conductive polymer comprising a ⁇ -conjugated conductive polymer and a polyanion can be preferably used. Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a ⁇ -conjugated conductive polymer described later in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a poly anion described later. .
  • the degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.
  • Examples of the method for producing a polyanion include a method of directly introducing an anionic group into a polymer having no anionic group using an acid, a method of sulfonating a polymer having no anionic group with a sulfonating agent, an anionic group A method of producing by polymerization of the containing polymerizable monomer may be mentioned.
  • Examples of the method for producing an anion group-containing polymerizable monomer by polymerization include a method for producing an anion group-containing polymerizable monomer in a solvent by oxidative polymerization or radical polymerization in the presence of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst. Specifically, a predetermined amount of the anionic group-containing polymerizable monomer is dissolved in a solvent, kept at a constant temperature, and a solution in which a predetermined amount of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst is dissolved in the solvent is added to the predetermined amount. React with time. The polymer obtained by the reaction is adjusted to a certain concentration by the solvent.
  • a water-soluble organic compound may be contained as the second dopant.
  • an oxygen containing compound is mentioned suitably.
  • the oxygen-containing compound include dimethyl sulfoxide (DMSO) and ethylene glycol.
  • the oxygen-containing compound is not particularly limited as long as it contains oxygen, and examples thereof include a hydroxy group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound.
  • the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide resins such as polyimide and polyamideimide, polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12 and polyamide 11, polyvinylidene fluoride, Fluorine resin such as polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, etc., vinyl resin such as polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin, xylene Resin, aramid resin, polyurethane resin, polyurea resin, melamine resin, phenol resin, polyether, acrylic resin and their co-polymer Body, and the like.
  • a water-dispersed binder or a water-soluble binder from the viewpoint of
  • a drying treatment can be appropriately performed.
  • a drying process it is preferable to dry-process at the temperature of the range which does not damage a transparent resin substrate and a metal fine wire pattern.
  • Specific examples include heating using a heater or IR heater, reduced pressure drying, induction heating, microwave heating, laser heating, plasma heating, etc. From the viewpoint of simplicity of temperature and humidity control, a heater was used. Heating is preferred.
  • the temperature in the case of heat-drying can be suitably selected according to the kind of transparent resin substrate to be used, it is preferable to implement at the temperature of 150 degrees C or less.
  • the photoelectric conversion layer is a layer that converts light energy into electric energy, and constitutes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. It is preferable.
  • the p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor)
  • the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor).
  • the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”.
  • an electron acceptor which does not simply donate or accept electrons like an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.
  • precursor type compounds such as porphyrin precursors.
  • the latter precursor type can be preferably used. This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming a hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk hetero junction layer by a solution process, bulk hetero junction This is because the layer does not dissolve and the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer are not mixed, and further improvement in efficiency and life can be achieved. .
  • Fullerene-containing polymer compounds include fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, fullerene C240, fullerene C540, mixed fullerene, fullerene nanotubes, multi-walled nanotubes, single-walled nanotubes, nanohorns (conical), etc. Examples thereof include a polymer compound having a skeleton.
  • a polymer compound (derivative) having fullerene C60 as a skeleton is preferable.
  • ⁇ Metallic fine wire pattern 19 As a substrate, a substrate (Canon Inc.) having a porous layer (ink receiving layer) mainly composed of alumina fine particles used in Example 1 (paragraph 0147) described in JP-A-2009-76455 is used. ) Photographic paper / Glossy Professional PR-201) was used to print and fire the metal fine line pattern in the same manner as the metal fine line pattern 1 to obtain a metal fine line pattern 19.
  • each transparent electrode the silver electrode was vapor-deposited on the both ends of a metal fine wire so that a metal fine wire part might become a square, the resistance of the both ends of a silver electrode was measured, and the surface resistance of the transparent electrode was measured. At this time, the thickness of the silver electrode portion was adjusted so as to be 1/10 or less of the resistance of the metal thin wire portion.
  • the sheet resistance is preferably 5 ⁇ / ⁇ or less, and more preferably 1 ⁇ / ⁇ or less, in order to increase the area of the organic electronic device.
  • the layers after the hole transport layer of the organic EL layer were formed by vapor deposition.
  • Each crucible for vapor deposition in a commercially available vacuum vapor deposition apparatus was filled with a constituent material of each layer in a necessary amount for device production.
  • the evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
  • (2.1) Formation of organic EL layer First, an organic EL layer composed of a hole transport layer, an organic light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer is formed on the transparent electrodes 1 to 19 with respect to the transparent electrodes 1 to 19. It formed in order in the range of 30 mm x 33 mm of a part.
  • the thickness of the porous layer with respect to the fine metal wire pattern is in the range of 5 to 40% and the thickness of the fine metal wire pattern is It can be seen that it is useful to be within the range of 0.3 to 3.0 ⁇ m.
  • the ultraviolet irradiation time when forming the porous layer 21 was set to 2 minutes.
  • the ultraviolet irradiation time when forming the porous layer 21 was 3 minutes.
  • the water-soluble binder 1 of the coating liquid 1 for forming a transparent conductive protective layer used in Example 1 was changed from polyhydroxyethyl acrylate (PHEA) to polyhydroxyethyl acrylamide (PHEAA), polyhydroxyethyl acrylate and polyhydroxyethyl acrylamide.
  • PHEA polyhydroxyethyl acrylate
  • PHEAA polyhydroxyethyl acrylamide
  • PHEAA polyhydroxyethyl acrylamide
  • aqueous dispersion polymer described later.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Abstract

Disclosed is a transparent electrode in which adhesion between a transparent resin substrate and a metal thin wire pattern is improved and the occurrence of separation of the metal thin wire pattern or cracking of a porous layer is suppressed. A transparent electrode (1) comprises a transparent resin substrate (10), a porous layer (20), a metal thin wire pattern (30) and a transparent conductive protection layer (40). The porous layer (20) and the metal thin wire pattern (30) are formed on the transparent resin substrate (10), and the transparent conductive protection layer (40) is formed on the porous layer (20) and the metal thin wire pattern (30). In this transparent electrode (1), the ratio of the thickness (22) of the porous layer (20) to the thickness (32) of the metal thin wire pattern (30) is within the range of 5-40%, and the thickness (32) of the metal thin wire pattern (30) is within the range of 0.3-3.0 μm.

Description

透明電極およびその製造方法ならびに有機電子デバイスTransparent electrode, method for producing the same, and organic electronic device
 本発明は透明電極およびその製造方法ならびに当該透明電極を使用した有機電子デバイスに関する。 The present invention relates to a transparent electrode, a manufacturing method thereof, and an organic electronic device using the transparent electrode.
 近年、有機エレクトロルミネッセンスデバイス(以下、有機ELデバイス)や有機太陽電池といった有機電子デバイスには、大型化、軽量化、フレキシブル化などが要求されている。そのため、有機電子デバイスに用いられる透明電極には、低抵抗化、基板の軽量化、フレキシブル化が求められている。さらに、コストの面からPET基板といった安価な樹脂基板の使用、ロール・トゥ・ロールプロセスによる大量生産方式への適応が求められている。 In recent years, organic electronic devices such as organic electroluminescence devices (hereinafter referred to as organic EL devices) and organic solar cells have been required to be larger, lighter, and flexible. Therefore, a transparent electrode used for an organic electronic device is required to have a low resistance, a light weight substrate, and a flexible substrate. Furthermore, from the viewpoint of cost, use of an inexpensive resin substrate such as a PET substrate and adaptation to a mass production method by a roll-to-roll process are required.
 従来、透明電極としては、透明基板上にインジウム-スズの複合酸化物(以下、ITOと略記。)膜を、真空蒸着法やスパッタリング法により製膜したITO透明電極が、その導電性や透明性といった特性上の利点から、広く使用されてきた。しかしながら、ITO透明電極は、抵抗が高く、大型の有機電子デバイスに用いることができない。また、フレキシブルな基板に用いると、折り曲げの際、ITO層が基板の曲がりに追従できず、クラックが生じてしまう。
 一方、PEDOT:PSSといった導電性ポリマーを基板上に形成した透明電極が知られている。導電性ポリマーは、フレキシブル性には優れ、ロール・トゥ・ロールプロセスに用いることができる。しかし、導電性ポリマー自体の体積抵抗が高く、且つ可視光域に吸収があるため、高い透明性を維持しながら、低抵抗な電極を作成することは難しい。
Conventionally, as a transparent electrode, an ITO transparent electrode in which an indium-tin composite oxide (hereinafter abbreviated as ITO) film is formed on a transparent substrate by a vacuum deposition method or a sputtering method has its conductivity and transparency. It has been widely used because of its characteristic advantages. However, ITO transparent electrodes have high resistance and cannot be used for large organic electronic devices. Moreover, when it uses for a flexible board | substrate, when bending, an ITO layer cannot follow the bending of a board | substrate, and a crack will arise.
On the other hand, a transparent electrode in which a conductive polymer such as PEDOT: PSS is formed on a substrate is known. The conductive polymer is excellent in flexibility and can be used in a roll-to-roll process. However, since the volume resistance of the conductive polymer itself is high and there is absorption in the visible light region, it is difficult to produce a low-resistance electrode while maintaining high transparency.
 さらに、透明電極の低抵抗化、フレキシブル化を目指す中で、基板上に金属細線パターンを形成し、その上に透明導電層を積層することで、電流の面均一性と高い導電性を併せ持つ透明電極が開発されている(特許文献1)。
 金属細線パターンの形成方法としては、銀や金、銅などのナノ粒子を含む金属ナノ粒子分散液を印刷描画し、その後、金属ナノ粒子同士を焼成する方法が知られている。しかしながら、金属ナノ粒子同士を焼成して金属ナノ粒子の電気的な導通を確保するには、200℃以上の熱処理が必要であるため、耐熱性の低い安価な樹脂基板に適用することは難しかった。
Furthermore, while aiming to reduce the resistance and flexibility of the transparent electrode, a transparent metal layer is formed on the substrate, and a transparent conductive layer is laminated on the transparent electrode. An electrode has been developed (Patent Document 1).
As a method for forming a metal fine line pattern, a method is known in which a metal nanoparticle dispersion containing nanoparticles such as silver, gold, and copper is printed and then the metal nanoparticles are fired. However, since heat treatment at 200 ° C. or higher is required to sinter the metal nanoparticles to ensure electrical conduction between the metal nanoparticles, it was difficult to apply the heat treatment to an inexpensive resin substrate with low heat resistance. .
 そこで、低温で焼成可能な金属ナノ粒子分散液の検討が行われている(特許文献2)。このような低温で焼成可能な金属ナノ粒子分散液は、金属ナノ粒子の保護分子として低分子量かつ低沸点の有機化合物が用いられ、バインダーを用いないか、または、最小限にとどめるといった方法で作製される。バインダーを最小限にとどめるのは、バインダーが金属ナノ粒子同士の焼成の妨げとなり、低温での焼成を困難にするとともに、焼成後の金属細線パターンの抵抗を高めてしまうためである。
 このように作製された分散液は基板への密着成分となるバインダーが少ないため、粘度が低く、インクジェット印刷等に好適に用いることができるが、基板への密着性が低いといった課題があった。たとえば、ロール・トゥ・ロール・プロセスでは、パターニングと焼成を施した金属細線パターン付きの樹脂基板をロールで巻き取った場合、接触する基板裏面との摩擦で、金属細線パターンが剥離してしまうといった問題が生じる。
 また、金属ナノ粒子分散液で形成した金属細線パターンを低温で焼成する方法として、フラッシュ光照射による焼成が知られている。金属細線パターンのフラッシュ光照射による焼成は、低温・短時間でのプロセスであるため、耐熱性の低い安価な樹脂フィルムを用いたロール・トゥ・ロール・プロセスに好適に用いることができる。しかしながら、バインダーの少ない金属ナノ粒子分散液による金属細線パターンに対し、フラッシュ光照射による焼成を行うと、基板への密着性の低さから金属細線パターンの一部が剥離してしまうという課題があった。
Then, examination of the metal nanoparticle dispersion liquid which can be baked at low temperature is performed (patent document 2). Such a metal nanoparticle dispersion that can be fired at a low temperature is produced by a method in which an organic compound having a low molecular weight and a low boiling point is used as a protective molecule for the metal nanoparticles, and a binder is not used or is minimized. Is done. The reason why the binder is kept to a minimum is that the binder hinders firing of the metal nanoparticles, making firing at low temperatures difficult and increasing the resistance of the fine metal wire pattern after firing.
The dispersion prepared as described above has a low viscosity and can be suitably used for ink jet printing and the like because it has a small amount of binder as an adhesion component to the substrate, but has a problem of low adhesion to the substrate. For example, in a roll-to-roll process, when a resin substrate with a fine metal wire pattern that has been patterned and baked is wound with a roll, the fine metal wire pattern peels off due to friction with the back surface of the substrate that comes into contact. Problems arise.
Further, as a method for firing a metal fine wire pattern formed from a metal nanoparticle dispersion at a low temperature, firing by flash light irradiation is known. Since the firing of the thin metal wire pattern by flash light irradiation is a process at a low temperature and in a short time, it can be suitably used for a roll-to-roll process using an inexpensive resin film with low heat resistance. However, if the fine metal wire pattern made of the metal nanoparticle dispersion with a small amount of binder is fired by flash light irradiation, there is a problem that a part of the fine metal wire pattern is peeled off due to low adhesion to the substrate. It was.
 一方、インクジェット法で印刷する際にインクの吸収性を向上させるため、基板上に多孔質状のインクの受容層を設置することは一般に知られており、幾つかの方法が提案されている。
 例えば、支持体上にケイソウ土や真珠岩粉末などの多孔質構造の粒子を含有する多孔質層を設ける方法(特許文献3)、相互に混和性の低いプラスチックを溶媒に溶解して塗布した後、凝固浴でプラスチックを凝固させ多孔層を設ける方法(特許文献4)、基板上にコロイダルシリカ粒子含有親水無機有機複合層からなる多孔質層を設ける方法(特許文献5)、金属酸化物粒子とアルコキシド化合物の加水分解-縮合物を含むインク受容膜を設ける方法(特許文献6)、基板上にシリカ、無水酸化アルミニウム、酸化アルミニウムから選択される多孔質層を設ける方法(特許文献7)、金属酸化物粒子とポリイミド前駆体を含むインク受容膜を設ける方法(特許文献8)などがある。
 特許文献3~6では、塗布物の基板への密着性に関する課題の提示やその解決法の示唆は何らなされていない。
 特許文献7,8では、多孔質層の形成による密着性の向上について言及しているが、多孔質層と金属膜の厚さについての詳細な記述がないため、かかる多孔質層を透明電極に用いると、透明電極の透明性の低下や有機電子デバイスに用いた際に電流リークが起きるという課題が生じうるし、なんといっても特許文献7,8の多孔質層を透明樹脂基板のようなフレキシブルな基板に形成すると、折り曲げの際に多孔質層にクラックが生じうるという課題がある。
On the other hand, it is generally known to install a porous ink-receiving layer on a substrate in order to improve ink absorbability when printing by an inkjet method, and several methods have been proposed.
For example, a method of providing a porous layer containing particles having a porous structure such as diatomaceous earth or pearlite powder on a support (Patent Document 3), after applying a plastic having low miscibility to each other in a solvent A method of providing a porous layer by coagulating plastic in a coagulation bath (Patent Document 4), a method of providing a porous layer comprising a colloidal silica particle-containing hydrophilic inorganic organic composite layer on a substrate (Patent Document 5), and metal oxide particles A method of providing an ink receiving film containing a hydrolysis-condensate of an alkoxide compound (Patent Document 6), a method of providing a porous layer selected from silica, anhydrous aluminum oxide and aluminum oxide on a substrate (Patent Document 7), metal There is a method of providing an ink receiving film containing oxide particles and a polyimide precursor (Patent Document 8).
In Patent Documents 3 to 6, there is no suggestion of a problem relating to the adhesion of the coated material to the substrate or suggestion of a solution thereof.
Patent Documents 7 and 8 refer to the improvement of adhesion by forming a porous layer. However, since there is no detailed description of the thickness of the porous layer and the metal film, the porous layer is used as a transparent electrode. If used, there may be a problem that the transparency of the transparent electrode is lowered or current leakage occurs when used in an organic electronic device. The porous layer described in Patent Documents 7 and 8 is flexible like a transparent resin substrate. If formed on a simple substrate, there is a problem that cracks may occur in the porous layer during bending.
米国特許出願公開第2010/255323号明細書US Patent Application Publication No. 2010/255323 特開2010-265543号公報JP 2010-265543 A 特開昭61-8385号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-8385 特開昭62-197183号公報JP 62-197183 A 特開平2-147233号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-147233 特開2007-169604号公報JP 2007-169604 A 特開2009-76455号公報JP 2009-76455 A 特開2010-161118号公報JP 2010-161118 A
 前述の通り、金属ナノ粒子を用いて金属細線パターンを形成する上で、基板との密着性に課題があり、特にロール・トゥ・ロール・プロセスでの生産に際して、金属細線パターン付きの樹脂基板をロールで巻き取る工程やフラッシュ光照射による焼成工程において、金属細線パターンが剥離してしまう課題があった。
 さらに透明樹脂基板のようなフレキシブルな基板に用いると、折り曲げの際に多孔質層にクラックが入るという課題があった。
As described above, there is a problem in adhesion to the substrate in forming a metal fine wire pattern using metal nanoparticles, and a resin substrate with a metal fine wire pattern is particularly required for production in a roll-to-roll process. There has been a problem that the fine metal wire pattern is peeled off in the step of winding with a roll or the firing step by flash light irradiation.
Further, when used for a flexible substrate such as a transparent resin substrate, there has been a problem that a crack occurs in the porous layer during bending.
 以上の課題に鑑み、本発明の主な目的は、基板との密着性の良好な金属細線パターンを有する透明電極であって、巻き取りやフラッシュ光を照射した際などの金属細線パターンの剥離や、透明電極を折り曲げた際などの多孔質層へのクラックの発生を抑制することができる透明電極を提供することにある。 In view of the above problems, the main object of the present invention is a transparent electrode having a fine metal wire pattern with good adhesion to the substrate, and peeling of the fine metal wire pattern such as when winding or flash light irradiation is performed. Another object of the present invention is to provide a transparent electrode capable of suppressing the occurrence of cracks in the porous layer when the transparent electrode is bent.
 上記課題に対し、本発明者は下記のとおり検討を加え本発明に至った。
 すなわち、インク受容層を始めとする多孔質層をアンカー層として使用し、そこに、銀や金、銅などのナノ粒子を含む金属ナノ粒子分散液や、金属錯体インク等のインクを、たとえば、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセットグラビア印刷、フレキソ印刷等の公知のパターニング方法で印刷して金属細線パターンを形成することにより、インクが多孔質層中の空隙に浸透して、結果的に金属細線パターンの一部が、多孔質層に埋め込まれた形状となる。そのため、金属細線パターンは多孔質層とともに基板に強い密着性を発現する。
 特に、金属細線パターンの厚さを0.3~3.0μmと薄膜とし、金属細線パターンの厚さに対して5%以上の厚さを有する多孔質層を形成すれば、基板と金属細線パターンの間に十分な密着性が得られ、金属細線パターンの剥離や多孔質層のクラックの発生を抑制しうることを見出した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has studied as follows and has reached the present invention.
That is, a porous layer including an ink receiving layer is used as an anchor layer, and a metal nanoparticle dispersion containing nanoparticles such as silver, gold, and copper, or an ink such as a metal complex ink, for example, By forming a fine metal line pattern by printing with a known patterning method such as inkjet, screen printing, gravure printing, offset gravure printing, flexographic printing, etc., the ink penetrates into the voids in the porous layer, resulting in metal A part of the fine line pattern has a shape embedded in the porous layer. Therefore, a metal fine wire pattern expresses strong adhesion to the substrate together with the porous layer.
In particular, if the thickness of the fine metal wire pattern is a thin film of 0.3 to 3.0 μm and a porous layer having a thickness of 5% or more with respect to the thickness of the fine metal wire pattern is formed, the substrate and the fine metal wire pattern It has been found that sufficient adhesion can be obtained during this period, and peeling of the fine metal wire pattern and generation of cracks in the porous layer can be suppressed.
 また、透明電極では、有機ELデバイス等の有機電子デバイスに必要な電流の面均一化のため、金属細線パターンと金属細線パターンのない多孔質層上に、導電性ポリマーと樹脂バインダーを含有する透明導電性保護層を形成する必要がある。また、透明導電性保護層は金属細線パターンと多孔質層の補強膜の役割を果たし、金属細線パターンの剥離や多孔質層のクラックの発生を確実に防止しうる。
 有機電子デバイスに用いた際の電流リークをなくすため、かかる透明導電性保護層は、多孔質層の空隙を埋め、さらに、多孔質層表面の凸凹を埋め込む必要がある。このとき、多孔質層の層厚が厚いと、導電性ポリマーを含有する透明導電性保護層の厚層化が必要となり、当該導電性ポリマーが着色性を有するため、透明電極の透明性は低下する。そこで、多孔質層の厚さを金属細線パターンの厚さに対して40%以下とすることで、透明性を損なうことなく、有機電子デバイスに用いた際に電流リークのない透明電極を提供できることを見出した。
Moreover, in the transparent electrode, a transparent polymer containing a conductive polymer and a resin binder is formed on a porous layer without a metal fine wire pattern and a metal fine wire pattern in order to make a surface of current necessary for an organic electronic device such as an organic EL device uniform. It is necessary to form a conductive protective layer. Further, the transparent conductive protective layer serves as a reinforcing film for the fine metal wire pattern and the porous layer, and can surely prevent peeling of the fine metal wire pattern and occurrence of cracks in the porous layer.
In order to eliminate current leakage when used in an organic electronic device, such a transparent conductive protective layer needs to fill the voids of the porous layer and further bury the irregularities on the surface of the porous layer. At this time, if the porous layer is thick, it is necessary to increase the thickness of the transparent conductive protective layer containing the conductive polymer. Since the conductive polymer has colorability, the transparency of the transparent electrode is lowered. To do. Therefore, by setting the thickness of the porous layer to 40% or less with respect to the thickness of the fine metal wire pattern, it is possible to provide a transparent electrode free from current leakage when used in an organic electronic device without impairing transparency. I found.
 以上から、本発明によれば、
 透明樹脂基板、多孔質層、金属細線パターンおよび透明導電性保護層を有し、前記透明樹脂基板上に前記多孔質層と前記金属細線パターンとが形成され、前記多孔質層および前記金属細線パターン上に前記透明導電性保護層が形成された透明電極において、
 前記多孔質層の前記金属細線パターンに対する厚さが5~40%の範囲内で、かつ、前記金属細線パターンの厚さが0.3~3.0μmの範囲内であることを特徴とする透明電極が提供される。
From the above, according to the present invention,
It has a transparent resin substrate, a porous layer, a metal fine wire pattern and a transparent conductive protective layer, and the porous layer and the metal fine wire pattern are formed on the transparent resin substrate, and the porous layer and the metal fine wire pattern In the transparent electrode on which the transparent conductive protective layer is formed,
The transparent layer characterized in that the thickness of the porous layer with respect to the fine metal wire pattern is in the range of 5 to 40%, and the thickness of the fine metal wire pattern is in the range of 0.3 to 3.0 μm. An electrode is provided.
 本発明によれば、金属細線パターン自体の厚さと多孔質層の金属細線パターンに対する厚さとが一定範囲内にあるという特性を有するため、透明樹脂基板と金属細線パターンとの密着性が良好で、巻き取りやフラッシュ光を照射した際などの金属細線パターンの剥離や、透明電極を折り曲げた際などの多孔質層へのクラックの発生を抑制することができる。 According to the present invention, since the thickness of the metal fine line pattern itself and the thickness of the porous layer with respect to the metal fine line pattern are within a certain range, the adhesion between the transparent resin substrate and the metal fine line pattern is good, Generation of cracks in the porous layer such as peeling of the fine metal wire pattern when winding or flash light irradiation or bending of the transparent electrode can be suppressed.
透明電極の概略的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a transparent electrode.
 以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[透明電極(1)]
 図1に示すとおり、透明電極1は、主に、透明樹脂基板10、多孔質層20、金属細線パターン30および透明導電性保護層40から構成されている。
 透明樹脂基板10上には多孔質層20が形成され、多孔質層20上には金属細線パターン30が形成されている。
 多孔質層20の金属細線パターン30に対する厚さは5~40%の範囲内にある。詳しくは、金属細線パターン30の厚さ32に対する多孔質層20の厚さ22の比率は5~40%の範囲内にある。金属細線パターン30は、金属ナノ粒子分散液、金属錯体インクを公知の印刷法を用いて塗布されるため多孔質層20中に浸透している。ここでいう「金属細線パターン30の厚さ32」とは透明樹脂基板10の上面から金属細線パターン30自体の頂部までの高さをいう。
 金属細線パターン30の厚さ32は0.3~3.0μmの範囲内にある。
 多孔質層20および金属細線パターン30上には透明導電性保護層40が形成されている。透明導電性保護層40は、一定の塗布液を、多孔質層20および金属細線パターン30上に塗布することより形成され、かかる構成により多孔質層20中に浸透している。
 以下、各部材の構成や透明電極の製造方法、かかる透明電極を用いた有機電子デバイスなどについて詳細に説明する。
[Transparent electrode (1)]
As shown in FIG. 1, the transparent electrode 1 is mainly composed of a transparent resin substrate 10, a porous layer 20, a fine metal wire pattern 30, and a transparent conductive protective layer 40.
A porous layer 20 is formed on the transparent resin substrate 10, and a fine metal wire pattern 30 is formed on the porous layer 20.
The thickness of the porous layer 20 with respect to the fine metal wire pattern 30 is in the range of 5 to 40%. Specifically, the ratio of the thickness 22 of the porous layer 20 to the thickness 32 of the fine metal wire pattern 30 is in the range of 5 to 40%. The metal fine line pattern 30 penetrates into the porous layer 20 because the metal nanoparticle dispersion and the metal complex ink are applied using a known printing method. Here, the “thickness 32 of the fine metal wire pattern 30” means the height from the upper surface of the transparent resin substrate 10 to the top of the fine metal wire pattern 30 itself.
The thickness 32 of the fine metal line pattern 30 is in the range of 0.3 to 3.0 μm.
A transparent conductive protective layer 40 is formed on the porous layer 20 and the fine metal wire pattern 30. The transparent conductive protective layer 40 is formed by applying a certain coating liquid on the porous layer 20 and the fine metal wire pattern 30, and permeates into the porous layer 20 by such a configuration.
Hereafter, the structure of each member, the manufacturing method of a transparent electrode, the organic electronic device using this transparent electrode, etc. are demonstrated in detail.
[透明樹脂基板(10)]
 透明樹脂基板における「透明」とは、JIS K 7361-1:1997(プラスチック-透明材料の全光線透過率の試験方法)に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が70%以上であることをいう。
 透明樹脂基板の材料としては、透明な樹脂材料であれば特に制限なく、公知のものを使用することができる。
 特に、軽量性とフレキシブル性といった性能の観点やロール・トゥ・ロールプロセス適性の観点から透明な樹脂フィルム等を用いることが好ましい。
 好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。
 例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム、等を挙げることができるが、可視域の波長(380~780nm)における透過率が80%以上である。
 中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム等の二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルムであることがより好ましい。
[Transparent resin substrate (10)]
“Transparent” in a transparent resin substrate means a total light transmittance of 70% in the visible light wavelength region measured by a method in accordance with JIS K 7361-1: 1997 (Plastic—Testing method of total light transmittance of transparent material). That's it.
The material for the transparent resin substrate is not particularly limited as long as it is a transparent resin material, and known materials can be used.
In particular, it is preferable to use a transparent resin film or the like from the viewpoint of performance such as lightness and flexibility and the viewpoint of roll-to-roll process suitability.
There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be used preferably, About the material, a shape, a structure, thickness, etc., it can select suitably from well-known things.
For example, polyolefins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester resin film such as modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, cyclic olefin resin, etc. Resin films, vinyl resin films such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin films, polysulfone (PSF) resin films, polyether sulfone (PES) resin films, polycarbonate (PC) resin films , Polyamide resin film, polyimide resin film, acrylic resin film, triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like. 80 ~ 780 nm) transmittance at 80% or more.
Among them, biaxial stretching of biaxially stretched polyethylene terephthalate resin film, biaxially stretched polyethylene naphthalate resin film, polyethersulfone resin film, polycarbonate resin film, etc. in terms of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost A polyester resin film is preferable, and a biaxially stretched polyethylene terephthalate resin film and a biaxially stretched polyethylene naphthalate resin film are more preferable.
 また、透明樹脂基板は必要に応じてバリアコート層が予め形成されていてもよいし、ハードコート層が予め形成されていてもよい。
 バリアコート層としては表面または裏面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10-3g/(m・24h)以下のバリア性を持つ透明樹脂基板であることが好ましく、さらには、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10-3ml/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10-3g/(m・24h)以下であることが好ましい。
 バリア層を形成する材料としては、水分や酸素等デバイスの劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
 さらに膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
Moreover, the transparent resin substrate may have a barrier coat layer formed in advance as necessary, or a hard coat layer formed in advance.
As the barrier coat layer, an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed on the front surface or the back surface, and the water vapor transmission rate (25 ± 0 0.5 ° C. and relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably a transparent resin substrate having a barrier property of 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less, and JIS K 7126 -Oxygen permeability measured by a method according to 1987 is 1 × 10 -3 ml / (m 2 · 24h · atm) or less, water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C, relative humidity (90 ± 2) % RH) is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.
The material for forming the barrier layer may be any material as long as it has a function of suppressing intrusion of devices that cause deterioration of devices such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used.
In order to further improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
[多孔質層(20)]
 多孔質層は、金属細線パターンと透明導電性保護層を透明樹脂基板上に保持、密着させるために用いられる。
 多孔質層は金属細線パターンの厚さに対して5%以上40%以下の厚さを有している。多孔質層の厚さが、金属細線パターンの厚さに対して5%以上であると、透明樹脂基板と金属細線パターンとで十分な密着性が得られる。一方、金属細線パターンの厚さに対して40%以下であると、有機電子デバイスに用いた際の電流リークをなくすため、多孔質層の空隙と表面の凸凹を埋め込むのに必要な透明導電性保護層の厚さの増大が抑制され、透明電極の透明性が低下するのを防止しうる。さらに透明樹脂基板のようなフレキシブルな基板においては、折り曲げの際に多孔質層にクラックが入ってしまうのを抑制しうる。
[Porous layer (20)]
The porous layer is used to hold and adhere the fine metal wire pattern and the transparent conductive protective layer on the transparent resin substrate.
The porous layer has a thickness of 5% to 40% with respect to the thickness of the fine metal wire pattern. When the thickness of the porous layer is 5% or more with respect to the thickness of the fine metal wire pattern, sufficient adhesion can be obtained between the transparent resin substrate and the fine metal wire pattern. On the other hand, if the thickness is 40% or less with respect to the thickness of the fine metal wire pattern, the transparent conductivity necessary for embedding the voids and irregularities on the surface of the porous layer is eliminated in order to eliminate current leakage when used in organic electronic devices. An increase in the thickness of the protective layer can be suppressed, and the transparency of the transparent electrode can be prevented from decreasing. Further, in a flexible substrate such as a transparent resin substrate, it is possible to suppress cracks in the porous layer during bending.
 多孔質層は、空隙率が少なくとも90%以下であり、好ましくは30~77%の範囲内であり、さらに好ましくは55~75%の範囲内である。空隙率が前述の範囲内にある場合、フラッシュ光照射により金属ナノ粒子分散液中の保護剤やバインダーや溶媒等の有機物が瞬時に気化した際に発せられるガスを金属細線パターンの周囲に拡散させることができ、また、金属細線パターンとの接着面積も大きく確保できるため、金属細線パターンの剥離防止に有効に機能させることができる。
 多孔質層の空隙率はブリストー法、電気(静電)容量法、膨潤圧測定法、光の反射率変化からの測定法、電気電導度法など公知の方法で求めることができる。ここでの「多孔質層の空隙率」は、レンズ反射率測定機(型番:USPM-RU、オリンパス株式会社製)を使用し、波長550nmの光に対して測定した値である。
The porous layer has a porosity of at least 90% or less, preferably in the range of 30 to 77%, and more preferably in the range of 55 to 75%. When the porosity is within the above-mentioned range, the gas emitted when the organic matter such as the protective agent, binder and solvent in the metal nanoparticle dispersion is instantly vaporized by flash light irradiation is diffused around the fine metal wire pattern. In addition, since a large adhesion area with the fine metal wire pattern can be ensured, the fine metal wire pattern can effectively function to prevent peeling.
The porosity of the porous layer can be determined by a known method such as the Bristow method, the electric (electrostatic) capacitance method, the swelling pressure measurement method, the measurement method from a change in light reflectance, or the electric conductivity method. Here, the “porosity of the porous layer” is a value measured with respect to light having a wavelength of 550 nm using a lens reflectometer (model number: USPM-RU, manufactured by Olympus Corporation).
 多孔質層の透明性は、用途によって任意に選択することができるが、透明性が高いほど透明電極等への適用も可能になり、用途拡大の観点で好ましい。
 多孔質層の全光線透過率は、70%以上、好ましくは80%以上であることが望ましい。
The transparency of the porous layer can be arbitrarily selected depending on the use, but the higher the transparency, the more applicable to a transparent electrode or the like, which is preferable from the viewpoint of expanding the use.
The total light transmittance of the porous layer is 70% or more, preferably 80% or more.
 多孔質層の組成としては、主に無機化合物と有機化合物からなることが好ましい。
 ここでいう無機化合物とは、一般に理解されているように有機化合物以外の化合物であり、具体的には単純な一部の炭素化合物と、炭素以外の元素で構成される化合物である。多孔質層を構成する無機化合物の代表的な例として、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、チタン、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、錫、バリウム、タンタルなどの金属を少なくとも1種含む各種金属酸化物や、炭化物、窒化物、ホウ化物などを挙げることができるが、本実施形態にかかる多孔質層は、少なくとも1種の透明な金属酸化物を含み構成されることが好ましい。
 また、多孔質層の無機化合物は金属酸化物粒子とアルコキシド化合物の加水分解-縮合物やメソポーラスシリカであることが好ましい。
The composition of the porous layer is preferably mainly composed of an inorganic compound and an organic compound.
The inorganic compound here is a compound other than an organic compound as generally understood, and specifically, a compound composed of a simple part of a carbon compound and an element other than carbon. As representative examples of inorganic compounds constituting the porous layer, various metal oxides containing at least one metal such as magnesium, aluminum, silicon, titanium, zinc, yttrium, zirconium, molybdenum, tin, barium, tantalum, Although carbide, nitride, boride, etc. can be mentioned, it is preferable that the porous layer concerning this embodiment is comprised including at least 1 sort (s) of transparent metal oxide.
The inorganic compound in the porous layer is preferably a hydrolysis-condensate of metal oxide particles and an alkoxide compound or mesoporous silica.
 多孔質層が金属酸化物粒子とアルコキシド化合物の加水分解-縮合物の多孔質層の形成方法としては、特開2007-169604号公報に記載の組成(珪素系酸化物凝集体粒子)などを好ましく用いることができる。
 当該珪素系酸化物凝集体粒子は、一次粒子径が2~200nmであって、2個以上の粒子が結合した凝集体粒子25質量%以上を含む金属酸化物粒子である。
 当該珪素系酸化物凝集体粒子としては、シリカ粒子単独でもよく、また、チタニア、ジルコニアおよびアルミナを含有したものでもよい。この様な粒子状物を用いることによって、多孔質層に孔を形成することができ、その結果、吸収性が付与される。
 当該珪素系酸化物凝集体粒子は、一次粒子が2個以上結合してなる凝集体粒子を、全粒子中に25質量%以上を含むことが必要である。このような凝集体粒子を多孔質層中に含ませることにより、塗層加工性が向上し、層形成後のクラックを防止でき、さらに吸収性が向上する。該凝集体粒子の含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。
 一次粒子の粒径は、孔形成性の点およびより高い透明性を保持する観点から、2~200nm、好ましくは5~50nm、より好ましくは10~30nmである。また、連結した一次粒子数は少ないほど好ましいが、通常3~100個、好ましくは5~50個、より好ましくは7~30個である。
 前記凝集体粒子の形態としては、一次粒子が数珠状に連結した長鎖構造を有するもの、連結した凝集体粒子が分枝したものおよび/または屈曲したものなどを挙げることができる。
 このような凝集体粒子は、従来公知の方法で作製することができる。例えば球状金属酸化物の一次粒子を、2価以上の金属イオン、例えばCa2+、Zn2+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Ti4+などを介在させて連結することにより、得ることができる。数珠状のシリカゾルについては、例えばWO00/15552号公報に、その製造方法が記載されている。
 当該粒子における、2個以上の粒子が結合してなる凝集体粒子の含有量の調整方法に特に制限はないが、例えば実質的に100%凝集している粒子と、実質的に凝集していない粒子を混合する方法が、簡便で好ましい。
 一方、メソポーラスシリカは、特開2010-132485号公報にあるように、基板上に直接形成してもよいし、特開2010-13804、特開2010-173894号公報にあるような方法で粒子を作製後、有機化合物を含有して塗布、乾燥し、多孔質膜の形成を行ってもよい。
As a method for forming a porous layer of a hydrolysis-condensation product of a metal oxide particle and an alkoxide compound as a porous layer, the composition (silicon-based oxide aggregate particles) described in JP 2007-169604 A is preferably used. Can be used.
The silicon-based oxide aggregate particles are metal oxide particles having a primary particle diameter of 2 to 200 nm and containing 25 mass% or more of aggregate particles in which two or more particles are bonded.
The silicon-based oxide aggregate particles may be silica particles alone, or may contain titania, zirconia and alumina. By using such a particulate matter, pores can be formed in the porous layer, and as a result, absorbability is imparted.
The silicon-based oxide aggregate particles need to contain 25% by mass or more of aggregate particles formed by combining two or more primary particles. By including such aggregate particles in the porous layer, coating layer processability is improved, cracks after layer formation can be prevented, and absorbability is further improved. The content of the aggregate particles is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.
The particle diameter of the primary particles is from 2 to 200 nm, preferably from 5 to 50 nm, more preferably from 10 to 30 nm, from the viewpoint of pore formation and maintaining high transparency. The number of connected primary particles is preferably as small as possible, but is usually 3 to 100, preferably 5 to 50, more preferably 7 to 30.
Examples of the form of the aggregate particles include those having a long chain structure in which primary particles are connected in a bead shape, those in which connected aggregate particles are branched and / or bent.
Such aggregate particles can be produced by a conventionally known method. For example, primary particles of a spherical metal oxide can be obtained by linking with metal ions having a valence of 2 or more, for example, Ca 2+ , Zn 2+ , Mg 2+ , Ba 2+ , Al 3+ , Ti 4+ and the like. About the bead-like silica sol, the manufacturing method is described in WO00 / 15552, for example.
There is no particular limitation on the method for adjusting the content of the aggregate particles formed by combining two or more particles in the particles, but for example, the particles that are substantially 100% agglomerated and the particles that are not substantially agglomerated A method of mixing the particles is simple and preferable.
On the other hand, mesoporous silica may be directly formed on a substrate as disclosed in JP2010-132485A, or particles may be formed by a method as described in JP2010-13804A and JP2010-173894A. After the production, it may be coated with an organic compound and dried to form a porous film.
 多孔質層の組成は、多孔質層を構成するすべての材料のうち、無機化合物の割合が70質量%以上、好ましく80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であるのがよい。無機化合物の割合が70質量%より以上であると、金属細線パターンと多孔質層とで十分な密着性を得ることができる。
 多孔質層を構成する有機化合物の比率としては、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以上であるのがよい。有機化合物の比率が5質量%以上であると、多孔質層と透明樹脂基板とで十分な密着性を得られる。また、有機化合物の割合が30質量%以下であると、無機化合物の多孔質層の穴に有機化合物が充填され、金属細線パターンと多孔質層との十分な密着性を得ることができない、といった現象を回避することができる。
The composition of the porous layer is such that the ratio of the inorganic compound is 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more among all the materials constituting the porous layer. When the proportion of the inorganic compound is 70% by mass or more, sufficient adhesion can be obtained between the fine metal wire pattern and the porous layer.
As a ratio of the organic compound which comprises a porous layer, 30 mass% or less is preferable, 20 mass% or less is more preferable, 10 mass% or less is more preferable, It is good that it is 5 mass% or more. When the ratio of the organic compound is 5% by mass or more, sufficient adhesion can be obtained between the porous layer and the transparent resin substrate. Moreover, when the organic compound ratio is 30% by mass or less, the organic compound is filled in the holes of the porous layer of the inorganic compound, and sufficient adhesion between the fine metal wire pattern and the porous layer cannot be obtained. The phenomenon can be avoided.
[金属細線パターン(30)]
 金属細線パターンは、厚さが0.3μm以上3.0μm以下である。
 金属細線パターンの厚さが0.3μm以上であると、所望の抵抗が得られ、3.0μm以下であると、透明導電性保護層で金属細線パターンを完全に被覆することができ、かかる透明電極を有機電子デバイスに用いた際に電流リークが生じるのを防止することができる。また、選択する金属ナノ粒子分散液によっては、透明樹脂基板を曲げた際に、金属細線パターンにクラックが生じ、金属細線パターンの抵抗の増加が起こり、有機電子デバイスに用いた際には電流リークが起こりうるが、金属細線パターンの厚さを上記範囲内に収めれば、かかる現象を抑制することができる。
 金属細線パターンの厚さは、多孔質層の表面(上面)からの高さではなく、上記のとおり透明樹脂基板の表面(上面)からの高さを指す。
[Metallic fine wire pattern (30)]
The metal fine line pattern has a thickness of 0.3 μm or more and 3.0 μm or less.
When the thickness of the metal fine line pattern is 0.3 μm or more, a desired resistance can be obtained, and when it is 3.0 μm or less, the metal fine line pattern can be completely covered with the transparent conductive protective layer, and the transparent Current leakage can be prevented when the electrode is used in an organic electronic device. In addition, depending on the metal nanoparticle dispersion selected, cracking of the fine metal wire pattern may occur when the transparent resin substrate is bent, resulting in an increase in resistance of the fine metal wire pattern, and current leakage when used in organic electronic devices. However, if the thickness of the fine metal wire pattern falls within the above range, this phenomenon can be suppressed.
The thickness of the fine metal wire pattern indicates not the height from the surface (upper surface) of the porous layer but the height from the surface (upper surface) of the transparent resin substrate as described above.
 金属細線パターンは、金属ナノ粒子分散液または金属錯体インク(金属錯体溶液)を公知の印刷法を用いて、多孔質層が形成された透明樹脂基板上に開口部を有するようにパターン状に形成することで得られる。
 開口部とは、透明樹脂基板のうち、金属細線パターンを有さない部分であり金属細線パターンの透光性部分である。
 パターンの形状には特に制限はない。
 パターンの形状は、例えば、ストライプ状(平行線状)、格子状、ハニカム状、ランダムな網目状であってもよく、透明性の観点から、特にストライプ状であることが好ましい。
 透明電極において、面電極全体の面に対して、開口部が占める割合、即ち開口率は透明性の観点から80%以上であることが好ましい。
 例えば、導電部がストライプ状であるとき、線幅100μm、線間隔1mmのストライプ状パターンの開口率は、およそ90%である。
 金属細線パターンの線幅は、好ましくは10~200μmであり、さらに好ましくは10~100μmの範囲である。金属細線パターンの線幅が10μm以上であると所望の導電性が得られ、線幅が200μm以下であると透明性が向上する。
 ストライプ状、格子状のパターンにおいて、細線の間隔は好ましくは0.5~4mmである。
The metal fine line pattern is formed in a pattern so that the metal nanoparticle dispersion or metal complex ink (metal complex solution) has openings on the transparent resin substrate on which the porous layer is formed, using a known printing method. It is obtained by doing.
An opening part is a part which does not have a metal fine wire pattern among transparent resin substrates, and is a translucent part of a metal fine wire pattern.
There is no particular limitation on the shape of the pattern.
The shape of the pattern may be, for example, a stripe shape (parallel line shape), a lattice shape, a honeycomb shape, or a random network shape, and is preferably a stripe shape from the viewpoint of transparency.
In the transparent electrode, the ratio of the opening to the entire surface electrode, that is, the opening ratio, is preferably 80% or more from the viewpoint of transparency.
For example, when the conductive portion has a stripe shape, the aperture ratio of the stripe pattern having a line width of 100 μm and a line interval of 1 mm is approximately 90%.
The line width of the metal fine line pattern is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm. When the line width of the metal fine line pattern is 10 μm or more, desired conductivity is obtained, and when the line width is 200 μm or less, the transparency is improved.
In the stripe-like and lattice-like patterns, the interval between the fine lines is preferably 0.5 to 4 mm.
 金属細線パターンの細線部の表面比抵抗は、10Ω/□以下であることが好ましく、5Ω/□以下であることがより好ましく、さらに大面積化の観点から、2Ω/□以下であることがより好ましい。
 表面比抵抗は、例えば、JIS K6911、ASTM D257、等に準拠して測定することができ、また市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。
The surface specific resistance of the fine wire portion of the metal fine wire pattern is preferably 10 Ω / □ or less, more preferably 5 Ω / □ or less, and more preferably 2 Ω / □ or less from the viewpoint of increasing the area. preferable.
The surface specific resistance can be measured based on, for example, JIS K6911, ASTM D257, etc., and can be easily measured using a commercially available surface resistivity meter.
 ストライプ状、格子状、ハニカム状の金属細線パターンの形成方法としては、特に制限はなく、従来公知な印刷法であるグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。特にバインダーの少ない金属ナノ粒子分散液や金属錯体インクは、バインダー成分が少ないため低粘度なインクが多く、インクジェット印刷法を好適に用いることができる。
 各印刷方式は、一般的に電極パターン形成に使われる手法が本実施形態に関しても適用可能である。
There are no particular restrictions on the method of forming the stripe-like, lattice-like, or honeycomb-like metal fine line pattern, and a conventionally known printing method such as gravure printing, flexographic printing, screen printing, ink jet printing, or the like may be used. it can. In particular, metal nanoparticle dispersions and metal complex inks with a small amount of binder are often low-viscosity inks because of a small amount of binder components, and the ink jet printing method can be suitably used.
For each printing method, a method generally used for forming an electrode pattern can be applied to this embodiment.
 金属ナノ粒子は平均粒径5~100nmであるものが好ましく用いられる。
 金属細線パターンに用いられる金属としては、導電性に優れていれば特に制限はなく、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム等の金属の他に合金などを挙げることができる。導電性の観点から銀または銅が好ましく、銀または銅単独でもよいし、それぞれの組み合わせでもよく、銀と銅の合金、銀または銅が一方の金属でめっきされていてもよい。
 上記の中でも特に、透明樹脂基板として、樹脂基板や樹脂フィルムを用いる場合は、平均粒径3nm~100nmの低温で焼成可能な銀ナノ粒子(当該銀ナノ粒子の分散液)を用いることが好ましい。
 金属ナノ粒子分散液は、水、アルコールなどの溶媒中に金属ナノ粒子を含有するが、必要に応じバインダー、金属を分散させるための分散剤などを含んでもよい。ただ、低温での焼成を可能にするために、バインダーや分散剤を最小限にすることが好ましい。例えば、銀ナノ粒子を用いた低温焼成が可能な市販のインクとしては、NPS-JL(ハリマ化成株式会社)やCCI300(キャボット)などが挙げられる。
Metal nanoparticles having an average particle diameter of 5 to 100 nm are preferably used.
The metal used for the fine metal wire pattern is not particularly limited as long as it has excellent conductivity, and examples thereof include alloys in addition to metals such as gold, silver, copper, iron, nickel, and chromium. From the viewpoint of conductivity, silver or copper is preferable, and silver or copper may be used alone or in combination. Silver and copper alloys, silver or copper may be plated with one metal.
Among these, in particular, when a resin substrate or a resin film is used as the transparent resin substrate, it is preferable to use silver nanoparticles (a dispersion of the silver nanoparticles) that can be fired at a low temperature with an average particle diameter of 3 nm to 100 nm.
The metal nanoparticle dispersion contains metal nanoparticles in a solvent such as water or alcohol, but may contain a binder, a dispersant for dispersing the metal, and the like as necessary. However, it is preferable to minimize the binder and dispersant in order to enable firing at a low temperature. For example, NPS-JL (Harima Kasei Co., Ltd.), CCI300 (Cabot), etc. are mentioned as a commercially available ink which can be baked at low temperature using silver nanoparticles.
 金属錯体インクは、一般的な理解と同様に金属イオンに配位子が配位した化合物をいう。
 金属細線パターンを形成するための金属錯体としては、公知の材料を用いることができ、例えば、特表2008-531810号公報や、特開2011-126861号公報に記載されている有機銀錯体などを好ましく用いることができる。
A metal complex ink refers to a compound in which a ligand is coordinated to a metal ion, as in general understanding.
As a metal complex for forming a metal fine line pattern, a known material can be used. It can be preferably used.
[透明導電性保護層(40)]
 透明導電性保護層は、少なくとも導電性ポリマーと水溶性バインダーまたは水分散系バインダーとを含有する透明でかつ導電性を有する層である。
 透明導電性保護層は、水溶性バインダーや水分散系バインダーを含むことで、導電性ポリマーの導電性が増強され高い導電性と、導電性ポリマー単独では得られない高い透明性が得られる。
 透明導電性保護層は金属細線パターンと多孔質層の補強膜の役割を果たし、金属細線パターンの剥離や多孔質のクラックを防止する。
[Transparent conductive protective layer (40)]
The transparent conductive protective layer is a transparent and conductive layer containing at least a conductive polymer and a water-soluble binder or an aqueous dispersion binder.
By including a water-soluble binder or a water-dispersed binder, the transparent conductive protective layer enhances the conductivity of the conductive polymer and provides high conductivity and high transparency that cannot be obtained with the conductive polymer alone.
The transparent conductive protective layer serves as a reinforcing film for the fine metal wire pattern and the porous layer, and prevents peeling of the fine metal wire pattern and porous cracks.
 透明導電性保護層は、導電性ポリマーと水溶性バインダーまたは水分散系バインダーとを含有する塗布液を、金属細線パターンと多孔質層上に塗布して乾燥され形成される。このような積層構造を有する導電層を形成することで、金属細線パターン、あるいは導電性ポリマー層単独では得ることのできない高い導電性を、電極面内において均一に得ることができる。
 透明導電性保護層の導電性ポリマーとバインダー成分との比率は、導電性ポリマーを100質量部としたとき、バインダー成分が30質量部から900質量部であることが好ましく、電流リーク防止、バインダー成分の導電性増強効果、透明性の観点から、バインダー成分が100質量部以上であることがより好ましい。
The transparent conductive protective layer is formed by applying a coating liquid containing a conductive polymer and a water-soluble binder or a water-dispersed binder onto the metal fine line pattern and the porous layer and drying. By forming a conductive layer having such a laminated structure, high conductivity that cannot be obtained by a metal fine line pattern or a conductive polymer layer alone can be obtained uniformly in the electrode plane.
The ratio of the conductive polymer and the binder component of the transparent conductive protective layer is preferably 30 to 900 parts by mass of the binder component when the conductive polymer is 100 parts by mass. From the viewpoint of enhancing conductivity and transparency, the binder component is more preferably 100 parts by mass or more.
 透明導電性保護層の乾燥層厚は好ましくは100~700nmである。
 当該乾燥層厚は、導電性の点からは100nm以上であることがより好ましく、本実施形態にかかる透明電極を有機電子デバイスに用いる場合には、金属細線パターンの凹凸差を平滑化し、機能層の層厚分布への影響を軽減する観点から150nm以上であることがさらに好ましい。また、当該乾燥層厚は、透明性の点から、500nm以下であることがより好ましく、400nm以下であることがさらに好ましい。
The dry layer thickness of the transparent conductive protective layer is preferably 100 to 700 nm.
The dry layer thickness is more preferably 100 nm or more from the viewpoint of conductivity. When the transparent electrode according to this embodiment is used for an organic electronic device, the unevenness of the metal fine line pattern is smoothed, and the functional layer From the viewpoint of reducing the influence on the layer thickness distribution, the thickness is more preferably 150 nm or more. The dry layer thickness is more preferably 500 nm or less, and further preferably 400 nm or less, from the viewpoint of transparency.
(1)導電性ポリマー
 導電性ポリマーとしては、π共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含んで成る導電性ポリマーを好ましく用いることができる。
 こうした導電性ポリマーは、後述するπ共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを、適切な酸化剤と酸化触媒と後述のポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合することによって容易に製造できる。
(1) Conductive polymer As the conductive polymer, a conductive polymer comprising a π-conjugated conductive polymer and a polyanion can be preferably used.
Such a conductive polymer can be easily produced by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer described later in the presence of an appropriate oxidizing agent, an oxidation catalyst, and a poly anion described later. .
(1.1)π共役系導電性高分子
 π共役系導電性高分子として、ポリチオフェン(基本のポリチオフェンを含む、以下同様)類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、ポリチアジル類の鎖状導電性ポリマーを利用することができる。
 中でも、導電性、透明性、安定性等の観点からポリチオフェン類やポリアニリン類が好ましい。ポリエチレンジオキシチオフェンであることが最も好ましい。
(1.1) π-conjugated conductive polymer As π-conjugated conductive polymer, polythiophene (including basic polythiophene, the same shall apply hereinafter), polypyrroles, polyindoles, polycarbazoles, polyanilines, polyacetylenes. A chain conductive polymer such as polyfurans, polyparaphenylene vinylenes, polyazulenes, polyparaphenylenes, polyparaphenylene sulfides, polyisothianaphthenes, and polythiazyl compounds can be used.
Of these, polythiophenes and polyanilines are preferable from the viewpoints of conductivity, transparency, stability, and the like. Most preferred is polyethylene dioxythiophene.
(1.2)π共役系導電性高分子の前駆体モノマー
 前駆体モノマーは、分子内にπ共役系を有し、適切な酸化剤の作用によって高分子化した際にもその主鎖にπ共役系が形成されるものである。
 前駆体モノマーとしては、例えば、ピロール類及びその誘導体、チオフェン類及びその誘導体、アニリン類及びその誘導体等が挙げられる。
 前駆体モノマーの具体例としては、ピロール、3-メチルピロール、3-エチルピロール、3-n-プロピルピロール、3-ブチルピロール、3-オクチルピロール、3-デシルピロール、3-ドデシルピロール、3,4-ジメチルピロール、3,4-ジブチルピロール、3-カルボキシルピロール、3-メチル-4-カルボキシルピロール、3-メチル-4-カルボキシエチルピロール、3-メチル-4-カルボキシブチルピロール、3-ヒドロキシピロール、3-メトキシピロール、3-エトキシピロール、3-ブトキシピロール、3-ヘキシルオキシピロール、3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール、チオフェン、3-メチルチオフェン、3-エチルチオフェン、3-プロピルチオフェン、3-ブチルチオフェン、3-ヘキシルチオフェン、3-ヘプチルチオフェン、3-オクチルチオフェン、3-デシルチオフェン、3-ドデシルチオフェン、3-オクタデシルチオフェン、3-ブロモチオフェン、3-クロロチオフェン、3-ヨードチオフェン、3-シアノチオフェン、3-フェニルチオフェン、3,4-ジメチルチオフェン、3,4-ジブチルチオフェン、3-ヒドロキシチオフェン、3-メトキシチオフェン、3-エトキシチオフェン、3-ブトキシチオフェン、3-ヘキシルオキシチオフェン、3-ヘプチルオキシチオフェン、3-オクチルオキシチオフェン、3-デシルオキシチオフェン、3-ドデシルオキシチオフェン、3-オクタデシルオキシチオフェン、3,4-ジヒドロキシチオフェン、3,4-ジメトキシチオフェン、3,4-ジエトキシチオフェン、3,4-ジプロポキシチオフェン、3,4-ジブトキシチオフェン、3,4-ジヘキシルオキシチオフェン、3,4-ジヘプチルオキシチオフェン、3,4-ジオクチルオキシチオフェン、3,4-ジデシルオキシチオフェン、3,4-ジドデシルオキシチオフェン、3,4-エチレンジオキシチオフェン、3,4-プロピレンジオキシチオフェン、3,4-ブテンジオキシチオフェン、3-メチル-4-メトキシチオフェン、3-メチル-4-エトキシチオフェン、3-カルボキシチオフェン、3-メチル-4-カルボキシチオフェン、3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン、3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン、アニリン、2-メチルアニリン、3-イソブチルアニリン、2-アニリンスルホン酸、3-アニリンスルホン酸等が挙げられる。
(1.2) Precursor monomer of π-conjugated conductive polymer The precursor monomer has a π-conjugated system in the molecule, and even when polymerized by the action of an appropriate oxidizing agent, A conjugated system is formed.
Examples of the precursor monomer include pyrroles and derivatives thereof, thiophenes and derivatives thereof, anilines and derivatives thereof, and the like.
Specific examples of the precursor monomer include pyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, 3-octylpyrrole, 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3, 4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole, 3-methyl-4-carboxybutylpyrrole, 3-hydroxypyrrole 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-butoxypyrrole, 3-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4-hexyloxypyrrole, thiophene, 3-methylthiophene, 3-ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3 -Butylthiophene, 3-hexylchi Phen, 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-decylthiophene, 3-dodecylthiophene, 3-octadecylthiophene, 3-bromothiophene, 3-chlorothiophene, 3-iodothiophene, 3-cyanothiophene, 3-phenyl Thiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-dibutylthiophene, 3-hydroxythiophene, 3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3-butoxythiophene, 3-hexyloxythiophene, 3-heptyloxythiophene, 3- Octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, 3-dodecyloxythiophene, 3-octadecyloxythiophene, 3,4-dihydroxythiophene, 3,4-dimethoxythiophene, 3,4-diethoxythiol 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxythiophene, 3,4-dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxy Thiophene, 3,4-didodecyloxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-propylenedioxythiophene, 3,4-butenedioxythiophene, 3-methyl-4-methoxythiophene, 3-methyl -4-ethoxythiophene, 3-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxyethylthiophene, 3-methyl-4-carboxybutylthiophene, aniline, 2-methylaniline, 3-isobutyl Aniline, 2-aniline sulfonic acid, 3-aniline A sulfonic acid etc. are mentioned.
(1.3)ポリ陰イオン
 ポリ陰イオンは、アニオン基を複数有するオリゴマーもしくはポリマーである。
 ポリ陰イオンとしては、置換若しくは未置換のポリアルキレン、置換若しくは未置換のポリアルケニレン、置換若しくは未置換のポリイミド、置換若しくは未置換のポリアミド、置換若しくは未置換のポリエステル及びこれらの共重合体が好ましく、アニオン基を有する構成単位とアニオン基を有さない構成単位とからなるものが好ましく用いられる。
 ポリ陰イオンは、π共役系導電性高分子を溶媒に可溶化させる可溶化高分子である。
 ポリ陰イオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性と耐熱性を向上させる。
 ポリ陰イオンのアニオン基としては、π共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシ基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシ基がより好ましい。
 ポリ陰イオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ-2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ-2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
(1.3) Poly anion The poly anion is an oligomer or polymer having a plurality of anionic groups.
The polyanion is preferably a substituted or unsubstituted polyalkylene, a substituted or unsubstituted polyalkenylene, a substituted or unsubstituted polyimide, a substituted or unsubstituted polyamide, a substituted or unsubstituted polyester, and a copolymer thereof. A compound composed of a structural unit having an anionic group and a structural unit having no anionic group is preferably used.
The polyanion is a solubilized polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer in a solvent.
The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion may be any functional group capable of causing chemical oxidation doping to the π-conjugated conductive polymer. Among them, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate ester Group, monosubstituted phosphate group, phosphate group, carboxy group, sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxy group are more preferable.
Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid ethyl sulfonic acid, polyacrylic acid butyl sulfonic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, poly Isoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly-2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid, polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid, etc. Can be mentioned. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
 また、化合物内にフッ素を有するポリ陰イオンを含有することが、有機電子デバイスに本実施形態にかかる透明電極を用いた際、整流比の向上につながるため好ましい。
 具体的には、パーフルオロスルホン酸基を含有するナフィオン(Dupont社製)、カルボン酸基を含有するパーフルオロ型ビニルエーテルからなるフレミオン(旭硝子社製)などをあげることができる。
 これらのうち、スルホン酸を有する化合物であると、熱処理を行うことによって、透明導電性保護層の洗浄耐性や溶媒耐性が著しく向上することから、より好ましい。
 さらに、これらの中でも、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸が好ましい。これらのポリ陰イオンは、後述の水溶性バインダーとの相溶性が高く、また、得られる導電性ポリマーの導電性をより高くできる。
In addition, it is preferable that the compound contains a polyanion having fluorine in the compound because the rectification ratio is improved when the transparent electrode according to this embodiment is used in an organic electronic device.
Specific examples include Nafion containing a perfluorosulfonic acid group (manufactured by Dupont), Flemion made of perfluoro vinyl ether containing a carboxylic acid group (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.
Among these, a compound having a sulfonic acid is more preferable because the washing resistance and solvent resistance of the transparent conductive protective layer are remarkably improved by performing the heat treatment.
Furthermore, among these, polystyrene sulfonic acid, polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid ethylsulfonic acid, and polyacrylic acid butylsulfonic acid are preferable. These poly anions have high compatibility with the water-soluble binder described later, and can further increase the conductivity of the obtained conductive polymer.
 ポリ陰イオンの重合度は、モノマー単位が10~100000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50~10000個の範囲がより好ましい。
 ポリ陰イオンの製造方法としては、例えば、酸を用いてアニオン基を有さないポリマーにアニオン基を直接導入する方法、アニオン基を有さないポリマーをスルホ化剤によりスルホン酸化する方法、アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法が挙げられる。
 アニオン基含有重合性モノマーの重合により製造する方法は、溶媒中、アニオン基含有重合性モノマーを、酸化剤及び/又は重合触媒の存在下で、酸化重合又はラジカル重合によって製造する方法が挙げられる。
 具体的には、所定量のアニオン基含有重合性モノマーを溶媒に溶解させ、これを一定温度に保ち、それに予め溶媒に所定量の酸化剤及び/又は重合触媒を溶解した溶液を添加し、所定時間で反応させる。その反応により得られたポリマーは溶媒によって一定の濃度に調整される。この製造方法において、アニオン基含有重合性モノマーにアニオン基を有さない重合性モノマーを共重合させてもよい。
 アニオン基含有重合性モノマーの重合に際して使用する酸化剤及び酸化触媒、溶媒は、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを重合する際に使用するものと同様である。
 得られたポリマーがポリ陰イオン塩である場合には、ポリ陰イオン酸に変質させることが好ましい。アニオン酸に変質させる方法としては、イオン交換樹脂を用いたイオン交換法、透析法、限外ろ過法等が挙げられ、これらの中でも、作業が容易な点から限外ろ過法が好ましい。
The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.
Examples of the method for producing a polyanion include a method of directly introducing an anionic group into a polymer having no anionic group using an acid, a method of sulfonating a polymer having no anionic group with a sulfonating agent, an anionic group A method of producing by polymerization of the containing polymerizable monomer may be mentioned.
Examples of the method for producing an anion group-containing polymerizable monomer by polymerization include a method for producing an anion group-containing polymerizable monomer in a solvent by oxidative polymerization or radical polymerization in the presence of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst.
Specifically, a predetermined amount of the anionic group-containing polymerizable monomer is dissolved in a solvent, kept at a constant temperature, and a solution in which a predetermined amount of an oxidizing agent and / or a polymerization catalyst is dissolved in the solvent is added to the predetermined amount. React with time. The polymer obtained by the reaction is adjusted to a certain concentration by the solvent. In this production method, an anionic group-containing polymerizable monomer may be copolymerized with a polymerizable monomer having no anionic group.
The oxidizing agent, oxidation catalyst, and solvent used in the polymerization of the anionic group-containing polymerizable monomer are the same as those used in the polymerization of the precursor monomer that forms the π-conjugated conductive polymer.
When the obtained polymer is a polyanionic salt, it is preferably transformed into a polyanionic acid. Examples of the method for converting to an anionic acid include an ion exchange method using an ion exchange resin, a dialysis method, an ultrafiltration method, and the like. Among these, the ultrafiltration method is preferable from the viewpoint of easy work.
 導電性ポリマーに含まれるπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンの比率(固形分比率)、「π共役系導電性高分子」:「ポリ陰イオン」は導電性、分散性の観点から質量比で好ましくは1:1~1:10の範囲であり、より好ましくは1:2~1:8の範囲である。 Ratio of π-conjugated conductive polymer and polyanion contained in conductive polymer (solid content ratio), “π-conjugated conductive polymer”: “Poly anion” is mass from the viewpoint of conductivity and dispersibility The ratio is preferably in the range of 1: 1 to 1:10, more preferably in the range of 1: 2 to 1: 8.
 π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーをポリ陰イオンの存在下で化学酸化重合して、導電性ポリマーを得る際に使用される酸化剤は、例えばJ.Am.Soc.,85、454(1963)に記載されるピロールの酸化重合に適する、いずれかの酸化剤である。実際的な理由のために、安価でかつ取扱い易い酸化剤、例えば鉄(III)塩、例えばFeCl、Fe(ClO、有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩、または過酸化水素、重クロム酸カリウム、過硫酸アルカリ(例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム)またはアンモニウム、過ホウ酸アルカリ、過マンガン酸カリウム及び銅塩例えば四フッ化ホウ酸銅を用いることが好ましい。加えて、酸化剤として随時触媒量の金属イオン例えば鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン及びバナジウムイオンの存在下における空気及び酸素も使用することができる。過硫酸塩並びに有機酸及び有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の使用が腐食性でないために大きな応用上の利点を有する。
 有機残基を含む無機酸の鉄(III)塩の例としては炭素数1~20のアルカノールの硫酸半エステルの鉄(III)塩、例えばラウリル硫酸;炭素数1~20のアルキルスルホン酸、例えばメタンまたはドデカンスルホン酸;脂肪族炭素数1~20のカルボン酸、例えば2-エチルヘキシルカルボン酸;脂肪族パーフルオロカルボン酸、例えばトリフルオロ酢酸及びパーフルオロオクタノン酸;脂肪族ジカルボン酸、例えばシュウ酸並びに殊に芳香族の、随時炭素数1~20のアルキル置換されたスルホン酸、例えばベンゼセンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のFe(III)塩が挙げられる。
Examples of the oxidizing agent used for obtaining a conductive polymer by chemical oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in the presence of a polyanion are described in J. Pat. Am. Soc. 85, 454 (1963), which is suitable for the oxidative polymerization of pyrrole. For practical reasons, cheap and easy to handle oxidants such as iron (III) salts, eg FeCl 3 , Fe (ClO 4 ) 3 , organic acids and iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues Or use hydrogen peroxide, potassium dichromate, alkali persulfate (eg potassium persulfate, sodium persulfate) or ammonium, alkali perborate, potassium permanganate and copper salts such as copper tetrafluoroborate preferable. In addition, air and oxygen in the presence of catalytic amounts of metal ions such as iron, cobalt, nickel, molybdenum and vanadium ions can be used as oxidants at any time. The use of persulfates and the iron (III) salts of inorganic acids containing organic acids and organic residues has great application advantages because they are not corrosive.
Examples of iron (III) salts of inorganic acids containing organic residues include iron (III) salts of alkanol sulfate hemiesters having 1 to 20 carbon atoms, such as lauryl sulfate; alkyl sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, such as Methane or dodecanesulfonic acid; carboxylic acid having 1 to 20 aliphatic carbon atoms such as 2-ethylhexyl carboxylic acid; aliphatic perfluorocarboxylic acid such as trifluoroacetic acid and perfluorooctanoic acid; aliphatic dicarboxylic acid such as oxalic acid And especially the aromatic, optionally substituted alkyl sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, such as the Fe (III) salts of benzesenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid.
(1.4)市販の材料
 こうした導電性ポリマーは市販の材料も好ましく利用できる。
 例えば、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸からなる導電性ポリマー(PEDOT-PSSと略す)が、Heraeus社からCLEVIOSシリーズとして、Aldrich社からPEDOT-PASS483095、560598として、Nagase Chemtex社からDenatronシリーズとして市販されている。
 また、ポリアニリンが、日産化学社からORMECONシリーズとして市販されている。
 本実施形態において、こうした剤も好ましく用いることが出来る。
(1.4) Commercially Available Materials Commercially available materials can be preferably used for these conductive polymers.
For example, a conductive polymer composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid (abbreviated as PEDOT-PSS) is available from Heraeus as CLEVIOS series, from Aldrich as PEDOT-PASS 483095, 560598, Nagase Chemtex. It is commercially available from the company as the Denatron series.
Polyaniline is also commercially available from Nissan Chemical as the ORMECON series.
In the present embodiment, such an agent can also be preferably used.
(2)第2のドーパント
 第2のドーパントとして水溶性有機化合物を含有してもよい。
 本発明で用いることができる水溶性有機化合物には特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、酸素含有化合物が好適に挙げられる。酸素含有化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)やエチレングリコール等が挙げられる。
 酸素含有化合物としては、酸素を含有する限り特に制限はなく、例えば、ヒドロキシ基含有化合物、カルボニル基含有化合物、エーテル基含有化合物、スルホキシド基含有化合物等が挙げられる。
 カルボニル基含有化合物としては、例えば、イソホロン、プロピレンカーボネート、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン等が挙げられる。
 これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(2) Second dopant A water-soluble organic compound may be contained as the second dopant.
There is no restriction | limiting in particular in the water-soluble organic compound which can be used by this invention, It can select suitably from well-known things, For example, an oxygen containing compound is mentioned suitably. Examples of the oxygen-containing compound include dimethyl sulfoxide (DMSO) and ethylene glycol.
The oxygen-containing compound is not particularly limited as long as it contains oxygen, and examples thereof include a hydroxy group-containing compound, a carbonyl group-containing compound, an ether group-containing compound, and a sulfoxide group-containing compound.
Examples of the carbonyl group-containing compound include isophorone, propylene carbonate, cyclohexanone, γ-butyrolactone, and the like.
These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
(3)樹脂成分
 透明導電性保護層は、少なくともπ共役系導電性高分子とポリ陰イオンとを含んでなる導電性ポリマー以外に、成膜性や膜強度を確保するために、透明な樹脂成分や添加剤を含んでいてもよい。
 透明な樹脂成分としては、導電性高分子と相溶又は混合分散可能であれば特に制限されず、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。
 例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド12、ポリアミド11等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
 これらの中でも水分散系バインダーまたは水溶性バインダーを使用するのが、高い透明性と導電性を保持したまま、高い表面平滑性が得られる点から好ましい。
(3) Resin component The transparent conductive protective layer is a transparent resin other than a conductive polymer containing at least a π-conjugated conductive polymer and a polyanion in order to ensure film formability and film strength. Ingredients and additives may be included.
The transparent resin component is not particularly limited as long as it is compatible or mixed and dispersed with the conductive polymer, and may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide resins such as polyimide and polyamideimide, polyamide resins such as polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 12 and polyamide 11, polyvinylidene fluoride, Fluorine resin such as polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, etc., vinyl resin such as polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin, xylene Resin, aramid resin, polyurethane resin, polyurea resin, melamine resin, phenol resin, polyether, acrylic resin and their co-polymer Body, and the like.
Among these, it is preferable to use a water-dispersed binder or a water-soluble binder from the viewpoint of obtaining high surface smoothness while maintaining high transparency and conductivity.
(3.1)水分散系バインダー
 水分散系バインダーとは、水系溶剤に均一分散可能なものであり、水系溶剤中に凝集せずにバインダーからなるコロイド粒子が分散している状況であることを意味する。
 コロイド粒子の大きさは一般的に0.001~1μm(1~1000nm)程度である。上記のコロイド粒子については、光散乱光度計により測定することができる。
 また、上記水系溶剤とは、純水(蒸留水、脱イオン水を含む)のみならず酸、アルカリ、塩などを含む水溶液、含水の有機溶媒、さらには親水性の有機溶媒など溶媒であることを意味し、純水(蒸留水、脱イオン水を含む)、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、水とアルコールの混合溶媒等が挙げられる。
 水分散系バインダーとしては透明であることが好ましい。
 水分散系バインダーとしては、フィルムを形成する媒体であれば、特に限定はない。水分散系バインダーとしては、例えば:アクリル系樹脂エマルジョン、水性ウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
 アクリル系樹脂エマルジョンは、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸-スチレンの重合体、或いはその他のモノマーとの共重合体からなる。また、酸部分がリチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム塩とつい塩を形成したアニオン性、窒素原子を有するモノマーとの共重合体からなり、窒素原子が塩酸塩等を形成したカチオン性があるが、好ましくはアニオン性である。
 水性ウレタン樹脂としては、水分散型ウレタン樹脂、アイオノマー型水性ウレタン樹脂(アニオン性)等がある。水分散型ウレタン樹脂には、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂があり、好ましくはポリエステル系ウレタン樹脂である。アイオノマー型水性ウレタン樹脂には、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂等があり、好ましくはポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂である。
 水性ポリエステル樹脂は、多塩基酸成分とポリオール成分とから合成される。
 多塩基酸成分とは、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリンジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、セバチン酸、ドデカン二酸などであり、これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよく、特に好適に用いることのできる多塩基酸成分としては、工業的に多量に生産されており、安価であること等から、テレフタル酸とイソフタル酸が特に好ましい。
 ポリオール成分として代表的なものを挙げれば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールなどであり、これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよく、特に好適に用いることのできるポリオール成分としては、工業的に量産されているので安価であり、しかも樹脂被膜の耐溶剤性や耐候性が向上等、諸性能にバランスがとれていることから、エチレングリコール、プロピレングリコールあるいはネオペンチルグリコールが特に好ましい。
 上記水分散系バインダーは1種でも複数種でも使用することができる。
 水系溶媒に分散可能なポリマーの使用量は、透明性と導電性の観点から好ましくは導電性高分子に対して50~1000質量%であり、より好ましくは導電性高分子に対して100~900質量%であり、更に好ましくは導電性高分子に対して200~800質量%である。
(3.1) Water-dispersed binder A water-dispersed binder is one that can be uniformly dispersed in an aqueous solvent, and is a state in which colloidal particles made of the binder are dispersed without being aggregated in the aqueous solvent. means.
The size of the colloidal particles is generally about 0.001 to 1 μm (1 to 1000 nm). The colloidal particles can be measured with a light scattering photometer.
The aqueous solvent is not only pure water (including distilled water and deionized water), but also an aqueous solution containing acid, alkali, salt, etc., a water-containing organic solvent, and a hydrophilic organic solvent. And pure water (including distilled water and deionized water), alcohol solvents such as methanol and ethanol, mixed solvents of water and alcohol, and the like.
The water-dispersed binder is preferably transparent.
The water-dispersed binder is not particularly limited as long as it is a medium for forming a film. Examples of the water-dispersed binder include: acrylic resin emulsion, aqueous urethane resin, aqueous polyester resin, and the like.
The acrylic resin emulsion is made of vinyl acetate, acrylic acid, a polymer of acrylic acid-styrene, or a copolymer with other monomers. In addition, the acid part is composed of a copolymer of an anionic lithium salt, sodium salt, potassium salt, ammonium salt, and a monomer having a nitrogen atom, and a cationic nitrogen atom forming a hydrochloride salt, Preferably it is anionic.
Examples of aqueous urethane resins include water-dispersed urethane resins and ionomer-type aqueous urethane resins (anionic). The water-dispersed urethane resin includes a polyether-based urethane resin and a polyester-based urethane resin, preferably a polyester-based urethane resin. Examples of the ionomer type water-based urethane resin include polyester-based urethane resins, polyether-based urethane resins, and polycarbonate-based urethane resins, and polyester-based urethane resins and polyether-based urethane resins are preferable.
The aqueous polyester resin is synthesized from a polybasic acid component and a polyol component.
The polybasic acid component is, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, adipic acid, succinic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, etc., and these may be used alone. Two or more types may be used in combination, and as the polybasic acid component that can be used particularly preferably, terephthalic acid and isophthalic acid are industrially produced in large quantities and inexpensive. Particularly preferred.
Typical examples of the polyol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexanedimethanol, bisphenol, and the like. These may be used singly or may be used in combination of two or more. The polyol component that can be particularly suitably used is inexpensive because it is industrially mass-produced, Ethylene glycol, propylene glycol, or neopentyl glycol is particularly preferable because various properties such as improvement in solvent resistance and weather resistance of the resin coating are balanced.
The water-dispersed binder can be used alone or in combination.
The amount of the polymer dispersible in the aqueous solvent is preferably 50 to 1000% by mass with respect to the conductive polymer from the viewpoint of transparency and conductivity, and more preferably 100 to 900% with respect to the conductive polymer. % By mass, and more preferably 200 to 800% by mass with respect to the conductive polymer.
(3.2)水溶性バインダー
 水溶性バインダーとしては、下記一般式(1)で表される構造単位を含む水溶性バインダーであることが好ましい。
(3.2) Water-soluble binder The water-soluble binder is preferably a water-soluble binder containing a structural unit represented by the following general formula (1).
一般式(1);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
General formula (1);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 一般式(1)中、Rは水素原子、メチル基を表し、Qは-C(=O)O-、-C(=O)NRa-を表す。Raは水素原子、アルキル基を表し、Aは置換または無置換アルキレン基、-(CHCHRbO)xCHCHRb-を表す。Rbは水素原子またはアルキル基を示し、xは平均繰り返しユニット数を表し、0~100の範囲内であるが、好ましくは0~10の範囲内である。
 こうした樹脂は導電性ポリマーと容易に混合可能で、また、前述の第2ドーパント的な効果も有するため、該水溶性バインダーを併用することにより、導電性、透明性を低下させることなく、導電性ポリマー含有層の膜厚を上げることが可能となる。
 水溶性バインダーとは、水溶性のバインダーであり、水溶性バインダーが、25℃の水100gに0.001g以上溶解するバインダーを意味する。前記溶解は、ヘイズメーター、濁度計で測定することができる。
 水溶性バインダーとしては透明であることが好ましい。
 水溶性バインダーは、前記一般式(1)で表される構造単位を含む構造を有することが好ましい。前記一般式(1)で表されるホモポリマーであってもよいし、他の成分を共重合されていてもよい。他の成分を共重合する場合は、前記一般式(1)で表される構造単位を10モル%以上含有することが好ましく、30モル%以上含有することがより好ましく、50モル%以上含有することがさらに好ましい。
 また、水溶性バインダーは、導電性ポリマー含有層中に40質量%以上、95質量%以下含まれていることが好ましく、50質量%以上、90質量%以下であることがさらに好ましい。
 水溶性バインダーの数平均分子量は3,000~2,000,000の範囲が好ましく、より好ましくは4,000~500,000、さらに好ましくは5000~100000の範囲内である。
 水溶性バインダーの数平均分子量、分子量分布の測定は、一般的に知られているゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により行うことができる。使用する溶媒は、バインダーが溶解すれば特に限りはなく、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、CHClが好ましく、より好ましくはTHF、DMFであり、更に好ましくはDMFである。また、測定温度も特に制限はないが40℃が好ましい。
In the general formula (1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and Q represents —C (═O) O— or —C (═O) NRa—. Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group, and A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, — (CH 2 CHRbO) xCH 2 CHRb—. Rb represents a hydrogen atom or an alkyl group, x represents the average number of repeating units, and is in the range of 0 to 100, but preferably in the range of 0 to 10.
Since such a resin can be easily mixed with a conductive polymer and also has the effect of the second dopant described above, by using the water-soluble binder in combination, the conductivity and transparency are not reduced. The film thickness of the polymer-containing layer can be increased.
A water-soluble binder is a water-soluble binder, and means a binder in which 0.001 g or more is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. The dissolution can be measured with a haze meter or a turbidimeter.
The water-soluble binder is preferably transparent.
The water-soluble binder preferably has a structure including the structural unit represented by the general formula (1). The homopolymer represented by the general formula (1) may be used, or other components may be copolymerized. When copolymerizing other components, the structural unit represented by the general formula (1) is preferably contained in an amount of 10 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more. More preferably.
The water-soluble binder is preferably contained in the conductive polymer-containing layer in an amount of 40% by mass to 95% by mass, and more preferably 50% by mass to 90% by mass.
The number average molecular weight of the water-soluble binder is preferably in the range of 3,000 to 2,000,000, more preferably 4,000 to 500,000, still more preferably in the range of 5000 to 100,000.
The number average molecular weight and molecular weight distribution of the water-soluble binder can be measured by a generally known gel permeation chromatography (GPC). The solvent to be used is not particularly limited as long as the binder dissolves, and THF (tetrahydrofuran), DMF (dimethylformamide), and CH 2 Cl 2 are preferable, THF and DMF are more preferable, and DMF is more preferable. The measurement temperature is not particularly limited, but 40 ° C. is preferable.
 また、熱処理を行う事で、塗布液中の溶媒を蒸発させ、透明導電性保護層の水溶性バインダー間または導電性ポリマーと水溶性バインダーとの間の縮合反応を促進、完了させることができる。これにより電極の洗浄耐性、溶媒耐性が著しく向上し、さらにデバイス性能が向上する。
 特に、有機ELデバイスにおいては、駆動電圧の低減、寿命の向上といった効果が得られる。
 上記乾燥の工程と、熱処理の工程は、同一工程であってもよく、別途行う工程であっても構わない。別途行う工程である場合には、乾燥と熱処理が連続した処理であってもよく、両処理間に時間的な休止があっても構わない。
Further, by performing the heat treatment, the solvent in the coating solution can be evaporated, and the condensation reaction between the water-soluble binder of the transparent conductive protective layer or between the conductive polymer and the water-soluble binder can be promoted and completed. Thereby, the cleaning resistance and solvent resistance of the electrode are remarkably improved, and the device performance is further improved.
In particular, in an organic EL device, effects such as reduction in driving voltage and improvement in life can be obtained.
The drying step and the heat treatment step may be the same step or may be performed separately. In the case of separate processes, drying and heat treatment may be continuous, and there may be a time pause between the two processes.
[透明電極の製造方法]
 透明電極の製造方法は、基本的に、
(1)透明樹脂基板上に多孔質層を形成する工程と、
(2)多孔質層上に金属細線パターンを形成する工程と、
(3)多孔質層および金属細線パターン上に透明導電性保護層を形成する工程と、
から構成されている。
 以下、各工程の処理内容について説明する。
[Method for producing transparent electrode]
The manufacturing method of the transparent electrode is basically
(1) forming a porous layer on a transparent resin substrate;
(2) forming a fine metal wire pattern on the porous layer;
(3) forming a transparent conductive protective layer on the porous layer and the fine metal wire pattern;
It is composed of
Hereinafter, the processing content of each process is demonstrated.
(1)多孔質層の形成工程
 多孔質層を形成する工程では、多孔質層を構成する組成物を、透明樹脂基板上に下記塗工法を用いて成膜した後、温風乾燥や赤外線乾燥などの公知の加熱乾燥法や自然乾燥などにより乾燥させ形成することができる。多孔質層を形成する工程では、上記乾燥処理の後にまたは上記乾燥処理に代えて、加熱焼成や紫外線照射、プラズマ放電などの硬化処理を実行してもよい。
 かかる場合、当該組成物の種類を適宜選択したり、成膜や乾燥条件、硬化条件を調整したりして、多孔質層の金属細線パターンに対する厚さが5~40%の範囲内となるように処理を実行(設定)する。
 多孔質層の形成方法は、任意の適切な方法を選択することができ、例えば、塗工方法として、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷、スクリーン印刷法、インクジェット印刷等の各種印刷方法に加えて、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等の各種塗布法を用いることができる。
 多孔質層をパターン状に形成することが好ましい場合には、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法を用いることが好ましい。
 多孔質層の形成工程において加熱する場合の温度は、使用する透明樹脂基板の種類に応じて適宜選択することができるが、一般に150℃以下の温度で実施することが好ましい。
(1) Porous layer forming step In the step of forming the porous layer, the composition constituting the porous layer is formed on the transparent resin substrate using the following coating method, followed by hot air drying or infrared drying. It can be formed by drying by a known heat drying method such as natural drying or the like. In the step of forming the porous layer, after the drying process or instead of the drying process, a curing process such as heat firing, ultraviolet irradiation, plasma discharge, or the like may be performed.
In such a case, the thickness of the porous layer with respect to the fine metal wire pattern is within the range of 5 to 40% by appropriately selecting the type of the composition or adjusting the film formation, drying conditions, and curing conditions. Execute (set) the process.
As the method for forming the porous layer, any appropriate method can be selected. For example, as a coating method, various printing methods such as a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing, a screen printing method, and an ink jet printing can be used. In addition, various coating methods such as a roll coating method, a bar coating method, a dip coating method, a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a curtain coating method, a spray coating method, and a doctor coating method can be used. .
When it is preferable to form the porous layer in a pattern, it is preferable to use a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing, a screen printing method, or an ink jet printing method.
Although the temperature in the case of heating in the porous layer forming step can be appropriately selected according to the type of the transparent resin substrate to be used, it is generally preferably carried out at a temperature of 150 ° C. or lower.
(2)金属細線パターンの形成工程
 金属細線パターンを形成する工程では、下記の印刷や焼成の各処理を実行する。
 かかる場合、金属ナノ粒子や金属錯体などの種類を適宜選択したり、印刷や焼成条件を調整したりして、焼成後の金属細線パターンの厚さが0.3~3.0μmの範囲内となるように処理を実行(設定)する。
(2) Formation process of a metal fine wire pattern In the process of forming a metal fine wire pattern, the following printing and firing processes are executed.
In such a case, the thickness of the fine metal wire pattern after firing is within a range of 0.3 to 3.0 μm by appropriately selecting the type of metal nanoparticles, metal complex, etc., or adjusting printing and firing conditions. The process is executed (set) as follows.
(2.1)金属細線パターンの印刷
 はじめに、金属ナノ粒子分散液または金属錯体インクを、多孔質層が形成された透明樹脂基板上に所定のパターン状に印刷する。
 金属細線パターンの印刷方法としては、特に制限はなく、従来公知な印刷法であるグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。
 特にバインダーの少ない金属ナノ粒子分散液や金属錯体インクでは、バインダー成分が少ないため低粘度である場合が多く、インクジェット印刷法を好適に用いることができる。
(2.1) Printing of metal fine wire pattern First, a metal nanoparticle dispersion or a metal complex ink is printed in a predetermined pattern on a transparent resin substrate on which a porous layer is formed.
There is no restriction | limiting in particular as a printing method of a metal fine wire pattern, The gravure printing method, flexographic printing method, screen printing method, inkjet printing method etc. which are conventionally well-known printing methods can be used.
In particular, metal nanoparticle dispersions and metal complex inks with a small amount of binder often have a low viscosity due to a small amount of binder components, and an ink jet printing method can be suitably used.
(2.2)金属細線パターンの焼成
 金属ナノ粒子分散液や金属錯体インクを、前述の印刷法にて透明樹脂基板上にパターン形成した後、焼成する。
 かかる焼成処理により、金属粒子同士の融着が進み、金属細線パターンを高導電化させることができる。
 金属細線パターンの焼成は、一般的に用いられている、ホットプレート等による接触伝熱熱源を使用する方法、温風を用いる方法、赤外線ヒーター等の高温熱源からの放射熱を使用する方法の他に、高エネルギーの光照射による金属細線パターンの光熱変換を利用する方法がある。
 接触伝熱熱源を使用する場合は、100℃以上300℃以下の温度範囲で、透明樹脂基板にダメージのない温度で加熱することが好ましい。透明樹脂基板に樹脂フィルムを用いる場合は、100℃以上150℃以下の温度範囲で加熱することがより好ましい。
 加熱時間は温度や使用する金属粒子の大きさにもよるが、10秒以上30分以下であることが好ましく、生産性の観点から、10秒以上15分以下であることが好ましく、10秒以上5分以下であることがより好ましい。
(2.2) Firing of fine metal wire pattern A metal nanoparticle dispersion or a metal complex ink is baked after forming a pattern on the transparent resin substrate by the printing method described above.
By such firing treatment, fusion of metal particles proceeds, and the metal fine wire pattern can be made highly conductive.
For the firing of fine metal wire patterns, there are generally used methods such as a method using a contact heat transfer heat source such as a hot plate, a method using hot air, and a method using radiant heat from a high temperature heat source such as an infrared heater. In addition, there is a method using photothermal conversion of a metal fine line pattern by high energy light irradiation.
When a contact heat transfer heat source is used, it is preferable to heat the transparent resin substrate at a temperature that does not damage the transparent resin substrate in a temperature range of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. When using a resin film for a transparent resin substrate, it is more preferable to heat in a temperature range of 100 ° C. or more and 150 ° C. or less.
Although the heating time depends on the temperature and the size of the metal particles to be used, it is preferably 10 seconds or longer and 30 minutes or shorter. From the viewpoint of productivity, it is preferably 10 seconds or longer and 15 minutes or shorter, and 10 seconds or longer. More preferably, it is 5 minutes or less.
 本実施形態で用いる好ましい透明樹脂基板としては、前述の通り、透明樹脂フィルムが挙げられるが、比較的安価に入手可能な一般的透明樹脂フィルム、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)を用いる場合は、これら透明樹脂基板を高温にすること無く焼成が可能な、高エネルギーの光照射による光熱変換を利用した焼成が好ましい。 As described above, preferred transparent resin substrates used in the present embodiment include transparent resin films, but general transparent resin films that can be obtained relatively inexpensively, such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN). In the case of using, baking using photothermal conversion by high energy light irradiation, which enables baking without raising the temperature of these transparent resin substrates, is preferable.
(*)フラッシュ光照射
 光熱変換を利用した焼成の例の1つとして、可視光域の波長を主体とするフラッシュ光照射が挙げられる。
 フラッシュ光照射で用いられるフラッシュランプの放電管としては、キセノン、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の放電管を用いることが出来るが、キセノンランプを用いることが好ましい。
 フラッシュランプの好ましいスペクトル帯域としては、240nm~2000nmがフラッシュ光照射により透明樹脂基板に対して熱変形等のダメージを与えないため好ましい。
 フラッシュランプの光照射条件は任意であるが、光照射エネルギーの総計が0.1~50J/cmであるのが好ましく、0.5~10J/cmであるのがより好ましい。光照射時間は10μ秒~100m秒が好ましく、100μ秒~10m秒で行うのがより好ましい。光照射回数は1回でも複数回でも良く、1~50回の範囲で行うのが好ましい。これらの好ましい条件範囲でフラッシュ光照射を行うことにより、透明樹脂基板にダメージを与えることなく金属細線パターンを加熱焼成し、高い導電性を得ることができる。
 透明樹脂基板に対するフラッシュランプの照射は、金属細線パターンの印刷してある表側から照射することが好ましいが、透明樹脂基板が透明体であるため、裏側から照射してもよいし、両側から照射してもよい。
 フラッシュ光照射は大気中で行ってもよいが、必要に応じ、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。
 フラッシュ光照射時の透明樹脂基板の温度は、透明樹脂基板の耐熱温度や、金属ナノ粒子や金属錯体を含有するインクの分散媒の沸点(蒸気圧)、雰囲気ガスの種類や圧力、インクの分散性や酸化性等の熱的挙動などを考慮して決定すればよく、室温以上200℃以下で行うことが好ましい。
 なお、フラッシュ光照射を行う前に、金属細線パターンを形成した後の基板を、あらかじめ加熱処理しておいても良い。
 フラッシュランプの光照射装置は上記の照射エネルギー、照射時間を満足するものであればよい。
(*) Flash light irradiation One example of firing using photothermal conversion is flash light irradiation mainly having a wavelength in the visible light region.
As a discharge tube of a flash lamp used for flash light irradiation, a discharge tube of xenon, helium, neon, argon or the like can be used, but a xenon lamp is preferably used.
A preferable spectral band of the flash lamp is preferably 240 nm to 2000 nm because the transparent resin substrate is not damaged by thermal irradiation or the like by flash light irradiation.
The light irradiation conditions of the flash lamp are arbitrary, but the total light irradiation energy is preferably 0.1 to 50 J / cm 2 , more preferably 0.5 to 10 J / cm 2 . The light irradiation time is preferably 10 μsec to 100 msec, more preferably 100 μsec to 10 msec. The number of times of light irradiation may be one time or a plurality of times, and it is preferably performed in the range of 1 to 50 times. By performing flash light irradiation in these preferable condition ranges, the fine metal wire pattern can be heated and fired without damaging the transparent resin substrate, and high conductivity can be obtained.
The irradiation of the flash lamp to the transparent resin substrate is preferably performed from the front side on which the fine metal line pattern is printed. However, since the transparent resin substrate is a transparent body, it may be irradiated from the back side or from both sides. May be.
The flash light irradiation may be performed in the air, but may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium as necessary.
The temperature of the transparent resin substrate at the time of flash light irradiation is the heat resistance temperature of the transparent resin substrate, the boiling point (vapor pressure) of the ink dispersion medium containing metal nanoparticles and metal complexes, the type and pressure of the atmospheric gas, and ink dispersion. The temperature may be determined in consideration of the thermal behavior such as the property and the oxidizing property, and is preferably performed at room temperature or higher and 200 ° C. or lower.
Note that the substrate on which the fine metal wire pattern has been formed may be heat-treated in advance before performing the flash light irradiation.
The light irradiation device of the flash lamp may be any device that satisfies the above irradiation energy and irradiation time.
(3)透明導電性保護層の形成工程
 透明導電性保護層を形成する工程では、導電性ポリマーと水溶性バインダーまたは水分散系バインダーとを含有する塗布液を、金属細線パターンおよび多孔質層上に塗布して乾燥させる。
 導電性ポリマー含有層の形成方法は、任意の適切な方法を選択することができ、例えば、塗工方法として、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷、スクリーン印刷法、インクジェット印刷等の各種印刷方法に加えて、ロールコート法、バーコート法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、キャスティング法、ダイコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等の各種塗布法を用いることができる。
 パターン状に形成する場合には、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法を用いることが好ましい。
(3) Step of forming transparent conductive protective layer In the step of forming the transparent conductive protective layer, a coating solution containing a conductive polymer and a water-soluble binder or a water-dispersed binder is applied to the metal fine wire pattern and the porous layer. Apply to dry.
As the method for forming the conductive polymer-containing layer, any appropriate method can be selected. For example, as a coating method, various printing methods such as a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a screen printing method, and an inkjet printing method. In addition to these methods, use various coating methods such as roll coating, bar coating, dip coating, spin coating, casting, die coating, blade coating, curtain coating, spray coating, and doctor coating. Can do.
In the case of forming a pattern, it is preferable to use a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing, a screen printing method, or an ink jet printing method.
 透明導電性保護層の塗布液を塗布した後、適宜乾燥処理を施すことができる。
 乾燥処理の条件として特に制限はないが、透明樹脂基板や金属細線パターンが損傷しない範囲の温度で乾燥処理することが好ましい。
 具体的には、ヒータやIRヒータを用いた加熱、減圧乾燥、誘導加熱、マイクロ波加熱、レーザ加熱、プラズマ加熱等が挙げられるが、温度や湿度制御の簡便さの観点から、ヒータを用いた加熱が好ましい。
 加熱乾燥する場合の温度は、使用する透明樹脂基板の種類に応じて適宜選択することができるが、150℃以下の温度で実施することが好ましい。
 赤外線乾燥を用いる場合には、導電性ポリマー含有層を選択的に加熱するために、透明樹脂基板の吸収が少ない赤外線波長域を選択することが好ましい。例えば、透明樹脂基板がPETやPENフィルムの場合には、~1500nmの近赤外線を用いることが好ましい。あるいは、迅速に加熱乾燥するために、水の吸収極大が存在する3μm近傍の赤外線波長域を選択することも好ましい。
After applying the coating liquid for the transparent conductive protective layer, a drying treatment can be appropriately performed.
Although there is no restriction | limiting in particular as conditions of a drying process, It is preferable to dry-process at the temperature of the range which does not damage a transparent resin substrate and a metal fine wire pattern.
Specific examples include heating using a heater or IR heater, reduced pressure drying, induction heating, microwave heating, laser heating, plasma heating, etc. From the viewpoint of simplicity of temperature and humidity control, a heater was used. Heating is preferred.
Although the temperature in the case of heat-drying can be suitably selected according to the kind of transparent resin substrate to be used, it is preferable to implement at the temperature of 150 degrees C or less.
When using infrared drying, in order to selectively heat the conductive polymer-containing layer, it is preferable to select an infrared wavelength region in which the transparent resin substrate absorbs little. For example, when the transparent resin substrate is a PET or PEN film, it is preferable to use near infrared rays of up to 1500 nm. Alternatively, it is also preferable to select an infrared wavelength region in the vicinity of 3 μm where water absorption maximum exists in order to heat and dry quickly.
[有機電子デバイス]
 有機電子デバイスは上記透明電極と有機機能層とを有する。
 例えば、上記透明電極を第1電極部として、この第1電極部の上に有機機能層を形成し、さらにこの有機機能層の上に対向配置された第2電極部を形成することによって、有機電子デバイスを得ることができる。
 有機機能層としては、有機発光層、有機光電変換層、液晶ポリマー層など特に限定無く挙げることができるが、本実施形態では、有機機能層が薄膜でかつ電流駆動系のものである有機発光層、有機光電変換層である場合において、特に有効である。
 以下、有機電子デバイスが、有機ELデバイスおよび有機光電変換デバイスである場合のその構成要素について説明する。
[Organic electronic devices]
The organic electronic device has the transparent electrode and the organic functional layer.
For example, by using the transparent electrode as a first electrode portion, an organic functional layer is formed on the first electrode portion, and a second electrode portion disposed oppositely on the organic functional layer is formed, thereby forming an organic layer. An electronic device can be obtained.
Examples of the organic functional layer include an organic light emitting layer, an organic photoelectric conversion layer, a liquid crystal polymer layer, and the like without any particular limitation. In the case of an organic photoelectric conversion layer, it is particularly effective.
Hereinafter, the component in case an organic electronic device is an organic EL device and an organic photoelectric conversion device is demonstrated.
(1)有機ELデバイス
(1.1)有機機能層構成(有機発光層)
 有機機能層としての有機発光層を有する有機ELデバイスは、有機発光層に加えて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、ホールブロック層、電子ブロック層などの発光を制御する層を有機発光層と併用しても良い。
 透明電極上の導電性ポリマー層は、ホール注入層として働くことも可能であるので、ホール注入層を兼ねることも可能だが、独立にホール注入層を設けても良い。
 構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)(第1電極部)/発光層/電子輸送層/(第2電極部)
(ii)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/(第2電極部)
(iii)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/(第2電極部)
(iv)(第1電極部)/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第2電極部)
(v)(第1電極部)/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/(第2電極部)
 ここで、発光層は、発光極大波長が各々430~480nm、510~550nm、600~640nmの範囲にある単色発光層であってもよく、また、これらの少なくとも3層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよく、さらに発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。
 本実施形態にかかる有機ELデバイスでは、かかる発光層は白色発光層であることが好ましい。
 有機発光層に使用できる発光材料またはドーピング材料としては、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4-メチル-8-キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5-フェニル-8-キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ-(p-ターフェニル-4-イル)アミン、1-アリール-2,5-ジ(2-チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、および各種蛍光色素および希土類金属錯体、燐光発光材料等があるが、これらに限定されるものではない。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を90~99.5質量部、ドーピング材料を0.5~10質量部含むようにすることも好ましい。
 有機発光層は上記の材料等を用いて公知の方法によって作製されるものであり、蒸着、塗布、転写などの方法が挙げられる。
(1) Organic EL device (1.1) Organic functional layer configuration (organic light emitting layer)
Organic EL devices that have an organic light-emitting layer as an organic functional layer control light emission from the hole injection layer, hole transport layer, electron transport layer, electron injection layer, hole block layer, electron block layer, etc. The layer to be used may be used in combination with the organic light emitting layer.
Since the conductive polymer layer on the transparent electrode can also function as a hole injection layer, it can also serve as a hole injection layer, but a hole injection layer may be provided independently.
Although the preferable specific example of a structure is shown below, this invention is not limited to these.
(I) (first electrode part) / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Ii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iii) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / (second electrode part)
(Iv) (first electrode part) / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)
(V) (first electrode part) / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / (second electrode part)
Here, the light emitting layer may be a monochromatic light emitting layer having a light emission maximum wavelength in the range of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, and 600 to 640 nm, respectively, or by laminating at least three of these light emitting layers. A white light emitting layer may be used, and a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.
In the organic EL device according to this embodiment, the light emitting layer is preferably a white light emitting layer.
Examples of the light emitting material or doping material that can be used for the organic light emitting layer include anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, bisstyryl, Cyclopentadiene, quinoline metal complex, tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-phenyl-8-quinolinato) aluminum complex, aminoquinoline metal complex, Benzoquinoline metal complex, tri- (p-terphenyl-4-yl) amine, 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivative, pyran, quinacridone, rubrene, distil Benzene derivatives, di still arylene derivatives and various fluorescent dyes and rare earth metal complex, there are phosphorescent materials, but is not limited thereto. It is also preferable to include 90 to 99.5 parts by mass of a light emitting material selected from these compounds and 0.5 to 10 parts by mass of a doping material.
The organic light emitting layer is prepared by a known method using the above materials and the like, and examples thereof include vapor deposition, coating, and transfer.
(1.2)電極
 透明電極は、上記の第1電極部または第2電極部で使用されるが、第1電極部が本実施形態にかかる透明電極でかつ陽極であることが好ましい態様である。
 第2電極部は導電材単独層であっても良いが、導電性を有する材料に加えて、これらを保持する樹脂を併用してもよい。第2電極部の導電材としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
 このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
 これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第2金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
 陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μm、好ましくは50~200nmの範囲で選ばれる。
 第2電極部の導電材として金属材料を用いれば第2電極側に来た光は反射されて第1電極部側にもどる。第2電極部の導電材として金属材料を用いることで、この光が再利用可能となりより取り出しの効率が向上する。
(1.2) Electrode The transparent electrode is used in the first electrode part or the second electrode part described above, and the first electrode part is preferably a transparent electrode and an anode according to the present embodiment. .
The second electrode portion may be a single conductive material layer, but in addition to a conductive material, a resin that holds these may be used in combination. As the conductive material of the second electrode portion, a material having a small work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this from the viewpoint of electron injecting property and durability against oxidation, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.
If a metal material is used as the conductive material of the second electrode part, the light coming to the second electrode side is reflected and returns to the first electrode part side. By using a metal material as the conductive material of the second electrode portion, this light can be reused and the extraction efficiency is further improved.
(2)有機光電変換デバイス
 有機光電変換デバイスは、第1電極部、バルクヘテロジャンクション構造(p型半導体層およびn型半導体層)を有する光電変換層(以下、バルクヘテロジャンクション層とも呼ぶ)、第2電極部が積層された構造を有することが好ましい。
 本実施形態にかかる透明電極は、少なくとも入射光側に用いられる。
 光電変換層と第2電極部との間に電子輸送層などの中間層を有しても良い。
(2) Organic photoelectric conversion device The organic photoelectric conversion device includes a first electrode part, a photoelectric conversion layer having a bulk heterojunction structure (p-type semiconductor layer and n-type semiconductor layer) (hereinafter also referred to as a bulk heterojunction layer), and a second electrode. It is preferable to have a structure in which the portions are laminated.
The transparent electrode according to this embodiment is used at least on the incident light side.
An intermediate layer such as an electron transport layer may be provided between the photoelectric conversion layer and the second electrode portion.
(2.1)光電変換層
 光電変換層は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を構成していることが好ましい。
 p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプター)として機能する。
 ここで、電子供与体および電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体および電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与あるいは受容するものではなく、光反応によって、電子を供与あるいは受容するものである。
(2.1) Photoelectric conversion layer The photoelectric conversion layer is a layer that converts light energy into electric energy, and constitutes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. It is preferable.
The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor).
Here, the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”. And an electron acceptor ”, which does not simply donate or accept electrons like an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.
 p型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が挙げられる。
 縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、アントラジチオフェン等の化合物、およびこれらの誘導体や前駆体が挙げられる。
 共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェンおよびそのオリゴマー、ポリピロールおよびそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレンおよびそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレンおよびそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレンおよびこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。
 また、特にポリチオフェンおよびそのオリゴマーのうち、チオフェン6量体であるα-セクシチオフェンα,ω-ジヘキシル-α-セクシチオフェン、α,ω-ジヘキシル-α-キンケチオフェン、α,ω-ビス(3-ブトキシプロピル)-α-セクシチオフェン、等のオリゴマーが好適に用いることができる。
 その他、高分子p型半導体の例としては、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリパラフェニレンスルフィド、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリカルバゾール、ポリイソチアナフテン、ポリヘプタジイン、ポリキノリン、ポリアニリンなどが挙げられ、さらには特開2006-36755号公報などの置換-無置換交互共重合ポリチオフェン、特開2007-51289号公報、特開2005-76030号公報、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p4112、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p7246などの縮環チオフェン構造を有するポリマー、WO2008/000664、Adv.Mater.,2007,p4160、Macromolecules,2007,Vol.40,p1981などのチオフェン共重合体などを挙げることができる。
 さらに、ポルフィリンや銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン(TTF)-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレン(BEDTTTF)-過塩素酸錯体、BEDTTTF-ヨウ素錯体、TCNQ-ヨウ素錯体、等の有機分子錯体、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等、さらにポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開2000-260999号に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
Examples of the p-type semiconductor material include various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds.
As the condensed polycyclic aromatic compound, for example, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, sarkham anthracene, bisanthene, zestrene, heptazelene, Examples thereof include compounds such as pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, anthradithiophene, and derivatives and precursors thereof.
Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone Compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.
In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexithiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3- An oligomer such as butoxypropyl) -α-sexithiophene can be preferably used.
Other examples of the polymer p-type semiconductor include polyacetylene, polyparaphenylene, polypyrrole, polyparaphenylene sulfide, polythiophene, polyphenylene vinylene, polycarbazole, polyisothianaphthene, polyheptadiyne, polyquinoline, polyaniline, and the like. JP-A 2006-36755 and other substituted-unsubstituted alternating copolymer polythiophenes, JP-A 2007-51289, JP-A 2005-76030, J. Org. Amer. Chem. Soc. , 2007, p4112, J.A. Amer. Chem. Soc. , 2007, p7246, and other polymers having a condensed thiophene structure, WO2008 / 000664, Adv. Mater. , 2007, p4160, Macromolecules, 2007, Vol. Examples thereof include thiophene copolymers such as 40 and p1981.
Further, porphyrin, copper phthalocyanine, tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenedithiotetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex, etc. Organic molecular complexes of C60, C70, C76, C78, C84, fullerenes such as SWNT, carbon nanotubes such as SWNT, merocyanine dyes, dyes such as hemicyanine dyes, and σ-conjugated polymers such as polysilane and polygermane Organic / inorganic hybrid materials described in Kai 2000-260999 can also be used.
 これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニン、金属ポルフィリンよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。また、ペンタセン類がより好ましい。
 ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6,690,029号明細書、特開2004-107216号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,vol127.No14.4986等に記載の置換アセン類およびその誘導体等が挙げられる。
 これらの化合物の中でも、溶液プロセスが可能な程度に有機溶剤への溶解性が高く、かつ乾燥後は結晶性薄膜を形成し、高い移動度を達成することが可能な化合物が好ましい。
 そのような化合物としては、J.Amer.Chem.Soc.,vol.123、p9482、J.Amer.Chem.Soc.,vol.130(2008)、No.9、2706等に記載のトリアルキルシリルエチニル基で置換されたアセン系化合物、および米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、特開2007-224019号公報等に記載のポルフィリンプレカーサー等のような、プレカーサータイプの化合物(前駆体)が挙げられる。
 これらの中でも、後者のプリカーサータイプの方が好ましく用いることができる。これは、プリカーサータイプの方が、変換後に不溶化するため、バルクヘテロジャンクション層の上に正孔輸送層・電子輸送層・正孔ブロック層・電子ブロック層等を溶液プロセスで形成する際に、バルクヘテロジャンクション層が溶解してしまうことがなくなるため、前記の層を構成する材料とバルクヘテロジャンクション層を形成する材料とが混合することがなくなり、一層の効率向上・寿命向上を達成することができるためである。
 p型半導体材料としては、p型半導体材料前駆体に熱・光・放射線・化学反応を引き起こす化合物の蒸気に晒す、等の方法によって化学構造変化を起こし、p型半導体材料に変換された化合物であることが好ましい。中でも熱によって科学構造変化を起こす化合物が好ましい。
Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, metal phthalocyanines, and metal porphyrins is preferable. Further, pentacenes are more preferable.
Examples of pentacenes include substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6,690,029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. A pentacene derivative described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol127. Examples thereof include substituted acenes described in No. 14.4986 and the like and derivatives thereof.
Among these compounds, compounds that have high solubility in organic solvents to the extent that solution processing is possible, can form a crystalline thin film after drying, and can achieve high mobility are preferable.
Such compounds include those described in J. Org. Amer. Chem. Soc. , Vol. 123, p9482; Amer. Chem. Soc. , Vol. 130 (2008), no. 9, 2706 and the like, and acene-based compounds substituted with a trialkylsilylethynyl group, a pentacene precursor described in US Patent Application Publication No. 2003/136964, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224019 Examples include precursor type compounds (precursors) such as porphyrin precursors.
Among these, the latter precursor type can be preferably used. This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming a hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk hetero junction layer by a solution process, bulk hetero junction This is because the layer does not dissolve and the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer are not mixed, and further improvement in efficiency and life can be achieved. .
The p-type semiconductor material is a compound that has undergone a chemical structural change by a method such as exposing the precursor of the p-type semiconductor material to vapor of a compound that causes heat, light, radiation, or a chemical reaction, and converted into a p-type semiconductor material. Preferably there is. Among them, compounds that cause a scientific structural change by heat are preferable.
 n型半導体材料の例としては、フラーレン、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む、高分子化合物が挙げられる。
 中でも、フラーレン含有高分子化合物が好ましい。フラーレン含有高分子化合物としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)等を骨格に持つ高分子化合物が挙げられる。フラーレン含有高分子化合物では、フラーレンC60を骨格に持つ高分子化合物(誘導体)が好ましい。
 フラーレン含有ポリマーとしては、大別してフラーレンが高分子主鎖からペンダントされたポリマーと、フラーレンが高分子主鎖に含有されるポリマーとに大別されるが、フラーレンがポリマーの主鎖に含有されている化合物が好ましい。
 これは、フラーレンが主鎖に含有されているポリマーは、ポリマーが分岐構造を有さないため、固体化した際に高密度なパッキングができ、結果として高い移動度を得ることができるためではないかと推定される。
Examples of n-type semiconductor materials include fullerene, octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro compounds (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalene tetracarboxylic anhydride, naphthalene tetracarboxylic diimide, perylene tetracarboxylic acid Examples thereof include polymer compounds containing an anhydride, an aromatic carboxylic acid anhydride such as perylenetetracarboxylic acid diimide, and an imidized product thereof as a skeleton.
Among these, fullerene-containing polymer compounds are preferable. Fullerene-containing polymer compounds include fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, fullerene C240, fullerene C540, mixed fullerene, fullerene nanotubes, multi-walled nanotubes, single-walled nanotubes, nanohorns (conical), etc. Examples thereof include a polymer compound having a skeleton. As the fullerene-containing polymer compound, a polymer compound (derivative) having fullerene C60 as a skeleton is preferable.
The fullerene-containing polymers are roughly classified into polymers in which fullerene is pendant from a polymer main chain and polymers in which fullerene is contained in the polymer main chain. Fullerene is contained in the polymer main chain. Are preferred.
This is not because fullerene is contained in the main chain because the polymer does not have a branched structure, so that it can be packed with high density when solidified, resulting in high mobility. It is estimated that.
 電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。
 本実施形態にかかる光電変換デバイスを、太陽電池などの光電変換デバイスとして用いる形態としては、光電変換デバイスを単層で利用してもよいし、積層(タンデム型)して利用してもよい。また、光電変換デバイスは、環境中の酸素、水分等で劣化しないように、公知の手法によって封止することが好ましい。
Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method).
As a form which uses the photoelectric conversion device concerning this embodiment as photoelectric conversion devices, such as a solar cell, a photoelectric conversion device may be utilized by a single | mono layer and may be laminated | stacked and utilized (tandem type). Moreover, it is preferable to seal a photoelectric conversion device by a well-known method so that it may not degrade with oxygen, moisture, etc. in the environment.
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
≪金属細線パターン1の作製≫
(1)金属細線パターンの印刷
 両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムの一方の面に、銀ナノ粒子分散液(NPS-JL;ハリマ化成株式会社製)を、インクジェット印刷方式を用いて、ストライプ状に(50μm幅、1mmピッチ、焼成後の細線の厚さが1.0μmになるように)、複数回にわたって銀ナノ粒子分散液を積層しながら印刷した。
 なお、ここでは、所望の線幅を得られるように、適宜、基板を加熱しながら金属細線のパターニングを行った。
 インクジェット印刷方式としては、インク液滴の射出量が4plのインクジェットヘッドを使用し、塗布速度と射出周波数を調整して、パターンを印字した。
 インクジェット印刷装置としては、インクジェットヘッド(コニカミノルタIJ社製)を取り付けた卓上型ロボット Shotmaster-300(武蔵エンジニアリング社製)を用い、インクジェット評価装置EB150(コニカミノルタIJ社製)にて制御した。
(2)金属細線パターンの焼成
 上記金属細線パターン印刷後に、ホットプレート上で120℃、30分熱処理を施して、金属細線1を作製した。
<< Production of fine metal wire pattern 1 >>
(1) Printing of fine metal wire pattern A silver nanoparticle dispersion on one surface of a polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides. (NPS-JL; manufactured by Harima Kasei Co., Ltd.) in a strip form (50 μm width, 1 mm pitch, and the thickness of the fine wire after firing becomes 1.0 μm) using an ink jet printing method over a plurality of times. Printing was performed while laminating the silver nanoparticle dispersion.
Here, patterning of the metal thin wire was performed while heating the substrate as appropriate so as to obtain a desired line width.
As the ink jet printing method, an ink jet head having an ink droplet ejection amount of 4 pl was used, and the coating speed and ejection frequency were adjusted to print a pattern.
As the ink jet printing apparatus, a desktop robot Shotmaster-300 (manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) equipped with an ink jet head (manufactured by Konica Minolta IJ Co., Ltd.) was used and controlled by an ink jet evaluation apparatus EB150 (manufactured by Konica Minolta IJ Co., Ltd.).
(2) Firing of fine metal wire pattern After printing the fine metal wire pattern, heat treatment was performed on a hot plate at 120 ° C. for 30 minutes to produce fine metal wire 1.
≪金属細線パターン2~5の作製≫
(1)多孔質層の形成
 両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のPENフィルムの一方の面に、前記特開2007-169604号公報に記載の実施例2,10(段落0065、0078)等を参考にして、乾燥後の平均の厚さが表1に示した厚さになるように、90質量%の無機化合物からなる多孔質層を形成した。
<< Production of fine metal wire patterns 2-5 >>
(1) Formation of porous layer As described in JP-A-2007-169604, one surface of a PEN film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides is described. With reference to Examples 2 and 10 (paragraphs 0065 and 0078), etc., a porous layer composed of 90% by mass of an inorganic compound was prepared so that the average thickness after drying was as shown in Table 1. Formed.
 詳しくは、珪素系酸化物凝集体粒子を含む「分散液」を調製した。分散液の調製方法は下記のとおりである。
 これとは別に、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン306.84gとチタンテトライソプロポキシド266.87gをエチルセロソルブ257.26gに溶解させ、これに濃硝酸100.68g、水31.61gおよびエチルセロソルブ36.75gの混合液を滴下したのち、30℃にて4時間反応させることにより、固形分濃度30質量%の「バインダー液」を調製した。
 その後、上記分散液360g中に、攪拌しながらシクロヘキサノン620g、次いで上記バインダー液20gを滴下し、室温にて1時間攪拌することにより、固形分濃度6質量%の「塗布液」を調製した。
 その後、両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm×180mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、バーコート法により、乾燥後の平均膜厚が0.8μmになるように、上記塗布液を塗布し、120℃で1分間加熱後、60℃で3日間エージングを行い、90質量%の無機化合物からなる多孔質状の多孔質層を形成した。
Specifically, a “dispersion” containing silicon-based oxide aggregate particles was prepared. The method for preparing the dispersion is as follows.
Separately, 306.84 g of glycidoxypropyltrimethoxysilane and 266.87 g of titanium tetraisopropoxide were dissolved in 257.26 g of ethyl cellosolve, and 100.68 g of concentrated nitric acid, 31.61 g of water and ethyl cellosolve 36 were dissolved therein. After dropping .75 g of the mixed solution, a “binder solution” with a solid content concentration of 30 mass% was prepared by reacting at 30 ° C. for 4 hours.
Thereafter, 620 g of cyclohexanone and then 20 g of the binder liquid were dropped into 360 g of the dispersion while stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare a “coating liquid” having a solid content concentration of 6 mass%.
Then, on one side of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm × 180 mm provided with a hard coat layer on both sides, the average film thickness after drying is 0.8 μm by the bar coat method. The above coating solution was applied, heated at 120 ° C. for 1 minute, and then aged at 60 ° C. for 3 days to form a porous porous layer composed of 90% by mass of an inorganic compound.
(分散液の調製)
 市販のJIS3号水ガラス(SiO/NaOモル比3.22、SiO濃度28.5重量%)に純水を加えて、SiO濃度3.6重量%の珪酸ナトリウム水溶液を得た。別途用意された商品名アンバーライト120Bの陽イオン交換樹脂充填のカラムに、上記珪酸ナトリウム水溶液を通すことにより、SiO濃度3.60重量%、pH2.90、電導度580μS/cmの活性珪酸のコロイド水溶液を得た。
 上記活性珪酸のコロイド水溶液888g(SiO含量32.0g)をガラス製容器に投入し攪拌下に純水600gを加えて、SiO濃度2.15重量%、pH3.07の活性珪酸のコロイド水溶液とした。次いで、これに10重量%の硝酸カルシウム水溶液(pH4.32)59g(CaO含量2.02g)を攪拌下に室温で添加し、30分間攪拌を続行した。添加した硝酸カルシウムはCaOとしてSiOに対して6.30重量%であった。
 一方、平均粒子径(窒素吸着法/D2)20.5nmの酸性球状シリカゾルスノーテックスO-40(日産化学工業(株)製)(比重1.289、粘度4.10mPa・s、pH2.67、電導度942μS/cm、SiO濃度40.1重量%)2000g(SiO含量802g)を別のガラス容器に投入し、これに5重量%の水酸化ナトリウム水溶液6.0gを攪拌下に添加し、30分攪拌を続行して、pH4.73、SiO濃度40.0重量%の酸性シリカゾルを得た。
 このシリカゾルの動的光散乱法による測定粒子径(D1)は、35.0nmでありD1/D2値は、1.71であった。また、電子顕微鏡観察によると、このシリカゾル中のコロイダルシリカ粒子は球状であり、単分散に近い分散を示し、コロイド粒子間の結合、凝集は認められなかった。
 前記硝酸カルシウムを添加した活性珪酸のコロイド水溶液[混合液(a)]に、上記20.5nmの酸性球状シリカゾルを攪拌下に添加し、30分間攪拌を続行した。得られた混合液(b)は、酸性球状シリカゾルに由来するシリカ含量(A)と活性珪酸のコロイド水溶液[混合液(a)]に由来するシリカ含量(B)の比A/B(重量比)が25.1であり、pH3.60、電導度2580μS/cmであり、混合液(b)中の全シリカ含量(A+B)はSiO濃度として23.5重量%であった。液中のカルシウムイオンはCaOとしてSiOに対して0.242重量%であった。
 次いで得られた混合液(b)に1.97重量%の水酸化ナトリウム水溶液330gを攪拌下に10分間かけて添加し、更に1時間攪拌を続行した。この水酸化ナトリウム水溶液の添加により得られた混合液(c)はpH9.22、電導度3266μS/cmを示し、SiO濃度21.5重量%、SiO/NaOモル比163.5であった。この混合液(c)中には少量のシリカゲルが観察された。
 次いで、上記アルカリ性の混合液(c)1800gをステンレス製のオートクレーブに仕込み、145℃で攪拌下3時間加熱した後、冷却して内容物1800gを取り出した。得られた液は透明性コロイド色のシリカゾル[数珠状シリカゾルA]であり、これを、珪素系酸化物凝集体粒子を含む分散液として使用した。
 数珠状シリカゾルAは、SiO濃度21.5重量%含有し、SiO/NaOモル比200、pH9.62、比重1.141、粘度91.7mPa・s、電導度3290μS/cm、透過率59.0%であり、動的光散乱法による測定粒子径(D1)は177nmであった。
 従って、D1/D2比は8.63である。電子顕微鏡観察によると得られたシリカゾル中のコロイダルシリカ粒子は球状コロイダルシリカ粒子とそれを接合するシリカからなり、球状コロイダルシリカ粒子が、一平面内に数珠状に5個~30個つながった数珠状コロイダルシリカ粒子であり、3次元のゲル構造粒子は認められなかった。このゾルの乾燥物の水銀ポロシメーターにより測定した累積細孔容積は1.23cc/g、平均細孔直径は49nmであった。
(Preparation of dispersion)
Pure water was added to commercially available JIS No. 3 water glass (SiO 2 / Na 2 O molar ratio 3.22, SiO 2 concentration 28.5 wt%) to obtain a sodium silicate aqueous solution having an SiO 2 concentration of 3.6 wt%. . By passing the sodium silicate aqueous solution through a column of cation exchange resin packed under the trade name Amberlite 120B, which is separately prepared, active silicic acid having a SiO 2 concentration of 3.60 wt%, a pH of 2.90, and an electric conductivity of 580 μS / cm is obtained. A colloidal aqueous solution was obtained.
888 g of colloidal aqueous solution of active silicic acid (SiO 2 content 32.0 g) is put into a glass container, 600 g of pure water is added with stirring, and colloidal aqueous solution of active silicic acid having a SiO 2 concentration of 2.15 wt% and pH 3.07 It was. Next, 59 g (CaO content 2.02 g) of a 10 wt% calcium nitrate aqueous solution (pH 4.32) was added thereto at room temperature with stirring, and stirring was continued for 30 minutes. The added calcium nitrate was 6.30% by weight with respect to SiO 2 as CaO.
On the other hand, acidic spherical silica sol snowtex O-40 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having an average particle size (nitrogen adsorption method / D2) of 20.5 nm (specific gravity 1.289, viscosity 4.10 mPa · s, pH 2.67, Conductivity 942 μS / cm, SiO 2 concentration 40.1 wt%) 2000 g (SiO 2 content 802 g) was put into another glass container, and 5 wt% sodium hydroxide aqueous solution 6.0 g was added with stirring. Stirring was continued for 30 minutes to obtain an acidic silica sol having a pH of 4.73 and a SiO 2 concentration of 40.0% by weight.
The particle diameter (D1) measured by the dynamic light scattering method of this silica sol was 35.0 nm, and the D1 / D2 value was 1.71. According to electron microscope observation, the colloidal silica particles in the silica sol were spherical and showed a dispersion close to monodispersion, and no bonding or aggregation between the colloidal particles was observed.
The acidic spherical silica sol of 20.5 nm was added to the colloidal aqueous solution of active silicic acid to which the calcium nitrate was added [mixture (a)] with stirring, and stirring was continued for 30 minutes. The obtained mixed liquid (b) is a ratio A / B (weight ratio) of the silica content (A) derived from the acidic spherical silica sol and the silica content (B) derived from the colloidal aqueous solution of active silicic acid [mixed liquid (a)]. ) Was 25.1, pH was 3.60, conductivity was 2580 μS / cm, and the total silica content (A + B) in the mixed solution (b) was 23.5 wt% as the SiO 2 concentration. The calcium ion in the liquid was 0.242% by weight with respect to SiO 2 as CaO.
Next, 330 g of a 1.97 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained mixed solution (b) over 10 minutes with stirring, and stirring was further continued for 1 hour. The mixture (c) obtained by adding this sodium hydroxide aqueous solution had a pH of 9.22, an electric conductivity of 3266 μS / cm, an SiO 2 concentration of 21.5 wt%, and an SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 163.5. there were. A small amount of silica gel was observed in the mixture (c).
Next, 1800 g of the alkaline mixed liquid (c) was charged into a stainless steel autoclave, heated at 145 ° C. with stirring for 3 hours, and then cooled to take out 1800 g of contents. The resulting liquid was a transparent colloidal colored silica sol [beaded silica sol A], which was used as a dispersion containing silicon-based oxide aggregate particles.
The beaded silica sol A contains SiO 2 concentration of 21.5% by weight, SiO 2 / Na 2 O molar ratio 200, pH 9.62, specific gravity 1.141, viscosity 91.7 mPa · s, conductivity 3290 μS / cm, transmission The rate was 59.0%, and the particle diameter (D1) measured by the dynamic light scattering method was 177 nm.
Therefore, the D1 / D2 ratio is 8.63. According to the electron microscope observation, the colloidal silica particles in the obtained silica sol are composed of spherical colloidal silica particles and silica joining them, and the spherical colloidal silica particles are connected in a rosary shape with 5-30 beads in a single plane. Colloidal silica particles and no three-dimensional gel structure particles were observed. The accumulated pore volume of the dried product of the sol measured by a mercury porosimeter was 1.23 cc / g, and the average pore diameter was 49 nm.
(2)金属細線パターンの印刷
 次いで、多孔質層付きPENフィルムの多孔質層形成面側に、焼成後の金属細線の厚さが表1に示した厚さになるように金属細線パターン1と同様にして金属細線パターンの印刷を行った。
(3)金属細線パターンの焼成
 印刷後の金属細線パターンに対し、ホットプレート上で120℃、30分熱処理を施して、金属細線パターン2~5を作製した。
(2) Printing of fine metal wire pattern Next, on the porous layer forming surface side of the PEN film with a porous layer, the fine metal wire pattern 1 In the same manner, a metal fine line pattern was printed.
(3) Firing of fine metal wire pattern The fine metal wire pattern after printing was subjected to heat treatment at 120 ° C. for 30 minutes on a hot plate to produce fine metal wire patterns 2-5.
≪金属細線パターン6~18の作製≫
(1)多孔質層の形成
 両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムの一方の面に、特開2010-132485号公報に記載の実施例1、6(段落0050、0055)等を参考にして、乾燥後の平均の厚さが表1に示した厚さになるように、メソポーラスシリカからなる多孔質層を形成した。
<< Production of fine metal wire patterns 6-18 >>
(1) Formation of porous layer On one side of a polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides, JP 2010-132485 A With reference to Examples 1 and 6 (paragraphs 0050 and 0055) described in the publication, etc., a porous layer made of mesoporous silica is prepared so that the average thickness after drying becomes the thickness shown in Table 1. Formed.
 詳しくは、pH2の塩酸(0.01N)40gに、塩化n-ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(関東化学株式会社製)1.21g(0.088mol/L)、及びブロックコポリマーHO(C2H4O)106-(C3H6O)70-(C2H4O)106H(商品名「Pluronic F127」、Sigma-Aldrich社)2.41g(0.0043mol/L)を添加し、25℃で1時間撹拌し、テトラエトキシシラン(関東化学株式会社製)4.00g(0.45mol/L)を添加し、25℃で1時間撹拌した後、28質量%アンモニア水3.94g(1.51mol/L)を添加してpHを10.6とし、25℃で0.5時間撹拌した。
 その後、得られた界面活性剤-メソポーラスシリカナノ粒子複合体の溶液を、両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムの一方の面に、乾燥後の平均の厚さが表1に示した厚さになるように、スピンコート法により塗布し、80℃で0.5時間乾燥した後、空気雰囲気下150℃で48時間焼成し、メソポーラスシリカからなる多孔質層を形成した。
For more information, to pH2 hydrochloric acid (0.01 N) 40 g, n-hexadecyl trimethyl ammonium chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 1.21g (0.088mol / L), and block copolymers HO (C 2 H 4 O) 106 - ( C 3 H 6 O) 70- (C 2 H 4 O) 106 H (trade name “Pluronic F127”, Sigma-Aldrich) 2.41 g (0.0043 mol / L) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 1 hour. Add 4.00 g (0.45 mol / L) of tetraethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and stir at 25 ° C. for 1 hour, then add 3.94 g (1.51 mol / L) of 28% by mass ammonia water to adjust the pH. 10.6 and stirred at 25 ° C. for 0.5 hour.
Thereafter, a solution of the obtained surfactant-mesoporous silica nanoparticle composite was formed into a polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides. One surface was coated by spin coating so that the average thickness after drying was as shown in Table 1, dried at 80 ° C for 0.5 hours, and then fired at 150 ° C for 48 hours in an air atmosphere. Then, a porous layer made of mesoporous silica was formed.
(2)金属細線パターンの印刷
 次いで、多孔質層付きPENフィルムの多孔質層形成面側に、焼成後の金属細線の厚さが表1に示した厚さになるように金属細線パターン1と同様にして金属細線パターンの印刷を行った。
(3)金属細線パターンの焼成
 印刷後の金属細線パターンに対し、ホットプレート上で120℃、30分熱処理を施して、金属細線パターン6~18を作製した。
(2) Printing of fine metal wire pattern Next, on the porous layer forming surface side of the PEN film with a porous layer, the fine metal wire pattern 1 In the same manner, a metal fine line pattern was printed.
(3) Firing of fine metal wire patterns The fine metal wire patterns after printing were heat-treated on a hot plate at 120 ° C. for 30 minutes to produce fine metal wire patterns 6 to 18.
≪金属細線パターン19≫
 基板として、前記特開2009-76455号公報に記載の実施例1(段落0147)で用いている、アルミナ微粒子を主成分とする多孔質層(インク受容層)を備えた基材(キャノン(株)製写真用紙・光沢プロフェッショナルPR-201)を用い、金属細線パターン1と同様の方法で金属細線パターンの印刷と焼成を行い、金属細線パターン19とした。
≪Metallic fine wire pattern 19≫
As a substrate, a substrate (Canon Inc.) having a porous layer (ink receiving layer) mainly composed of alumina fine particles used in Example 1 (paragraph 0147) described in JP-A-2009-76455 is used. ) Photographic paper / Glossy Professional PR-201) was used to print and fire the metal fine line pattern in the same manner as the metal fine line pattern 1 to obtain a metal fine line pattern 19.
≪透明電極1~19(サンプル)の作製≫
(1)水溶性バインダー1:ポリヒドロキシエチルアクリレート(PHEAと略記)の合成(例示化合物I-1)
 500mlの三ツ口フラスコに、テトラヒドロフラン(以下、THFと略記)を200ml加え、10分間加熱還流させた後、窒素下で室温に冷却した。
 次いで、2-ヒドロキシエチルアクリレート(10.0g、86mmol、分子量:116.05)と、アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと略記、1.41g、8.5mmol、分子量:164.11)を加え、5時間加熱還流した。室温に冷却した後、5000mlのメチルエチルケトン(以下、MEKと略記)中に、上記反応溶液を滴下し、1時間攪拌した。MEKをデカンテーションした後、200mlのMEKで3回洗浄後、THFでポリマーを溶解し、100mlフラスコへ移した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。
 その結果、数平均分子量35700、分子量分布2.3の水溶性バインダー1(ポリヒドロキシエチルアクリレート、PHEA)を9.0g(収率90%)得た。
 なお、分子量はGPC(Waters2695、Waters社製)を用い、下記の測定条件で測定した。
〈GPC測定条件〉
  装置:Wagers2695(Separations Module)
  検出器:Waters 2414 (Refractive Index Detector)
  カラム:Shodex Asahipak GF-7M HQ
  溶離液:ジメチルホルムアミド(20mM LiBr)
  流速:1.0ml/min
  温度:40℃
≪Preparation of transparent electrodes 1-19 (sample) ≫
(1) Water-soluble binder 1: Synthesis of polyhydroxyethyl acrylate (abbreviated as PHEA) (Exemplary Compound I-1)
200 ml of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) was added to a 500 ml three-necked flask, and the mixture was heated to reflux for 10 minutes and then cooled to room temperature under nitrogen.
Then, 2-hydroxyethyl acrylate (10.0 g, 86 mmol, molecular weight: 116.05) and azobisisobutyronitrile (hereinafter abbreviated as AIBN, 1.41 g, 8.5 mmol, molecular weight: 164.11). The mixture was heated to reflux for 5 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dropped into 5000 ml of methyl ethyl ketone (hereinafter abbreviated as MEK) and stirred for 1 hour. After decanting MEK, the polymer was washed three times with 200 ml of MEK, and then the polymer was dissolved in THF and transferred to a 100 ml flask. THF was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 3 hours.
As a result, 9.0 g (yield 90%) of water-soluble binder 1 (polyhydroxyethyl acrylate, PHEA) having a number average molecular weight of 35,700 and a molecular weight distribution of 2.3 was obtained.
The molecular weight was measured using GPC (Waters 2695, manufactured by Waters) under the following measurement conditions.
<GPC measurement conditions>
Apparatus: Wagers 2695 (Separations Module)
Detector: Waters 2414 (Refractive Index Detector)
Column: Shodex Asahipak GF-7M HQ
Eluent: Dimethylformamide (20 mM LiBr)
Flow rate: 1.0 ml / min
Temperature: 40 ° C
(2)透明導電性保護層形成用塗布液の調製
 下記の各透明導電性保護層形成材料を、順次混合した後、加熱溶解して、透明導電性保護層形成用塗布液1を調製した。
  1)導電性ポリマー1(PEDOT-PSS CLEVIOS PH510、Heraeus社製、固形分濃度:1.89%、PEDOT:PSS(固形分比率)=1:2.5)   15.9g
  2)水溶性バインダー1(PHEA)   3.5g
  3)極性溶媒(ジメチスルホキシド、略称:DMSO、logP値:-0.68)   4.2g
  4)グリコールエーテル(エチレングリコールモノブチルエーテル、略称:EGBu)   4.2g
(2) Preparation of coating solution for forming transparent conductive protective layer The following transparent conductive protective layer forming materials were sequentially mixed and then dissolved by heating to prepare a coating solution 1 for forming a transparent conductive protective layer.
1) Conductive polymer 1 (PEDOT-PSS CLEVIOS PH510, manufactured by Heraeus, solid content concentration: 1.89%, PEDOT: PSS (solid content ratio) = 1: 2.5) 15.9 g
2) 3.5 g of water-soluble binder 1 (PHEA)
3) Polar solvent (dimethylsulfoxide, abbreviation: DMSO, log P value: -0.68) 4.2 g
4) Glycol ether (ethylene glycol monobutyl ether, abbreviation: EGBu) 4.2 g
(3)透明導電性保護層の形成
 上記金属細線パターン1~19を形成した基板上に、透明導電性保護層形成用塗布液1を、インクジェット印刷方式により塗布し、透明導電性保護層を形成した。
 なお、インクジェット印刷方式としては、インク液滴の射出量が42plのインクジェットヘッドを使用し、塗布速度と射出周波数を調整して、乾燥後の付着量が表1に示した値になるようにしてパターン印字した。印字後は、ヒータを用いて、150℃で60分間加熱処理を行い、透明電極1~19を得た。
 インクジェット印刷装置としては、インクジェットヘッド(コニカミノルタIJ社製)を取り付けた卓上型ロボット Shotmaster-300(武蔵エンジニアリング社製)を用い、インクジェット評価装置EB150(コニカミノルタIJ社製)にて制御した。
(3) Formation of a transparent conductive protective layer The transparent conductive protective layer forming coating solution 1 is applied to the substrate on which the metal fine wire patterns 1 to 19 are formed by an ink jet printing method to form a transparent conductive protective layer. did.
As an ink jet printing method, an ink jet head with an ink droplet ejection amount of 42 pl is used, and the coating speed and ejection frequency are adjusted so that the adhesion amount after drying becomes the value shown in Table 1. A pattern was printed. After printing, heat treatment was performed at 150 ° C. for 60 minutes using a heater to obtain transparent electrodes 1 to 19.
As the ink jet printing apparatus, a desktop robot Shotmaster-300 (manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) equipped with an ink jet head (manufactured by Konica Minolta IJ Co., Ltd.) was used and controlled by an ink jet evaluation apparatus EB150 (manufactured by Konica Minolta IJ Co., Ltd.).
≪透明電極1~19(サンプル)の評価≫
 上記のように作製した各透明電極について、多孔質層の空隙率、多孔質層の層厚、金属細線パターンの平均線幅、金属細線パターンの厚さを測定し、シート抵抗、屈曲処理後のシート抵抗、金属細線パターンの剥離の有無を以下のように評価した。得られた結果を表1および表2に示す。
≪Evaluation of transparent electrodes 1-19 (sample) ≫
For each transparent electrode produced as described above, the porosity of the porous layer, the layer thickness of the porous layer, the average line width of the metal fine wire pattern, the thickness of the metal fine wire pattern were measured, and the sheet resistance, after the bending treatment Sheet resistance and the presence or absence of peeling of the fine metal wire pattern were evaluated as follows. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.
(1)多孔質層の空隙率
 基板上に多孔質層を形成後、金属細線パターンを形成する前に、レンズ反射率測定機(型番:USPM-RU、オリンパス株式会社製)を使用し、波長550nmの光を用いて多孔質層の空隙率を測定した。
 その結果、透明電極2~19はすべて空隙率が90%以下であり、所望の多孔質層が形成できたことを確認できた。
(2)多孔質層の層厚
 基板上に多孔質層を形成した後、多孔質の一部を削り、その段差を高輝度非接触3次元表面形状粗さ計WYKO NT9100を用いて測定した。
 測定は任意の10カ所を測定し、その平均値を求めた。
(3)金属細線パターンの平均線幅
 CNC画像評価システムNEXIV VMR-1515(NIKON社製)を用いて、各透明電極の金属細線パターンの任意の100箇所の線幅を測定し平均値を求めた。
(4)金属細線パターンの厚さ
 基板上に多孔質層を形成した後、金属細線パターンを形成し、焼成を行ったのち、高輝度非接触3次元表面形状粗さ計WYKO NT9100を用いて金属細線パターンの形状を測定した。
 このデータをもとに線幅の中心の位置での多孔質層上面からの高さを測定した。
 測定は任意の10カ所で行い、その平均値を求めた。この値に、(2)で用いた多孔質層の高さを足した値を金属細線パターンの厚さとした。
(1) Porosity of porous layer After forming the porous layer on the substrate, before forming the metal wire pattern, use a lens reflectometer (model number: USPM-RU, Olympus Corporation) The porosity of the porous layer was measured using 550 nm light.
As a result, all of the transparent electrodes 2 to 19 had a porosity of 90% or less, and it was confirmed that a desired porous layer could be formed.
(2) Layer thickness of porous layer After forming a porous layer on a substrate, a part of the porous layer was shaved, and the level difference was measured using a high brightness non-contact three-dimensional surface shape roughness meter WYKO NT9100.
The measurement was performed at 10 arbitrary points, and the average value was obtained.
(3) Average line width of fine metal wire pattern Using CNC image evaluation system NEXIV VMR-1515 (manufactured by NIKON), the line width at any 100 locations of the fine metal wire pattern of each transparent electrode was measured to obtain the average value. .
(4) Thickness of fine metal wire pattern After forming a porous layer on the substrate, forming a fine metal wire pattern, firing, and then using high brightness non-contact three-dimensional surface shape roughness meter WYKO NT9100 The shape of the fine line pattern was measured.
Based on this data, the height from the upper surface of the porous layer at the center of the line width was measured.
The measurement was performed at 10 arbitrary locations, and the average value was obtained. The value obtained by adding the height of the porous layer used in (2) to this value was the thickness of the fine metal wire pattern.
(5)シート抵抗
 各透明電極について、金属細線部が正方形になるように金属細線の両端に銀電極を蒸着して、銀電極の両端の抵抗を測定し、透明電極の表面抵抗を測定した。
 このとき、銀電極部は金属細線部の抵抗の1/10以下になるように厚さを調整した。シート抵抗は有機電子デバイスを大面積にするには5Ω/□以下であることが好ましく、1Ω/□以下であることがより好ましい。
  「◎」:1Ω/□以下
  「○」:1Ω/□より大きく、5Ω/□以下
  「△」:5Ω/□より大きく、10Ω/□以下
  「×」:10Ω/□より大きい
(6)巻きつけ処理後のシート抵抗
 各透明電極について、直径3cmの円柱棒に10回巻き付けた後で、上記(5)と同様にシート抵抗を測定し、上記(5)の結果に対して、どれだけ抵抗が大きくなっているかを評価した。
  「◎」:シート抵抗値の変動幅が20%以下
  「○」:シート抵抗値の変動幅が10%より大きく50%以下
  「△」:シート抵抗値の変動幅が50%より大きく100%以下
  「×」:シート抵抗値の変動幅が100%より大きい
(7)巻きつけ処理後の金属細線パターンの剥離の有無
 (6)と同様の方法で巻きつけ処理し、適当な大きさの試験片を切り出し、大きさ20mm(縦)×20mm(横)の面積における金属細線パターンの剥離箇所の数を、電子顕微鏡Miniscope TM-1000(日立社製)を用いてカウントし以下のように分類した。
  「◎」:剥離箇所が無い場合
  「○」:剥離箇所が1~3箇所の場合
  「△」:剥離箇所が3~10箇所以上の場合
  「×」:殆ど剥離している場合
(8)巻きつけ処理後の多孔質層のクラックの有無
 (6)と同様の方法で巻きつけ処理し、適当な大きさの試験片を切り出し、大きさ20mm(縦)×20mm(横)の面積における多孔質層にクラックが生じているかを、光学顕微鏡を用いて以下のように評価した。
  「○」:クラックが生じていない
  「△」:クラックが1~3箇所の場合
  「×」:クラックが3箇所以上の場合
(9)透過率の測定
 各透明電極について、東京電色社製 HAZE METER NDH5000を用いて、全光線透過率を測定し、以下の基準で評価した。
 透明電極を有機電子デバイスに用いるためには、透過率は75%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
  「◎」:80%以上
  「○」:75%~80%未満
  「△」:70%~75%未満
  「×」:0%~70%未満
(5) Sheet resistance About each transparent electrode, the silver electrode was vapor-deposited on the both ends of a metal fine wire so that a metal fine wire part might become a square, the resistance of the both ends of a silver electrode was measured, and the surface resistance of the transparent electrode was measured.
At this time, the thickness of the silver electrode portion was adjusted so as to be 1/10 or less of the resistance of the metal thin wire portion. The sheet resistance is preferably 5Ω / □ or less, and more preferably 1Ω / □ or less, in order to increase the area of the organic electronic device.
“◎”: 1Ω / □ or less “○”: greater than 1Ω / □, 5Ω / □ or less “△”: greater than 5Ω / □, 10Ω / □ or less “×”: greater than 10Ω / □ (6) Winding Sheet resistance after treatment For each transparent electrode, the sheet resistance was measured in the same manner as in (5) above after being wound around a cylindrical rod having a diameter of 3 cm. Evaluated whether it was growing.
“◎”: The variation range of the sheet resistance value is 20% or less “O”: The variation range of the sheet resistance value is greater than 10% and 50% or less “△”: The variation range of the sheet resistance value is greater than 50% and 100% or less “×”: The fluctuation range of the sheet resistance value is larger than 100%. (7) Presence / absence of peeling of the fine metal wire pattern after the winding process A test piece of an appropriate size is wound by the same method as in (6). The number of peeled portions of the thin metal wire pattern in an area of 20 mm (vertical) × 20 mm (horizontal) was counted using an electron microscope Miniscope TM-1000 (manufactured by Hitachi, Ltd.) and classified as follows.
“◎”: When there is no peeling part “○”: When there are 1 to 3 peeling parts “△”: When there are 3 to 10 or more peeling parts “×”: When almost peeling (8) Winding Presence / absence of cracks in the porous layer after the staking treatment A test piece having an appropriate size is cut out by the same method as in (6), and a porous material having an area of 20 mm (vertical) × 20 mm (horizontal) is obtained. Whether or not the layer was cracked was evaluated using an optical microscope as follows.
“◯”: No cracks “Δ”: When there are 1 to 3 cracks “X”: When there are 3 or more cracks (9) Measurement of transmittance For each transparent electrode, HAZE manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd. Using METER NDH5000, the total light transmittance was measured and evaluated according to the following criteria.
In order to use a transparent electrode for an organic electronic device, the transmittance is preferably 75% or more, and more preferably 80% or more.
“◎”: 80% or more “◯”: 75% to less than 80% “△”: 70% to less than 75% “X”: 0% to less than 70%
≪有機ELデバイス1~19(サンプル)の作製≫ << Production of organic EL devices 1-19 (sample) >>
(1)バリア層付き透明フィルム基板の作製
 パーヒドロポリシラザン(PHPS、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製アクアミカ NN320)の20質量%ジブチルエーテル溶液を、乾燥後の平均膜厚が0.3μmとなるように、両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ80mm(縦)×80mm(横)のポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムの一方の面に塗布した後、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下に1分間保持して乾燥処理を行い、さらに温度25℃、湿度10%RH(露点温度-8℃)の雰囲気下に10分間保持して除湿処理を行った。
 除湿処理を行った試料に対し下記の条件で改質処理を行い、バリア層付き透明フィルム基板を作製した。改質処理時の露点温度は-8℃で実施した。
(1) Production of Transparent Film Substrate with Barrier Layer A 20% by weight dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS, AQUAMICA NN320 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) has an average film thickness after drying of 0.3 μm. After applying to one side of a polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 110 μm and a size of 80 mm (length) × 80 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides, the temperature is 85 ° C. and the humidity is 55% RH. The sample was kept for 1 minute in the atmosphere and dried, and further dehumidified by being kept for 10 minutes in an atmosphere of temperature 25 ° C. and humidity 10% RH (dew point temperature −8 ° C.).
The sample subjected to the dehumidification treatment was subjected to a modification treatment under the following conditions to produce a transparent film substrate with a barrier layer. The dew point temperature during the reforming process was -8 ° C.
<改質処理装置>
 株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置(MODEL:MECL-M-1-200、波長172nm、ランプ封入ガスXe)を用いた。稼動ステージ上に試料を固定してその試料に対し以下の条件で改質処理を行った。
<改質処理条件>
   エキシマ光強度  60mW/cm2(172nm)
   試料と光源の距離 1mm
   ステージ加熱温度 70℃
   照射装置内の酸素濃度 1%
   エキシマ照射時間 3秒
 作製したバリア層付き透明フィルム基板の水蒸気透過率をCa法で評価したところ、2×10-5(g・m・day)であった。
 実施例1の金属細線パターンの形成において、使用するインクを銀錯体インク(TEC-IJ-010;InkTec社製)に変更した。
 それ以外は実施例1と同様に試料を作製し評価したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
<Modification processing equipment>
An excimer irradiation apparatus (MODEL: MECL-M-1-200, wavelength 172 nm, lamp-filled gas Xe) manufactured by M.D.Com Co., Ltd. was used. A sample was fixed on the operation stage, and the sample was modified under the following conditions.
<Reforming treatment conditions>
Excimer light intensity 60mW / cm2 (172nm)
1mm distance between sample and light source
Stage heating temperature 70 ℃
Oxygen concentration in irradiation device 1%
Excimer irradiation time 3 seconds When the water vapor permeability of the produced transparent film substrate with a barrier layer was evaluated by the Ca method, it was 2 × 10 −5 (g · m 2 · day).
In forming the fine metal wire pattern of Example 1, the ink used was changed to a silver complex ink (TEC-IJ-010; manufactured by InkTec).
Other than that, when a sample was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, the same result as in Example 1 was obtained.
(2)有機EL層などの形成
 上記で作製した5cm角のバリア層付き透明フィルム基板を、2-プロパノールに浸漬させ、さらにその後超純水に浸漬させ、120℃で30分乾燥させた。
 これら洗浄済みのフィルム基板に対し、ITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により150nm成膜し、ITO基板を作製し、フォトリソ法により、取り出し電極にITOをもつフィルム基板(アノード電極部分(中央部30mm×30mm)にITOがない)を作製し、さらに120℃で1日乾燥させた。
 その後、取り出し電極にITOをもつ当該フィルム基板上に透明電極1~19をアノード電極として形成し、当該アノード電極上に、有機EL層(正孔輸送層、有機発光層、正孔阻止層および電子輸送層)とカソード電極とを以下の手順で形成し、「有機ELデバイス1~19」を作製した。
 なお、取り出し電極ITOと金属細線パターンの一部は接点を持つように形成した。また、多孔質層を形成する際には、多孔質層を塗布形成した後、硬化する前に不要部分をふきとり、パターニングした。
(2) Formation of Organic EL Layer, etc. The 5 cm square transparent film substrate with a barrier layer prepared above was immersed in 2-propanol, further immersed in ultrapure water, and dried at 120 ° C. for 30 minutes.
An ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 150 nm is formed on the cleaned film substrate by a sputtering method, an ITO substrate is prepared, and a film substrate (an anode electrode portion (central portion: 30 mm) having ITO as an extraction electrode by a photolithography method. × 30 mm) without ITO was prepared and further dried at 120 ° C. for 1 day.
Thereafter, transparent electrodes 1 to 19 are formed as anode electrodes on the film substrate having ITO as an extraction electrode, and an organic EL layer (a hole transport layer, an organic light emitting layer, a hole blocking layer and an electron) is formed on the anode electrode. The “transport layer” and the cathode electrode were formed by the following procedure, and “organic EL devices 1 to 19” were produced.
The take-out electrode ITO and a part of the metal fine line pattern were formed to have contacts. Further, when forming the porous layer, after the porous layer was applied and formed, unnecessary portions were wiped off and patterned before curing.
 有機EL層の正孔輸送層以降の層は蒸着により形成した。
 市販の真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々デバイス作製に必要量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
(2.1)有機EL層の形成
 まず、透明電極1~19対し、正孔輸送層、有機発光層、正孔阻止層、電子輸送層からなる有機EL層を、透明電極1~19の中央部の30mm×33mmの範囲に順次形成した。
(2.1.1)正孔輸送層の形成
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、化合物1の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、厚さ30nmの正孔輸送層を設けた。
(2.1.2)有機発光層の形成
 次に、以下の手順で各発光層を設けた。
 形成した正孔輸送層上に、化合物2が13.0質量%、化合物3が3.7質量%、化合物5が83.3質量%になるように、化合物2、化合物3及び化合物5を蒸着速度0.1nm/秒で正孔輸送層と同じ領域に共蒸着し、発光極大波長が622nm、厚さ10nmの緑赤色燐光発光の有機発光層を形成した。
 次いで、化合物4が10.0質量%、化合物5が90.0質量%になるように、化合物4及び化合物5を蒸着速度0.1nm/秒で緑赤色燐光発光の有機発光層と同じ領域に共蒸着し、発光極大波長が471nm、厚さ15nmの青色燐光発光の有機発光層を形成した。
(2.1.3)正孔阻止層の形成
 さらに、形成した有機発光層と同じ領域に、化合物6を膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成した。
(2.1.4)電子輸送層の形成
 引き続き、形成した正孔阻止層と同じ領域に、CsFを膜厚比で10%になるように化合物6と共蒸着し、厚さ45nmの電子輸送層を形成した。
The layers after the hole transport layer of the organic EL layer were formed by vapor deposition.
Each crucible for vapor deposition in a commercially available vacuum vapor deposition apparatus was filled with a constituent material of each layer in a necessary amount for device production. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
(2.1) Formation of organic EL layer First, an organic EL layer composed of a hole transport layer, an organic light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer is formed on the transparent electrodes 1 to 19 with respect to the transparent electrodes 1 to 19. It formed in order in the range of 30 mm x 33 mm of a part.
(2.1.1) Formation of hole transport layer After depressurizing to a vacuum degree of 1 × 10 −4 Pa, the deposition crucible containing Compound 1 was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 nm / second. Evaporation was performed to provide a hole transport layer having a thickness of 30 nm.
(2.1.2) Formation of organic light emitting layer Next, each light emitting layer was provided in the following procedures.
Compound 2, Compound 3 and Compound 5 are deposited on the formed hole transport layer so that Compound 2 is 13.0% by mass, Compound 3 is 3.7% by mass, and Compound 5 is 83.3% by mass. Co-evaporation was performed in the same region as the hole transport layer at a speed of 0.1 nm / second to form a green-red phosphorescent organic light emitting layer having a maximum emission wavelength of 622 nm and a thickness of 10 nm.
Next, compound 4 and compound 5 are deposited in the same region as the organic light-emitting layer emitting green-red phosphorescence at a deposition rate of 0.1 nm / second so that compound 4 is 10.0% by mass and compound 5 is 90.0% by mass. Co-evaporation was performed to form a blue phosphorescent organic light emitting layer having an emission maximum wavelength of 471 nm and a thickness of 15 nm.
(2.1.3) Formation of hole blocking layer Furthermore, the hole blocking layer was formed by vapor-depositing the compound 6 in a film thickness of 5 nm in the same region as the formed organic light emitting layer.
(2.1.4) Formation of Electron Transport Layer Subsequently, CsF was co-evaporated with Compound 6 so as to have a film thickness ratio of 10% in the same region as the formed hole blocking layer, and a 45 nm thick electron transport layer was formed. A layer was formed.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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(2.2)カソード電極の形成
 形成した有機EL層の電子輸送層の上に、陰極形成用材料としてAlを5×10-4Paの真空下にてマスク蒸着し、厚さ100nmで大きさ30mm×42mmの陰極を形成した。
 最終的に、陰極及び陽極の外部取り出し端子が形成できるように、端部を除いた陽極の周囲に接着剤を塗り、ポリエチレンテレフタレートを基板としAlを厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させ封止膜を形成し、発光エリア30mm×30mmの「有機ELデバイス1~19」を作製した。
 なお、熱処理は周囲の接着剤だけが加熱されるように、接着剤の塗ってある部分に型取ったステージを用いてヒータで行った。
(2.2) Formation of cathode electrode On the electron transport layer of the formed organic EL layer, Al was deposited as a cathode forming material under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa under a vacuum of 100 nm thickness. A 30 mm × 42 mm cathode was formed.
Finally, an adhesive is applied to the periphery of the anode excluding the ends so that the cathode and anode external lead terminals can be formed, and Al 2 O 3 is vapor-deposited with a thickness of 300 nm using polyethylene terephthalate as a substrate. After the sealing member was bonded, the adhesive was cured by heat treatment to form a sealing film, and “organic EL devices 1 to 19” having a light emitting area of 30 mm × 30 mm were produced.
The heat treatment was carried out with a heater using a stage that was molded in the part where the adhesive was applied so that only the surrounding adhesive was heated.
≪有機ELデバイス1~19(サンプル)の評価≫
 得られた有機ELデバイス1~19のそれぞれについて、下記式にしたがい整流比を算出し、その評価結果を表2にまとめた。
  「整流比」=(+4V印加時の電流値)/(-4V印加時の電流値)
 発光効率の観点から、整流比は1000以上であることが好ましい。
 同一作製手順にて作製した10個のデバイスの整流比を測定し、平均値を求めた。
 以下の指標で、整流比として評価した。
 下記のランクにおいて、電流リークの観点からは1以上のレベルであることが必須であり、大面積化の観点からは2以上であることが好ましい。
  「4」:整流比が1.0×10以上
  「3」:整流比が1.0×10~1.0×10未満
  「2」:整流比が1.0×10~1.0×10未満
  「1」:整流比が5.0×10~1.0×10未満
  「0」:整流比が5.0×10未満
≪Evaluation of organic EL devices 1 to 19 (sample) ≫
For each of the obtained organic EL devices 1 to 19, the rectification ratio was calculated according to the following formula, and the evaluation results are summarized in Table 2.
"Rectification ratio" = (Current value when + 4V is applied) / (Current value when -4V is applied)
From the viewpoint of luminous efficiency, the rectification ratio is preferably 1000 or more.
The rectification ratio of 10 devices manufactured by the same manufacturing procedure was measured, and the average value was obtained.
The rectification ratio was evaluated using the following indicators.
In the following rank, it is essential that the level is 1 or more from the viewpoint of current leakage, and 2 or more is preferable from the viewpoint of increasing the area.
“4”: Rectification ratio is 1.0 × 10 4 or more “3”: Rectification ratio is 1.0 × 10 3 to less than 1.0 × 10 4 “2”: Rectification ratio is 1.0 × 10 2 to 1 Less than 0 × 10 3 “1”: Rectification ratio is less than 5.0 × 10 1 to less than 1.0 × 10 2 “0”: Rectification ratio is less than 5.0 × 10 1
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
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≪まとめ≫
 表1および表2に示すとおり、透明電極1の結果から、透明樹脂基板上に多孔質層が形成されていないと、巻きつけにより金属細線パターンが剥離してしまうことがわかる。
 透明電極6の結果から、金属細線パターンの厚さが0.2μmと小さいと、銀の付着量自体が少なく、シート抵抗が大きくなり、例えば、大型の有機ELデバイスに用いると均一に光らせることができない。
 透明電極5,17,18の結果から、金属細線パターンの厚さが3.0μmより大きいと、巻きつけにより、金属細線パターンの一部が剥離したり、多孔質層にクラックが生じたりして、シート抵抗が上昇することがわかる。
 特に有機ELデバイス17,18の結果から、金属細線パターンの厚さが3.0μmより大きいと、多孔質層の凹凸を透明導電性保護層で完全に被覆することが難しくなるため、かかる透明電極を有機ELデバイスに用いたとき、整流比が悪い結果となった。
 また、有機ELデバイス5,15,16,18の結果から、多孔質層が厚すぎると、巻きつけにより多孔質層にクラックが入ることがわかり、他方、有機ELデバイス9の結果から、多孔質層が薄すぎると、巻きつけにより金属細線パターンが剥離することがわかる。
 透明電極19では基板に紙を用いているため、多孔質層にクラックは発生しなかったが、透明電極19を用いて作製した有機ELデバイス19では発光せず、整流比も低い結果であった。このことから、有機ELデバイスにIJ用紙を用いることはできないことがわかる。
≪Summary≫
As shown in Table 1 and Table 2, it can be seen from the results of the transparent electrode 1 that if the porous layer is not formed on the transparent resin substrate, the fine metal wire pattern is peeled off by winding.
From the result of the transparent electrode 6, when the thickness of the thin metal wire pattern is as small as 0.2 μm, the amount of adhesion of silver itself is small and the sheet resistance is increased. For example, when it is used for a large organic EL device, it can emit light uniformly. Can not.
From the results of the transparent electrodes 5, 17 and 18, when the thickness of the fine metal wire pattern is larger than 3.0 μm, a part of the fine metal wire pattern is peeled off or the porous layer is cracked by winding. It can be seen that the sheet resistance increases.
In particular, from the results of the organic EL devices 17 and 18, when the thickness of the fine metal wire pattern is larger than 3.0 μm, it becomes difficult to completely cover the irregularities of the porous layer with the transparent conductive protective layer. When used in an organic EL device, the rectification ratio was poor.
In addition, it can be seen from the results of the organic EL devices 5, 15, 16, and 18 that if the porous layer is too thick, the porous layer is cracked by winding, while the results of the organic EL device 9 indicate that the porous layer is porous. It can be seen that if the layer is too thin, the fine metal wire pattern peels off by winding.
Since the transparent electrode 19 uses paper for the substrate, cracks did not occur in the porous layer, but the organic EL device 19 produced using the transparent electrode 19 did not emit light, and the rectification ratio was low. . This shows that IJ paper cannot be used for the organic EL device.
 このような結果に対し、透明電極2~4、7~8、10~14の結果から、多孔質層の厚さが金属細線パターンの厚さに対して5~40%の範囲内にあり、金属細線パターンの厚さが0.3~3.0μmの範囲内にあるとき、シート抵抗に優れ、巻きつけを行っても、シート抵抗の増加や金属細線パターンの剥離がなく、多孔質層のクラックが生じない、透明樹脂基板と金属細線パターンとが密着した透明電極が得られた。さらに、有機EL電子デバイス2~4、7~8、10~14の結果から、それを用いた有機ELデバイスでは、整流比に優れた電流リークのないデバイスを作製できた。
 以上から、少なくとも金属細線パターンの剥離や多孔質層のクラックの発生を抑制するうえでは、多孔質層の金属細線パターンに対する厚さが5~40%の範囲内でかつ金属細線パターンの厚さが0.3~3.0μmの範囲内であることが有用であることがわかる。
On the other hand, from the results of the transparent electrodes 2 to 4, 7 to 8, and 10 to 14, the thickness of the porous layer is in the range of 5 to 40% with respect to the thickness of the fine metal wire pattern, When the thickness of the fine metal wire pattern is in the range of 0.3 to 3.0 μm, the sheet resistance is excellent, and even when wound, there is no increase in the sheet resistance or peeling of the fine metal wire pattern. A transparent electrode in which the transparent resin substrate and the fine metal wire pattern were in close contact with each other without cracks was obtained. Furthermore, from the results of the organic EL electronic devices 2 to 4, 7 to 8, and 10 to 14, the organic EL device using the devices could produce a device having an excellent rectification ratio and no current leakage.
From the above, in order to suppress at least peeling of the fine metal wire pattern and cracking of the porous layer, the thickness of the porous layer with respect to the fine metal wire pattern is in the range of 5 to 40% and the thickness of the fine metal wire pattern is It can be seen that it is useful to be within the range of 0.3 to 3.0 μm.
≪透明電極21~25・有機ELデバイス21~25(サンプル)の作製≫
 両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のPENフィルムの一方の面に、特開2010-132485号公報に記載の実施例1、6~11(段落0050、0055~0060)、比較例4~6(段落0064~0066)を参考にして、表3に示した値の空隙率を有し、厚さが0.2μmの多孔質層を形成した。
≪Preparation of transparent electrodes 21 to 25 and organic EL devices 21 to 25 (samples) ≫
Examples 1 and 6 to 11 (described in JP2010-132485A) were formed on one side of a PEN film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides. With reference to paragraphs 0050 and 0055 to 0060) and comparative examples 4 to 6 (paragraphs 0064 to 0066), a porous layer having a porosity of the values shown in Table 3 and a thickness of 0.2 μm was formed. .
 詳しくは、透明電極21・有機ELデバイス21に用いる多孔質層21の形成では、pH2の塩酸(0.01N)40gに、塩化n-ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(関東化学株式会社製)1.21g(0.088 mol/L)、及びブロックコポリマーHO(C2H4O)106-(C3H6O)70-(C2H4O)106H(商品名「Pluronic F127」、Sigma-Aldrich社)2.41g(0.0043 mol/L)を添加し、25℃で1時間撹拌し、テトラエトキシシラン(関東化学株式会社製)4.00g(0.45mol/L)を添加し、25℃で1時間撹拌した後、28質量%アンモニア水3.94g(1.51 mol/L)を添加してpHを10.6とし、25℃で0.5時間撹拌した。その後、得られた界面活性剤-メソポーラスシリカナノ粒子複合体の溶液を、両面にハードコート層を設けた厚さ110μm、大きさ180mm(縦)×180mm(横)のPENフィルムの一方の面に、スピンコート法により塗布し、80℃で0.5時間乾燥した後、1.6W/cm2の紫外線を1分間照射し、メソポーラスシリカ多孔質膜を形成した。紫外線照射処理には、UVランプ装置(型番:F300S、光源:Dタイプの無電極ランプバルブ、フュージョン・ユーブイ・システムズ・ジャパン株式会社製)を使用した。
 透明電極22・有機ELデバイス22に用いる多孔質層22の形成では、多孔質層21の形成時の紫外線照射に代えて、空気雰囲気下150℃で48時間焼成した。
 透明電極23・有機ELデバイス23に用いる多孔質層23の形成では、多孔質層21の形成時の紫外線照射に代えて、プラズマクリーナー(型番:PDC210、ヤマト科学株式会社製)を用いて、15Paの減圧下、酸素を80mL/minで供給しながら、0.7W/cm2の電力密度及び13.56MHzの電力周波数で、10分間プラズマ放電した。
 透明電極24・有機ELデバイス24に用いる多孔質層24の形成では、多孔質層21の形成時の紫外線照射時間を2分間とした。
 透明電極25・有機ELデバイス25に用いる多孔質層25の形成では、多孔質層21の形成時の紫外線照射時間を3分間とした。
Specifically, in the formation of the porous layer 21 used for the transparent electrode 21 and the organic EL device 21, 1.21 g (0.088 mol) of n-hexadecyltrimethylammonium chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is added to 40 g of hydrochloric acid (0.01 N) at pH 2. / L), and block copolymer HO (C 2 H 4 O) 106- (C 3 H 6 O) 70- (C 2 H 4 O) 106 H (trade name “Pluronic F127”, Sigma-Aldrich) 2.41 g (0.0043 mol / L) was added and stirred at 25 ° C for 1 hour, tetraethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 4.00 g (0.45 mol / L) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C for 1 hour. 3.94 g (1.51 mol / L) of mass% ammonia water was added to adjust the pH to 10.6, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 0.5 hour. Thereafter, the obtained surfactant-mesoporous silica nanoparticle composite solution was applied to one side of a PEN film having a thickness of 110 μm and a size of 180 mm (length) × 180 mm (width) provided with a hard coat layer on both sides. After applying by spin coating and drying at 80 ° C. for 0.5 hour, 1.6 W / cm 2 ultraviolet ray was irradiated for 1 minute to form a mesoporous silica porous film. For the ultraviolet irradiation treatment, a UV lamp device (model number: F300S, light source: D type electrodeless lamp bulb, manufactured by Fusion Ubui Systems Japan Co., Ltd.) was used.
In the formation of the porous layer 22 used for the transparent electrode 22 and the organic EL device 22, the porous layer 21 was baked at 150 ° C. for 48 hours in an air atmosphere instead of the ultraviolet irradiation when forming the porous layer 21.
In the formation of the porous layer 23 used for the transparent electrode 23 and the organic EL device 23, a plasma cleaner (model number: PDC210, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) is used instead of the ultraviolet irradiation at the time of forming the porous layer 21, and 15 Pa Under reduced pressure, plasma was discharged for 10 minutes at a power density of 0.7 W / cm 2 and a power frequency of 13.56 MHz while supplying oxygen at 80 mL / min.
In the formation of the porous layer 24 used for the transparent electrode 24 and the organic EL device 24, the ultraviolet irradiation time when forming the porous layer 21 was set to 2 minutes.
In the formation of the porous layer 25 used for the transparent electrode 25 and the organic EL device 25, the ultraviolet irradiation time when forming the porous layer 21 was 3 minutes.
 それぞれの多孔質が形成されたフィルム上に金属細線パターン6~18と同様の方法で、乾燥膜圧2.0μmになるように透明電極1と同様にして金属細線パターンの印刷を行った。
 その後、それぞれの基板について、250nm以下の短波長カットフィルターを装着したキセノンフラッシュランプ2400WS(COMET社製)を用いて、印刷後の金属細線パターンに対し、照射エネルギー2.5J/cmのフラッシュ光を、金属細線パターン印刷面側から照射時間2m秒で1回照射して加熱焼成を行い、金属細線パターン21~25を作製した。
 そして、透明電極1~19および有機ELデバイス1~19の作製と同様の方法で、透明電極21~25および有機ELデバイス21~25を作製した。
On the film in which each porous material was formed, the metal fine line pattern was printed in the same manner as the transparent electrode 1 in the same manner as the metal fine line patterns 6 to 18 so that the dry film pressure was 2.0 μm.
Thereafter, for each substrate, using a xenon flash lamp 2400WS (made by COMET) equipped with a short-wavelength cut filter of 250 nm or less, flash light with an irradiation energy of 2.5 J / cm 2 is applied to the thin metal wire pattern after printing. Were fired and fired once from the metal fine line pattern printing surface side with an irradiation time of 2 milliseconds to produce metal fine line patterns 21 to 25.
Then, the transparent electrodes 21 to 25 and the organic EL devices 21 to 25 were produced by the same method as the production of the transparent electrodes 1 to 19 and the organic EL devices 1 to 19.
≪透明電極21~25・有機ELデバイス21~25(サンプル)の評価≫
 透明電極21~25について、実施例1と同様の方法で、多孔質層の空隙率を測定するとともに、巻きつけ処理を行わず、実施例1と同様の方法で、金属細線パターンの剥離の有無を評価した。
 有機ELデバイス21~25について、実施例1と同様の方法で、整流比を測定した。
 以上の評価結果を表3にまとめた。
≪Evaluation of transparent electrodes 21-25 and organic EL devices 21-25 (sample) ≫
For the transparent electrodes 21 to 25, the porosity of the porous layer was measured by the same method as in Example 1, and the presence or absence of peeling of the fine metal wire pattern was performed by the same method as in Example 1 without performing the winding process. Evaluated.
For the organic EL devices 21 to 25, the rectification ratio was measured in the same manner as in Example 1.
The above evaluation results are summarized in Table 3.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
≪まとめ≫
 表3に示すとおり、透明電極21~25の結果から、多孔質層の空隙率が30%以上で77%以下にあるとき、十分な密着性により、フラッシュ光照射による加熱を行っても透明樹脂基板から金属細線パターンが剥離することなく、低抵抗な透明電極を形成できることがわかる。
 特に、透明電極22~24の結果から、空隙率が55~75%にあるとき、その効果は大きいことがわかる。
 以上から、金属細線パターンの剥離を抑制するうえでは、多孔質層の空隙率が30~77%の範囲内であることが有用であることがわかる。
≪Summary≫
As shown in Table 3, from the results of the transparent electrodes 21 to 25, when the porosity of the porous layer is 30% or more and 77% or less, a transparent resin can be obtained even by heating with flash light irradiation due to sufficient adhesion. It can be seen that a low-resistance transparent electrode can be formed without peeling off the fine metal wire pattern from the substrate.
In particular, the results of the transparent electrodes 22 to 24 show that the effect is great when the porosity is 55 to 75%.
From the above, it can be seen that it is useful that the porosity of the porous layer is in the range of 30 to 77% in order to suppress the peeling of the fine metal wire pattern.
≪水溶性バインダーの変更≫
 実施例1で用いた透明導電性保護層形成用塗布液1の水溶性バインダー1を、ポリヒドロキシエチルアクリレート(PHEA)から、ポリヒドロキシエチルアクリルアミド(PHEAA)と、ポリヒドロキシエチルアクリレートとポリヒドロキシエチルアクリルアミドの共重合体(PHEA/PHEAA)と、水分散系ポリマー(後述)とに、それぞれ変更した。
 それ以外は実施例1と同様に試料(透明電極および有機ELデバイス)を作製し評価したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
≪Change of water-soluble binder≫
The water-soluble binder 1 of the coating liquid 1 for forming a transparent conductive protective layer used in Example 1 was changed from polyhydroxyethyl acrylate (PHEA) to polyhydroxyethyl acrylamide (PHEAA), polyhydroxyethyl acrylate and polyhydroxyethyl acrylamide. To a copolymer (PHEA / PHEAA) and an aqueous dispersion polymer (described later).
Other than that, when a sample (transparent electrode and organic EL device) was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, the same result as in Example 1 was obtained.
<ポリヒドロキシエチルアクリルアミド(PHEAA)の合成(I-19)>
 ポリヒドロキシエチルアクリレートの合成において、モノマーとしてヒドロキシエチルアクリルアミドを用いた。
 それ以外はポリヒドロキシエチルアクリレートの合成と同様の方法によりポリヒドロキシエチルアクリルアミドを得た。
<Synthesis of Polyhydroxyethylacrylamide (PHEAA) (I-19)>
In the synthesis of polyhydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl acrylamide was used as a monomer.
Otherwise, polyhydroxyethylacrylamide was obtained by the same method as the synthesis of polyhydroxyethyl acrylate.
<ポリヒドロキシエチルアクリレートとポリヒドロキシエチルアクリルアミドの共重合体(PHEA/PHEAA)の合成>
 200ml三ツ口フラスコにTHF100mlを加え10分間加熱還流させた後、窒素下で室温に冷却した。2-ヒドロキシエチルアクリレート(4.1g、35mmol、分子量:116.05)、ヒドロキシエチルアクリルアミド(I-19)(1.7g、15mmol、分子量:115.15)、AIBN(0.8g、5mmol、分子量:164.11)を加え、5時間加熱還流した。室温に冷却した後、3000mlのMEK中に反応溶液を滴下し、1時間攪拌した。MEKをデカンテーション後、100mlのMEKで3回洗浄後、THFでポリマーを溶解し、100mlフラスコへ移した。THFをロータリーエバポレーターにより減圧留去後、50℃で3時間減圧乾燥した。
 その結果、数平均分子量33700、分子量分布2.4の「ポリヒドロキシエチルアクリレートとポリヒドロキシエチルアクリルアミドの共重合体」を10.3g(収率90%)得た。
<Synthesis of polyhydroxyethyl acrylate and polyhydroxyethylacrylamide copolymer (PHEA / PHEAA)>
After adding 100 ml of THF to a 200 ml three-necked flask and heating to reflux for 10 minutes, the mixture was cooled to room temperature under nitrogen. 2-hydroxyethyl acrylate (4.1 g, 35 mmol, molecular weight: 116.05), hydroxyethylacrylamide (I-19) (1.7 g, 15 mmol, molecular weight: 115.15), AIBN (0.8 g, 5 mmol, molecular weight) 164.11) was added and the mixture was heated to reflux for 5 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dropped into 3000 ml of MEK and stirred for 1 hour. After decantation of MEK, the polymer was washed 3 times with 100 ml of MEK, and then the polymer was dissolved in THF and transferred to a 100 ml flask. THF was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 3 hours.
As a result, 10.3 g (yield 90%) of “copolymer of polyhydroxyethyl acrylate and polyhydroxyethyl acrylamide” having a number average molecular weight of 33700 and a molecular weight distribution of 2.4 was obtained.
<水分散系ポリマー>
 水分散系ポリマーとして下記2種類をそれぞれ用いた。
  ポリエステル系樹脂 プラスコートZ-561 (互応化学工業(株))
  アクリル系樹脂 モビニール5450 (日本合成化学工業(株))
<Water-dispersed polymer>
The following two types of water-dispersed polymers were used.
Polyester resin plus coat Z-561 (Keio Chemical Industry Co., Ltd.)
Acrylic resin Movinyl 5450 (Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
≪導電性ポリマーの変更≫
 実施例1で用いた透明導電性保護層形成用塗布液1の導電性ポリマー1としてのPEDOT-PSS CLEVIOS PH510(固形分濃度1.89%、Heraeus社製)15.9gの代わりに、導電性ポリアニリン分散液ORMECON(登録商標)INK(導電性高分子分散分散液インク)(固形分濃度2.5%、日産化学社製)12.0gに変更した。
 それ以外は実施例1と同様に試料(透明電極および有機ELデバイス)を作製し評価したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
≪Change of conductive polymer≫
Instead of 15.9 g of PEDOT-PSS CLEVIOS PH510 (solid content 1.89%, manufactured by Heraeus) as the conductive polymer 1 of the coating solution 1 for forming a transparent conductive protective layer used in Example 1, a conductive material Polyaniline dispersion ORMECON (registered trademark) INK (conductive polymer dispersion liquid ink) (solid content concentration 2.5%, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) was changed to 12.0 g.
Other than that, when a sample (transparent electrode and organic EL device) was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, the same result as in Example 1 was obtained.
 本発明は、基板との密着性の良好な金属細線パターンを有する透明電極であって、巻き取りやフラッシュ光を照射した際などの金属細線パターンの剥離や、透明電極を折り曲げた際などの多孔質層へのクラックの発生を抑制するのに特に好適に利用することができる。 The present invention is a transparent electrode having a fine metal wire pattern with good adhesion to a substrate, and the porous fine electrode pattern is peeled off when wound up or irradiated with flash light, or when the transparent electrode is bent. It can be particularly suitably used to suppress the occurrence of cracks in the quality layer.
 1 透明電極
 10 透明樹脂基板
 20 多孔質層
  22 厚さ
 30 金属細線パターン
  32 厚さ
 40 透明導電性保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent electrode 10 Transparent resin substrate 20 Porous layer 22 Thickness 30 Metal fine wire pattern 32 Thickness 40 Transparent conductive protective layer

Claims (10)

  1.  透明樹脂基板、多孔質層、金属細線パターンおよび透明導電性保護層を有し、前記透明樹脂基板上に前記多孔質層と前記金属細線パターンとが形成され、前記多孔質層および前記金属細線パターン上に前記透明導電性保護層が形成された透明電極において、
     前記多孔質層の前記金属細線パターンに対する厚さが5~40%の範囲内で、かつ、前記金属細線パターンの厚さが0.3~3.0μmの範囲内であることを特徴とする透明電極。
    It has a transparent resin substrate, a porous layer, a metal fine wire pattern and a transparent conductive protective layer, and the porous layer and the metal fine wire pattern are formed on the transparent resin substrate, and the porous layer and the metal fine wire pattern In the transparent electrode on which the transparent conductive protective layer is formed,
    The transparent layer characterized in that the thickness of the porous layer with respect to the fine metal wire pattern is in the range of 5 to 40%, and the thickness of the fine metal wire pattern is in the range of 0.3 to 3.0 μm. electrode.
  2.  請求項1に記載の透明電極において、
     前記多孔質層の空隙率が30~77%の範囲内であることを特徴とする透明電極。
    The transparent electrode according to claim 1,
    A transparent electrode, wherein the porosity of the porous layer is in the range of 30 to 77%.
  3.  請求項2に記載の透明電極において、
     前記多孔質層の空隙率が55~75%の範囲内であることを特徴とする透明電極。
    The transparent electrode according to claim 2,
    A transparent electrode, wherein the porosity of the porous layer is in the range of 55 to 75%.
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の透明電極において、
     前記透明導電性保護層が、少なくとも導電性ポリマーと水分散系バインダーまたは水溶性バインダーとを含有することを特徴とする透明電極。
    The transparent electrode according to any one of claims 1 to 3,
    The transparent conductive protective layer contains at least a conductive polymer and an aqueous dispersion binder or a water-soluble binder.
  5.  透明樹脂基板上に多孔質層を形成する工程と、
     前記多孔質層上に金属細線パターンを形成する工程と、
     前記多孔質層および前記金属細線パターン上に透明導電性保護層を形成する工程とを有し、
     前記多孔質層を形成する工程では、前記多孔質層の前記金属細線パターンに対する厚さを5~40%の範囲内で設定し、
     前記金属細線パターンを形成する工程では、前記金属細線パターンの厚さを0.3~3.0μmの範囲内で設定することを特徴とする透明電極の製造方法。
    Forming a porous layer on the transparent resin substrate;
    Forming a fine metal wire pattern on the porous layer;
    Forming a transparent conductive protective layer on the porous layer and the fine metal wire pattern,
    In the step of forming the porous layer, the thickness of the porous layer with respect to the metal fine line pattern is set within a range of 5 to 40%,
    In the step of forming the fine metal wire pattern, a thickness of the fine metal wire pattern is set within a range of 0.3 to 3.0 μm.
  6.  請求項5に記載の透明電極の製造方法において、
     前記金属細線パターンの形成工程が、
     前記透明樹脂基板の多孔質層が形成された面上に、金属ナノ粒子分散液または金属錯体溶液を印刷する工程と、
     印刷後の前記金属ナノ粒子分散液または前記金属錯体溶液を焼成する工程と、
     を有することを特徴とする透明電極の製造方法。
    In the manufacturing method of the transparent electrode according to claim 5,
    The forming process of the metal fine line pattern,
    Printing the metal nanoparticle dispersion or metal complex solution on the surface of the transparent resin substrate on which the porous layer is formed;
    Baking the metal nanoparticle dispersion or the metal complex solution after printing;
    The manufacturing method of the transparent electrode characterized by having.
  7.  請求項6に記載の透明電極の製造方法において、
     前記金属ナノ粒子分散液または前記金属錯体溶液を印刷する工程では、インクジェット印刷を実行することを特徴とする透明電極の製造方法。
    In the manufacturing method of the transparent electrode according to claim 6,
    In the method of printing the metal nanoparticle dispersion or the metal complex solution, ink jet printing is performed.
  8.  請求項6に記載の透明電極の製造方法において、
     前記金属ナノ粒子分散液または前記金属錯体溶液を焼成する工程では、フラッシュ光を照射することを特徴とする透明電極の製造方法。
    In the manufacturing method of the transparent electrode according to claim 6,
    In the step of firing the metal nanoparticle dispersion or the metal complex solution, a method for producing a transparent electrode is characterized by irradiating flash light.
  9.  請求項1~4のいずれか一項に記載の透明電極と、
     前記透明電極に対向する位置に配置された第2電極と、
     前記透明電極と前記第2電極との間に設けられた有機機能層と、
     を具備することを特徴とする有機電子デバイス。
    The transparent electrode according to any one of claims 1 to 4,
    A second electrode disposed at a position facing the transparent electrode;
    An organic functional layer provided between the transparent electrode and the second electrode;
    An organic electronic device comprising:
  10.  請求項9に記載の有機電子デバイスにおいて、
     有機エレクトロルミネッセンスデバイスであることを特徴とする有機電子デバイス。
    The organic electronic device according to claim 9, wherein
    An organic electronic device characterized by being an organic electroluminescence device.
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