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有機透明導電体材料とその作製方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P08A014002
整理番号 P05-121
掲載日 2008年10月31日
出願番号 特願2005-362376
公開番号 特開2007-165199
登録番号 特許第4552014号
出願日 平成17年12月15日(2005.12.15)
公開日 平成19年6月28日(2007.6.28)
登録日 平成22年7月23日(2010.7.23)
発明者
  • 星野 勝義
  • 宮崎 智史
  • 金 商国
出願人
  • 国立大学法人 千葉大学
発明の名称 有機透明導電体材料とその作製方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】良好な透明度を有し、低コストで製造可能な有機透明導電性材料の製造方法の提供。
【解決手段】カルバゾールあるいはその誘導体を溶解した溶液を飽和カロメル参照電極に対し、電解電位+0.5~+1.8 Vの範囲で電解重合し、陽極上にポリカルバゾール膜(あるいはポリカルバゾール誘導体膜)を形成した後、ポリカルバゾールよりも小さな仕事関数をもつ金属を接触させ、化学量論比で反応させることにより、白色透明度が高い導電性ハイブリッド膜を得る有機透明導電性材料の作製方法。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


透明導電材料は、液晶ディスプレイ、電界発光ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイなどの画像表示パネル面や太陽電池パネル面に利用され、電圧印加や電流注入目的の電極として利用されている。また二次元情報入力装置であるタッチパネルにも広く用いられている。さらに、透明性を有する包装材への用途もあり、包装物の中身が見えるので内包物の安全性を検査しやすくなる。



そしてその材料としては、無機酸化物である酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、及びフッ素ドープ酸化スズ(FTO)の薄膜をガラス基板あるいはプラスチックシート上に堆積したパネルが用いられてきた。しかしながら、材料や製膜のコストが高く、例えば有機電界発光素子や有機太陽電池のかなりのコストが上記の無機透明電極に費やされてしまうといった問題がある。また有機物質との電子的(あるいは化学的)相互作用が乏しく、例えば有機EL素子の電荷輸送層への電荷注入効率に問題が生じている。



このような観点から、導電性微粒子を透明絶縁性ポリマー中に分散し、導電体膜を形成しようとする試みがあるが、導電性粒子としてITO微粒子を使用するために、上記問題の解決には至らない(特許文献1~3参照)。



また、近年、ポリチオフェン系の溶媒可溶性導電性ポリマー薄膜を基板上にコーティングするという試みがあるが(特許文献4~5参照)、材料がコスト高となる問題点がある。さらに、こうした導電性ポリマー中には、電荷担体となるポーラロンあるいはバイポーラロン(カチオンラジカルあるいはジカチオン)部位が不可避的に存在するが、これらの部位は可視域~赤外域に光吸収を持つため、厚膜にすると着色してしまう。従って機械的強度を上げるために厚膜にすると透明性を犠牲にしなければならない。



以上のように、比較的厚膜にして機械的強度を上げた場合にも良好な透明性を保ち、かつ作製(合成)が容易であるが故コストが低く抑えられる有機透明導電体材料は未だ実現されていない。




【特許文献1】特開平7-219697号公報

【特許文献2】特開2000-123658号公報

【特許文献3】特開平3-167590号公報

【特許文献4】特開2002-60736号公報

【特許文献5】特開2005-146259号広報

産業上の利用分野


本発明は、ポリカルバゾールまたはその誘導体を基本骨格とした透明導電体材料とその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カルバゾールあるいはその誘導体、及び過塩素酸テトラブチルアンモニウムからなる支持電解質を溶解した溶液を飽和カロメル参照電極に対し、電解電位+0.5V~1.8Vの範囲で電解し、陽極上に支持電解質アニオンがドープされたポリカルバゾール膜を1100nm以下の膜厚で形成させた後、20nm以下のアルミニウム膜を形成し、前記ポリカルバゾール膜と前記アルミニウム膜を接触させることによって前記ポリカルバゾール膜及び前記アルミニウム膜を透明化する、透明導電体膜を得る方法。

【請求項2】
前記アルミニウム膜を形成した後、透明ポリマー膜をコートし、前記陽極から前記透明ポリマー膜、前記ポリカルバゾール膜及び前記アルミニウム膜を剥離することによって、自己自立型(フリースタンディング)の透明導電体膜を得る請求項1記載の透明導電体膜を得る方法。

【請求項3】
カルバゾールあるいはその誘導体、及び過塩素酸テトラブチルアンモニウムからなる支持電解質を溶解した溶液を飽和カロメル参照電極に対し、電解電位+0.5V~1.8Vの範囲で電解し、陽極上に支持電解質アニオンがドープされたポリカルバゾール膜を1100nm以下の膜厚で形成させた後、透明ポリマー膜をコートし、前記ポリカルバゾール膜を透明ポリマー膜とともに剥離することによって、自己自立型(フリースタンディング)のポリカルバゾール膜を形成し、しかる後に20nm以下のアルミニウム膜を形成し、前記ポリカルバゾール膜と前記アルミニウム膜を接触させることによって前記ポリカルバゾール膜及び前記アルミニウム膜を透明化する、透明導電体膜を得る方法。

【請求項4】
ポリカルバゾールの物質量と金属の物質量の化学量論を一致させることを特徴とする請求項1又は3記載の透明導電体膜を得る方法。

【請求項5】
蒸着により前記アルミニウム膜を形成することを特徴とする請求項1又は3記載の透明導電体膜を得る方法。

【請求項6】
前記ポリカルバゾールの膜厚は、前記アルミニウム膜の膜厚を1とした場合、53以上75未満である請求項1又は3記載の透明導電体膜を得る方法。
産業区分
  • 電線ケーブル
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005362376thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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