JP2015189804A - Conductive composition, conductive film and organic semiconductor device - Google Patents

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亮 西尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive composition that can provide a conductive film with high conductivity and excellent temporal stability of the conductivity, a conductive film obtained from the conductive composition, and an organic semiconductor device using the conductive film.SOLUTION: The conductive composition comprises a π-conjugated polymer having a repeating unit represented by the general formula (1), an oxidant, a non-conjugated polymer, and a reductant. The mass ratio of the content of the reductant to the content of the oxidant is from 0.001 to 0.5.

Description

本発明は、導電性組成物、導電膜及び有機半導体デバイスに関する。   The present invention relates to a conductive composition, a conductive film, and an organic semiconductor device.

近年、半導体として有機材料を使用した有機半導体デバイス(例えば、有機トランジスタ、光電変換素子、熱電変換素子、有機ELなど)が盛んに開発されている。また、プロセス面のメリットなどから有機材料としてポリマーを使用する研究も行われている。
例えば、特許文献1には、塩化鉄等の酸化剤を用いて酸化重合により得られた特定の構造単位を有する高分子化合物が開示され、さらに、上記高分子化合物を含有する組成物を電荷輸送層に使用した有機トランジスタが開示されている。
In recent years, organic semiconductor devices (for example, organic transistors, photoelectric conversion elements, thermoelectric conversion elements, organic EL, etc.) using organic materials as semiconductors have been actively developed. Research is also being conducted on the use of polymers as organic materials because of process advantages.
For example, Patent Document 1 discloses a polymer compound having a specific structural unit obtained by oxidative polymerization using an oxidizing agent such as iron chloride, and further charge transporting a composition containing the polymer compound. An organic transistor used in the layer is disclosed.

特開2013−170134号公報JP2013-170134A

一方、有機半導体デバイスの高機能化や小型化などに伴い、有機半導体層(導電膜)に対して、高い導電率を経時的に安定して示すことが要求されている。すなわち、高い導電率と優れた導電率の経時安定性が要求されている。
このようななか、本発明者らが特許文献1を参考に、酸化剤を用いて酸化重合により得られた高分子化合物(π共役ポリマー)を含有する導電性組成物について検討したところ、導電膜の導電率は高いが、導電率が時間の経過とともに低下してしまい、導電率の経時安定性が昨今要求されているレベルを満たしていないことが分かった。
On the other hand, with the enhancement of functionality and miniaturization of organic semiconductor devices, it is required that the organic semiconductor layer (conductive film) exhibit high conductivity stably over time. That is, high electrical conductivity and excellent temporal stability of electrical conductivity are required.
Under these circumstances, the present inventors examined a conductive composition containing a polymer compound (π-conjugated polymer) obtained by oxidative polymerization using an oxidizing agent with reference to Patent Document 1, and as a result, Although the conductivity is high, it has been found that the conductivity decreases with the passage of time, and the stability with time of the conductivity does not satisfy the level required recently.

そこで、本発明は、上記実情を鑑みて、導電率が高く、かつ、導電率の経時安定性に優れた導電膜が得られる導電性組成物、上記導電性組成物から得られる導電膜、及び上記導電膜を用いた有機半導体デバイスを提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above circumstances, the present invention provides a conductive composition that provides a conductive film having high conductivity and excellent conductivity stability over time, a conductive film obtained from the conductive composition, and It aims at providing the organic-semiconductor device using the said electrically conductive film.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、酸化剤により発生したπ共役ポリマー中の過剰のキャリアによってポリマーが分解し、このようなポリマーの分解により導電率の経時的な低下が引き起こされている可能性があることを知見した。さらに、酸化剤に対して特定の量の還元剤を配合することで、π共役ポリマー中のキャリアが適量となり、高い導電率と導電率の経時安定性とが両立されることを知見した。本発明はこれらの知見等に基づくものであり、具体的な構成は以下のとおりである。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have decomposed the polymer by excess carriers in the π-conjugated polymer generated by the oxidizing agent, and the degradation of the polymer causes a decrease in conductivity over time. I found out that there is a possibility. Furthermore, it has been found that by adding a specific amount of reducing agent to the oxidizing agent, the carrier in the π-conjugated polymer becomes an appropriate amount, and both high conductivity and stability over time of the conductivity are compatible. The present invention is based on these findings and the like, and the specific configuration is as follows.

(1)後述する一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマーと、酸化剤と、非共役ポリマーと、還元剤とを含有し、
上記酸化剤の含有量に対する上記還元剤の含有量の質量比が、0.001〜0.5である、導電性組成物。
(2) 上記π共役ポリマーが、上記酸化剤及び上記非共役ポリマーの存在下、酸化重合法によって重合することにより得られる、上記(1)に記載の導電性組成物。
(3) 上記一般式(1)において、A環が、ベンゼン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、シクロペンタジエン環、又はシロール環である、上記(1)又は(2)に記載の導電性組成物。
(4) 上記一般式(1)において、nが、1〜3の整数である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の導電性組成物。
(5) 上記一般式(1)において、X及びX、またはX及びXが、それぞれ独立して硫黄原子、酸素原子、又はNR基(ここでRは水素原子又はアルキル基)である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の導電性組成物。
(6) 上記非共役ポリマーが、スルホ基を有する、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の導電性組成物。
(7) 上記酸化剤が、鉄(III)塩、銅(II)塩、過酸化物、及び過酸からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の導電性組成物。
(8) 上記還元剤が、単環芳香族化合物、含窒素芳香族化合物、含硫黄芳香族化合物、芳香族ビニルポリマー、芳香族アミン、脂肪族アミン、ニトロ化合物、チオール、及び金属錯塩、からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の導電性組成物。
(9) 更に、親水性溶媒を含有する、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の導電性組成物。
(10) 上記親水性溶媒の沸点が、130℃以上である、上記(9)に記載の導電性組成物。
(11) 水に、上記π共役ポリマーと、上記酸化剤と、上記非共役ポリマーと、上記還元剤とを分散させることで得られる、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の導電性組成物。
(12) 水に、上記π共役ポリマーと、上記酸化剤と、上記非共役ポリマーと、上記還元剤とを分散させ、さらに、上記親水性溶媒を加えることで得られる、上記(9)又は(10)に記載の導電性組成物。
(13) 上記(1)〜(12)のいずれかに記載の導電性組成物から得られる導電膜。
(14) キャリア濃度が、1×1024〜3×1026個/mである、上記(13)に記載の導電膜。
(15) 上記(13)又は(14)に記載の導電膜を用いた有機半導体デバイス。
(16) 基材と、電極と、上記(13)又は(14)に記載の導電膜とをこの順に備える、有機半導体デバイス。
(1) containing a π-conjugated polymer having a repeating unit represented by the general formula (1) described later, an oxidizing agent, a non-conjugated polymer, and a reducing agent,
The electrically conductive composition whose mass ratio of content of the said reducing agent with respect to content of the said oxidizing agent is 0.001-0.5.
(2) The conductive composition according to (1), wherein the π-conjugated polymer is obtained by polymerization by an oxidative polymerization method in the presence of the oxidizing agent and the non-conjugated polymer.
(3) Conductivity as described in said (1) or (2) whose A ring is a benzene ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a cyclopentadiene ring, or a silole ring in the said General formula (1). Composition.
(4) The conductive composition according to any one of (1) to (3), wherein in the general formula (1), n is an integer of 1 to 3.
(5) In the general formula (1), X 1 and X 3 , or X 1 and X 4 are each independently a sulfur atom, an oxygen atom, or an NR group (where R is a hydrogen atom or an alkyl group). The conductive composition according to any one of the above (1) to (4).
(6) The conductive composition according to any one of (1) to (5), wherein the non-conjugated polymer has a sulfo group.
(7) The above (1) to (6), wherein the oxidizing agent is at least one compound selected from the group consisting of iron (III) salts, copper (II) salts, peroxides, and peracids. The electrically conductive composition in any one of.
(8) The reducing agent comprises a monocyclic aromatic compound, a nitrogen-containing aromatic compound, a sulfur-containing aromatic compound, an aromatic vinyl polymer, an aromatic amine, an aliphatic amine, a nitro compound, a thiol, and a metal complex salt. The conductive composition according to any one of (1) to (7), which is at least one compound selected from the group.
(9) The conductive composition according to any one of (1) to (8), further including a hydrophilic solvent.
(10) The conductive composition according to (9), wherein the hydrophilic solvent has a boiling point of 130 ° C. or higher.
(11) The conductivity according to any one of (1) to (8), obtained by dispersing the π-conjugated polymer, the oxidizing agent, the non-conjugated polymer, and the reducing agent in water. Sex composition.
(12) The above (9) or (9) obtained by dispersing the π-conjugated polymer, the oxidizing agent, the non-conjugated polymer, and the reducing agent in water and further adding the hydrophilic solvent. The electrically conductive composition as described in 10).
(13) A conductive film obtained from the conductive composition according to any one of (1) to (12).
(14) The conductive film according to (13), wherein the carrier concentration is 1 × 10 24 to 3 × 10 26 / m 3 .
(15) An organic semiconductor device using the conductive film according to (13) or (14).
(16) An organic semiconductor device comprising a base material, an electrode, and the conductive film according to (13) or (14) in this order.

以下に示すように、本発明によれば、導電率が高く、かつ、導電率の経時安定性に優れた導電膜が得られる導電性組成物、上記導電性組成物から得られる導電膜、及び上記導電膜を用いた有機半導体デバイスを提供することができる。
なお、以下、導電率の経時安定性が優れることを、単に経時安定性が優れるとも言う。
As shown below, according to the present invention, a conductive composition that provides a conductive film that has high conductivity and excellent conductivity over time, a conductive film obtained from the conductive composition, and An organic semiconductor device using the conductive film can be provided.
In addition, hereinafter, the fact that the stability over time of the conductivity is excellent also simply means that the stability over time is excellent.

本発明の熱電変換素子の一例を模式的に示す断面図である。図1中の矢印は素子の使用時に付与される温度差の方向を示す。It is sectional drawing which shows typically an example of the thermoelectric conversion element of this invention. The arrows in FIG. 1 indicate the direction of the temperature difference applied when the element is used. 本発明の熱電変換素子の一例を模式的に示す断面図である。図2中の矢印は素子の使用時に付与される温度差の方向を示す。It is sectional drawing which shows typically an example of the thermoelectric conversion element of this invention. The arrows in FIG. 2 indicate the direction of the temperature difference applied when the element is used. 本発明の熱電変換素子の一例(モジュール)を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example (module) of the thermoelectric conversion element of this invention. 図4(a)及び図4(b)は、それぞれ本発明の光電変換素子の一実施態様を示す断面模式図である。FIG. 4A and FIG. 4B are schematic cross-sectional views showing one embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention.

以下に、本発明の導電性組成物、導電膜、及び有機半導体デバイスについて説明する。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの双方又はいずれかを表すものであり、これらの混合物をも包含するものである。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
Below, the electrically conductive composition of this invention, an electrically conductive film, and an organic-semiconductor device are demonstrated.
In the present specification, “(meth) acrylate” represents both and / or acrylate and methacrylate, and includes a mixture thereof.
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

[導電性組成物]
本発明の導電性組成物(以下、本発明の組成物とも言う)は、後述する一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマー(A)と、酸化剤(B)と、非共役ポリマー(C)と、還元剤(D)とを含有する。
ここで、上記酸化剤(B)の含有量に対する上記還元剤(D)の含有量の質量比は、0.001〜0.5である。すなわち、上記酸化剤(B)の含有量と上記還元剤(D)の含有量との質量比(D/B)は、0.001〜0.5である。
以下、本発明の組成物が含有する各成分について説明する。
[Conductive composition]
The conductive composition of the present invention (hereinafter also referred to as the composition of the present invention) is a π-conjugated polymer (A) having a repeating unit represented by the following general formula (1), an oxidizing agent (B), A non-conjugated polymer (C) and a reducing agent (D) are contained.
Here, the mass ratio of the content of the reducing agent (D) to the content of the oxidizing agent (B) is 0.001 to 0.5. That is, the mass ratio (D / B) between the content of the oxidizing agent (B) and the content of the reducing agent (D) is 0.001 to 0.5.
Hereinafter, each component contained in the composition of the present invention will be described.

<π共役ポリマー(A)>
π共役ポリマー(A)は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマーである。ここで、π共役ポリマーとは、主鎖がπ電子又は孤立電子対のローンペアで共役する構造を有するポリマーを指す。
π共役ポリマー(A)は下記一般式(1)に示されるように平面性が高いため、ポリマー分子間のπ軌道の重なりが大きい。結果として、ポリマー分子間のキャリアのホッピングが促進され、得られる導電膜の高導電率に繋がるものと推測される。
なお、π共役ポリマー(A)中に下記一般式(1)で表される繰り返し単位が複数存在する場合、複数存在する下記一般式(1)で表される繰り返し単位は同一であっても異なっていてもよい。
<Π-conjugated polymer (A)>
The π-conjugated polymer (A) is a π-conjugated polymer having a repeating unit represented by the following general formula (1). Here, the π-conjugated polymer refers to a polymer having a structure in which the main chain is conjugated with a lone pair of π electrons or lone electrons.
Since the π-conjugated polymer (A) has high planarity as shown in the following general formula (1), the overlap of π orbitals between polymer molecules is large. As a result, it is presumed that carrier hopping between polymer molecules is promoted, leading to high conductivity of the obtained conductive film.
In addition, when there are a plurality of repeating units represented by the following general formula (1) in the π-conjugated polymer (A), a plurality of repeating units represented by the following general formula (1) may be the same or different. It may be.

一般式(1)中、A環は共役炭化水素環又は共役複素環を表す。
ここで、共役炭化水素環とは、共役構造を有する炭化水素環を指す。また、共役複素環とは共役構造を有する複素環を表す。なお、共役構造とは、2つの「炭素原子−炭素原子(C−C)多重結合」が単結合を介して繋がった構造を指す。共役構造は、2つのC−C2重結合が単結合を介して繋がった構造であるのが好ましい。
共役炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、シクロペンタジエン環などが挙げられる。
共役複素環構造としては、例えば、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、シロール環、フラン環などが挙げられる。
A環は、ベンゼン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、シクロペンタジエン環、又はシロール環であるのが好ましい。
In general formula (1), A ring represents a conjugated hydrocarbon ring or a conjugated heterocyclic ring.
Here, the conjugated hydrocarbon ring refers to a hydrocarbon ring having a conjugated structure. The conjugated heterocycle represents a heterocycle having a conjugated structure. The conjugated structure refers to a structure in which two “carbon atoms—carbon atoms (C—C) multiple bonds” are connected via a single bond. The conjugated structure is preferably a structure in which two C—C double bonds are connected via a single bond.
Examples of the conjugated hydrocarbon ring include a benzene ring and a cyclopentadiene ring.
Examples of the conjugated heterocyclic structure include a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a silole ring, and a furan ring.
The A ring is preferably a benzene ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a cyclopentadiene ring, or a silole ring.

一般式(1)中、nは0以上の整数を表す。なかでも、1〜3の整数が好ましい。nが2以上の整数である場合に複数存在するA環は同一であっても異なってもよい。
ここで、nは、縮環することにより繋がっているA環の数を表す。
例えば、後述する実施例で使用されるπ共役ポリマー1は、nが1であり、1つのA環がベンゼン環の態様である。
また、後述する実施例で使用されるπ共役ポリマー3は、nが2であり、2つのA環が共にベンゼン環の態様である。
また、後述する実施例で使用されるπ共役ポリマー4は、nが3であり、3つのA環全てがベンゼン環の態様である。
また、後述する実施例で使用されるπ共役ポリマー7は、nが3であり、3つのA環のうち2つがシロール環、1つのA環がベンゼン環の態様である。
なお、nが0の場合、A環が無く、X及びXを含む単環と、X及びXを含む単環とが縮環していることを表す。すなわち、一般式(1)は下記一般式(n0)で表される。
In general formula (1), n represents an integer of 0 or more. Especially, the integer of 1-3 is preferable. When n is an integer of 2 or more, a plurality of A rings may be the same or different.
Here, n represents the number of A rings connected by condensing.
For example, in the π-conjugated polymer 1 used in the examples described later, n is 1 and one A ring is a benzene ring.
Further, in the π-conjugated polymer 3 used in Examples described later, n is 2, and two A rings are both benzene rings.
In the π-conjugated polymer 4 used in the examples described later, n is 3 and all three A rings are benzene rings.
In the π-conjugated polymer 7 used in the examples described later, n is 3, 2 of the 3 A rings are silole rings, and 1 A ring is a benzene ring.
Incidentally, when n is 0, indicating that the A ring is not a monocyclic ring containing X 1 and X 2, it is a monocyclic ring containing X 3 and X 4 are condensed. That is, general formula (1) is represented by the following general formula (n0).

一般式(1)中、X、X、X、及びXはそれぞれ独立してヘテロ原子、置換基(例えば、後述する置換基W)を有するヘテロ原子、−CH=CH−基、又は=CH−基を表す。ヘテロ原子は特に制限されないが、具体例としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などが挙げられる。
及びX、またはX及びXは、それぞれ独立して硫黄原子、酸素原子、又はNR基(ここでRは水素原子又はアルキル基)であるのが好ましい。
In the general formula (1), X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently a hetero atom, a hetero atom having a substituent (for example, a substituent W described later), a —CH═CH— group, Or represents a = CH- group. The hetero atom is not particularly limited, but specific examples include a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and the like.
X 1 and X 3 , or X 1 and X 4 are preferably each independently a sulfur atom, an oxygen atom, or an NR group (where R is a hydrogen atom or an alkyl group).

一般式(1)中、X及びXを含む単環、並びに、X及びXを含む単環はいずれも芳香環を表す。
例えば、Xが−CH=CH−基であり、Xが=CH−基である場合、X及びXを含む単環はベンゼン環を表す。また、Xが硫黄原子であり、Xが=CH−基である場合、X及びXを含む単環はチオフェン環を表す。
In general formula (1), the monocycle containing X 1 and X 2 and the monocycle containing X 3 and X 4 all represent an aromatic ring.
For example, when X 1 is a —CH═CH— group and X 2 is a ═CH— group, the monocycle containing X 1 and X 2 represents a benzene ring. In addition, when X 1 is a sulfur atom and X 2 is a ═CH— group, the monocycle containing X 1 and X 2 represents a thiophene ring.

一般式(1)中、R、R、及びRはそれぞれ独立してアリール基(好ましくは炭素数5〜20)、ヘテロアリール基(好ましくは、環構成原子数5〜20)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30)、ポリエチレンオキシエーテル基(以下構造式参照)、アルキルチオ基(RS−:Rはアルキル基(好ましくは炭素数1〜30)を表す。)、ポリエチレンオキシチオエーテル基(以下構造式参照)、アルキルアミノ基(RN−:R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜30)を表す。ただし、R及びRの少なくとも一方はアルキル基を表す。)、又はポリエチレンオキシアミノ基(以下構造式参照)を表す。
なお、以下構造式中、Rは水素原子又はアルキル基を表す。nは、1以上の整数(好ましくは、1〜10の整数)を表す。波線部は、結合位置を表す。
In general formula (1), R 1 , R 2 , and R A are each independently an aryl group (preferably having 5 to 20 carbon atoms), a heteroaryl group (preferably having 5 to 20 ring atoms), alkyl Group (preferably having 1 to 30 carbon atoms), alkoxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms), polyethyleneoxyether group (see the structural formula below), alkylthio group (RS-: R is an alkyl group (preferably having 1 carbon atom) To 30).), A polyethyleneoxythioether group (see the structural formula below), an alkylamino group (R 1 R 2 N—: R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group (preferably a carbon number). 1 to 30), wherein at least one of R 1 and R 2 represents an alkyl group), or represents a polyethyleneoxyamino group (see the structural formula below).
In the following structural formulas, R represents a hydrogen atom or an alkyl group. n represents an integer of 1 or more (preferably an integer of 1 to 10). The wavy line represents the coupling position.

、R、及びR中の炭素原子は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。
、R、及びRは互いに任意の位置で連結していてもよい。
、R、及びRは置換基(例えば、後述する置換基W)を有してもよい。
The carbon atom in R < 1 >, R < 2 > and RA may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom.
R 1 , R 2 , and R A may be linked to each other at an arbitrary position.
R 1 , R 2 , and R A may have a substituent (for example, a substituent W described later).

一般式(1)中、nAはA環に置換するRの数を表し、具体的には0以上の整数を表す。nAの上限は、A環に置換可能なRの数の最大値である。nAは、0〜2の整数であることが好ましい。
一般式(1)中、nB及びnCはそれぞれ独立して0以上の整数を表す。nBの上限は、X及びXを含む単環に置換可能なRの数の最大値である。nCの上限は、X及びXを含む単環に置換可能なRの数の最大値である。nB及びnCはそれぞれ独立して、0〜2の整数であることが好ましい。
In the general formula (1), nA represents the number of RA substituted on the A ring, and specifically represents an integer of 0 or more. The upper limit of nA is the maximum value of the number of RA that can be substituted on the A ring. nA is preferably an integer of 0 to 2.
In general formula (1), nB and nC each independently represent an integer of 0 or more. The upper limit of nB is the maximum value of the number of R 1 that can be substituted with a single ring containing X 1 and X 2 . The upper limit of nC is the maximum value of the number of R 2 that can be substituted with a single ring containing X 3 and X 4 . nB and nC are preferably each independently an integer of 0 to 2.

一般式(1)中、アスタリスク(星印)は結合位置を表す。   In the general formula (1), an asterisk (star) represents a binding position.

π共役ポリマー(A)は、一般式(1)で表される繰り返し単位以外の別の繰り返し単位を有してもよい。
なお、π共役ポリマー(A)が複数の繰り返し単位を有する場合には、共重合様式は、特に限定されず、ブロック共重合、交互共重合、ランダム共重合、グラフト共重合のいずれでもよい。
上記別の繰り返し単位は、主鎖の共役系を形成可能な連結基、原子又はこれらを組合せたものであればよい。このような別の繰り返し単位は、特に限定されないが、エテニレン基、エチニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基からなる群より選択される少なくとも1種の繰り返し単位が好ましい。
The π-conjugated polymer (A) may have another repeating unit other than the repeating unit represented by the general formula (1).
When the π-conjugated polymer (A) has a plurality of repeating units, the copolymerization mode is not particularly limited, and any of block copolymerization, alternating copolymerization, random copolymerization, and graft copolymerization may be used.
The other repeating unit may be a linking group, an atom, or a combination thereof, which can form a conjugated system of the main chain. Such another repeating unit is not particularly limited, but is preferably at least one repeating unit selected from the group consisting of an ethenylene group, an ethynylene group, an arylene group, and a heteroarylene group.

上記アリーレン基の炭素数は6〜20が好ましく、6〜15がより好ましい。アリーレン基は好ましくはフェニレン、ナフチレンである。
上記アリーレン基は、主鎖の共役系を形成可能な原子、好ましくは窒素原子に結合した複数の芳香環を有し、異なる芳香環で主鎖に結合する基を含んでいてもよい。このような基として、例えば、異なるフェニル基で主鎖に結合する、トリフェニルアミンから得られる2価の基が挙げられる。
6-20 are preferable and, as for carbon number of the said arylene group, 6-15 are more preferable. The arylene group is preferably phenylene or naphthylene.
The arylene group has a plurality of aromatic rings bonded to an atom capable of forming a conjugated system of the main chain, preferably a nitrogen atom, and may include a group bonded to the main chain through different aromatic rings. Examples of such a group include a divalent group obtained from triphenylamine, which is bonded to the main chain with a different phenyl group.

また、上記ヘテロアリーレン基の炭素数は3〜20が好ましく、5〜12がより好ましい。ヘテロアリーレン基を構成するヘテロ環は、特に限定されないが、5員環又は6員環が好ましく、このヘテロ環を構成するヘテロ原子としては、特に限定されないが、硫黄原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、セレン原子等が好適に挙げられる。ヘテロアリーレン基の好ましい例としては、2価のチオフェン環、2価のチアゾール環、2価のオキサゾール環、2価のフラン環、2価のピロール環、2価のセレノフェン環、2価のチアゾール環、2価のオキサゾール環、2価のホスホール環、2価のホスホリン環、2価のチアジアゾール環、2価のオキサジアゾール環、2価のピラゾール環、2価のイミダゾール環、2価のピリジン環、2価のピラジン環、2価のピリダジン環、2価のトリアジン環、2価のトリアゾール環、2価のテトラジン環が挙げられる。   Moreover, 3-20 are preferable and, as for carbon number of the said heteroarylene group, 5-12 are more preferable. The heterocycle constituting the heteroarylene group is not particularly limited, but a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferable. The heteroatom constituting the heterocycle is not particularly limited, but a sulfur atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, A silicon atom, a selenium atom, etc. are mentioned suitably. Preferred examples of the heteroarylene group include a divalent thiophene ring, a divalent thiazole ring, a divalent oxazole ring, a divalent furan ring, a divalent pyrrole ring, a divalent selenophene ring, and a divalent thiazole ring. Divalent oxazole ring, divalent phosphole ring, divalent phospholine ring, divalent thiadiazole ring, divalent oxadiazole ring, divalent pyrazole ring, divalent imidazole ring, divalent pyridine ring Examples thereof include a divalent pyrazine ring, a divalent pyridazine ring, a divalent triazine ring, a divalent triazole ring, and a divalent tetrazine ring.

上記アリーレン基及びヘテロアリーレン基は、それぞれ、縮環していてもよい。
縮環する環は脂肪族環であっても芳香族環であってもよく、また炭化水素環であってもヘテロ環であってもよい。なかでも、芳香族環構造を含む環が好ましく、芳香族へテロ環構造を含む環がより好ましい。
縮合する環を構成する芳香族炭化水素環としては、芳香族性を有する単環の炭化水素環であればよく、その基本となる環としてベンゼン環が挙げられる。
縮合する環を構成する芳香族へテロ環としては、芳香族性を有する単環のヘテロ環であれば特に限定されないが、5員環の芳香族ヘテロ環又は6員環の芳香族ヘテロ環が好適に挙げられる。ヘテロ環を構成するヘテロ原子としては、硫黄原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、セレン原子等が挙げられ、酸素原子、硫黄原子、窒素原子が好ましく、硫黄原子、窒素原子がより好ましい。5員環の芳香族ヘテロ環としては、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、ジアゾール環、ピリジン環、ピラジン環が挙げられる。6員環の芳香族ヘテロ環としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環が挙げられる。なかでも、チオフェン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアジアゾール環、ジアゾール環、ピリジン環、ピラジン環がさらに好ましい。
The arylene group and heteroarylene group may each be condensed.
The condensed ring may be an aliphatic ring or an aromatic ring, and may be a hydrocarbon ring or a hetero ring. Among these, a ring containing an aromatic ring structure is preferable, and a ring containing an aromatic heterocyclic structure is more preferable.
The aromatic hydrocarbon ring constituting the condensed ring may be a monocyclic hydrocarbon ring having aromaticity, and a benzene ring may be mentioned as the basic ring.
The aromatic heterocycle constituting the condensed ring is not particularly limited as long as it is a monocyclic heterocycle having aromaticity, but a 5-membered aromatic heterocycle or a 6-membered aromatic heterocycle is Preferably mentioned. Examples of the hetero atom constituting the heterocycle include a sulfur atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a silicon atom, and a selenium atom. An oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom are preferable, and a sulfur atom and a nitrogen atom are more preferable. Examples of the 5-membered aromatic heterocycle include thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, selenophene ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, triazole ring, thiadiazole ring , Diazole ring, pyridine ring and pyrazine ring. Examples of the 6-membered aromatic heterocycle include a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring. Of these, a thiophene ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a thiadiazole ring, a diazole ring, a pyridine ring, and a pyrazine ring are more preferable.

縮環したアリーレン基又はヘテロアリーレン基となるものとしては、例えば、フルオレン、ジチエノシロール、シクロペンタジチオフェン、ベンゾジチオフェン、チエノ[3,4−b]チオフェン、[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン、ベンゾフルオレン等が挙げられる。なお、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が縮環している場合に、主鎖と連結する連結位置は、同一の環を構成する環構成原子であっても、異なる環を構成する環構成原子であってもよい。   Examples of the condensed arylene group or heteroarylene group include fluorene, dithienosilole, cyclopentadithiophene, benzodithiophene, thieno [3,4-b] thiophene, [1] benzothieno [3,2-b. ] [1] Benzothiophene, benzofluorene and the like. In the case where the arylene group and the heteroarylene group are condensed, the connecting position connected to the main chain is a ring constituent atom constituting a different ring, even if it is a ring constituent atom constituting the same ring. May be.

上記別の繰り返し単位は、置換基(例えば、後述する置換基W)を有していてもよい。   The another repeating unit may have a substituent (for example, substituent W described later).

π共役ポリマー(A)中の一般式(1)で表される繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましい。上限は特に制限されず、100質量%である(すなわち、一般式(1)で表される繰り返し単位のホモポリマー)。   The content of the repeating unit represented by the general formula (1) in the π-conjugated polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. The upper limit is not particularly limited and is 100% by mass (that is, a homopolymer of a repeating unit represented by the general formula (1)).

π共役ポリマー(A)の分子量は特に制限されないが、重量平均分子量(Mw)で5000〜20万であることが好ましく、1万〜15万であることがより好ましい。
なお、本明細書において重量平均分子量は、GPC(溶媒:THF)により測定されたポリスチレン換算値である。
The molecular weight of the π-conjugated polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 5,000 to 200,000, more preferably 10,000 to 150,000 in terms of weight average molecular weight (Mw).
In addition, in this specification, a weight average molecular weight is a polystyrene conversion value measured by GPC (solvent: THF).

(製造方法)
π共役ポリマー(A)の製造方法は特に制限されず、公知の方法を利用することができる。例えば、重合後に上述した一般式(1)で表される繰り返し単位となるモノマーを酸化重合法やカップリング重合法により重合させる方法などが挙げられる。なかでも、酸化重合法により重合させる方法が好ましい。
(Production method)
The manufacturing method in particular of (pi) conjugated polymer (A) is not restrict | limited, A well-known method can be utilized. Examples thereof include a method of polymerizing a monomer that becomes a repeating unit represented by the general formula (1) described above by polymerization by an oxidative polymerization method or a coupling polymerization method. Of these, a method of polymerizing by an oxidative polymerization method is preferable.

(好適な態様)
π共役ポリマー(A)は、酸化剤の存在下、酸化重合法によって重合することにより得られるものであるのが好ましい。なかでも、酸化剤及び後述する非共役ポリマー(C)の存在下、酸化重合法によって重合することにより得られるものであるのがより好ましい。
非共役ポリマー(C)の存在下で重合することにより、π共役ポリマー(A)と非共役ポリマー(C)との分散性が向上するため、キャリアパスが形成されやすくなり、得られる導電膜の導電率がより高くなる。
なお、酸化重合法で使用した酸化剤を後述する酸化剤(B)としても使用するのが好ましい。酸化剤の具体例及び好適な態様は後述する酸化剤(B)と同じである。
(Preferred embodiment)
The π-conjugated polymer (A) is preferably obtained by polymerization by an oxidative polymerization method in the presence of an oxidizing agent. Especially, it is more preferable that it is obtained by superposing | polymerizing by an oxidative polymerization method in presence of an oxidizing agent and the nonconjugated polymer (C) mentioned later.
By polymerizing in the presence of the non-conjugated polymer (C), the dispersibility of the π-conjugated polymer (A) and the non-conjugated polymer (C) is improved, so that a carrier path is easily formed, and the resulting conductive film The conductivity is higher.
In addition, it is preferable to use the oxidizing agent used by the oxidation polymerization method also as an oxidizing agent (B) mentioned later. Specific examples and preferred embodiments of the oxidizing agent are the same as those of the oxidizing agent (B) described later.

以下に一般式(1)で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。ここで、*は繰り返し単位の連結位置を示す。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (1) are shown below, but the present invention is not limited thereto. Here, * shows the connection position of a repeating unit.







本発明の組成物において、π共役ポリマー(A)の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、5〜70質量%であることが好ましく、10〜50質量%であることがより好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the π-conjugated polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 5 to 70% by mass, and 10 to 50% by mass with respect to the total solid content in the composition. More preferably.

<酸化剤(B)>
酸化剤(B)は上述したπ共役ポリマー(A)のドーパントとして機能する。なお、π共役ポリマー(A)が、酸化剤の存在下、酸化重合法によって重合することにより得られるものであり、酸化重合法で使用した酸化剤を酸化剤(B)としても使用する場合、酸化剤(B)は、酸化重合剤としても機能する。
<Oxidizing agent (B)>
The oxidizing agent (B) functions as a dopant for the above-described π-conjugated polymer (A). In addition, when the π-conjugated polymer (A) is obtained by polymerization by an oxidative polymerization method in the presence of an oxidant, and the oxidant used in the oxidative polymerization method is also used as the oxidant (B), The oxidizing agent (B) also functions as an oxidizing polymerization agent.

酸化剤(B)としては特に制限されないが、鉄(III)塩、銅(II)塩、過酸化物、及び過酸からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が好ましい。
酸化剤(B)の具体例としては、ハロゲン(Cl,Br,I,ICl,ICl,IBr,IF)、ルイス酸(PF,AsF,SbF,BF,BCl,BBr,SO)、遷移金属化合物(FeCl,FeOCl,TiCl,ZrCl,HfCl,NbF,NbCl,TaCl,MoF,MoCl,WF,WCl,UF,LnCl(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm等のランタノイド)、その他、XeOF,(NO )(SbF ),(NO )(SbCl ),AgClO,HIrCl,La(NO・6HO)、O、O、(NO )(BF )、FSOOOSOF、塩化鉄(III)六水和物、無水塩化鉄(III)、硝酸鉄(III)九水和物、無水硝酸第二鉄、硫酸鉄(III)n水和物(n=3〜12)、硫酸鉄(III)アンモニウム十二水和物、過塩素酸鉄(III)n水和物(n=1,6)、テトラフルオロホウ酸鉄(III)等の無機酸の鉄(III)塩;塩化銅(II)、硫酸銅(II)、テトラフルオロホウ酸銅(II)等の無機酸の銅(II)塩;テトラフルオロホウ酸ニトロソニウム;過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過ヨウ素酸カリウム等の過ヨウ素酸塩;過酸化水素、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム、硫酸四アンモニウムセリウム(IV)二水和物;p−トルエンスルホン酸鉄(III)等の有機酸の鉄(III)塩;有機スルホン酸第二鉄、などが挙げられる。
上記有機スルホン酸第二鉄の有機スルホン酸としては、例えば、ベンゼンスルホン酸又はその誘導体、ナフタレンスルホン酸又はその誘導体、アントラキノンスルホン酸又はその誘導体などの芳香族系スルホン酸が好適に用いられる。
上記ベンゼンスルホン酸又はその誘導体におけるベンゼンスルホン酸誘導体としては、例えば、トルエンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、メトキシベンゼンスルホン酸、エトキシベンゼンスルホン酸、プロポキシベンゼンスルホン酸、ブトキシベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸などが挙げられ、ナフタレンスルホン酸又はその誘導体におけるナフタレンスルホン酸誘導体としては、例えば、ナフタレンジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、エチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸などが挙げられ、アントラキノンスルホン酸又はその誘導体におけるアントラキノンスルホン酸誘導体としては、例えば、アントラキノンジスルホン酸、アントラキノントリスルホン酸などが挙げられる。これらの芳香族系スルホン酸の中でも、特に、トルエンスルホン酸、メトキシベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸などが好ましく、とりわけ、パラトルエンスルホン酸、メトキシベンゼンスルホン酸が好ましい。
酸化剤(B)は、無機酸もしくは有機酸の鉄塩(III)、又は過硫酸塩が好ましく、過硫酸アンモニウム又はp−トルエンスルホン酸鉄(III)がより好ましく、p−トルエンスルホン酸鉄(III)がさらに好ましい。
Although it does not restrict | limit especially as an oxidizing agent (B), At least 1 sort (s) of compounds selected from the group which consists of iron (III) salt, copper (II) salt, a peroxide, and a peracid is preferable.
Specific examples of the oxidizing agent (B) include halogen (Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl, ICl 3 , IBr, IF), Lewis acid (PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3, SO 3), the transition metal compound (FeCl 3, FeOCl, TiCl 4 , ZrCl 4, HfCl 4, NbF 5, NbCl 5, TaCl 5, MoF 5, MoCl 5, WF 6, WCl 6, UF 6, LnCl 3 (Lan = lanthanoids such as La, Ce, Pr, Nd, Sm, etc.), XeOF 4 , (NO 2 + ) (SbF 6 ), (NO 2 + ) (SbCl 6 ), AgClO 4 , H 2 IrCl 6, La (NO 3) 3 · 6H 2 O), O 2, O 3, (NO 2 +) (BF 4 -), FSO 2 OOSO 2 F, iron chloride (III Hexahydrate, anhydrous iron (III) chloride, iron (III) nitrate nonahydrate, anhydrous ferric nitrate, iron (III) sulfate n-hydrate (n = 3-12), iron (III) sulfate Iron (III) salts of inorganic acids such as ammonium dodecahydrate, iron (III) perchlorate n hydrate (n = 1,6), iron (III) tetrafluoroborate; copper (II) chloride Copper (II) salts of inorganic acids such as copper (II) sulfate and copper (II) tetrafluoroborate; nitrosonium tetrafluoroborate; persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate; Periodate salts such as potassium iodate; Hydrogen peroxide, potassium hexacyanoferrate (III), tetraammonium cerium sulfate (IV) dihydrate; Iron of organic acids such as iron (III) p-toluenesulfonate ( III) salt; ferric organic sulfonate, And the like.
As the organic sulfonic acid of the ferric organic sulfonate, aromatic sulfonic acids such as benzene sulfonic acid or a derivative thereof, naphthalene sulfonic acid or a derivative thereof, anthraquinone sulfonic acid or a derivative thereof are preferably used.
Examples of the benzenesulfonic acid derivative in the benzenesulfonic acid or derivative thereof include toluenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, propylbenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, methoxybenzenesulfonic acid, ethoxybenzenesulfonic acid, Examples thereof include propoxybenzene sulfonic acid, butoxybenzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, cresol sulfonic acid, and benzene disulfonic acid. Examples of naphthalene sulfonic acid derivatives in naphthalene sulfonic acid or its derivatives include naphthalene disulfonic acid and naphthalene trisulfonic acid. , Methyl naphthalene sulfonic acid, ethyl naphthalene sulfonic acid, propyl naphthalene sulfonic acid, butyl naphthalene sulfonic acid, etc. It is, as the anthraquinone sulfonic acid derivatives in anthraquinone sulfonic acid or its derivatives, e.g., anthraquinone disulfonic acid, anthraquinone-trisulfonic acid. Among these aromatic sulfonic acids, toluenesulfonic acid, methoxybenzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, naphthalenetrisulfonic acid and the like are particularly preferable, and paratoluenesulfonic acid and methoxybenzenesulfonic acid are particularly preferable. .
The oxidizing agent (B) is preferably an iron salt (III) of an inorganic acid or an organic acid, or a persulfate, more preferably ammonium persulfate or iron (III) p-toluenesulfonate, and iron p-toluenesulfonate (III). Is more preferable.

本発明の組成物において、酸化剤(B)の含有量は後述する質量比(D/B)が所定の範囲であれば特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、1〜45質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the oxidizing agent (B) is not particularly limited as long as the mass ratio (D / B) described below is within a predetermined range, but it is 1 to It is preferable that it is 45 mass%, and it is more preferable that it is 5-30 mass%.

なお、π共役ポリマー(A)が、酸化剤の存在下、酸化重合法によって重合することにより得られるものであり、酸化重合法で使用した酸化剤を酸化剤(B)としても使用する場合、酸化剤(B)には、酸化重合時に反応した酸化剤が含まれる。
したがって、酸化重合法で使用した酸化剤を酸化剤(B)としても使用する場合、本発明の組成物中の酸化剤(B)の量は、酸化重合時に仕込んだ酸化剤の量である。ただし、酸化重合後にさらに酸化剤を加えて本発明の組成物を得た場合には、本発明の組成物中の酸化剤(B)の量は、酸化重合時に仕込んだ酸化剤と酸化重合後にさらに加えた酸化剤との合計の量である。
In addition, when the π-conjugated polymer (A) is obtained by polymerization by an oxidative polymerization method in the presence of an oxidant, and the oxidant used in the oxidative polymerization method is also used as the oxidant (B), The oxidizing agent (B) includes an oxidizing agent that has reacted during oxidative polymerization.
Therefore, when the oxidizing agent used in the oxidation polymerization method is also used as the oxidizing agent (B), the amount of the oxidizing agent (B) in the composition of the present invention is the amount of the oxidizing agent charged during the oxidation polymerization. However, when an oxidant is further added after the oxidative polymerization to obtain the composition of the present invention, the amount of the oxidant (B) in the composition of the present invention is the same as that of the oxidant charged during the oxidative polymerization and after the oxidative polymerization. Furthermore, it is the total amount with the added oxidizing agent.

<非共役ポリマー(C)>
非共役ポリマー(C)は、ポリマー主鎖の共役構造で導電性を示さないポリマー(高分子)であれば特に制限されない。共役構造の定義は上述のとおりである。なお、非共役ポリマー(C)はバインダーとして機能し、得られる導電膜の強度を高める。
非共役ポリマー(C)は、好ましくは、ポリマー主鎖が、芳香環(炭素環系芳香環、ヘテロ芳香環)、エチニレン結合、エテニレン結合及び孤立電子対を有するヘテロ原子から選択される環、基、又は原子から構成されているポリマー以外のポリマー、又は、これらの基を含んでも孤立して組み込まれているポリマーである。
非共役ポリマー(C)は、ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、カーボネート化合物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、フッ素化合物及びシロキサン化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含む非共役ポリマーが好ましい。これらの化合物は置換基(例えば、上述した置換基W)を有していてもよい。
<Non-conjugated polymer (C)>
The non-conjugated polymer (C) is not particularly limited as long as it is a polymer (polymer) that does not exhibit conductivity in the conjugated structure of the polymer main chain. The definition of the conjugated structure is as described above. In addition, a nonconjugated polymer (C) functions as a binder and raises the intensity | strength of the electrically conductive film obtained.
The non-conjugated polymer (C) is preferably a ring, group in which the polymer main chain is selected from an aromatic ring (carbocyclic aromatic ring, heteroaromatic ring), an ethynylene bond, an ethenylene bond, and a heteroatom having a lone pair of electrons. Or a polymer other than a polymer composed of atoms, or a polymer that includes these groups and is incorporated in isolation.
The non-conjugated polymer (C) is derived from at least one compound selected from the group consisting of vinyl compounds, (meth) acrylate compounds, carbonate compounds, ester compounds, amide compounds, imide compounds, fluorine compounds and siloxane compounds. Non-conjugated polymers containing components as repeating structures are preferred. These compounds may have a substituent (for example, the above-described substituent W).

ビニル化合物は、具体的には、スチレン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、ビニルピリジン、ビニルナフタレン、ビニルフェノール、酢酸ビニル、スチレンスルホン酸、ビニルトリフェニルアミン等のビニルアリールアミン類、ビニルトリブチルアミン等のビニルトリアルキルアミン類等が挙げられる。また、これら以外に、例えば、ポリオレフィンの構成成分に対応するオレフィンである炭素数2〜4のオレフィン(エチレン、プロピレン、ブテン等)が挙げられる。   Specific examples of the vinyl compound include styrene, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, vinyl pyridine, vinyl naphthalene, vinyl phenol, vinyl acetate, styrene sulfonic acid, vinyl arylamines such as vinyltriphenylamine, and vinyl tributylamine. And trialkylamines. In addition to these, for example, olefins having 2 to 4 carbon atoms (ethylene, propylene, butene, etc.), which are olefins corresponding to the constituent components of polyolefin, can be mentioned.

(メタ)アクリレート化合物は、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート等の無置換アルキル基含有疎水性アクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、1−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、1−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、1−ヒドロキシブチルアクリレート等の水酸基含有アクリレート等のアクリレートモノマー、これらのモノマーのアクリロイル基をメタクリロイル基に換えたメタクリレート系モノマー等が挙げられる。   Specific examples of (meth) acrylate compounds include unsubstituted alkyl group-containing hydrophobic acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, and butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 1-hydroxyethyl acrylate, and 2-hydroxypropyl. Acrylate monomers such as acrylates, hydroxyl-containing acrylates such as 3-hydroxypropyl acrylate, 1-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 3-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 1-hydroxybutyl acrylate, and the like And methacrylate monomers in which the acryloyl group is replaced with a methacryloyl group.

カーボネート化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含むポリカーボネートの具体例として、ビスフェノールAとホスゲンからなる汎用ポリカーボネート、ユピゼータ(商品名、三菱ガス化学株式会社製)、パンライト(商品名、帝人化成株式会社製)等が挙げられる。
エステル化合物を構成しうる化合物として、ポリアルコール及びポリカルボン酸、乳酸等のヒドロキシ酸が挙げられる。ポリエステルの具体例として、バイロン(商品名、東洋紡績株式会社製)等が挙げられる。
アミド化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含むポリアミドの具体例として、PA−100(商品名、株式会社T&K TOKA製)等が挙げられる。
イミド化合物に対応する構成成分を繰り返し構造として含むポリイミドの具体例として、ソルピー6,6−PI(商品名、ソルピー工業株式会社製)等が挙げられる。
フッ素化合物として、具体的には、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル等が挙げられる。
シロキサン化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含むポリシロキサンとして、具体的には、ポリジフェニルシロキサン、ポリフェニルメチルシロキサン等が挙げられる。
Specific examples of polycarbonates containing repeating components derived from carbonate compounds include general-purpose polycarbonates composed of bisphenol A and phosgene, Iupizeta (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), Panlite (trade name, Teijin Chemicals Ltd.) Manufactured) and the like.
Examples of the compound that can constitute the ester compound include polyalcohols, polycarboxylic acids, and hydroxy acids such as lactic acid. Specific examples of polyester include Byron (trade name, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and the like.
Specific examples of polyamides containing a structural component derived from an amide compound as a repeating structure include PA-100 (trade name, manufactured by T & K TOKA Corporation).
As a specific example of polyimide containing a constituent component corresponding to an imide compound as a repeating structure, Solpy 6,6-PI (trade name, manufactured by Solpy Kogyo Co., Ltd.) and the like can be given.
Specific examples of the fluorine compound include vinylidene fluoride and vinyl fluoride.
Specific examples of the polysiloxane containing a component derived from a siloxane compound as a repeating structure include polydiphenylsiloxane and polyphenylmethylsiloxane.

非共役ポリマー(C)は酸基を有することが好ましい。非共役ポリマー(C)が酸基を有すると上述したπ共役ポリマー(A)のドーピング状態がより安定する。
酸基としては特に制限されないが、カルボキシ基(−COOH)、スルホ基(−SOH)、ホスホン酸基(−PO(OH))、芳香族水酸基(−OH)などが挙げられる。なかでも、スルホ基が好ましい。
The non-conjugated polymer (C) preferably has an acid group. When the non-conjugated polymer (C) has an acid group, the above-described doping state of the π-conjugated polymer (A) becomes more stable.
It is not particularly restricted but includes groups, carboxyl group (-COOH), a sulfo group (-SO 3 H), a phosphonic acid group (-PO (OH) 2), and aromatic hydroxyl group (-OH). Of these, a sulfo group is preferable.

また、非共役ポリマー(C)は以下の化合物(P−1〜P−37)であることも好ましい。P−1〜P−37において、x,y,zはそれぞれの単量体成分のモル%を、Mwは重量平均分子量を表す。   Moreover, it is also preferable that a nonconjugated polymer (C) is the following compounds (P-1 to P-37). In P-1 to P-37, x, y, and z represent mol% of each monomer component, and Mw represents a weight average molecular weight.



















非共役ポリマー(C)の分子量は特に制限されないが、重量平均分子量(Mw)で5000〜30万であることが好ましく、1万〜15万であることがより好ましい。   The molecular weight of the non-conjugated polymer (C) is not particularly limited, but is preferably 5000 to 300,000, and more preferably 10,000 to 150,000 in terms of weight average molecular weight (Mw).

本発明の組成物において、非共役ポリマー(C)の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、10〜75質量%であることが好ましく、30〜65質量%であることがより好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the non-conjugated polymer (C) is not particularly limited, but is preferably 10 to 75% by mass, and preferably 30 to 65% by mass with respect to the total solid content in the composition. More preferably.

<還元剤(D)>
上述のとおり、還元剤(D)はπ共役ポリマー(A)中のキャリア濃度を適量に調整する役目を有する。
還元剤(D)としては特に制限されないが、その具体例としては、単環芳香族化合物、含窒素芳香族化合物、含硫黄芳香族化合物、芳香族ビニルポリマー、芳香族アミン、脂肪族アミン(例えば、アルキルアミン)、ニトロ化合物、チオール、金属錯塩、チオ硫酸塩、亜硫酸塩、次亜硫酸塩、ホウ素化合物、アルミニウムヒドリド錯体、単体金属、還元酵素(レダクターゼ)、及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも一種の化合物などが挙げられる。より具体的には、1,1−bi−2−naphthol、1,3−di(N−carvazolyl)propane(DCzPr)、1,4−di(N−carvazolyl)butane(DCzBu)、1,4−diazabicyclo[2,2,2]octane、2,3−dihydroxy−naphthol、2,7−dihydroxy−naphthol、2−naphthol、Cr(CN) 3−、di(N−carvazolyl)methane(DCzMe)、Eu2+、Fe(CN) 4−、Fe2+、meso−2,4−di(N−carvazolyl)pentane(m−DCzPe)、N,N,N’,N’−テトラメチル−p−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルベンジジン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N−ethyl−carbazole(EtCz)、Pt(P 4−、ReCl 2−、Tetrakis(dimethylamino)ethylene(TDAE)、trans−1,2−di(N−carvazolyl)cyclobutane(DCzCBu)、アントラセン、インデン、オキサジアゾール、オキサゾール、カドリシクラン、ジアザビシクロオクタン、ジフェニルエチレン、トリエチルアミン、トリフェニルメタン、トリメトキシベンゼン、ナフタレン、ノルボルナジエン、ヒドラゾン、ヒドラジン、ピレン、フェナントレン、フェノチアジン、ペリレン、メトキシナフタレン、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、次亜硫酸カリウム、水素化ホウ素ナトリウム、ジボラン、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化トリ(sec−ブチル)ホウ素リチウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、水素化トリブチルスズ、還元鉄、金属スズなどが挙げられる。
<Reducing agent (D)>
As described above, the reducing agent (D) serves to adjust the carrier concentration in the π-conjugated polymer (A) to an appropriate amount.
Although it does not restrict | limit especially as a reducing agent (D), As the specific example, a monocyclic aromatic compound, nitrogen-containing aromatic compound, sulfur-containing aromatic compound, aromatic vinyl polymer, aromatic amine, aliphatic amine (for example, , Alkylamine), nitro compound, thiol, metal complex salt, thiosulfate, sulfite, hyposulfite, boron compound, aluminum hydride complex, simple metal, reductase (reductase), and derivatives thereof And at least one kind of compound. More specifically, 1,1-bi-2-naphthol, 1,3-di (N-carbazol) propane (DCzPr), 1,4-di (N-carbazolyl) butane (DCzBu), 1,4- diazabicclo [2,2,2] octane, 2,3-dihydroxy-naphthol, 2,7-dihydroxy-naphthol, 2-naphthol, Cr (CN) 6 3− , di (N-carbazolyl) methane (DCzMe), Eu 2+ , Fe (CN) 6 4− , Fe 2+ , meso-2,4-di (N-carbazolyl) pentane (m-DCzPe), N, N, N ′, N′-tetramethyl-p-phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylben Jin, N, N-diethylaniline, N, N-dimethylaniline, N-ethyl-carbazole (EtCz ), Pt 2 (P 2 O 5) 4 H 8 4-, ReCl 8 2-, Tetrakis (dimethylamino) ethylene ( TDAE), trans-1,2-di (N-carbazolyl) cyclobutane (DCzCBu), anthracene, indene, oxadiazole, oxazole, kadricyclane, diazabicyclooctane, diphenylethylene, triethylamine, triphenylmethane, trimethoxybenzene, Naphthalene, norbornadiene, hydrazone, hydrazine, pyrene, phenanthrene, phenothiazine, perylene, methoxynaphthalene, sodium thiosulfate, sodium sulfite Sodium hydrogen sulfite, potassium hyposulfite, sodium borohydride, diborane, sodium cyanoborohydride, lithium triethylborohydride, lithium tri (boro-butyl) borohydride, diisobutylaluminum hydride, lithium aluminum hydride, hydrogenated Examples thereof include sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum, tributyltin hydride, reduced iron, and metal tin.

還元剤(D)は、脂肪族アミン(好ましくは、アルキルアミノ基(RN−:R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す)を2つ以上有する脂肪族アミン)、単環芳香族化合物(好ましくは、ヒドロキシ基を有する単環芳香族化合物)、ヒドラジン、及びチオール(好ましくは、ヒドロキシ基を有するジチオール)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。 The reducing agent (D) is an aliphatic amine (preferably an aliphatic having two or more alkylamino groups (R 1 R 2 N—: R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group). An amine), a monocyclic aromatic compound (preferably a monocyclic aromatic compound having a hydroxy group), hydrazine, and a thiol (preferably a dithiol having a hydroxy group). Preferably there is.

還元剤(D)の別の好適な態様としては、例えば、下記一般式(D1)で表される化合物が挙げられる。   As another suitable aspect of a reducing agent (D), the compound represented by the following general formula (D1) is mentioned, for example.

一般式(D1)中、R及びR’はそれぞれ独立にアルキル基を表し、少なくとも一方が2級又は3級のアルキル基である。R及びR’はそれぞれ独立に水素原子又はベンゼン環に置換可能な基を表す。Lは−S−基又は−CHR−基を表し、Rは水素原子又はアルキル基を表す。X及びX’はそれぞれ独立に水素原子又はベンゼン環に置換可能な基を表す。 In general formula (D1), R 1 and R 1 ′ each independently represents an alkyl group, and at least one of them is a secondary or tertiary alkyl group. R 2 and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a group that can be substituted on a benzene ring. L represents a —S— group or a —CHR 3 — group, and R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group. X and X ′ each independently represent a hydrogen atom or a group that can be substituted on a benzene ring.

本発明の組成物において、還元剤(D)の含有量は後述する質量比(D/B)が所定の範囲であれば特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜15質量%であることがより好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the reducing agent (D) is not particularly limited as long as the mass ratio (D / B) described below is within a predetermined range, but it is 0.00% relative to the total solid content in the composition. It is preferable that it is 1-30 mass%, and it is more preferable that it is 1-15 mass%.

<質量比(D/B)>
本発明の組成物において、上述した酸化剤(B)の含有量と上述した還元剤(D)の含有量との質量比(D/B)は、0.001〜0.5である。上述のとおり、質量比(D/B)が所定の範囲であるため、π共役ポリマー(A)中のキャリアが適量となり、結果として、得られる導電膜は優れた経時安定性を示すものと推測される。
質量比(D/B)は、経時安定性がより優れる理由から、0.005以上であることが好ましく、0.05以上であることがより好ましい。また、質量比(D/B)は、導電率がより高くなる理由から、0.3以下であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましい。
上述した酸化剤(B)の含有量と上述した還元剤(D)の含有量とのモル比(D/B)は特に制限されないが、0.005〜0.3であることが好ましく、0.05〜0.1であることがより好ましい。
<Mass ratio (D / B)>
In the composition of the present invention, the mass ratio (D / B) between the content of the oxidizing agent (B) described above and the content of the reducing agent (D) described above is 0.001 to 0.5. As described above, since the mass ratio (D / B) is in a predetermined range, the carrier in the π-conjugated polymer (A) is in an appropriate amount, and as a result, the obtained conductive film is assumed to exhibit excellent temporal stability. Is done.
The mass ratio (D / B) is preferably 0.005 or more, and more preferably 0.05 or more, because the stability over time is more excellent. Further, the mass ratio (D / B) is preferably 0.3 or less, and more preferably 0.1 or less, because the electrical conductivity becomes higher.
The molar ratio (D / B) between the content of the oxidizing agent (B) described above and the content of the reducing agent (D) described above is not particularly limited, but is preferably 0.005 to 0.3, 0 More preferably, it is 0.05 to 0.1.

<任意成分>
本発明の組成物は、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、他の成分を含有してもよい。そのような成分としては、溶媒(例えば、水、有機溶媒)、ナノ導電性材料、上述したπ共役ポリマー(A)以外の共役高分子バインダー、酸化防止剤、耐光安定剤、耐熱安定剤、可塑剤等を含有していてもよい。
酸化防止剤としては、イルガノックス1010(日本チガバイギー製)、スミライザーGA−80(住友化学工業(株)製)、スミライザーGS(住友化学工業(株)製)、スミライザーGM(住友化学工業(株)製)等が挙げられる。耐光安定剤としては、TINUVIN 234(BASF製)、CHIMASSORB 81(BASF製)、サイアソーブUV−3853(サンケミカル製)等が挙げられる。耐熱安定剤としては、IRGANOX 1726(BASF製)が挙げられる。可塑剤としては、アデカサイザーRS(アデカ製)等が挙げられる。
<Optional component>
The composition of the present invention may contain other components as long as it is not contrary to the gist of the present invention. Such components include solvents (eg, water, organic solvents), nanoconductive materials, conjugated polymer binders other than the above-described π-conjugated polymer (A), antioxidants, light stabilizers, heat stabilizers, plastics An agent or the like may be contained.
Antioxidants include Irganox 1010 (manufactured by Cigabi Nippon), Sumilizer GA-80 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Sumilizer GS (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Sumilizer GM (Sumitomo Chemical Industries, Ltd.) Manufactured) and the like. Examples of the light-resistant stabilizer include TINUVIN 234 (manufactured by BASF), CHIMASSORB 81 (manufactured by BASF), and Siasorb UV-3853 (manufactured by Sun Chemical). IRGANOX 1726 (made by BASF) is mentioned as a heat-resistant stabilizer. Examples of the plasticizer include Adeka Sizer RS (manufactured by Adeka).

(親水性溶媒(E))
本発明の組成物は、得られる導電膜の導電率がより高くなる理由から、更に親水性溶媒(E)を含有するのが好ましい。親水性溶媒(E)を添加することにより、π共役ポリマー(A)が配列し、キャリアパスの形成が促進され、結果として、導電率が向上するものと推測される。
(Hydrophilic solvent (E))
The composition of the present invention preferably further contains a hydrophilic solvent (E) because the conductivity of the resulting conductive film is higher. By adding the hydrophilic solvent (E), it is presumed that the π-conjugated polymer (A) is aligned and the formation of the carrier path is promoted, and as a result, the conductivity is improved.

π共役ポリマー(A)の配列をさらに促進させる観点から、親水性溶媒(E)の沸点は高沸点(具体的には130℃以上)であることが好ましい。親水性溶媒(E)を高沸点にすることにより製膜乾燥過程における溶媒の蒸発速度が適度に抑制され、結果として、π共役ポリマー(A)の配列がさらに促進するものと推測される。
親水性溶媒(E)の沸点の上限は特に制限されないが、300℃以下であることが好ましい。
From the viewpoint of further promoting the alignment of the π-conjugated polymer (A), the hydrophilic solvent (E) preferably has a high boiling point (specifically, 130 ° C. or higher). By setting the hydrophilic solvent (E) to a high boiling point, it is presumed that the evaporation rate of the solvent during the film-forming drying process is moderately suppressed, and as a result, the arrangement of the π-conjugated polymer (A) is further promoted.
The upper limit of the boiling point of the hydrophilic solvent (E) is not particularly limited, but is preferably 300 ° C. or lower.

親水性溶媒(E)は親水性の溶媒であれば特に制限されないが、例えばテトラヒドロフランのようなエーテル基含有化合物、例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのようなラクトン基含有化合物、例えばカプロラクタム、N−メチルカプロラクタム、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルピロリドン(NMP)、N−オクチルピロリドン、ピロリドンのようなアミド又はラクタム基含有化合物、例えばスルホラン(テトラメチレンスルホン)、ジメチルスルホキシド(DMSO)のようなスルホン及びスルホキシド、例えばスクロース、グルコース、フルクトース、ラクトースのような糖又は糖誘導体、例えばソルビトール、マンニトールのような糖アルコール、例えば2−フランカルボン酸、3−フランカルボン酸のようなフラン誘導体、及び/又は例えばエチレングリコール、グリセロール、ジエチレングリコール又はトリエチレングリコールのようなジアルコール又はポリアルコール、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテルなどの脂肪族エーテル化合物、ジメトキシフェノール、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾール、フェノール、ナフトールなどのフェノール化合物が好ましく使用される。これらの親水性溶媒は1種類を単独で用いても良く、また2種類以上を同時に用いても良い。   The hydrophilic solvent (E) is not particularly limited as long as it is a hydrophilic solvent. For example, ether group-containing compounds such as tetrahydrofuran, for example, lactone group-containing compounds such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone, such as caprolactam, N -Methylcaprolactam, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylformamide (DMF), N-methylformamide, N-methylformanilide, N-methylpyrrolidone (NMP), N-octylpyrrolidone, Amide or lactam group-containing compounds such as pyrrolidone, for example sulfolane (tetramethylene sulfone), sulfones and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sugars or sugar derivatives such as sucrose, glucose, fructose, lactose Body, eg sugar alcohols such as sorbitol, mannitol, furan derivatives such as 2-furancarboxylic acid, 3-furancarboxylic acid, and / or dialcohols such as ethylene glycol, glycerol, diethylene glycol or triethylene glycol or Preferable examples include aliphatic ether compounds such as polyalcohol, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, and polyethylene glycol dialkyl ether, and phenol compounds such as dimethoxyphenol, m-cresol, o-cresol, p-cresol, phenol, and naphthol. These hydrophilic solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物において、親水性溶媒(E)の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、100質量%以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限されないが、全固形分量の10倍(1000質量%)以下であることが好ましい。   In the composition of the present invention, the content of the hydrophilic solvent (E) is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, and 50% by mass or more with respect to the total solid content in the composition. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 100 mass% or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 10 times (1000% by mass) or less of the total solid content.

(ナノ導電性材料)
本発明の組成物は、得られる導電膜の導電率及び物理的強度の観点から、ナノ導電性材料を含有してもよい。
上記ナノ導電性材料としては、導電性を有する炭素材料(以下、ナノ炭素材料ということがある)、金属材料(以下、ナノ金属材料ということがある)等が挙げられる。
ナノ導電性材料は、ナノ炭素材料及びナノ金属材料の中でも、それぞれ後述する、カーボンナノチューブ(以後、CNTとも称す)、カーボンナノファイバー、グラファイト、グラフェン及びカーボンナノ粒子のナノ炭素材料、並びに、金属ナノワイヤーが好ましく、導電性向上及び溶媒中での分散性向上の観点で、カーボンナノチューブが特に好ましい。
ナノ導電性材料は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。ナノ導電性材料として2種以上を併用する場合には、少なくとも1種ずつのナノ炭素材料及びナノ金属材料を併用してもよく、ナノ炭素材料又はナノ金属材料それぞれを2種併用してもよい。
(Nano conductive material)
The composition of the present invention may contain a nanoconductive material from the viewpoint of the electrical conductivity and physical strength of the obtained conductive film.
As said nano electroconductivity material, the carbon material (henceforth a nano carbon material) which has electroconductivity, a metal material (henceforth a nano metal material) etc. are mentioned.
The nano-conductive material is a nano-carbon material or nano-metal material, which will be described later, carbon nanotube (hereinafter also referred to as CNT), carbon nano-fiber, graphite, graphene, nano-carbon material of carbon nanoparticles, and metal nano A wire is preferable, and a carbon nanotube is particularly preferable from the viewpoint of improving conductivity and improving dispersibility in a solvent.
A nano electroconductivity material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When using 2 or more types together as a nano electroconductive material, you may use together at least 1 type of nano carbon material and nano metal material, and may use together 2 types of nano carbon materials or nano metal materials, respectively. .

(共役高分子バインダー)
本発明の組成物は、得られる導電膜の導電率の観点から、導電性助剤として、共役高分子バインダーを含有してもよい。
共役高分子バインダーは、主鎖がπ電子又は孤立電子対のローンペアで共役する構造を有する化合物であって、上述したπ共役ポリマー(A)以外の共役高分子であれば特に限定されない。
(Conjugated polymer binder)
The composition of the present invention may contain a conjugated polymer binder as a conductive auxiliary agent from the viewpoint of the conductivity of the obtained conductive film.
The conjugated polymer binder is a compound having a structure in which the main chain is conjugated with a π electron or a lone pair of lone electrons, and is not particularly limited as long as it is a conjugated polymer other than the above-described π conjugated polymer (A).

このような共役高分子バインダーとしては、チオフェン系化合物、ピロール系化合物、アニリン系化合物、アセチレン系化合物、p−アリーレン系化合物、p−アリーレンビニレン系化合物、p−アリーレンエチニレン系化合物、p−フルオレニレンビニレン系化合物、フルオレン系化合物、芳香族ポリアミン系化合物(アリールアミン系化合物ともいう)、ポリアセン系化合物、ポリフェナントレン系化合物、金属フタロシアニン系化合物、p−キシリレン系化合物、ビニレンスルフィド系化合物、m−フェニレン系化合物、ナフタレンビニレン系化合物、p−フェニレンオキシド系化合物、フェニレンスルフィド系化合物、フラン系化合物、セレノフェン系化合物、アゾ系化合物及び金属錯体系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含む共役高分子が挙げられる。   Such conjugated polymer binders include thiophene compounds, pyrrole compounds, aniline compounds, acetylene compounds, p-arylene compounds, p-arylene vinylene compounds, p-arylene ethynylene compounds, p-full. Olenylene vinylene compound, fluorene compound, aromatic polyamine compound (also referred to as arylamine compound), polyacene compound, polyphenanthrene compound, metal phthalocyanine compound, p-xylylene compound, vinylene sulfide compound, m At least selected from the group consisting of -phenylene compounds, naphthalene vinylene compounds, p-phenylene oxide compounds, phenylene sulfide compounds, furan compounds, selenophene compounds, azo compounds and metal complex compounds. It includes conjugated polymer containing a repeating structural constituents derived from one compound.

なかでも、チオフェン系化合物、ピロール系化合物、アニリン系化合物、アセチレン系化合物、p−フェニレン系化合物、p−フェニレンビニレン系化合物、p−フェニレンエチニレン系化合物、フルオレン系化合物及びアリールアミン系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物に由来する構成成分を繰り返し構造として含む共役高分子が好ましい。   Among these, thiophene compounds, pyrrole compounds, aniline compounds, acetylene compounds, p-phenylene compounds, p-phenylene vinylene compounds, p-phenylene ethynylene compounds, fluorene compounds, and arylamine compounds. A conjugated polymer containing a structural component derived from at least one compound selected from the group as a repeating structure is preferred.

上記各化合物が有しうる置換基としては特に制限はないが、他の成分との相溶性、用いうる分散媒の種類等を考慮して、分散媒への共役高分子バインダーの分散性を高めうるものを適宜選択して導入することが好ましい。
置換基の一例として、分散媒として有機溶媒を用いる場合、直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、チオアルキル基のほか、アルコキシアルキレンオキシ基、アルコキシアルキレンオキシアルキル基、クラウンエーテル基、アリール基等を好ましく用いることができる。これらの基は、さらに置換基を有してもよい。また、置換基の炭素数に特に制限はないが、好ましくは1〜12、より好ましくは4〜12であり、特に炭素数6〜12の長鎖のアルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルコキシアルキレンオキシ基、アルコキシアルキレンオキシアルキル基が好ましい。
一方、分散媒として水系媒体を用いる場合は、各モノマーの末端又は上記置換基にさらに、カルボン酸基、スルホン酸基、水酸基、リン酸基等の親水性基を導入することが好ましい。他にも、ジアルキルアミノ基、モノアルキルアミノ基、アミノ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、カルバメート基、ニトロ基、シアノ基、イソシアネート基、イソシアノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基などを置換基として導入することができ、好ましい。
導入されうる置換基の数も特に制限されず、共役高分子バインダーの分散性や相溶性、導電性等を考慮して、1個又は複数個の置換基を適宜導入することができる。
There is no particular limitation on the substituent that each of the above compounds can have, but considering the compatibility with other components and the type of dispersion medium that can be used, the dispersibility of the conjugated polymer binder in the dispersion medium is improved. It is preferable to select and introduce those which can be obtained.
As an example of the substituent, when an organic solvent is used as a dispersion medium, in addition to a linear, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, thioalkyl group, an alkoxyalkyleneoxy group, an alkoxyalkyleneoxyalkyl group, A crown ether group, an aryl group or the like can be preferably used. These groups may further have a substituent. The number of carbon atoms of the substituent is not particularly limited, but is preferably 1 to 12, more preferably 4 to 12, and particularly a long-chain alkyl group, alkoxy group, thioalkyl group, alkoxyalkylene having 6 to 12 carbon atoms. An oxy group and an alkoxyalkyleneoxyalkyl group are preferable.
On the other hand, when an aqueous medium is used as the dispersion medium, it is preferable to introduce a hydrophilic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, or a phosphoric acid group at the terminal of each monomer or the above substituent. In addition, dialkylamino group, monoalkylamino group, amino group, carboxyl group, ester group, amide group, carbamate group, nitro group, cyano group, isocyanate group, isocyano group, halogen atom, perfluoroalkyl group, perfluoro An alkoxy group or the like can be introduced as a substituent, which is preferable.
The number of substituents that can be introduced is not particularly limited, and one or more substituents can be appropriately introduced in consideration of dispersibility, compatibility, conductivity, and the like of the conjugated polymer binder.

上記共役高分子バインダーは、特開2012−251132号公報の段落[0014]〜[0047]に記載の「導電性高分子」を好適に用いることができ、好ましくはこの内容は本願明細書に組み込まれる。   As the conjugated polymer binder, the “conductive polymer” described in paragraphs [0014] to [0047] of JP2012-251132A can be suitably used, and the contents thereof are preferably incorporated in the present specification. It is.

共役高分子バインダーの分子量は、重量平均分子量で3000〜20万が好ましく、5000〜10万がより好ましい。   The molecular weight of the conjugated polymer binder is preferably 3000 to 200,000, more preferably 5000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight.

<置換基W>
本明細書における置換基Wについて記載する。
置換基Wとしては、水素原子、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル等)、アルケニル基(例えば、ビニル、アリル等)、アルキニル基(例えば、エチニル、プロパルギル等)、芳香族炭化水素環基(芳香族炭素環、アリール等ともいい、例えば、フェニル、p−クロロフェニル、メシチル、トリル、キシリル、ナフチル、アントリル、アズレニル、アセナフテニル、フルオレニル、フェナントリル、インデニル、ピレニル、ビフェニリル等)、芳香族へテロ環基(5又は6員環の芳香族へテロ環基が好ましく、また環構成ヘテロ原子は、硫黄原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、ホウ素、セレン原子が好ましく、例えば、ピリジル、ピリミジニル、フリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラゾリル、ピラジニル、トリアゾリル(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル、1,2,3−トリアゾール−1−イル等)、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、チアゾリル、イソオキサゾリル、イソチアゾリル、フラザニル、チエニル、キノリル、ベンゾフリル、ジベンゾフリル、ベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、インドリル、カルバゾリル、カルボリニル、ジアザカルバゾリル(上記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル、ピリダジニル、トリアジニル、キナゾリニル、フタラジニル、ボロール、アザボリン等)、ヘテロ環基(芳香族でないヘテロ環基で、飽和環であっても不飽和環であってもよく、5又は6員環が好ましく、また環構成ヘテロ原子は、硫黄原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、セレン原子が好ましく、例えば、ピロリジル、イミダゾリジル、モルホリル、オキサゾリジル等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ、オクチルチオ、ドデシルチオ等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ、シクロヘキシルチオ等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチルチオ等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル、エチルオキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル、メチルアミノスルホニル、ジメチルアミノスルホニル、ブチルアミノスルホニル、ヘキシルアミノスルホニル、シクロヘキシルアミノスルホニル、オクチルアミノスルホニル、ドデシルアミノスルホニル、フェニルアミノスルホニル、ナフチルアミノスルホニル、2−ピリジルアミノスルホニル等)、
<Substituent W>
It describes about the substituent W in this specification.
Examples of the substituent W include a hydrogen atom, an alkyl group (for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, etc.), a cycloalkyl group (for example, cyclopentyl, Cyclohexyl, etc.), alkenyl groups (eg, vinyl, allyl, etc.), alkynyl groups (eg, ethynyl, propargyl, etc.), aromatic hydrocarbon ring groups (also called aromatic carbocycle, aryl, etc., for example, phenyl, p-chlorophenyl, etc. , Mesityl, tolyl, xylyl, naphthyl, anthryl, azulenyl, acenaphthenyl, fluorenyl, phenanthryl, indenyl, pyrenyl, biphenylyl, etc.), aromatic heterocyclic groups (5- or 6-membered aromatic heterocyclic groups are preferred, Ring heteroatoms are Sulfur atom, nitrogen atom, oxygen atom, silicon atom, boron, selenium atom is preferable, for example, pyridyl, pyrimidinyl, furyl, pyrrolyl, imidazolyl, benzimidazolyl, pyrazolyl, pyrazinyl, triazolyl (for example, 1,2,4-triazole-1 -Yl, 1,2,3-triazol-1-yl, etc.), oxazolyl, benzoxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, isothiazolyl, furazanyl, thienyl, quinolyl, benzofuryl, dibenzofuryl, benzothienyl, dibenzothienyl, indolyl, carbazolyl , Carborinyl, diazacarbazolyl (in which one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl, pyridazinyl, triazinyl, quinazolinyl Phthalazinyl, borol, azaborine, etc.), a heterocyclic group (a non-aromatic heterocyclic group, which may be a saturated ring or an unsaturated ring, preferably a 5- or 6-membered ring, Sulfur atom, nitrogen atom, oxygen atom, silicon atom and selenium atom are preferable, for example, pyrrolidyl, imidazolidyl, morpholyl, oxazolidyl etc.), alkoxy group (for example, methoxy, ethoxy, propyloxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, Dodecyloxy etc.), cycloalkoxy groups (eg cyclopentyloxy, cyclohexyloxy etc.), aryloxy groups (eg phenoxy, naphthyloxy etc.), alkylthio groups (eg methylthio, ethylthio, propylthio, pentylthio, hexylthio, octylthio, dodo De Silthio, etc.), cycloalkylthio groups (eg, cyclopentylthio, cyclohexylthio, etc.), arylthio groups (eg, phenylthio, naphthylthio, etc.), alkoxycarbonyl groups (eg, methyloxycarbonyl, ethyloxycarbonyl, butyloxycarbonyl, octyloxycarbonyl) , Dodecyloxycarbonyl, etc.), aryloxycarbonyl groups (eg, phenyloxycarbonyl, naphthyloxycarbonyl, etc.), sulfamoyl groups (eg, aminosulfonyl, methylaminosulfonyl, dimethylaminosulfonyl, butylaminosulfonyl, hexylaminosulfonyl, cyclohexylamino) Sulfonyl, octylaminosulfonyl, dodecylaminosulfonyl, phenylaminosulfonyl, naphthylaminos Honiru, 2-pyridyl aminosulfonyl, etc.),

アシル基(例えば、アセチル、エチルカルボニル、プロピルカルボニル、ペンチルカルボニル、シクロヘキシルカルボニル、オクチルカルボニル、2−エチルヘキシルカルボニル、ドデシルカルボニル、アクリロイル、メタクリロイル、フェニルカルボニル、ナフチルカルボニル、ピリジルカルボニル等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ、エチルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、ドデシルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ、エチルカルボニルアミノ、ジメチルカルボニルアミノ、プロピルカルボニルアミノ、ペンチルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ、オクチルカルボニルアミノ、ドデシルカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、ナフチルカルボニルアミノ等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル、メチルアミノカルボニル、ジメチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、シクロヘキシルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、2−エチルヘキシルアミノカルボニル、ドデシルアミノカルボニル、フェニルアミノカルボニル、ナフチルアミノカルボニル、2−ピリジルアミノカルボニル等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド、エチルウレイド、ペンチルウレイド、シクロヘキシルウレイド、オクチルウレイド、ドデシルウレイド、フェニルウレイド、ナフチルウレイド、2−ピリジルアミノウレイド等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、ブチルスルフィニル、シクロヘキシルスルフィニル、2−エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ナフチルスルフィニル、2−ピリジルスルフィニル等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ブチルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、2−エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル、ナフチルスルホニル、2−ピリジルスルホニル等)、アミノ基(アミノ基、アルキルアミノ基、アルケニルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を含み、例えば、アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2−エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、ナフチルアミノ、2−ピリジルアミノ等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリフェニルシリル、フェニルジエチルシリル等)等が挙げられる。
これらの各基は、さらに置換基を有していてもよく、この置換基としては上記の置換基が挙げられる。例えば、アルキル基にアリール基が置換したアラルキル基、アルキル基にヒドロキシ基が置換したヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、置換基Wがさらに複数の置換基を有する場合、複数の置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。
An acyl group (for example, acetyl, ethylcarbonyl, propylcarbonyl, pentylcarbonyl, cyclohexylcarbonyl, octylcarbonyl, 2-ethylhexylcarbonyl, dodecylcarbonyl, acryloyl, methacryloyl, phenylcarbonyl, naphthylcarbonyl, pyridylcarbonyl, etc.), an acyloxy group (for example, Acetyloxy, ethylcarbonyloxy, butylcarbonyloxy, octylcarbonyloxy, dodecylcarbonyloxy, phenylcarbonyloxy, etc.), amide groups (eg, methylcarbonylamino, ethylcarbonylamino, dimethylcarbonylamino, propylcarbonylamino, pentylcarbonylamino, Cyclohexylcarbonylamino, 2-ethylhexylcarbonylamino, octyl Carbonylamino, dodecylcarbonylamino, phenylcarbonylamino, naphthylcarbonylamino, etc.), carbamoyl groups (eg, aminocarbonyl, methylaminocarbonyl, dimethylaminocarbonyl, propylaminocarbonyl, pentylaminocarbonyl, cyclohexylaminocarbonyl, octylaminocarbonyl, 2 -Ethylhexylaminocarbonyl, dodecylaminocarbonyl, phenylaminocarbonyl, naphthylaminocarbonyl, 2-pyridylaminocarbonyl, etc.), ureido groups (eg methylureido, ethylureido, pentylureido, cyclohexylureido, octylureido, dodecylureido, phenylureido, Naphthylureido, 2-pyridylaminoureido, etc.), sulfinyl groups (eg For example, methylsulfinyl, ethylsulfinyl, butylsulfinyl, cyclohexylsulfinyl, 2-ethylhexylsulfinyl, dodecylsulfinyl, phenylsulfinyl, naphthylsulfinyl, 2-pyridylsulfinyl, etc.), alkylsulfonyl groups (for example, methylsulfonyl, ethylsulfonyl, butylsulfonyl, Cyclohexylsulfonyl, 2-ethylhexylsulfonyl, dodecylsulfonyl, etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (eg, phenylsulfonyl, naphthylsulfonyl, 2-pyridylsulfonyl, etc.), amino group (amino group, alkylamino group, alkenylamino group) , Arylamino group, heterocyclic amino group, for example, amino, ethylamino, dimethylamino, butyla Mino, cyclopentylamino, 2-ethylhexylamino, dodecylamino, anilino, naphthylamino, 2-pyridylamino, etc., cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl, triisopropylsilyl, triphenylsilyl) , Phenyldiethylsilyl, etc.).
Each of these groups may further have a substituent, and examples of the substituent include the above-described substituents. Examples thereof include an aralkyl group in which an alkyl group is substituted with an aryl group, and a hydroxyalkyl group in which an alkyl group is substituted with a hydroxy group. In addition, when the substituent W further has a plurality of substituents, the plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring.

<本発明の組成物の製造方法>
本発明の組成物の製造方法は特に制限されない。例えば、上記各成分を混合して調製することができる。より具体的には、通常の混合装置等を用いて常温常圧下で行うことができる。例えば、各成分を溶媒中で撹拌、振とう、混練して溶解又は分散させればよい。溶解や分散を促進するため超音波処理を行ってもよい。
<The manufacturing method of the composition of this invention>
The method for producing the composition of the present invention is not particularly limited. For example, it can prepare by mixing each said component. More specifically, the reaction can be performed at normal temperature and pressure using a normal mixing apparatus or the like. For example, each component may be dissolved or dispersed by stirring, shaking, kneading in a solvent. Sonication may be performed to promote dissolution and dispersion.

(好適な態様)
本発明の組成物の製造方法の好適な態様としては、例えば、水に、π共役ポリマー(A)と、酸化剤(B)と、非共役ポリマー(C)と、還元剤(D)とを分散させる方法が挙げられる。
また、本発明の組成物の製造方法の別の好適な態様としては、例えば、水に、π共役ポリマー(A)と、酸化剤(B)と、非共役ポリマー(C)と、還元剤(D)とを分散させ、さらに、親水性溶媒(E)を加える方法が挙げられる。
(Preferred embodiment)
As a suitable aspect of the manufacturing method of the composition of the present invention, for example, π-conjugated polymer (A), oxidizing agent (B), non-conjugated polymer (C), and reducing agent (D) are added to water. A method of dispersing is mentioned.
Moreover, as another suitable aspect of the manufacturing method of the composition of this invention, pi conjugated polymer (A), an oxidizing agent (B), a nonconjugated polymer (C), and a reducing agent (for example) are added to water. And a method of adding a hydrophilic solvent (E).

また、本発明の組成物の製造方法のさらに別の好適な態様としては、例えば、下記酸化重合工程と下記混合工程とを備える方法が挙げられる。
(1)酸化重合工程:酸化剤(B)及び非共役ポリマー(C)の存在下、酸化重合法により重合することで、上述した一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマー(A)を含有する重合組成物を得る工程
(2)混合工程:上記重合組成物と還元剤(D)とを混合して、導電性組成物を得る工程
ただし、酸化剤(B)の含有量と還元剤(D)の含有量との質量比(D/B)は、0.001〜0.5である。
なお、上記方法において、酸化剤(B)は、π共役ポリマー(A)の酸化重合剤としての役割と、ドーパントとしての役割を有する。
上記混合工程は、更に親水性溶媒(E)を混合する工程であることが好ましい。
Moreover, as another suitable aspect of the manufacturing method of the composition of this invention, the method provided with the following oxidation polymerization process and the following mixing process is mentioned, for example.
(1) Oxidative polymerization step: a π-conjugated polymer having a repeating unit represented by the above general formula (1) by polymerizing by an oxidative polymerization method in the presence of an oxidizing agent (B) and a non-conjugated polymer (C). Step (2) for obtaining a polymer composition containing (A) (2) Mixing step: Step for obtaining a conductive composition by mixing the polymer composition and the reducing agent (D) However, the content of the oxidizing agent (B) The mass ratio (D / B) between the amount and the content of the reducing agent (D) is 0.001 to 0.5.
In addition, in the said method, an oxidizing agent (B) has a role as an oxidation polymerization agent of (pi) conjugated polymer (A), and a role as a dopant.
The mixing step is preferably a step of further mixing the hydrophilic solvent (E).

[導電膜]
本発明の導電膜は、上述した本発明の組成物から得られる導電膜である。
本発明の導電膜の厚みは特に制限されないが、0.01〜100μmであることが好ましく、0.02〜30μmであることがより好ましい。なお、導電膜の厚みは、任意の10点における導電膜の厚みを測定し、それらを算術平均して求める。
本発明の導電膜のキャリア濃度は、1×1024〜3×1026個/mであることが好ましい。なかでも、得られる導電膜の経時安定性がより優れる理由から、1×1026個/m以下であることが好ましく、5×1025個/m以下であることがより好ましい。そのなかでも、得られる導電膜の導電率がより高くなる理由から、5×1024個/m以上であることが好ましく、1×1025個/m以上であることがより好ましい。
なお、本明細書において、導電膜のキャリア濃度(個/m)は、ホール効果測定装置ResiTest8300(株式会社東陽テクニカ社製)を用いて測定した値である。
[Conductive film]
The electrically conductive film of this invention is an electrically conductive film obtained from the composition of this invention mentioned above.
Although the thickness of the electrically conductive film of this invention is not restrict | limited in particular, it is preferable that it is 0.01-100 micrometers, and it is more preferable that it is 0.02-30 micrometers. The thickness of the conductive film is obtained by measuring the thickness of the conductive film at any 10 points and arithmetically averaging them.
The carrier concentration of the conductive film of the present invention is preferably 1 × 10 24 to 3 × 10 26 / m 3 . Especially, it is preferable that it is 1 * 10 < 26 > piece / m < 3 > or less, and it is more preferable that it is 5 * 10 < 25 > piece / m < 3 > or less from the reason for which the temporal stability of the electrically conductive film obtained is more excellent. Among these, it is preferably 5 × 10 24 pieces / m 3 or more, more preferably 1 × 10 25 pieces / m 3 or more, because the conductivity of the obtained conductive film is higher.
In addition, in this specification, the carrier concentration (pieces / m 3 ) of the conductive film is a value measured using a Hall effect measuring device ResiTest 8300 (manufactured by Toyo Corporation).

本発明の導電膜の形成方法は特に制限されない。例えば、基板上に本発明の組成物を塗布する方法などが挙げられる。
塗布方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、エクストルージョンダイコート、ブレードコート、バーコート、スクリーン印刷、ステンシル印刷、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、ディップコート、インクジェット印刷法等、公知の塗布方法を用いることができる。
基板上に本発明の組成物を塗布した後、必要に応じて、加熱工程や乾燥工程を設けて溶媒を蒸発させてもよい。
The method for forming the conductive film of the present invention is not particularly limited. For example, the method etc. which apply | coat the composition of this invention on a board | substrate are mentioned.
The coating method is not particularly limited, and known coating methods such as spin coating, extrusion die coating, blade coating, bar coating, screen printing, stencil printing, roll coating, curtain coating, spray coating, dip coating, ink jet printing, etc. The method can be used.
After apply | coating the composition of this invention on a board | substrate, you may provide a heating process and a drying process as needed, and may evaporate a solvent.

[有機半導体デバイス]
本発明の有機半導体デバイスは、上述した本発明の導電膜を用いた有機半導体デバイスである。そのような有機半導体デバイスとしては、例えば、熱電変換素子、光電変換素子、有機薄膜トランジスタ、有機EL、液晶ディスプレイ、太陽電池などが挙げられる。
以下、本発明の熱電変換素子、及び本発明の光電変換素子について説明する。
[Organic semiconductor devices]
The organic semiconductor device of the present invention is an organic semiconductor device using the above-described conductive film of the present invention. Examples of such an organic semiconductor device include a thermoelectric conversion element, a photoelectric conversion element, an organic thin film transistor, an organic EL, a liquid crystal display, and a solar cell.
Hereinafter, the thermoelectric conversion element of the present invention and the photoelectric conversion element of the present invention will be described.

<熱電変換素子>
本発明の熱電変換素子は、熱電変換層として上述した本発明の導電膜を備えていれば、その構成は特に制限されない。
熱電変換素子の好ましい態様としては、基材(基板)と当該基材上に設けられた上記熱電変換層とを備えた素子であり、より好ましくは、これらを電気的に接続する電極をさらに有する素子であり、さらに好ましくは基材上に設けられた1対の電極と、該電極間に上記熱電変換層とを有する素子である。
本発明の熱電変換素子において、熱電変換層は1層であっても2層以上であってもよい。
<Thermoelectric conversion element>
If the thermoelectric conversion element of this invention is equipped with the electrically conductive film of this invention mentioned above as a thermoelectric conversion layer, the structure will not be restrict | limited in particular.
A preferable embodiment of the thermoelectric conversion element is an element including a base material (substrate) and the thermoelectric conversion layer provided on the base material, and more preferably further includes an electrode for electrically connecting them. An element, more preferably an element having a pair of electrodes provided on a substrate and the thermoelectric conversion layer between the electrodes.
In the thermoelectric conversion element of the present invention, the thermoelectric conversion layer may be one layer or two or more layers.

以下では、本発明の熱電変換素子の好適態様の全体の構成について、本発明の熱電変換素子の一例を模式的に示す断面図である図1〜図3を用いて説明する。   Below, the whole structure of the suitable aspect of the thermoelectric conversion element of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3 which are sectional drawings which show typically an example of the thermoelectric conversion element of this invention.

図1に示す熱電変換素子10は、第1の基材11と、第1の電極12と、熱電変換層14と、第2の電極13と、第2の基材15とをこの順に備える素子である。なお、熱電変換層14は、上述した本発明の導電膜である。
ここで、図1に示す熱電変換素子10は、矢印で示される方向の温度差を利用して起電力(電圧)を得る態様である。
The thermoelectric conversion element 10 shown in FIG. 1 is an element that includes a first base material 11, a first electrode 12, a thermoelectric conversion layer 14, a second electrode 13, and a second base material 15 in this order. It is. The thermoelectric conversion layer 14 is the above-described conductive film of the present invention.
Here, the thermoelectric conversion element 10 shown in FIG. 1 is an aspect which obtains an electromotive force (voltage) using the temperature difference of the direction shown by the arrow.

また、図2に示す熱電変換素子20は、第1の基材21上の一部に第1の電極22及び第2の電極23を有し、第1の基材21、第1の電極22及び第2の電極23の上に、熱電変換層24と第2の基材25とをこの順に備える素子である。なお、熱電変換層24は、上述した本発明の導電膜である。
ここで、図2に示す熱電変換素子20は、矢印で示される方向の温度差を利用して起電力(電圧)を得る態様である。
The thermoelectric conversion element 20 shown in FIG. 2 has a first electrode 22 and a second electrode 23 on a part of the first substrate 21, and the first substrate 21 and the first electrode 22. And it is an element provided on the 2nd electrode 23 with the thermoelectric conversion layer 24 and the 2nd base material 25 in this order. The thermoelectric conversion layer 24 is the above-described conductive film of the present invention.
Here, the thermoelectric conversion element 20 shown in FIG. 2 is an aspect which obtains an electromotive force (voltage) using the temperature difference of the direction shown by the arrow.

本発明においては、図3に示すように、互いに隣接する熱電変換素子30と共通の基材31を用い、一の熱電変換素子30における第2の電極33と、それと隣接する他の熱電変換素子30の第1の電極32とを電気的に接続することにより、各熱電変換素子30を直列で接続させたモジュール300としてもよい。なお、熱電変換層34は、上述した本発明の導電膜である。   In the present invention, as shown in FIG. 3, the base material 31 common to the thermoelectric conversion elements 30 adjacent to each other is used, the second electrode 33 in one thermoelectric conversion element 30, and other thermoelectric conversion elements adjacent to the second electrode 33. It is good also as the module 300 which connected each thermoelectric conversion element 30 in series by electrically connecting with 30 1st electrodes 32. The thermoelectric conversion layer 34 is the above-described conductive film of the present invention.

<光電変換素子>
本発明の光電変換素子は、光電変換層、ホール輸送層、又は電子輸送層として上述した本発明の導電膜を備えていれば、その構成は特に制限されない。
以下では、本発明の光電変換素子の一実施態様について、図面を用いて説明する。
<Photoelectric conversion element>
If the photoelectric conversion element of this invention is equipped with the electrically conductive film of this invention mentioned above as a photoelectric converting layer, a hole transport layer, or an electron carrying layer, the structure will not be restrict | limited in particular.
Below, one embodiment of the photoelectric conversion element of this invention is demonstrated using drawing.

図4は、本発明の光電変換素子の一実施態様の断面模式図である。
図4(a)に示す光電変換素子110aは、下部電極として機能する導電性膜111と、下部電極111上に形成されたホール輸送層116Aと、ホール輸送層116A上に形成された光電変換層112と、上部電極として機能する透明導電性膜115とがこの順に積層された構成を有する。
図4(b)に別の光電変換素子の構成例を示す。図4(b)に示す光電変換素子110bは、下部電極111上に、ホール輸送層116Aと、光電変換層112と、電子輸送層116Bと、上部電極115とがこの順に積層された構成を有する。なお、図4(a)、図4(b)中のホール輸送層116A、光電変換層112、電子輸送層16Bの積層順は、用途、特性に応じて逆にしても構わない。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention.
The photoelectric conversion element 110a shown in FIG. 4A includes a conductive film 111 functioning as a lower electrode, a hole transport layer 116A formed on the lower electrode 111, and a photoelectric conversion layer formed on the hole transport layer 116A. 112 and a transparent conductive film 115 functioning as an upper electrode are stacked in this order.
FIG. 4B shows a configuration example of another photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element 110b shown in FIG. 4B has a configuration in which a hole transport layer 116A, a photoelectric conversion layer 112, an electron transport layer 116B, and an upper electrode 115 are stacked in this order on a lower electrode 111. . Note that the stacking order of the hole transport layer 116A, the photoelectric conversion layer 112, and the electron transport layer 16B in FIGS. 4A and 4B may be reversed depending on the application and characteristics.

以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

<導電性組成物の製造>
(実施例1−1)
重合後に下記π共役ポリマー1の繰り返し単位となるモノマー(1g)、酸化剤(B)として過硫酸アンモニウム(1.1g)、及び非共役ポリマー(C)としてポリスチレンスルホン酸(3g)をテトラヒドロフラン(50ml)に溶解させ、室温窒素雰囲気下28時間撹拌してモノマーの酸化重合を行い、下記π共役ポリマー1を合成した。その後、還元剤(D)としてテトラキス(ジメチルアミノ)エチレン(0.3g)を反応液に添加し、室温窒素下にて3時間撹拌した。反応液をロータリーエバポレーターにて溶媒を留去し、黒色の固体を取り出した。得られた黒色固体を窒素雰囲気下、減圧濾過により純水及びメタノールで十分に洗浄した。更に、洗浄後の黒色固体(4.1g)に界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム(0.1g)を加え、十分に脱気した純水250ml中に分散させた。その後、親水性溶媒(E)としてジメチルスルホキシド(7.5ml)を加え室温窒素雰囲気下にて2時間撹拌し、下記π共役ポリマー1と過硫酸アンモニウムとポリスチレンスルホン酸とテトラキス(ジメチルアミノ)エチレンとジメチルスルホキシドと水とを含有する導電性組成物(実施例1−1の導電性組成物)を得た。
<Manufacture of conductive composition>
(Example 1-1)
Monomer (1 g) that becomes a repeating unit of the following π-conjugated polymer 1 after polymerization, ammonium persulfate (1.1 g) as the oxidizing agent (B), and polystyrenesulfonic acid (3 g) as the non-conjugated polymer (C) in tetrahydrofuran (50 ml) The monomer was subjected to oxidative polymerization by stirring for 28 hours in a nitrogen atmosphere at room temperature to synthesize the following π-conjugated polymer 1. Thereafter, tetrakis (dimethylamino) ethylene (0.3 g) as a reducing agent (D) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature under nitrogen for 3 hours. The solvent was distilled off from the reaction solution using a rotary evaporator, and a black solid was taken out. The obtained black solid was sufficiently washed with pure water and methanol by filtration under reduced pressure in a nitrogen atmosphere. Further, sodium dodecyl sulfate (0.1 g) was added as a surfactant to the black solid after washing (4.1 g) and dispersed in 250 ml of sufficiently degassed pure water. Thereafter, dimethyl sulfoxide (7.5 ml) was added as a hydrophilic solvent (E) and stirred for 2 hours under a nitrogen atmosphere at room temperature. The following π-conjugated polymer 1, ammonium persulfate, polystyrene sulfonic acid, tetrakis (dimethylamino) ethylene and dimethyl were added. A conductive composition (a conductive composition of Example 1-1) containing sulfoxide and water was obtained.

(実施例1〜2〜1−8、比較例1−1〜1−2、実施例2−1〜2−4、実施例3−1〜3−5、比較例3−1〜3−4、実施例4−1〜4−9)
重合後にπ共役ポリマー1の繰り返し単位となるモノマーの代わりに下記表1〜4に示されるπ共役ポリマーの繰り返し単位となるモノマーを使用し、また、酸化剤(B)、還元剤(D)、及び親水性溶媒(E)として下記表1〜4に示される化合物を使用した以外は、実施例1−1と同様の手順に従って導電性組成物(実施例1〜2〜1−8、比較例1−1〜1−2、実施例2−1〜2−4、実施例3−1〜3−5、比較例3−1〜3−4、実施例4−1〜4−9の組成物)を得た。
なお、比較例1−2では、ポリスチレンスルホン酸を配合せずに酸化重合を行った。
また、実施例3−1〜3−5及び比較例3−2〜3−4では、質量比(D/B)が表3に示される値になるように添加する還元剤(D)の量を調整した。
また、比較例3−1では、還元剤(D)を添加しなかった。
(Examples 1-2 to 1-8, Comparative Examples 1-1 to 1-2, Examples 2-1 to 2-4, Examples 3-1 to 3-5, Comparative Examples 3-1 to 3-4 Examples 4-1 to 4-9)
Instead of the monomer that becomes the repeating unit of the π-conjugated polymer 1 after polymerization, the monomer that becomes the repeating unit of the π-conjugated polymer shown in Tables 1 to 4 below is used, and the oxidizing agent (B), the reducing agent (D), And a conductive composition (Examples 1 to 2-8, Comparative Example) according to the same procedure as Example 1-1 except that the compounds shown in Tables 1 to 4 below were used as the hydrophilic solvent (E). 1-1 to 1-2, Examples 2-1 to 2-4, Examples 3-1 to 3-5, Comparative Examples 3-1 to 3-4, Compositions of Examples 4-1 to 4-9 )
In Comparative Example 1-2, oxidative polymerization was performed without blending polystyrene sulfonic acid.
Moreover, in Examples 3-1 to 3-5 and Comparative Examples 3-2 to 3-4, the amount of the reducing agent (D) added so that the mass ratio (D / B) becomes a value shown in Table 3. Adjusted.
In Comparative Example 3-1, no reducing agent (D) was added.

<導電膜の作製とその評価>
(導電膜の作製)
得られた各導電性組成物をUVオゾン洗浄したガラス基板(大きさ:4cm×3cm)上にスピンコート成膜し、次いで、窒素雰囲気下130℃で20分間乾燥及びアニール処理を行うことで、ガラス基板上に導電膜を作製した。
<Preparation of conductive film and its evaluation>
(Preparation of conductive film)
Each conductive composition obtained was spin-coated on a glass substrate (size: 4 cm × 3 cm) cleaned with UV ozone, and then dried and annealed at 130 ° C. for 20 minutes in a nitrogen atmosphere. A conductive film was formed on a glass substrate.

(導電率の評価)
得られた各導電膜について導電率を評価した。具体的には、「低抵抗率計:ロレスタGP」((株)三菱化学アナリテック製)を用い表面抵抗率(単位:Ω/□)を測定し、触針型膜厚計により膜厚(単位:cm)を測定し、下記式より導電率(S/cm)を算出した。結果を表1〜4に示す(初期導電率)。結果は比較例1−1の導電率を100とする指数で表した。指数が大きいほど導電率(初期導電率)が高い。
なお、比較例1−2については得られた導電膜が脆く評価することができなかった。
(導電率)=1/((表面抵抗率)×(膜厚))
(Evaluation of conductivity)
The conductivity of each obtained conductive film was evaluated. Specifically, the surface resistivity (unit: Ω / □) was measured using a “low resistivity meter: Loresta GP” (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), and the film thickness ( Unit: cm) was measured, and the conductivity (S / cm) was calculated from the following formula. The results are shown in Tables 1 to 4 (initial conductivity). The results were expressed as an index with the conductivity of Comparative Example 1-1 as 100. The larger the index, the higher the conductivity (initial conductivity).
In addition, about the comparative example 1-2, the obtained electrically conductive film could not be evaluated weakly.
(Conductivity) = 1 / ((Surface resistivity) × (Film thickness))

(導電率の経時安定性の評価)
大気下40℃において導電率が初期導電率の80%まで低化するまでに要する日数を測定した。結果を表1〜4に示す(経時安定性)。ここで、「>30」は上記日数が30日を超えていることを表す。また、「>60」は上記日数が60日を超えていることを表す。「>120」は上記日数が120日を超えていることを表す。上記日数が長いほど導電率の経時安定性に優れる。
なお、比較例1−2については得られた導電膜が脆く評価することができなかった。
(Evaluation of stability over time of conductivity)
The number of days required for the conductivity to decrease to 80% of the initial conductivity at 40 ° C. in the atmosphere was measured. The results are shown in Tables 1 to 4 (Stability with time). Here, “> 30” indicates that the number of days exceeds 30 days. “> 60” indicates that the number of days exceeds 60 days. “> 120” indicates that the number of days exceeds 120 days. The longer the number of days, the better the temporal stability of conductivity.
In addition, about the comparative example 1-2, the obtained electrically conductive film could not be evaluated weakly.

表1〜4中、「π共役ポリマー」に記載の数字1〜7及び101は、それぞれ、下記π共役ポリマー1〜7及び101を表す。なお、各π共役ポリマーのMwは下記のとおりである。
・π共役ポリマー1:Mw=39,000
・π共役ポリマー2:Mw=83,000
・π共役ポリマー3:Mw=62,000
・π共役ポリマー4:Mw=28,000
・π共役ポリマー5:Mw=26,000
・π共役ポリマー6:Mw=105,000
・π共役ポリマー7:Mw=12,000
・π共役ポリマー101:Mw=50,000
In Tables 1 to 4, numerals 1 to 7 and 101 described in “π-conjugated polymer” represent the following π-conjugated polymers 1 to 7 and 101, respectively. In addition, Mw of each π-conjugated polymer is as follows.
Π-conjugated polymer 1: Mw = 39,000
Π-conjugated polymer 2: Mw = 83,000
Π-conjugated polymer 3: Mw = 62,000
Π-conjugated polymer 4: Mw = 28,000
Π-conjugated polymer 5: Mw = 26,000
Π-conjugated polymer 6: Mw = 105,000
Π-conjugated polymer 7: Mw = 12,000
Π-conjugated polymer 101: Mw = 50,000

表1〜4中、「非共役ポリマー(C)」に記載の「PSS」はポリスチレンスルホン酸を表す。   In Tables 1 to 4, “PSS” described in “Non-conjugated polymer (C)” represents polystyrene sulfonic acid.

表1〜4中、「親水性溶媒(E)」について略称は以下を表す。
・DMSO:ジメチルスルホキシド
・EG:エチレングリコール
・NMP:N−メチルピロリドン
In Tables 1 to 4, the abbreviations for “hydrophilic solvent (E)” represent the following.
DMSO: dimethyl sulfoxide EG: ethylene glycol NMP: N-methylpyrrolidone

表1〜4中、「D/B」は上述した質量比(D/B)を表す。
表1〜4中、「キャリア濃度」は導電膜のキャリア濃度である。キャリア濃度の測定方法は上述のとおりである。
In Tables 1 to 4, “D / B” represents the mass ratio (D / B) described above.
In Tables 1 to 4, “carrier concentration” is the carrier concentration of the conductive film. The method for measuring the carrier concentration is as described above.

表1〜4から分かるように、一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマー(A)と、酸化剤(B)と、非共役ポリマー(C)と、還元剤(D)とを含有し、酸化剤(B)の含有量と還元剤(D)の含有量との質量比(D/B)が、0.001〜0.5である本願実施例はいずれも高い導電率と優れた経時安定性を示した。
実施例2−1〜2−4の対比から、親水性溶媒(E)を含有する実施例2−1〜2−3はより高い導電率を示した。なかでも、親水性溶媒(E)の沸点が130℃以上である実施例2−1及び2−2はさらに高い導電率を示した。
実施例3−1〜3−5の対比から、質量比(D/B)が0.005以上である実施例3−2〜3−5はより優れた経時安定性を示した。なかでも、質量比(D/B)が0.05以上である実施例3−3〜3−5はさらに優れた経時安定性を示した。そのなかでも、質量比(D/B)が0.3以下である実施例3−3及び3−4はより高い導電率を示した。そのなかでも、質量比(D/B)が0.1以下である実施例3−3はさらに高い導電率を示した。
実施例4−1〜4−9の対比から、還元剤(D)としてアート錯体以外の化合物を使用する実施例4−1〜4−7はより優れた経時安定性を示した。なかでも、還元剤(D)として金属原子を含有しない化合物を使用する実施例4−1〜4−6はさらに優れた経時安定性を示した。そのなかでも、還元剤(D)として脂肪族アミン、単環芳香族化合物、ヒドラジン、及びチオールからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を使用する実施例4−1〜4−4は特に優れた経時安定性を示した。
As can be seen from Tables 1 to 4, the π-conjugated polymer (A) having the repeating unit represented by the general formula (1), the oxidizing agent (B), the non-conjugated polymer (C), and the reducing agent (D). All of the examples of the present application in which the mass ratio (D / B) of the content of the oxidizing agent (B) and the content of the reducing agent (D) is 0.001 to 0.5 are high in conductivity. Rate and excellent stability over time.
From the comparison of Examples 2-1 to 2-4, Examples 2-1 to 2-3 containing the hydrophilic solvent (E) showed higher conductivity. Especially, Examples 2-1 and 2-2 whose boiling point of a hydrophilic solvent (E) is 130 degreeC or more showed much higher electrical conductivity.
From the comparison of Examples 3-1 to 3-5, Examples 3-2 to 3-5 having a mass ratio (D / B) of 0.005 or more showed more excellent temporal stability. Especially, Examples 3-3 to 3-5 whose mass ratio (D / B) is 0.05 or more showed further superior temporal stability. Among them, Examples 3-3 and 3-4 having a mass ratio (D / B) of 0.3 or less showed higher conductivity. Among them, Example 3-3 having a mass ratio (D / B) of 0.1 or less showed higher conductivity.
From the comparison of Examples 4-1 to 4-9, Examples 4-1 to 4-7 using compounds other than the art complex as the reducing agent (D) showed more excellent temporal stability. Among them, Examples 4-1 to 4-6 using a compound containing no metal atom as the reducing agent (D) showed further excellent temporal stability. Among them, Examples 4-1 to 4-4 in which at least one compound selected from the group consisting of an aliphatic amine, a monocyclic aromatic compound, hydrazine, and a thiol is used as the reducing agent (D) are particularly used. Excellent stability over time.

一方、π共役ポリマー(A)を含有しない(π共役ポリマー(A)以外のπ共役ポリマーを含有する)比較例1−1は導電率及び経時安定性が不十分であった。また、非共役ポリマー(C)を含有しない比較例1−2は強度が不十分であった。また、還元剤(D)を含有しない比較例3−1は経時安定性が不十分であった。また、還元剤(D)を含有するが質量比(D/B)が0.001未満である比較例3−2も経時安定性が不十分であった。また、還元剤(D)を含有するが質量比(D/B)が0.5を超える比較例3−3は導電率及び経時安定性が不十分であった。   On the other hand, Comparative Example 1-1 containing no π-conjugated polymer (A) (containing a π-conjugated polymer other than the π-conjugated polymer (A)) was insufficient in conductivity and stability over time. Further, Comparative Example 1-2 not containing the non-conjugated polymer (C) was insufficient in strength. Further, Comparative Example 3-1, which did not contain a reducing agent (D), had insufficient stability over time. In addition, Comparative Example 3-2 containing the reducing agent (D) but having a mass ratio (D / B) of less than 0.001 also had insufficient temporal stability. Further, Comparative Example 3-3 containing a reducing agent (D) but having a mass ratio (D / B) exceeding 0.5 was insufficient in conductivity and stability over time.

<有機熱電変換素子の作製と評価>
(素子の作製)
実施例の各導電性組成物(5g)それぞれに単層カーボンナノチューブ(4mg)を添加し超音波を30分間印加することにより単層カーボンナノチューブを分散させ、熱電変換層形成用組成液Aを得た。この熱電変換層形成用組成液Aを、第1の電極として金(厚み20nm、幅:5mm)を片側表面に有するガラス基材(厚み:0.8mm)上の電極表面にスクリーン印刷法で塗布し、80℃にて30分間加熱して溶媒を除去した。その後、室温真空下にて10時間乾燥させることにより膜厚2.6μm、大きさ8mm×8mmの熱電変換層となる導電膜を形成した。その後、熱電変換層の上部に、第2の電極として金を蒸着したガラス基材(電極の厚み:20nm、電極の幅:5mm、ガラス基材の厚み:0.8mm)を、第2の電極が熱電変換層に接するように、80℃にて貼り合わせて、有機熱電変換素子を作製した。
<Production and evaluation of organic thermoelectric conversion element>
(Production of element)
Single-walled carbon nanotubes (4 mg) were added to each of the conductive compositions (5 g) of the examples, and ultrasonic waves were applied for 30 minutes to disperse the single-walled carbon nanotubes, thereby obtaining a composition liquid A for forming a thermoelectric conversion layer. It was. This thermoelectric conversion layer forming composition liquid A is applied to the electrode surface on a glass substrate (thickness: 0.8 mm) having gold (thickness 20 nm, width: 5 mm) on one side surface as a first electrode by screen printing. And heated at 80 ° C. for 30 minutes to remove the solvent. Then, the electrically conductive film used as the thermoelectric conversion layer with a film thickness of 2.6 micrometers and a magnitude | size of 8 mm x 8 mm was formed by making it dry under room temperature vacuum for 10 hours. Thereafter, a glass substrate (electrode thickness: 20 nm, electrode width: 5 mm, glass substrate thickness: 0.8 mm) on which gold was vapor-deposited as a second electrode was formed on the thermoelectric conversion layer. Were bonded at 80 ° C. so as to be in contact with the thermoelectric conversion layer to produce an organic thermoelectric conversion element.

(熱起電力の評価)
作製した有機熱電変換素子の第1の電極を一定温度に保ったホットプレート上に設置し、第2の電極上に温度制御用のペルチェ素子を設置した。ホットプレートの温度を一定(100℃)に保ちつつ、ペルチェ素子の温度を低下させることにより両電極間に温度差2℃を付与した。この時、両電極間に熱起電力(μV)が発生することを確認した。
(Evaluation of thermoelectromotive force)
The 1st electrode of the produced organic thermoelectric conversion element was installed on the hotplate maintained at constant temperature, and the Peltier device for temperature control was installed on the 2nd electrode. While keeping the temperature of the hot plate constant (100 ° C.), the temperature of the Peltier element was lowered to give a temperature difference of 2 ° C. between both electrodes. At this time, it was confirmed that a thermoelectromotive force (μV) was generated between both electrodes.

<有機光電変換素子の作製と評価>
(素子の作製)
洗浄及びUV−オゾン処理したガラス−ITO基板上に、ホール輸送層として使用する実施例の各導電性組成物をそれぞれスピンコート(3000rpm)し、140℃で30分間加熱し、導電膜を作製した。続いて、10mgのポリ(3−ヘキシルチオフェン)と10mgのPC71BM([6,6]−フェニル−C71−酪酸メチルエステル)の混合物を、1.8−ジヨードオクタンを1質量%含有するクロロベンゼン1mLに溶解させた。この溶液を、導電膜上にスピンコート(1000rpm)で塗布して、乾燥させ膜厚80nmの光電変換層を作成した。光電変換層上にLiF(1nm)、アルミニウム(100nm)を順次蒸着させて上部電極を形成させ、有機光電変換素子を得た。
<Production and Evaluation of Organic Photoelectric Conversion Device>
(Production of element)
Each conductive composition of the example used as a hole transport layer was spin-coated (3000 rpm) on a glass-ITO substrate that had been cleaned and treated with UV-ozone, and heated at 140 ° C. for 30 minutes to prepare a conductive film. . Subsequently, a mixture of 10 mg poly (3-hexylthiophene) and 10 mg PC71BM ([6,6] -phenyl-C71-butyric acid methyl ester) was added to 1 mL of chlorobenzene containing 1% by mass of 1.8-diiodooctane. Dissolved in. This solution was applied onto the conductive film by spin coating (1000 rpm) and dried to prepare a photoelectric conversion layer having a thickness of 80 nm. LiF (1 nm) and aluminum (100 nm) were sequentially deposited on the photoelectric conversion layer to form an upper electrode, thereby obtaining an organic photoelectric conversion element.

(性能の評価)
作製した有機光電変換素子について以下のようにして性能を評価した。
得られた素子を窒素雰囲気下で、ケースレー社(Keithley)製SMU2400型I−V測定装置を用いて、電流密度−電圧(J−V)特性を評価した。オリエル(Oriel)社製太陽光シミュレータからの濾波キセノン灯光を使用して、100mW/cmのAM1.5Gスペクトルに近づけた。上記装置にて、電圧の発生及び電流が流れることを確認した。
(Evaluation of performance)
The performance of the produced organic photoelectric conversion element was evaluated as follows.
The obtained element was evaluated for current density-voltage (JV) characteristics using a SMU2400 type IV measuring apparatus manufactured by Keithley under a nitrogen atmosphere. Using a filtered xenon lamp light from Oriel (Oriel) manufactured solar simulator approximated to AM1.5G spectrum of 100 mW / cm 2. It was confirmed that voltage generation and current flow were performed in the above apparatus.

10、20、30 熱電変換素子
11、21 第1の基材
12、22、32 第1の電極
13、23、33 第2の電極
14、24、34、熱電変換層
15、25 第2の基材
31 基材
300 モジュール
110a、110b 光電変換素子
111 下部電極(導電性膜)
112 光電変換層
115 上部電極(透明導電性膜)
116A ホール輸送層
116B 電子輸送層
10, 20, 30 Thermoelectric conversion element 11, 21 First substrate 12, 22, 32 First electrode 13, 23, 33 Second electrode 14, 24, 34, Thermoelectric conversion layer 15, 25 Second group Material 31 Base material 300 Module 110a, 110b Photoelectric conversion element 111 Lower electrode (conductive film)
112 Photoelectric conversion layer 115 Upper electrode (transparent conductive film)
116A hole transport layer 116B electron transport layer

Claims (16)

下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するπ共役ポリマーと、酸化剤と、非共役ポリマーと、還元剤とを含有し、
前記酸化剤の含有量に対する前記還元剤の含有量の質量比が、0.001〜0.5である、導電性組成物。

(式中、A環は共役炭化水素環又は共役複素環を表し、nは0以上の整数を表す。X、X、X、及びXはそれぞれ独立してヘテロ原子、置換基を有するヘテロ原子、−CH=CH−基、又は=CH−基を表す。R、R、及びRはそれぞれ独立してアリール基、ヘテロアリール基、アルキル基、アルコキシ基、ポリエチレンオキシエーテル基、アルキルチオ基、ポリエチレンオキシチオエーテル基、アルキルアミノ基、又はポリエチレンオキシアミノ基を表す。更に、R、R、及びR中の炭素原子は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。また、R、R、及びRは互いに任意の位置で連結していてもよい。nA、nB及びnCはそれぞれ独立して0以上の整数を表す。)
A π-conjugated polymer having a repeating unit represented by the following general formula (1), an oxidizing agent, a non-conjugated polymer, and a reducing agent;
The electrically conductive composition whose mass ratio of content of the said reducing agent with respect to content of the said oxidizing agent is 0.001-0.5.

(In the formula, A ring represents a conjugated hydrocarbon ring or a conjugated heterocyclic ring, and n represents an integer of 0 or more. X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are each independently a hetero atom or a substituent. And represents a hetero atom, —CH═CH— group, or ═CH— group, wherein R 1 , R 2 , and R A are each independently an aryl group, a heteroaryl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a polyethyleneoxyether group. , An alkylthio group, a polyethyleneoxythioether group, an alkylamino group, or a polyethyleneoxyamino group, and the carbon atoms in R 1 , R 2 , and R A may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom. R 1 , R 2 , and R A may be linked to each other at any position, and nA, nB, and nC each independently represent an integer of 0 or more.)
前記π共役ポリマーが、前記酸化剤及び前記非共役ポリマーの存在下、酸化重合法によって重合することにより得られる、請求項1に記載の導電性組成物。   The conductive composition according to claim 1, wherein the π-conjugated polymer is obtained by polymerization by an oxidative polymerization method in the presence of the oxidizing agent and the non-conjugated polymer. 前記一般式(1)において、A環が、ベンゼン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、シクロペンタジエン環、又はシロール環である、請求項1又は2に記載の導電性組成物。   The electrically conductive composition of Claim 1 or 2 whose A ring is a benzene ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a cyclopentadiene ring, or a silole ring in the said General formula (1). 前記一般式(1)において、nが、1〜3の整数である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性組成物。   The conductive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein in the general formula (1), n is an integer of 1 to 3. 前記一般式(1)において、X及びX、またはX及びXが、それぞれ独立して硫黄原子、酸素原子、又はNR基(ここでRは水素原子又はアルキル基)である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性組成物。 In the general formula (1), X 1 and X 3 , or X 1 and X 4 are each independently a sulfur atom, an oxygen atom, or an NR group (where R is a hydrogen atom or an alkyl group). Item 5. The conductive composition according to any one of Items 1 to 4. 前記非共役ポリマーが、スルホ基を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性組成物。   The conductive composition according to claim 1, wherein the non-conjugated polymer has a sulfo group. 前記酸化剤が、鉄(III)塩、銅(II)塩、過酸化物、及び過酸からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性組成物。   The oxidant is at least one compound selected from the group consisting of iron (III) salts, copper (II) salts, peroxides, and peracids. The electroconductive composition as described. 前記還元剤が、単環芳香族化合物、含窒素芳香族化合物、含硫黄芳香族化合物、芳香族ビニルポリマー、芳香族アミン、脂肪族アミン、ニトロ化合物、チオール、及び金属錯塩、からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性組成物。   The reducing agent is selected from the group consisting of monocyclic aromatic compounds, nitrogen-containing aromatic compounds, sulfur-containing aromatic compounds, aromatic vinyl polymers, aromatic amines, aliphatic amines, nitro compounds, thiols, and metal complex salts. The electrically conductive composition of any one of Claims 1-7 which is at least 1 sort (s) of compound. 更に、親水性溶媒を含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性組成物。   Furthermore, the electroconductive composition of any one of Claims 1-8 containing a hydrophilic solvent. 前記親水性溶媒の沸点が、130℃以上である、請求項9に記載の導電性組成物。   The electrically conductive composition of Claim 9 whose boiling point of the said hydrophilic solvent is 130 degreeC or more. 水に、前記π共役ポリマーと、前記酸化剤と、前記非共役ポリマーと、前記還元剤とを分散させることで得られる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性組成物。   The conductive composition according to claim 1, which is obtained by dispersing the π-conjugated polymer, the oxidizing agent, the non-conjugated polymer, and the reducing agent in water. 水に、前記π共役ポリマーと、前記酸化剤と、前記非共役ポリマーと、前記還元剤とを分散させ、さらに、前記親水性溶媒を加えることで得られる、請求項9又は10に記載の導電性組成物。   The conductive material according to claim 9 or 10, obtained by dispersing the π-conjugated polymer, the oxidizing agent, the non-conjugated polymer, and the reducing agent in water, and further adding the hydrophilic solvent. Sex composition. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の導電性組成物から得られる導電膜。   The electrically conductive film obtained from the electrically conductive composition of any one of Claims 1-12. キャリア濃度が、1×1024〜3×1026個/mである、請求項13に記載の導電膜。 The electrically conductive film of Claim 13 whose carrier concentration is 1 * 10 < 24 > -3 * 10 < 26 > piece / m < 3 >. 請求項13又は14に記載の導電膜を用いた有機半導体デバイス。   The organic-semiconductor device using the electrically conductive film of Claim 13 or 14. 基材と、電極と、請求項13又は14に記載の導電膜とをこの順に備える、有機半導体デバイス。   An organic-semiconductor device provided with a base material, an electrode, and the electrically conductive film of Claim 13 or 14 in this order.
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