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公開番号2024056771
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2024015281,2020560973
出願日2024-02-02,2019-05-02
発明の名称ポリマーフィルムの製造方法
出願人トゥルンイリオピスト
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B32B 27/00 20060101AFI20240416BHJP(積層体)
要約【課題】電子デバイス用の導電性、粗さ平均、光透過性に優れた導電性PEDOTフィルムの製造方法および導電性PEDOTフィルムとその用途を提供する。
【解決手段】基板の表面上に酸化剤および塩基阻害剤を含む溶液を塗布して、前記基板の少なくとも1つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、酸化剤コーティングされた前記基板が、酸化剤コーティングされた前記基板の前記表面を重合温度でPEDOTモノマー蒸気に暴露することによって重合ステップを受けるステップと、を含み、前記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた前記基板の温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度より2～40℃低い。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、前記基板の少なくとも１つの表面上に少なくとも１つのＰＥＤＯＴ層とを含むポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）フィルムの製造方法であって、
ａ）前記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤および塩基阻害剤を含む溶液を塗布して、前記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、
ｂ）ステップａ）で形成された酸化剤コーティングされた前記基板が、酸化剤コーティングされた前記基板の前記表面を重合温度で３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）モノマー蒸気に暴露することによって重合ステップを受けることで、酸化剤コーティングされた前記基板の前記表面上にＰＥＤＯＴ層を形成するステップと、
を含み、
前記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた前記基板の温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度より２～４０℃低い、製造方法。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記基板が非導電性基板である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記製造方法が、
ｃ）ステップｂ）で形成された前記ＰＥＤＯＴ層の少なくとも１つの表面上に前記酸化剤および前記塩基阻害剤を含む前記溶液を塗布して、前記ＰＥＤＯＴ層の前記少なくとも１つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、
ｄ）ステップｃ）で形成された酸化剤コーティングされた前記ＰＥＤＯＴ層が、酸化剤コーティングされた前記ＰＥＤＯＴ層の前記表面を重合温度で３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）モノマー蒸気に暴露することによって重合ステップを受けることで、酸化剤コーティングされた前記ＰＥＤＯＴ層の前記表面上に後続のＰＥＤＯＴ層を形成するステップと、
を含み、
前記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた前記ＰＥＤＯＴフィルムの温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度よりも２～４０℃低い、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
モノマーの１つが（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＥＤＯＴ）であるコポリマーから形成されるポリマーフィルムであって、基板と、モノマーの１つが前記基板の少なくとも１つの表面上にＥＤＯＴモノマーであるコポリマーから形成される少なくとも１つのポリマー層とを含む、ポリマーフィルムの製造方法であって、
ａ）前記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤および塩基阻害剤を含む溶液を塗布して、前記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、
ｂ）ステップａ）で形成された酸化剤コーティングされた前記基板が、酸化剤コーティングされた前記基板の表面を少なくとも２つの異なるモノマーであって、前記モノマーの１つがＥＤＯＴモノマーである、モノマーの蒸気に、重合温度で暴露することによって重合ステップを受け、酸化剤コーティングされた前記基板の前記表面上にポリマー層を形成するステップと、
を含み、
前記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた前記基板の温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度より２～４０℃低い、製造方法。
【請求項５】
前記製造方法が、
ｃ）ステップｂ）で形成された前記ポリマー層の少なくとも１つの表面上に前記酸化剤および前記塩基阻害剤を含む前記溶液を塗布して、前記ポリマー層の前記少なくとも１つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、
ｄ）ステップｃ）で形成された酸化剤コーティングされた前記ポリマー層が、酸化剤コーティングされた前記ポリマー層の前記表面を少なくとも２つの異なるモノマーであって、前記モノマーの１つがＥＤＯＴである、モノマーの蒸気に重合温度で暴露することによって重合ステップを受け、酸化剤コーティングされた前記基板の前記表面上にポリマー層を形成するステップと、
を含み、
前記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた前記ポリマーフィルムの温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度よりも２～４０℃低い、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記製造方法が、ステップｃ）およびステップｄ）を少なくとも１回繰り返すことを含む、請求項３または５に記載の製造方法。
【請求項７】
少なくとも２つの異なるモノマーの蒸気が、３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）と、アズレン、ピロール、アニリン、チオフェン、およびフェニレンからなる群から選択される少なくとも１つのさらなるモノマーとを含むか、またはそれらからなる、請求項４～６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
酸化剤コーティングされた前記基板の温度は、前記重合ステップの間、制御された基板温度に保たれ、制御された前記基板温度は、前記重合温度よりも２～３０℃、または２～２５℃、または２～２２℃、または２～２０℃、または２～１５℃、または３～２５℃、または３～２２℃、または３～２０℃、または３～１５℃、または５～２０℃、または５～１５℃、または８～１２℃低い、請求項１～７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記製造方法が気相重合（ＶＰＰ）である、請求項１～８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記重合温度が５５～９５℃で、制御された前記基板温度が４０～７０℃であるか、または前記重合温度が６０～８５℃で、制御された前記基板温度が４５～７０℃であるか、または前記重合温度が６５～８０℃で、制御された前記基板温度が５５～７０℃であるか、または前記重合温度が６７～７７℃で、制御された前記基板温度が５６～６６℃であるか、または前記重合温度が７２～７７℃で、制御された前記基板温度が６１～６６℃である、請求項１～９のいずれか一項に記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）フィルムの製造方法に関する。本開示は、さらに、導電性ＰＥＤＯＴフィルムに関する。本開示は、さらに、導電性ＰＥＤＯＴフィルムを含む電子デバイスと、電子デバイス内の／電子デバイスの帯電防止コーティングまたは電極としての導電性ＰＥＤＯＴフィルムの使用に関する。本開示は、また、コポリマーから形成されるポリマーフィルムの製造方法と、導電性ポリマーフィルムを含む電子デバイスと、電子デバイス内の／電子デバイスの帯電防止コーティングまたは電極としての導電性ポリマーフィルムの使用に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
導電性ＰＥＤＯＴフィルムおよびそのコポリマーフィルムは、帯電防止コーティング、ペロブスカイト太陽電池、有機太陽電池、色素増感太陽電池、電気化学トランスデューサ、エレクトロクロミックデバイス、エレクトロルミネセントデバイス、熱電デバイス、スマートウィンドウ、ＯＬＥＤ、光電子工学およびスーパーキャパシタなどの異なる分野で使用されている。導電性ＰＥＤＯＴフィルムは、例えば、導電性基板上でのＰＥＤＯＴの電気化学重合、酸化化学気相堆積（ｏＣＶＤ）または真空気相重合（ＶＶＰＰ）技術によって製造することができる。電子デバイス用の導電性ＰＥＤＯＴフィルムを形成する場合、その導電性、低いシート抵抗、形態（粗さ平均）および光透過性が重要である。
【発明の概要】
【０００３】
基板と、その基板の少なくとも１つの表面上に少なくとも１つのＰＥＤＯＴ層とを含む、基板の上にポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）フィルムを製造するための方法が開示される。この方法は、上記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤および塩基阻害剤を含む溶液を塗布して、上記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤コーティングを形成するステップと、形成された酸化剤コーティングされた上記基板が、酸化剤コーティングされた上記基板の上記表面を重合温度で３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）モノマー蒸気に暴露することによって重合ステップを受けることで、酸化剤コーティングされた上記基板の上記表面上にＰＥＤＯＴ層を形成するステップと、を含み、上記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた上記基板の温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された上記基板温度は、上記重合温度より２～４０℃低い。
【０００４】
モノマーの１つが（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＥＤＯＴ）であるコポリマーから形成されるポリマーフィルムを、基板と、上記基板の少なくとも１つの表面上に少なくとも１つのポリマー層とを含む、基板上に、製造するための方法が開示される。この方法は、上記基板の少なくとも１つの表面上に酸化剤および塩基阻害剤を含む溶液を塗布して、上記基板の少なくとも１つの表面の上に酸化剤コーティングを形成するステップと、形成された酸化剤コーティングされた上記基板が、酸化剤コーティングされた上記基板の上記表面を少なくとも２つの異なるモノマーであって、上記モノマーの１つがＥＤＯＴモノマーである、モノマーの蒸気に、重合温度で暴露することによって、重合ステップを受け、酸化剤コーティングされた上記基板の上記表面上にポリマー層を形成するステップと、を含み、上記重合ステップの間、酸化剤コーティングされた上記基板の温度は、制御された基板温度に保たれ、制御された上記基板温度は、上記重合温度より２～４０℃低い。
【０００５】
さらに、導電性ＰＥＤＯＴフィルムが開示される。導電性ＰＥＤＯＴフィルムは、非導電性基板と、ＰＥＤＯＴ層であって、上記非導電性基板上の上記ＰＥＤＯＴ層に埋め込まれた１つ／複数の酸化剤からのアニオンを有する、ＰＥＤＯＴ層とを備えることができ、上記導電性ＰＥＤＯＴフィルムは、２１００Ｓ／ｃｍ超の導電率および２００Ω／□未満のシート抵抗を有する。
【０００６】
さらに、本開示に開示されるように、非導電性基板と、非導電性基板の少なくとも１つの表面上に少なくとも１つのＰＥＤＯＴ層とを備えるＰＥＤＯＴフィルムを製造するための方法によって取得可能な導電性ＰＥＤＯＴフィルムが開示される。
【０００７】
さらに、コポリマーから形成される導電性ポリマーフィルムであって、上記コポリマーのモノマーの１つが（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＥＤＯＴ）である、導電性ポリマーフィルムが開示される。導電性ポリマーフィルムは、非導電性基板と、上記非導電性基板上の上記ポリマー層に埋め込まれた１つ／複数の酸化剤からのアニオンを有するコポリマーから形成されるポリマー層フィルムとを含むことができ、上記導電性ポリマーフィルムの厚さは、１０～５００ｎｍまたは１０～２００ｎｍである。
【０００８】
さらに、モノマーの１つが（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＥＤＯＴ）であるコポリマーから形成される導電性ポリマーフィルムであって、本開示で開示されるように、非導電性基板と、上記非導電性基板の少なくとも１つの表面上に少なくとも１つのポリマー層とを含むポリマーフィルムを製造する方法によって取得可能である、導電性ポリマーフィルムが開示される。
【０００９】
さらに、電子デバイスが開示される。電子デバイスは、導電性ＰＥＤＯＴフィルム、またはモノマーの１つが本開示に開示されるようなＥＤＯＴであるコポリマーから形成される導電性ポリマーフィルムを含むことができる。
【００１０】
さらに、導電性ＰＥＤＯＴフィルム、およびモノマーの１つが本開示に開示されるようなＥＤＯＴであるコポリマーから形成される導電性ポリマーフィルムの使用が開示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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