2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of flexible transparent conductive materials from the composites of PEDOT:PSS conductive polymer and phenol derivatives as a second dopant
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16K06762
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| Research Institution | Nagoya Industrial Science Research Institute |
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Principal Investigator |
小長谷 重次 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (30418785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 邦生 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40274013)
真田 和昭 富山県立大学, 工学部, 教授 (20363872)
守谷 せいら (森棟せいら) 中部大学, 工学部, 講師 (30748942)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | PEDOT:PSS / 導電性高分子 / セカンドドーパント / フェノール / 導電性向上 / 溶解度パラメーター / コンピューターシミュレーション / UV-Visスペクトル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タッチパネルの表面には透明導電材として無機材料であるスズドープ酸化インジウム（ITO）が主に用いられている。タッチパネルの大型化に伴い、ITO膜の透明導電性は一層の向上が求められ、それと同時にITO代替素材の出現が望まれている。ITO代替素材として導電性高分子（ポリ（3，4ーエチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（PEDOT:PSS））が有望であるが、導電性が不足しているため、添加剤（セカンドドーパント（SD））による導電性向上が世界中で検討され、その中にグリコール類がある。
筆者らはグリコール類より優れたSD剤として一連の特定のフェノール誘導体（Ph)を見出し、Phの最適化学構造及びPhの導電性向上作用機構の解明を行った。
SD剤としてジヒドロキシメチルフェノール誘導体（DMP）、中でも2-メチルー4,6ージヒドロキシメチルフェノールが最も優れた導電性向上効果を有することを見出した。さらに、SP値が14～16にあるDMPは優れた導電性向上効果を示すことを見出した。また、混合スラリー系において、DMP添加によりPEDOT:PSS（ナノ粒子）の粒径の増大と同時に表面電荷の低下が起こることを見出した。また、混合スラリー及び複合体のUV-Visスペクトル分析より、DMPとPEDOT:PSSとの間に電子的な相互作用が存在し、導電性が向上すると示唆された。
上記結果にコンピューターシミュレーションを組み合わせDMPによるPEDOT:PSSの導電性向上機構を検討し、まずDMPがPEDOT:PSS粒子へ接近、結合することで一部のPSSがPEDOT:PSS粒子から離れ、PEDOT:PSS粒子最外層の導電性が向上すると同時に粒径が増大し、粒子最外導電層のオーバーラップ体積が増え、その結果PEDOT:PSSバルクの導電性が向上すると推測された。
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