도전성 조성물 및 그 용도 document_id A220623044129

최근에 대전방지처리 또는 전자파 차폐의 목적에서 비도전성 기재에 도전성 부여에 대한 요구가 증가하고 있다. 당초에는, 금속분말, 그래파이트 분말 등이 혼합되거나 분산된 조성물, 수지 등을 도전성 필러로서 사용하지만, 이러한 재료는 고도의 분산방법이 필요로 되어, 이러한 재료로 박막을 형성할 수 없다는 문제를 수반한다. 상기의 점에서, 대전방지의 목적으로 유기 도전성 재료로서 π-전자공역계를 갖는 계면활성제 또는 폴리머가 제안되어 왔다. 일반적으로 각종 플라스틱 재료로 형성된 성형품, 막 등의 플라스틱 제품은 전기절연성이 높고, 그 가공 또는 사용중에 정전기에 의해 수집되는 먼지 또는 방전발생에 의해 초래되는 오염, 기능저하 및 다른 손상 등의 문제를 일으키기 쉽다. 이러한 정전기 문제를 방지하기 위해서, 이러한 종래의 플라스틱 제품은 플라스틱의 표면상에 도전성막을 형성하는 대전방지처리를 행한다. 도전성 재료로서, 음이온성, 양이온성 및 비이온성 등의 각종 계면활성제 타입의 대전방지제가 사용되어 왔고, 이러한 종래의 대전방지제의 기능은 합성 수지 성형품의 표면상에 블리드 아웃하고, 그 흡습수분내에서 합성 수지 성형품의 표면상에 도전성층을 형성하여 전하의 분산 또는 소멸을 촉진한다. 따라서, 이러한 대전방지제의 효과는 사용되는 환경의 습도에 따라 다르므로, 많은 정전기 장해를 일으키는 저습도 환경하에서는 대전방지제에 흡착되는 수분량이 매우 감소되어 대전방지제의 효과를 잃는 문제가 있다. 상기 문제를 해결하기 위한 하나의 재료는 도전성 폴리머이다. 도전성 폴리머는 π-전자공역계의 폴리머이고, 그 도전성 메카니즘이 전자전도성이기 때문에 이들 재료는 저습도 환경하에서도 대전방지 성능을 제공할 수 있다. 상기의 점에서, 폴리티오펜 또는 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머가 주목되어 왔고, 이를 중합하여 폴리머막을 형성하는 것이 제안되어 왔다. 그러나 도전성 폴리머를 고도전화하는 방법으로서 사용되는 전해산화중합법 또는 화학산화중합법은 고가이고 세정단계를 수반하기 때문에, 이러한 재료는 각종 용도에 적당하지 않아서 그 용도가 제한된다. 한편, 절연기재 위로 도전성 박막을 형성하는 용도는 많지만, 가용성 폴리티오펜 또는 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머 화합물을 용매에 용해하고, 절연성 기재에 도전성 재료를 도포하는 방법은 도전성 폴리머막을 형성하는 방법으로 행해지지만, 도포막이 고저항이어서, 다량의 도전성 폴리머의 저항을 감소시키는 것을 필요로 한다. 도전성 도포재에 대해, 일반적인 첨가제로서 증점제 또는 바인더가 적당하게 사용되고 있다(일본 특허공개 제2000-95970호 공보, 및 일본 특허공개 제2003-213148호 공보). 증점제나 바인더를 첨가하여 도전성 도포재의 점도가 증가하고, 도포막의 두께가 증가되어, 표면저항이 감소하지만, 증점제 또는 바인더의 첨가에 의해 도전성 조성물의 도전성을 향상시키는 효과는 공지되어 있지 않다. 한편, 증점제, 바인더 등은 사용될 기재의 젖음성과, 그 위에 형성될 막의 두께를 제어하기 위해 첨가하지만, 이러한 비도전성 첨가제의 첨가에 의해 재료의 도전성을 감소시키는 문제를 수반한다. 또한, 불가용성 도전성 폴리머를 분산상태로 사용하는 경우에(일본 특허공개 평11-291410) 증점제 및/또는 바인더의 용도는 그 도전성의 향상에 기여하지 않고 도포막의 도전성의 저하를 초래한다. 전자선 리소그래피 공정에서 전자선에서 유도된 전자의 차지업(charge up)은 묘화시에 종종 문제를 일으키는 것으로 알려져 있고, 차지업 방지제로서, 수용성 도전성 폴리머의 도포재가 사용된다. 또한, 최근 최소 선폭의 미세화의 디자인룰에 따라서 패터닝된 레지스트가 붕괴되기 쉽기 때문에, 레지스트의 붕괴를 방지하기 위해 레지스트막의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 이들 환경하에서, 전자선 리소그래피에 차지업을 방지하기 위한 이러한 도포막이 레지스트감도와 패턴의 정밀도에 역으로 영향을 미치는 문제가 있어서, 차지업 방지막의 박막화가 요구된다. 유기 발광소자(이하 간략하게 OLED로 칭함)의 애노드 버퍼층은 도전성 폴리머가 유기 전자소자에 적용된 실시예로서 기재될 수 있다. 폴리머형 유기 발광소자의 경우에, 투명기판/투명전극(애노드)/애노드 버퍼층/발광층/캐소드로 구성된 소자구성을 갖는다. 애노드 버퍼는 투명한 전극의 표면상의 조도에 의해 초래된 단락을 방지하는 효과와 홀 주입 배리어(barrier)의 완화효과를 제공하는 것이 요구된다. 현재, 도전성 폴리머 재료로서 폴리(3,4-에틸렌 디옥시 티오펜)(PEDOT)와 외부도펀트의 폴리스티렌 술폰산(PPS)이 애노드 버퍼층에 일반적으로 사용되지만, 폴리스티렌 술폰산은 발광층에 침입하여 발광층을 열화시키는 문제를 수반한다. 애노드 버퍼층에 외부 도펀트를 함유하지 않는 자기 도프형 도전성 폴리머를 사용하는 방법이 개시되고, 실시형태와 실시예에 대해 가장 바람직한 것으로 자기 도프형 술폰화 폴리아닐린을 들 수 있다(일본 특허공개 제2003-509816호 공보(WO01/018888)).