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固・気界面の制御による透明導電性高分子薄膜の合成プロセスに関する研究

固气界面控制透明导电聚合物薄膜合成工艺研究

基本信息

批准号：
63604007
负责人：
宮田清蔵
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至 1990
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63604007/
关键词：
導電性ポリピロール透明性 CVD法化学重合酸化ポテンシャル

项目摘要

従来の透明導電性膜は、蒸着やスパッタリング等によって作製されるので、大面積化が困難でしかも高価格であった。先年の研究で我々は直接導電性高分子薄膜を化学的に合成する方法(CVD法)を考案した。これは酸化剤と高分子を溶媒に溶かして基板上に塗布し、乾燥後ピロール蒸気と接触させることでピロールを重合させ、透明導電性薄膜を生成するものである。しかしその導電性は最高30S/cmであり、導電性の改善が望まれていた。本年はこのような状況を考慮して高導電率化を試みた。特にCVD法においての導電性発現のメカニズムを解明するため化学重合を反応モデルとして取り上げた。今回の研究によって明らかになった点は、(1)化学重合で得られた試料の導電率は重合時の溶媒種に大きく依存し、メタノール系では180S/cmにも達する一方、非水溶媒系では非常に低い。これは同じ酸化剤を用いても重合時の溶媒が異なるとその酸化ポテンシャルが異なることに起因している。すなわち溶液の酸化ポテンシャルがモノマーの値より大きくないと反応が進行しないし、また大きすぎても架橋や分岐が生じて導電性が低下する。(2)化学重合で植られた試料の導電率は重合時間に大きく依存する。これは重合によって酸化剤であるFeCl_3が減少し、環元剤であるFeCl_2が増えたため溶液の酸化ポテンシャルが最適値からはずれたことに起因する。そこでFeCl_3とFeCl_2の比をコントロールして酸化ポテンシャルを最適化した所、化学重合で初めて200S/cmを超える高導電性高分子が得られた。この技術はCVD法にも適用できる。以上述べたように今回の研究で、酸化ポテンシャルの制御が透明導電性薄膜の高導電率化につながるという新しい知見が得られた。

The transparent conductive film is difficult to manufacture in large areas. In recent years, we have studied the chemical synthesis method of direct conductive polymer films (CVD method). The polymer solvent is dissolved in the solvent, and the transparent conductive film is formed after drying. The conductivity is up to 30S/cm, and the improvement of conductivity is expected. This year's high conductivity test In particular, the CVD method is used to determine the chemical composition of conductive materials. In this paper, the results show that: (1) the conductivity of the sample obtained by chemical coincidence is very high when the solvent species is coincident, and the conductivity of the sample is very low when the solvent species is coincident, and the conductivity of the sample is very low when the solvent species is coincident. This is the cause of the difference between the solvent used in the reaction and the solvent used in the reaction. The solution is acidified and the conductivity is lowered. (2)The electrical conductivity of the sample depends greatly on the coincidence time. FeCl_3 is the most suitable for acid reaction. The ratio of FeCl_3 to FeCl_2 was optimized, and the chemical combination was optimized to 200S/cm. This technology is applicable to CVD. Based on the above research, new knowledge has been found on the preparation of transparent conductive films with high conductivity.