專利名稱：由聚合物酸性膠體制備的水分散性聚噻吩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噻吩導電聚合物的水分散體，其中導電聚合物是在聚合物酸膠體存在下合成的。
背景技術(shù)：
導電聚合物已經(jīng)用于各種有機電子器件，包括在研制電致發(fā)光(“EL”)器件中用于發(fā)光顯示器。關(guān)于EL器件，如包含導電聚合物的有機發(fā)光二極管(OLED)，該器件通常具有下述構(gòu)造陽極/緩沖層/EL材料/陰極陽極一般是透明的、并具有向EL材料注入空穴的能力的任何材料，例如，如銦/錫氧化物(ΙΤ0)。陽極任選地載在玻璃或基片上。EL材料包括熒光染料、熒光和磷光金屬配合物、共軛聚合物或其混合物。陰極一般是任何具有向EL材料注入電子能力的材料(例如，如Ca或Ba)。緩沖層一般是導電聚合物，它便于將空穴從陽極注入EL材料層中。緩沖層也可稱為“空穴注入”層、空穴輸運層，或稱為雙層陽極的部分。作為緩沖層的典型的導電聚合物包括聚苯胺和聚二氧噻吩(polydioxythiophene)，如聚(3，4_亞乙基二氧噻吩)(PEDT)。這些材料可通過在水溶性聚合物酸，如聚(苯乙烯磺酸)(PSQ存在下在水溶液中聚合苯胺或二氧噻吩單體制備，如題目為“聚噻吩分散體、其生產(chǎn)和用途”的美國專利5，300, 575所述。 一種公知的PEDT/PSS材料是Baytron -P，購自H. C. Starck, GmbH(萊沃庫森，德國)。用水溶性聚合物磺酸合成的導電聚合物的水分散體具有不良的低pH水平。該低 PH水平可促使含有該緩沖層的EL器件應(yīng)力壽命降低，并促使器件內(nèi)部的腐蝕。因此，需要制備具有改進性能的組合物和層。當施加低電壓時具有承載大電流能力的導電聚合物，也具有作為電子器件電極的效用，如薄膜場效應(yīng)晶體管。在該晶體管中，對電子和/或空穴電荷載流子具有高遷移率的有機半導電薄膜，被放在源極和漏極之間。門極置于半導電聚合物層的對面。為可用于電極應(yīng)用，導電聚合物和分散或溶解導電聚合物的液體必須與半導電聚合物和半導電聚合物的溶劑相容，以避免導電聚合物或半導電聚合物的再溶解。由導電聚合物制成的電極電導率應(yīng)高于10西門子/厘米(其中西門子是歐姆的倒數(shù))。然而，由聚合物酸制備的導電聚噻吩提供的電導率一般在 10_3西門子/厘米或更低的范圍。為了增加電導率，可在聚合物中加入導電添加劑。然而，該添加劑的存在可有害地影響導電聚噻吩的加工性。因此，需要改進的導電聚噻吩。
發(fā)明概述本文提供了一種新組合物，該新組合物包含至少一種聚噻吩和至少一種形成膠體的聚合物酸水分散體，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)其中關(guān)于式I (a):
權(quán)利要求
1. 一種由組合物淀積得到的導電或半導電層，該組合物包含至少一種聚噻吩和至少-種形成膠體的聚合物酸的水分散體，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)
2. 一種由組合物淀積得到的緩沖層，該組合物包含至少一種聚噻吩和至少一種形成膠體的聚合物酸的水分散體，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)
3. 一種包含至少一層的電子器件，該至少一層包含至少一種聚噻吩和至少一種形成膠體的聚合物酸的組合物，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)式中
4.如權(quán)利要求3所述的器件，其特征在于，所述器件選自光敏元件、光控開關(guān)、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管顯示器、光電探測器、光電晶體管、光電導體、光電管、紅外探測器、二極管激光器、電致變色器件、電磁屏蔽器件、固體電解質(zhì)電容器、能量儲存器件、場效應(yīng)電阻器件、記憶儲存器件、生物傳感器、光電池、光伏器件、太陽能電池和二極管。
5.一種薄膜場效應(yīng)晶體管，所述晶體管包含至少一個含有一種組合物的電極，所述組合物包含至少一種聚噻吩和至少一種形成膠體的聚合物酸的水分散體，其中，所述聚噻吩具有式I (a)或式I (b)式中
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述組合物還包含金屬納米絲、金屬納米顆?；蛱技{米管、碳納米顆?；蚱浠旌衔铩?br> 7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的器件，其特征在于，所述形成膠體的聚合物酸包括聚合物磺酸、聚合物磷酸、聚合物膦酸、聚合物羧酸、聚合物丙烯酸及其混合物。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的器件，其特征在于，所述形成膠體的聚合物酸包含氟化聚合物磺酸。
9.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的器件，其特征在于，所述聚合物磺酸是全氟化的。
10.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的器件，其特征在于，還包含一種附加材料，該附加材料選自聚合物、形成膠體的聚合物酸、染料、碳納米管、金屬納米絲、金屬納米顆粒、碳納米顆粒、碳纖維、碳顆粒、石墨纖維、石墨顆粒、涂料助劑、有機導電油墨、有機導電糊料、無機導電油墨、無機導電糊料、電荷輸運材料、半導電無機氧化物納米顆粒、絕緣無機氧化物納米顆粒、壓電納米顆粒、熱電納米顆粒、鐵電氧化物納米顆粒、壓電聚合物、熱電聚合物、 鐵電氧化物聚合物、光電導氧化物納米顆粒、光電導聚合物、分散劑、交聯(lián)劑及其組合中的至少一種。
11.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的器件，其特征在于，還包含至少一種助分散液。
12.如權(quán)利要求11所述的器件，其特征在于，所述助分散液選自醚、環(huán)醚、醇、醇醚、酮、 腈、硫醚、亞砜、酰胺、胺、羧酸及其組合。
13.如權(quán)利要求11所述的器件，其特征在于，所述助分散液是選自正丙醇、異丙醇、甲醇、丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、二甲基乙酰胺、η-甲基吡唑、1，4-二噁烷、四氫呋喃、四氫吡喃、4-甲基-1，3-二噁烷、4-苯基-1，3-二噁烷、1，3-二氧戊環(huán)、2-甲基_1，3-二氧戊環(huán)、 1，3_二曙燒、2，5_二甲氧基四氫呋喃、2，5_二甲氧基-2，5-二氫呋喃、1-甲基吡咯烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亞砜及其組合中的至少一種。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項所述的器件，其特征在于所述水分散體的ρΗ為3-4.95， 較好為3-4。
全文摘要
提供了包括一種組合物的半導體器件，該組合物包含具有式I(a)或式I(b)的均聚物或共聚物的聚噻吩和至少一種形成膠體的聚合物酸的水分散體。
文檔編號C08G61/12GK102212251SQ201110099948
公開日2011年10月12日 申請日期2004年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者C·D·麥克弗森, C·-H·修, C·張, D·D·萊克洛克斯, H·斯庫拉森, H·李, S·H·金, Y·曹 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司