[发明专利]带有氟化离子交换聚合物作为掺杂物的聚噻吩并噻吩的水分散体

说明书

本发明是2005年10月13日提出的、发明名称为“带有氟化离子交换聚合物作为掺杂物的聚噻吩并噻吩的水分散体”、申请号为200510128355.X的发明专利申请的分案申请。 

相关申请的交叉引用 

本申请要求2005年3月24日提交的临时申请60/665,026和2004年10月13日提交的临时申请60/618,471的权益。这些申请的公开内容在此引入作为参考。 

技术领域

本发明涉及包括导电的噻吩并噻吩聚合物，其中导电聚合物是在至少一种形成胶体的聚合酸存在下合成的。

背景技术

导电的聚合物已经在各种有机电子器件中使用，包括用于光学发射显示器的电致发光(EL)器件的开发。关于EL器件，例如包含导电聚合物的有机发光二极管(OLEDs)，这种器件通常具有下列构型：

阳极/空穴注入层/EL层/阴极

阳极典型地是能够将空穴注入另外填充的在EL层例如铟/锡氧化物(ITO)中使用的半导体材料的π-频带的任何物质。阳极任选地负载于玻璃或塑料基材上。EL层典型地是半导电的共轭的有机材料，包括共轭半导电的聚合物例如聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚芴、螺聚芴或其它EL聚合物材料，小分子荧光染料例如8-羟基喹啉铝(Alq₃)，小分子磷光性的染料例如fac三(2-苯基吡啶)铱(III)，树枝形聚合物，接枝有磷光性染料的共轭聚合物，包含以上所述材料的共混物及其组合。EL层也可以是无机量子点或带有无机量子点的半导电有机材料的共混物。阴极典型地是能够在EL层中将电子注射入半导电有机材料的另外的空π＊-频带的任何物质(例如Ca或Ba)。

空穴注入层(HIL)典型地是导电聚合物，并在EL层中促进空穴由阳极注入半导电有机材料。空穴注入层也可以被称为空穴传输层、空穴注入/传输层或阳极缓冲层，或可以表征为双层阳极的一部分。用作空穴注入层的典型导电聚合物包括聚苯胺和聚二氧基噻吩例如聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩)(PEDOT)。这些材料可以按下列方式制备：在水溶液中在水溶性聚合酸例如聚(苯乙烯磺酸)(PSSA)的存在下，使苯胺或二氧基噻吩单体聚合，如在例如美国专利5,300,575题为“Polythiophene dispersions，their production and their use”中所述，在此引入作为参考。众所周知的PEDOT/PSSA材料是 -P，可从H.C.Starck，GmbH(Leverkusen，德国)商购。

导电聚合物也已经在光电器件中使用，其将辐射能转化为电能。这种器件通常具有下列构型：

正极/空穴提取层/集光层/负极

正极和负极可以选自用于如上所述EL器件的阳极和阴极的物质。空穴提取层典型地是导电聚合物，该导电聚合物能够促进从集光层提取空穴，用于在正极收集。一层或多层集光层典型地由可以吸收光学辐射并在界面产生分离电荷的有机或无机半导体组成。

用水溶性聚合磺酸合成的含水导电聚合物分散体具有不希望有的低pH值水平。低pH值可以促使包含这种空穴注入层的EL器件的应力寿命降低，并促使器件内的腐蚀。因此，在该领域需要组合物以及由其制备的具有改善性能的空穴注入层。

导电聚合物作为电子器件的电极也具有实用性，例如薄膜场效应晶体管。在这种晶体管中，在源极和漏极之间存在有机半导电的薄膜。为了可有效用于电极应用，导电聚合物和用于分散或溶解导电聚合物的液体必须与半导电聚合物和用于半导电聚合物的溶剂相容，以避免导电聚合物或半导电聚合物的重新溶解。由导电聚合物制造的电极的电导率应该大于10S/cm(其中S是欧姆的倒数)。然而，由聚合酸制成的导电聚噻吩典型地提供约10^-3S/cm或更低的电导率范围。为了提高电导率，可以向聚合物中加入导电的添加剂。然而，这种添加剂的存在可以不利地影响导电聚噻吩的加工性能。因此，在该领域需要具有良好的加工性能和增加的电导率的改进的导电聚合物。