专利名称：由聚合物酸性胶体制备的水分散性聚噻吩的制作方法
技术领域：
本发明涉及噻吩导电聚合物的水分散体，其中导电聚合物是在聚合物酸胶体存在下合成的。
背景技术：
导电聚合物已经用于各种有机电子器件，包括在研制电致发光(“EL”)器件中用于发光显示器。关于EL器件，如包含导电聚合物的有机发光二极管(OLED)，该器件通常具有下述构造阳极/缓冲层/EL材料/阴极阳极一般是透明的、并具有向EL材料注入空穴的能力的任何材料，例如，如铟/锡氧化物(ΙΤ0)。阳极任选地载在玻璃或基片上。EL材料包括荧光染料、荧光和磷光金属配合物、共轭聚合物或其混合物。阴极一般是任何具有向EL材料注入电子能力的材料(例如，如Ca或Ba)。缓冲层一般是导电聚合物，它便于将空穴从阳极注入EL材料层中。缓冲层也可称为“空穴注入”层、空穴输运层，或称为双层阳极的部分。作为缓冲层的典型的导电聚合物包括聚苯胺和聚二氧噻吩(polydioxythiophene)，如聚(3，4_亚乙基二氧噻吩)(PEDT)。这些材料可通过在水溶性聚合物酸，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单体制备，如题目为“聚噻吩分散体、其生产和用途”的美国专利5，300, 575所述。 一种公知的PEDT/PSS材料是Baytron -P，购自H. C. Starck, GmbH(莱沃库森，德国)。用水溶性聚合物磺酸合成的导电聚合物的水分散体具有不良的低pH水平。该低 PH水平可促使含有该缓冲层的EL器件应力寿命降低，并促使器件内部的腐蚀。因此，需要制备具有改进性能的组合物和层。当施加低电压时具有承载大电流能力的导电聚合物，也具有作为电子器件电极的效用，如薄膜场效应晶体管。在该晶体管中，对电子和/或空穴电荷载流子具有高迁移率的有机半导电薄膜，被放在源极和漏极之间。门极置于半导电聚合物层的对面。为可用于电极应用，导电聚合物和分散或溶解导电聚合物的液体必须与半导电聚合物和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再溶解。由导电聚合物制成的电极电导率应高于10西门子/厘米(其中西门子是欧姆的倒数)。然而，由聚合物酸制备的导电聚噻吩提供的电导率一般在 10_3西门子/厘米或更低的范围。为了增加电导率，可在聚合物中加入导电添加剂。然而，该添加剂的存在可有害地影响导电聚噻吩的加工性。因此，需要改进的导电聚噻吩。
发明概述本文提供了一种新组合物，该新组合物包含至少一种聚噻吩和至少一种形成胶体的聚合物酸水分散体，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)其中关于式I (a):
权利要求
1. 一种由组合物淀积得到的导电或半导电层，该组合物包含至少一种聚噻吩和至少-种形成胶体的聚合物酸的水分散体，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)
2. 一种由组合物淀积得到的缓冲层，该组合物包含至少一种聚噻吩和至少一种形成胶体的聚合物酸的水分散体，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)
3. 一种包含至少一层的电子器件，该至少一层包含至少一种聚噻吩和至少一种形成胶体的聚合物酸的组合物，其中，所述聚噻吩具有式1(a)或式1(b)式中
4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述器件选自光敏元件、光控开关、发光二极管、发光二极管显示器、光电探测器、光电晶体管、光电导体、光电管、红外探测器、二极管激光器、电致变色器件、电磁屏蔽器件、固体电解质电容器、能量储存器件、场效应电阻器件、记忆储存器件、生物传感器、光电池、光伏器件、太阳能电池和二极管。
5.一种薄膜场效应晶体管，所述晶体管包含至少一个含有一种组合物的电极，所述组合物包含至少一种聚噻吩和至少一种形成胶体的聚合物酸的水分散体，其中，所述聚噻吩具有式I (a)或式I (b)式中
6.如权利要求5所述的薄膜场效应晶体管，其特征在于，所述组合物还包含金属纳米丝、金属纳米颗粒或碳纳米管、碳纳米颗粒或其混合物。
7.如权利要求1-6中任一项所述的器件，其特征在于，所述形成胶体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.如权利要求1-6中任一项所述的器件，其特征在于，所述形成胶体的聚合物酸包含氟化聚合物磺酸。
9.如权利要求1-6中任一项所述的器件，其特征在于，所述聚合物磺酸是全氟化的。
10.如权利要求1-6中任一项所述的器件，其特征在于，还包含一种附加材料，该附加材料选自聚合物、形成胶体的聚合物酸、染料、碳纳米管、金属纳米丝、金属纳米颗粒、碳纳米颗粒、碳纤维、碳颗粒、石墨纤维、石墨颗粒、涂料助剂、有机导电油墨、有机导电糊料、无机导电油墨、无机导电糊料、电荷输运材料、半导电无机氧化物纳米颗粒、绝缘无机氧化物纳米颗粒、压电纳米颗粒、热电纳米颗粒、铁电氧化物纳米颗粒、压电聚合物、热电聚合物、 铁电氧化物聚合物、光电导氧化物纳米颗粒、光电导聚合物、分散剂、交联剂及其组合中的至少一种。
11.如权利要求1-6中任一项所述的器件，其特征在于，还包含至少一种助分散液。
12.如权利要求11所述的器件，其特征在于，所述助分散液选自醚、环醚、醇、醇醚、酮、 腈、硫醚、亚砜、酰胺、胺、羧酸及其组合。
13.如权利要求11所述的器件，其特征在于，所述助分散液是选自正丙醇、异丙醇、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、四氢呋喃、四氢吡喃、4-甲基-1，3-二噁烷、4-苯基-1，3-二噁烷、1，3-二氧戊环、2-甲基_1，3-二氧戊环、 1，3_二曙烧、2，5_二甲氧基四氢呋喃、2，5_二甲氧基-2，5-二氢呋喃、1-甲基吡咯烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜及其组合中的至少一种。
14.如权利要求1-13中任一项所述的器件，其特征在于所述水分散体的ρΗ为3-4.95， 较好为3-4。
全文摘要
提供了包括一种组合物的半导体器件，该组合物包含具有式I(a)或式I(b)的均聚物或共聚物的聚噻吩和至少一种形成胶体的聚合物酸的水分散体。
文档编号C08G61/12GK102212251SQ201110099948
公开日2011年10月12日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年4月22日
发明者C·D·麦克弗森, C·-H·修, C·张, D·D·莱克洛克斯, H·斯库拉森, H·李, S·H·金, Y·曹 申请人:E.I.内穆尔杜邦公司