导电聚合物膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及一种透明导电聚合物膜W及包括该透明导电聚合物膜的透明电极衬 底和装置，更具体地，设及导电聚合物膜W及包括该导电聚合物膜的透明电极衬底和装置， 所述导电聚合物膜具有高电导率和对疏水有机材料优异的涂覆性能。
【背景技术】
[0002] 透明且具有电导率的透明电极广泛地用于例如液晶显示装置或有机发光装置等 显示装置或太阳能电池等中。目前用于透明电极中的最典型的材料是氧化铜锡(ITO)膜。但 是，ITO膜通过高溫真空沉积形成，因此需要例如玻璃衬底的具有高耐热性的衬底来形成 ITO膜，并且还限制了成膜积或厚度等。此外，ITO膜本身易碎、弯曲时易剥离，因此不适合应 用于柔性衬底等中。
[0003] 因此，近来越来越多地进行了利用导电聚合物代替ITO膜制备透明电极的研究。导 电聚合物可W在低溫下形成膜，因此有对衬底限制较少和通过溶液法快速形成大面积膜的 优点。目前，使用导电聚合物的透明电极采用在衬底上涂覆或印制通过将导电聚合物分散 在水溶液中制备的导电聚合物油墨组合物的方法制备。
[0004] 此外，主要将聚（3,4-乙締二氧嚷吩KPED0T)用作导电聚合物W形成透明电极，而 且PEDOT本身在溶剂中不可溶。因此，大部分导电聚合物油墨组合物通过聚横苯乙締(PSS) 渗杂PEDOT并在使用前分散在水溶液中来制备。如上所述的常规导电聚合物油墨组合物表 现出高疏水性。此外，近来，有很多将极性溶剂例如二甲亚讽(DMSO)或二甲基亚酷胺(DMF) 加入到导电聚合物油墨组合物中W增加电导率的情况，而且在此情况下，导电聚合物油墨 组合物的疏水性进一步增加。但是，例如有机太阳能电池或有机发光元件等的装置需要包 括由疏水性有机材料形成的层例如光敏层、缓冲层或绝缘层等，但疏水性有机层不能很好 地涂覆在如上所述的具有高疏水性的油墨组合物上。
[0005] 为了解决如上所述的问题，已经提出了通过向导电聚合物油墨组合物中加入表面 活性剂W及增加油墨膜的表面能来提高对疏水性有机层的涂覆性能的解决方案。但是，当 将表面活性剂加入到上述的导电聚合物油墨组合物中时，由于添加的表面活性剂使电导率 降低，因此难W实现高导电性，W及具体地，油墨的储存稳定性降低，因此在长期储存时对 导电性具有不利影响。此外，为了获得提高表面能的效果，需要加入大量表面活性剂，此时， 表面活性剂不仅分散在导电膜的表面上，而且在成膜后分散在整个油墨膜中，因此，表面活 性剂干扰电子转移，从而起到降低电导率的因素的作用。
[0006] 因此，需要开发实现高电导率并且具有对疏水性有机材料的优异的涂覆性能的导 电聚合物膜。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[000引为了解决上述问题，本申请旨在提供一种透明导电聚合物膜、包括该透明导电聚 合物膜的透明电极衬底和装置，所述透明导电聚合物膜具有高电导率和对疏水性有机材料 优异的涂覆性能。
[0009] 技术方案
[0010] 根据本申请的一个方面，提供了一种导电聚合物膜，该导电聚合物膜包括导电聚 合物层；W及涂层，该涂层形成在所述导电聚合物层上并且包含亲水-亲油平衡值化LB)为 IOW上的表面活性剂、聚乙二醇或它们的组合。
[0011] 根据本申请的另一个方面，提供一种透明电极衬底，在其上形成有根据本申请的 实施方案的导电聚合物膜。此处，所述电极衬底可W包括柔性衬底。
[0012] 根据本申请的又一个方面，提供一种装置，该装置包括根据本申请的实施方案的 导电聚合物膜。此处，所述装置例如可W是有机发光装置或有机太阳能电池。
[OOU]有益效果
[0014] 由于根据本申请的实施方案的导电聚合物膜具有高表面能，且因此具有对疏水性 有机材料的高涂覆性能，因此根据本申请的实施方案的导电聚合物膜可W有效地应用于需 要在其上形成疏水性有机材料层例如发光层或光敏层的有机发光装置或有机太阳能电池 的透明电极衬底上。
[0015] 此外，根据本申请的实施方案的导电聚合物膜可W通过对导电油墨层表面处理实 现高电导率性，且因此可W有效地应用于需要高电导率的产品。
[0016] 此外，根据本申请的实施方案的导电聚合物膜可W在低溫下形成大面积，且因此 可W有效地应用于柔性材料等。
【具体实施方式】
[0017] 下面将参照附图详细描述本申请的示例性实施方案。虽然结合其示例性实施方案 展示和描述本申请，然而对本领域的技术人员显而易见的是在不背离本发明的精神和范围 的情况下可W进行各种变型。
[0018] 在下文中，将描述本申请的示例性实施方案。但是，本申请的实施方案可W修改成 各种不同的形式，而且本申请的范围并不限于下面将描述的实施方案。此外，提供本申请的 实施方案是为了给本领域的技术人员轻松描述的目的。
[0019] 本发明人已进行广泛的研究W开发不降低电导率且可W提高对疏水性有机材料 的涂覆性能的导电聚合物膜。因此，本发明人发现上述目的可W通过在导电聚合物油墨层 上形成包含特定化合物的涂层来实现，从而完成本申请。
[0020] 更具体地，根据本申请的实施方案的导电聚合物膜包括导电聚合物层W及涂层， 该涂层形成在所述导电聚合物层上并且包含亲水-亲油平衡值化LB)为IOW上的表面活性 剂、聚乙二醇或它们的组合。
[0021] 此处，所述导电聚合物层可W由通常在相关领域制备或分布的导电聚合物油墨等 形成，而且对它们的组分没有特别限制。例如，所述导电聚合物油墨可W包含含有导电聚合 物和溶剂等的水分散体。
[0022] 此外，任意包含相关领域公知的导电聚合物的水分散体都可W没有限制地用作上 述包含导电聚合物的水分散体，而且所述水分散体的具体实例可W包括市场上可购买的产 品例如由化raeus Holding GmbH制备的PH-1000 饭等。
[0023] 此外，所述包含在水分散体中的导电聚合物可W是相关领域公知的导电聚合物， 例如可W是选自导电聚合物例如聚乙烘、聚苯撑乙締、聚苯胺、聚化咯、聚嚷吩W及聚嚷吩 乙締 (polypheny Ienevinylenes)中的一种或多种类型。考虑到电导率和热稳定性，所述导 电聚合物优选为聚(3,4-乙締二氧嚷吩）：聚(横苯乙締）牌D0T:PSS)或它们的衍生物。
[0024] 此外，所述溶剂用于调节导电聚合物油墨的粘度或物理性能等，可W没有限制地 使用任意能够充分与导电聚合物混合的溶剂，而且例如，可W是水和有机溶剂的混合物。尽 管水和有机溶剂的混合比并没有特别限制，但考虑到导电聚合物的分散性和电导率，水和 有机溶剂可W WlO重量份至150重量份的有机溶剂与100重量份的水或25重量份至100重量 份的有机溶剂与100重量份的水的比混合。在本申请中，除非另外定义，所述单位"重量份" 可W表示重量的比。在本申请的另一个实施方案中，上述水和有机溶剂基于重量的混合比 (水:有机溶剂)可W在40:60至90:10或50:50至80:20的范围内。
[0025] 此外，所述导电聚合物油墨可W根据需要另外包含添加剂例如电导率增强剂、表 面活性剂、聚合物树脂W提高耐湿性或抗划伤性等。
[0026] 作为所述电导率增强剂，可W没有限制地使用相关领域内公知的任意电导率增强 剂，而且例如可W使用二甲亚讽(DMSO)、N，N-二甲基甲酯胺(DMF)或四氨巧喃(THF)等中的 一种或混合物。
[0027] 所述表面活性剂的实例可W包括氣类表面活性剂、有机娃类表面活性剂或其它非 离子表面活性剂。
[0028] 所述导电聚合物层通过涂覆或印制上述导电聚合物油墨形成。此处，所述涂覆可 W采用相关领域通常使用的涂覆法进行，例如旋涂法、棒涂法或喷涂法等，而且上述印制可 W采用相关领域使用的一般印制法进行，例如丝网印制法、凹版印制法和喷墨印制法等。
[0029] 此外，根据需要，可W在涂覆或印制导电聚合物油墨之后进行干燥。此处，上述干 燥可W根据待使用的导电聚合物油墨的类型或导电聚合物层的厚度等而变化，而且例如可 W在大约60°C至180°C的范围的溫度下进行大约5分钟至40分钟。
[0030] 此外，根据需要，可W在采用如上所述的方法形成导电聚合物层之后进行表面处 理。此处，所述表面处理可W采用将酸性溶液或有机溶剂涂覆至导电聚合物层中然后在其 上进行加热过程的方法进行。
[0031] 所述酸性溶液的实例可W包括但并不限于例如对甲苯横酸溶液、硫酸溶液、巧樣 酸溶液或它们的组合等，而且所述酸性溶液的浓度优选地在大约0.0 l摩尔浓度至3摩尔浓 度的范围内。此外，所述有机溶剂的实例可W包括但并不限于例如乙腊、甲醇、乙醇、异丙 醇、四氨巧喃、乙二醇、二甲亚讽、它们的组合等。
[0032] 此外，涂覆酸性溶液或有机溶剂的方法没有特别限制，而且可W没有限制地使用 相关领域公