導電聚合物的潛在摻雜的製作方法

2023-10-09 08:32:04 2

專利名稱：導電聚合物的潛在摻雜的製作方法
導電聚合物的潛在摻雜
相關申請
本發明要求2005年8月1日提交的Williams等人的美國臨時申請(申 請號60/703,890)的優先權，並將其所有內容以參考方式併入本文。
背景技術：
先進材料和納米技術的一個重要部分是共軛聚合物或導電聚合物。導 電聚合物的重要性在於其電性能和光性能，而尤其重要的材料性能是導電 性。導電性可以通過摻雜控制，其中電荷部位(無論是正電還是負電)被 引到聚合物鏈上，從而增加導電性。控制摻雜過程是很重要要。例如，了 解摻雜反應發生的條件和摻雜反應不發生的條件很有用。例如，將組合物 運輸和貯存以備用是很有用的，這樣的組合物基本上不對摻雜發生反應， 而當需要提高導電性時，才會發生摻雜反應。摻雜反應還能產生離子對， 從而改變導電聚合物的極性和溶解性。因此，由於離子特性和其它因素， 摻雜的聚合物在很多溶劑中都不溶。這種不溶性可導致摻雜狀態下加工受 限，商業化受限。
立體規則性的聚噻吩(regioregular polythiophene)，無論是均聚物、各 種共聚物還是三元共聚物都是導電聚合物的重要實例。例如，參見Katzet al.， Acc. Chem. Research, 2001， 34, 359-369; McCullough， Adv. Mater.， 1998: 10, No. 2, 93-116; McCullough et al" Handbook of Conducting Polymers, 2nd Ed., 1998的第九章。立體規則性聚噻吩的受控摻雜進一步促進其商業化。 需要更精確的配製方案，以適應各種具體應用。

發明內容
涉及潛在摻雜的組合物和方法的尤其重要性歸因於立體規則性的聚 噻吩。例如，本發明提供了潛在摻雜組合物，其包括(O至少一種聚合物 骨架中具有共軛的聚合物，(ii)至少一種用於聚合物的摻雜劑，(iii) 至少一種用於聚合物和潛在慘雜劑的溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製，使配製時摻雜劑基本上不與該聚合物摻雜，但當溶劑去除 後該摻雜劑與聚合物基本上發生反應。該摻雜劑因此可以作為潛在摻雜 劑，因為它在與聚合物和溶劑混合時不會立即發生反應。在一個重要實施 方式中，聚合物包括聚噻吩，包括立體規則性的聚噻吩。更具體而言，所 述聚合物可包括立體規則性的聚噻吩均聚物或立體規則性的聚噻吩共聚
物，且立體規則度可以為至少90%。
摻雜劑可以是有機摻雜劑。摻雜劑還可以是氧化性的摻雜劑。溶劑可 以是有機溶劑。溶劑還可以是極性溶劑。聚合物、摻雜劑和溶劑這些組分 的量可以依配方而不同。然而，在一個重要的實施方式中，聚合物的量為
約0.01wt.。/。 約20wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt.n/。 約6wt.%，溶劑的量 為約80wt.。/。 約99.9wt.%。在另一個重要實施方式中，聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約6wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶劑的量為約 94wt.o/o 約99.9wt.0/0。
在一個重要實施方式中，配製後在25'C下貯存至少10分鐘，摻雜劑 基本上不與聚合物摻雜。在另一個重要實施方式中，配製後在5(TC下貯存 30天，摻雜劑基本上也不與聚合物摻雜。
此外，溶液狀態下的組合物在其UV-VIS波譜中的可見光範圍內顯示 出大的中性峰，而在溶劑去除後該可見光範圍內的中性峰可以基本上消 失。
在一個優選實施例中，聚合物包括立體規則性的聚噻吩，摻雜劑為有 機摻雜劑，溶劑為極性溶劑，聚合物的量為約0.01wt.c/。 約20w"/c，摻雜 劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.。/。且溶劑的量為約80wt.。/。 約99.9wt.%。更 具體而言，聚合物可包括立體規則性的聚噻吩，摻雜劑可為有機摻雜劑， 溶劑可為極性溶劑，聚合物的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，摻雜劑的量為 約0.01wt.。/。 約6wt.。/。且溶劑的量為約94wt.。/。 約99.9wt.%。
另一個重要的實施方式是其中的組合物包括(i)至少一種聚合物骨架 中具有共軛的聚合物，其中該聚合物包括立體規則性的聚噻吩，(ii)至 少一種用於聚合物的有機摻雜劑，(iii)至少一種用於聚合物和潛在摻雜 劑的極性溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製，使配製後在 25'C下貯存至少10分鐘，所述摻雜劑基本上不與聚合物摻雜，但當溶劑去除後該摻雜劑與聚合物基本上發生反應；且
聚合物的量為約0.01wt.Q/。 約20wt.°/。，摻雜劑的量為約0.01w"/。 約 6wt.%，溶劑的量為約80wt.。/。 約99.9wt.°/。。更具體而言，聚合物的量為 約0.01wt.n/。 約6wt.%,摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.°/。，溶劑的量為 約94wt.。/。 約99.9wt.%。
本發明還提供了一種配製潛在摻雜組合物的方法，其包括 (0提供至少一種聚合物骨架中具有共軛的聚合物，(ii)提供至少 一種用於聚合物的摻雜劑，(iii)提供至少一種溶劑，和(iv)對聚合物、 摻雜劑和溶劑進行配製使形成組合物，使配製組合物時摻雜劑基本上不與 聚合物摻雜，但當溶劑去除後，摻雜劑與聚合物基本上發生反應。
本發明的方法進一步包括去除溶劑使形成膜的步驟。
所述方法中的聚合物可包括立體規則性的聚噻吩，且聚合物的量可以
是約0.01wt.。/。 約20wt.%，摻雜劑的量可以是約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶 劑的量可以是約80wt.M 約99.9wt.n/。。更具體而言，所述方法中的聚合物 可包括立體規則性的聚噻吩，聚合物的量可以是約0.01wt.。/。 約6wt.%， 摻雜劑的量可以是約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶劑的量可以是約94wt.。/。 約 99.9wt.%。
在一個重要的實施方式中，所述方法提供的聚合物包括立體規則性的 聚噻吩，摻雜劑為有機摻雜劑，溶劑為極性溶劑；且聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約6wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt,/。 約6wt.%，且溶劑的量為 約94wt.。/。 約99.9wt.%。
本發明還提供了使用本發明所述的組合物和方法的裝置。特別重要的 是OLED和PLED應用。
潛在摻雜的優點包括共軛聚合物的貯存性好、穩定性好、摻雜過程的 控制好。此外，摻雜劑無需分解活化也是其基本特點和新特點。在沉澱和 溶劑去除期間和/或之後發生摻雜時，聚合物的加工性和溶解性可得到保 持，可更好地應用於很多商業用途中。


圖1示出用於DDQ-DMF-Plexcore MP系統的潛在摻雜效果的UV-可見光數據。
圖2示出用於TCQ-DMF-Plexcore MP系統的潛在摻雜效果的UV-可 見光數據。
圖3示出用於TFQ-DMF-Plexcore MP系統的潛在摻雜效果的UV-可見 光數據。
本發明的最佳實施方式
I. 引言和綜述
通過引用的方式，將本文引用的所有文獻併入本文。
通過引用的方式，將2005年8月1日提交的Williams等人的美國臨 時申請(申請號60/703,890)的優先權的全部內容併入本文。
本發明提供了一種組合物，其包括(i)至少一種聚合物骨架中具有共 軛的聚合物，(ii)至少一種用於聚合物的摻雜劑，(iii)至少一種用於 聚合物和潛在摻雜劑的溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製， 使配製時摻雜劑基本上不與該聚合物摻雜，但當溶劑去除後該摻雜劑與聚 合物基本上發生反應。
這種效果可以稱為潛在摻雜。在潛在摻雜中，選擇條件和配方使摻雜 反應得到控制，由此在一個階段中，基本上不發生摻雜反應，但在另一個 階段中，發生摻雜反應。摻雜劑在某些條件下具反應性的，並作為活性成 分，但在其它條件下不具有反應性。這種控制可以通過溶劑、溶劑/聚合物 相互作用、溶劑/摻雜劑相互作用或者這些作用的混合來抑制摻雜反應而得 以實現。結果是，當一些溶劑或全部溶劑去除後，摻雜反應自發發生了。 換言之，溶劑的去除可以促使或誘導摻雜反應。此外，在所述潛在摻雜中， 摻雜劑無需活化，活化方式例如為開始時保護摻雜劑，隨後光照分解摻雜 劑以誘發與新活化成分進行摻雜。換言之，無需使用需要化學反應活化摻 雜劑的摻雜劑前體。然而，溶劑的去除可以充分誘發和促使摻雜反應。
II. 聚合物骨架中具有共軛的聚合物
聚合物骨架中具有共軛的聚合物可以是導電聚合物家族中的一個成 員，其包括例如，未取代或取代的聚噻吩、聚苯胺、聚對苯乙炔(poly(phenylene vinylene))、聚比咯、聚亞苯基或聚乙炔。在一個具體家族 中，可以根據需要引入取代基以獲得溶解性或者至少獲得高度分散性(此 時其在功能上與溶解性沒有區別)。這些聚合物還可被稱為本徵導電聚合 物(ICPs)。聚合物可以是均聚物或具有多於一個重複單元的聚合物，如 共聚物或三元共聚物。可使用無規共聚物，可使用嵌段共聚物或多嵌段共 聚物，也可以進行接枝。參見，如Handbook of Conducting Polymers, Vols. 1 and 2, T. Skotheim, Ed.， Marcel Dekker， Inc.， New York, 1986。
文獻中對各種聚苯胺都有描述，例如參見美國專利US Patent No. 5,002,700。
文獻中對各種聚比咯都有描述，例如參見美國專利US Patent No. 4,839,322。
文獻中對各種聚對苯乙炔都有描述，例如參見WO 90/13148。 可以用一定量的增溶基團取代聚合物以獲得溶解性。可以用疏水側基 促進聚合物在低極性溶劑中的溶解性，也可以使用親水性側基促進聚合物 在較高極性溶劑中的溶解性。可以使用離子取代基。聚合物在溶劑體系中 應該是可溶的或至少分散性非常好(以致聚合物在發揮作用時似乎真正可 溶)，使其在溶液中足夠穩定而能夠用於制膜或進行溶液處理。導電聚合物 是否形成真正的溶液或高度分散的體系並不重要，二者的物理性能和電性 能並沒有區別。
聚合物的數均分子量不受特別限制，其可以是例如，約1,000~約 50,000，或約2,000 約25,000，或約3,000~約20,000。多分散性也不受特 別限制，其可以是例如，約3或以下，或約2或以下，或約1.5或以下。
立體規則性的聚噻吩是尤其重要的實施方式。立體規則度可以例如通 過NMR進行測量，且其可以為至少90%，至少95%，或甚至至少98%或 至少99%。聚噻吩的3位、4位或者這兩個位置可以被取代基取代。 一個 重要的實施例是具有雜原子取代的聚合物。參見，例如Williams等人於 2004年9月24日提交的美國臨時申請(申請號60/612,640);和Williams 等人於2004年9月24日提交的美國臨時申請(申請號60/612,641)。 在一個重要的實施方式中，雜原子為氧。取代基可以包括多個雜原子，如 兩個、三個、四個或五個雜原子。 一個重要的實施例包括三個氧雜原子，其中所述氧原子被烷基/垸撐單元如乙撐單元相互分隔。一個重要的實施例
是立體規則性形式的聚(3-[l,4,7-三氧雜辛基]噻吩)。
美國專利(專利號6，602，974)描述了立體規則性的聚噻吩的嵌段共 聚物的製備。美國專利(專利號6,166,172)描述了製備立體規則性的聚 噻吩的一個重要的合成方法。McCullough et al, J.Org. Chem.， 1993, 58, 904-912也描述了製備立體規則性的聚噻吩的合成方法。
Koller et al.的美國專利(公幵號:2005/0080219)描述了聚噻吩的合 成方法及其檢測。
立體規則性的聚噻吩，包括其均聚物、各種共聚物以及三元共聚物都 是導電聚合物中特別重要的實施例。參見例如Katz et al.， Acc. Chem, Research, 2001， 34， 359-369; McCullough, Adv. Mater" 1998， 10， No.2， 93-116; McCullough et al" Handbook of Conducting Polymer, 2nd Ed., 1998 的第9章。聚噻吩還進一步在例如Ong等人的美國專利(專利號6，872，801; 6,777,529; 6,621,099禾n 6,770,904)中被描述。
McCullough等人於2005年4月1日提交的美國臨時申請(申請號 60/667,065)描述的合成方法具有活性(living characteristics),且可用於制 備聚合物。
McCullough等人於2005年3月16日提交的美國臨時申請(申請號 60/661，935)描述了具有端基為烯基或炔基的單封端(monocapped)導電聚合 物，其可用於製備聚合物。
Williams等人於2005年3月16日提交的美國臨時申請(申請號 60/661,934)描述了可用作聚合物的共聚物。
聚合物可以是雙嵌段、AB、共聚物，或三嵌段、ABA、共聚物。例 如，A嵌段可以是非共軛的片段，而B嵌段可以是共軛的片段如聚噻吩或 立體規則性的聚噻吩。
一個特別重要的實施例是包含側基的立體規則性聚噻吩，所述側基含 有雜原子如氧，尤其是含有垸氧基的側基。
III.摻雜劑
摻雜劑不受特別限制，但其可以是無機摻雜劑或有機摻雜劑，且優選為有機摻雜劑。可以使用化學摻雜劑。可以使用p-摻雜劑或n-摻雜劑。摻 雜劑可以是有機氧化劑或還原劑。摻雜劑可利於進行電子轉移。摻雜劑可 以帶電或不帶電。摻雜劑可以是有機染料。摻雜劑可以是電荷轉移劑。摻 雜劑可以是例如醌衍生物。摻雜劑的分子量可以較低，例如低於500g/mol; 分子量也可以較高，例如高於500g/mo1，包括例如聚合的摻雜劑。
有機摻雜劑是本領域己知的摻雜劑。參見例如美國專利(專利號 6,828,685; 5,002,700)。有機摻雜劑包括具有至少一個碳原子的摻雜劑。
摻雜劑可以是非芳香的苯衍生物，其可以在摻雜反應中被芳香化從而 為該過程提供動力。慘雜劑可以具有雙酮結構。
一個重要的實施例是醌衍生物。實例包括2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯 醌(DDQ) 、 2,3，5，6-四氯-1，4-苯醌(TCQ) 、 2，3,5，6-四氟-1,4-苯醌(TFQ)、 1,4-萘醌(NQ)和1,4-苯醌(BQ)。
此外，還可使用有機氧化劑例如高價的碘氧化劑，如亞碘醯苯 (iodosylbenzene)禾口二乙酸碘苯。
有機摻雜劑可與酸摻雜劑組合使用。酸摻雜劑的實例包括磺酸摻雜 劑，如對甲苯磺酸(pTSA)和十二烷基苯磺酸(DDBSA)。
也可以使用摻雜劑的混合物。
IV. 溶劑
溶劑不受特別限制，用於共軛聚合物和摻雜劑的溶劑是已知的。可以 使用一種或多種溶劑化合物或混合物。可使用有機溶劑，例如可使用醚、 酯和醇。可以使用水，也可以使用極性溶劑，還可以使用非質子性溶劑。 可以使用分子量低於200或低於100g/ml的溶劑。可以使用含氧溶劑，也 可使用含氮溶劑。
溶劑的實例包括DMF、 二氧戊環、甲乙酮、MIBK、乙二醇二甲醚、 丁腈、環戊酮、環己酮、吡啶、氯仿、硝基甲烷、2-硝基甲垸、三氯乙烯、 四氯乙烯、碳酸丙二酯、喹啉、環己酮、1，4-二氧戊環、DMSO、硝基苯、 氯苯和l-甲基-2-吡咯烷酮。
V. 進行配製使潛在摻雜劑基本上不進行摻雜可以使用本領域已知的配製技術以多種順序、多種濃度和溫度對聚合 物、摻雜劑和溶劑進行混合。可以在混合和配製時即時對所配製的混合物 的摻雜反應進行檢查。摻雜反應可隨時間進行監控。
配製師可特別控制聚合物、摻雜劑和溶劑的量以實現該體系的潛在摻 雜效果。
聚合物的量不受特別限制，例如可以為約0.01wt."/。 約20wt.n/。，或約 0.01wt.。/。 約6wt.%，或約0.1wt.。/。 約3wt.%。
摻雜劑的量不受特別限制，例如可以是約0.01wt /。 約6wt.%，或約 0.1wt.o/o 約3wt.%。
溶劑的量不受特別限制，例如可以是約80wt,/。 約99.9wt.%，或約 94wt.。/。 約99.9wt.%，或約96wt.。/。 約98wt.°/。。
可控制聚合物和摻雜劑的量以使二者的摩爾等量(共軛聚合物重複單 元的摩爾數；摻雜劑的摩爾數)，二者的摩爾比為約1:1 約50:1，或約2:1~ 約25:1，或2:1 約10:1。
在一些重要的實施方式中，配製後在25。C下貯存10分鐘或配製後在 25"C下貯存24小時，潛在慘雜劑基本上不與聚合物摻雜，或配製後在50 。C下貯存30天，或配製後在5(TC下貯存60天，潛在摻雜劑也基本上不與 聚合物摻雜。
摻雜反應可通過UV-VIS波譜進行監控。可將溶液稀釋以滿足UV-VIS 檢測的需要。可以觀察極化子和雙極化子峰以及中性聚合物的強吸收是否 消失。溶液狀態下的組合物可以在其UV-VIS波譜內， 一般在可見光範圍 內觀察到大的中性峰，且在溶劑去除後該可見光範圍內的大中性峰基本上 消失。
在一些情況下，還可以檢測到摻雜反應的痕跡，但實質上摻雜並沒有 發生。 一般而言，當多於5%的中性峰消失，同時觀察到極化子和/或雙極 化子峰時，則基本上發生了摻雜。
VI.去除溶劑時，摻雜劑基本上發生了反應
去除溶劑的方法不受特別限制。例如，可以使用旋塗法或滴塗法。也 可使用印刷或圖像化方法，如噴墨印刷或巻帶印製。旋塗參數不受特別限制。可以選擇均勻成膜的條件，其包括例如過濾和/或惰性氣氛條件。
去除溶劑使形成膜。膜的厚度不受特別限制。膜的襯底也不受特別限制。
利用已知的聚合物中的殘留溶劑的檢出限評價，將溶劑去除直至其量
小於約25wt.。/。，然後小於約10wt.y。，再小於約5wt.y。，然後再小於約lwt.%。 可以使用UV-VIS-NIR波譜檢測近紅外範圍內極化子的存在與否以及
遠紅外範圍內雙極化子的存在與否。
摻雜劑可以在導電聚合物上至少1%，優選至少5%，更優選至少25%
的可用於摻雜的位點提供摻雜。
摻雜的聚合物的導電性優選為至少約10'12S/cm，更優選至少約
l(T6S/cm，再優選至少約1S/cm，或進一步至少100S/cm或至少1000 S/cm。
VII. 其它實施方式
除了聚合物和潛在摻雜劑以外，還可以向溶液中添加其它物質。例如， 可以存在至少兩種聚合物，其中包括不具有共軛單元的聚合物。溶液可以 用於形成共混物(blend)。例如嵌段共聚物A-B可以與聚合物A和/或聚合 物B共混。如果共混物中含有多於一種聚合物，潛在的摻雜可與溶液中的 一種、多種或全部聚合物發生。
在一些情況下，可使用低分子量的寡聚物，但通常使用聚合物而不使 用寡聚物。
VIII. 應用
潛在的摻雜可提供改善的性能和/或所需的性能，如導電性和/或空穴 傳輸性。
本文所述的組合物、方法和聚合物可在包括電致發光、光伏、發光二 極管、非發光二極體、空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層、電子注入 層、導電薄膜、撓性導電薄膜、薄膜電晶體、平板顯示器、OLEDs、 PLEDs、 放大器、太陽能板、微電子、抗靜電塗料、電容器的陰極、通孔電鍍、OFET's、 電致變色裝置和傳感器的應用和裝置中使用，以及上述應用或裝置的使用 方法。
13空穴注入層的應用已在例如Sheina等人於2005年2月10日提交的 美國臨時申請60/651,211中有描述。
二極體的應用己在例如Williams等人於2004年11月17日提交的美 國臨時申請60/628,202中有描述。
還可參見例如Williams等人於2004年9月24日提交的美國臨時申 請60/612,640、 Williams等人於2004年9月24日提交的美國臨時申請 60/612,641，用於光伏和電致發光應用的申請。Koller等人的美國專利(專 利號6,602,974)和美國專利公開文本2005/0080219描述了其它用途、裝 置和應用。
通過以下非限定性工作實施例進一步說明不同的實施方式。 實施例
材料Plexcore MP是通過GRIM聚合法在Plextronics, Inc.製造的(參 見美國專利6,166,172)。該聚合物是立體規則性的聚-3-(l,4,7-三氧雜辛基) 噻吩(具有甲氧乙氧乙氧取代基)。該聚合物的數均分子量為約15,000， PDI為約1.5。無水DMF購自Aldrich，沒有進一步純化直接使用。其在使 用和貯存期間，保持在氮氣氣氛下。
墨水的配製向4mlN,N-二甲基甲醯胺(DMF)中加入8 mg Plexcore MP，超聲該溶液30分鐘。向上述溶液中加入0.25摩爾當量的2,3-二氯-5，6-二氰基-l，4-苯醌(DDQ)，製得墨水。摩爾當量相應於聚合物重複單元的 摩爾數。DDQ被用作Plexcore MP的摻雜物質。p將40 墨水加入含有3 ml DMF的試管中。利用UV-VIS-NIR波譜儀(Varian Cary 5000 UV-VIS-IR 波譜儀)對試管中的墨水進行分析。UV-VIS-NIR波譜顯示出墨水中存在 中性Plexcore物質。沒有極化子和雙極化子峰表明在DMF溶液中Plexcore MP未被摻雜。
實施例1 (滴塗)對18mm x 18mm的蓋玻片上滴塗的墨水與溶液中 的墨水的UV-VIS-NIR波譜進行比較。結果示於圖l中。在蓋玻片上滴塗 之前，將墨水經過0.45微米PTFE過濾器進行過濾以保證均勻成膜。使溶 劑揮發，並使膜乾燥。蓋玻片的UV-VIS-NIR波譜表明在近紅外範圍內存 在極化子峰，在遠紅外範圍內存在雙極化子峰。波譜清晰地表明可見光範圍不存在中性PlexcoreMP，證明了滴塗(DMF為溶劑，DDQ為摻雜物質 (摻雜劑))時PlexcoreMP被摻雜。
實施例2 (旋塗)將上述墨水旋塗在2英寸x2英寸的玻璃襯底上。 旋轉速度為300 rpm旋轉5秒，然後2000 rpm旋轉60秒。然後利用 UV-VIS-NIR波譜儀對玻璃襯底進行分析。結果示於圖1中。如同滴塗實 施例的蓋玻片的波譜，玻璃襯底的波譜顯示了近紅外範圍內存在極化子 峰，遠紅外範圍內存在雙極化子峰，而可見光範圍不存在中性Plexcore MP。 由滴塗和旋塗得到的波譜表明Plexcore MP在固態下被摻雜，溶液狀態的 墨水的波譜顯示了 Plexcore MP在溶解於DMF中時未被慘雜。
除實施例1和2以外，還用Plexcore MP和DMF製成的墨水分別與四 氯對苯醌摻雜(見圖2)、與四氟對苯醌摻雜(圖3)進行類似實驗。觀 察到溶液狀態時Plexcore MP未被摻雜而在固態時摻雜的類似表現，顯示 了潛在的摻雜效果。
權利要求
1.一種潛在摻雜組合物，其包括至少一種聚合物骨架中具有共軛的聚合物，至少一種用於聚合物的摻雜劑，至少一種用於聚合物和摻雜劑的溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製，使配製時所述摻雜劑基本上不與所述聚合物摻雜，但當溶劑去除後該摻雜劑與聚合物基本上發生反應。
2. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括聚噻吩。
3. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括立體規則性的 聚噻吩。
4. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括立體規則性的 聚噻吩均聚物或立體規則性的聚噻吩共聚物，且立體規則度為至少90%。
5. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括立體規則性的 聚噻吩嵌段共聚物。
6. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括3位被含有雜 原子的基團取代的立體規則性的聚噻吩。
7. 根據權利要求l所述的組合物，其中所述摻雜劑為有機摻雜劑。
8. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述摻雜劑為氧化性的摻雜劑。
9. 根據權利要求l所述的組合物，其中所述溶劑為有機溶劑。
10. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述溶劑為極性溶劑。
11. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約20wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶劑的量為約 80wt.o/o 約99.9wt.%。
12. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約6wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶劑的量為約 94wt.o/o 約99.9wt.%。
13. 根據權利要求l所述的組合物，其中所述摻雜劑配製後在25'C下 貯存至少10分鐘基本上不與聚合物摻雜。
14. 根據權利要求l所述的組合物，其中所述摻雜劑配製後在5(TC下 貯存30天基本上不與聚合物摻雜。
15. 根據權利要求1所述的組合物，其中溶液狀態下的所述組合物在 其UV-VIS波譜的可見光範圍內顯示出大的中性峰。
16. 根據權利要求1所述的組合物，其中溶液狀態下的所述組合物在 其UV-VIS波譜的可見光範圍內顯示出大的中性峰，而在溶劑去除後該可 見光範圍內的所述大的中性峰基本上消失。
17. 根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚合物包括立體規則性 的聚噻吩，所述摻雜劑為有機摻雜劑，所述溶劑為極性溶劑，聚合物的量 為約0.01wt.。/。 約20wt.%，摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，溶劑的 量為約80wt.。/。 約99.9wt.%。
18. —種組合物，其包括至少一種聚合物骨架中具有共軛的聚合物，其中該聚合物包括立體規則性的聚噻吩；至少一種用於聚合物的有機慘雜劑， 至少一種用於聚合物和摻雜劑的極性溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製，使所述摻雜劑配製後在 25'C下貯存至少10分鐘基本上不與聚合物摻雜，但當溶劑去除後所述摻 雜劑與聚合物基本上發生反應；且其中聚合物的量為約0.01wt.。/。 約20wt."K)，摻雜劑的量為約0.01wt.% 約6wt.%，溶劑的量為約80wt.n/。 約99.9wt.%。
19. 潛在摻雜組合物的配製方法，其包括 提供至少一種聚合物骨架中具有共軛的聚合物， 提供至少一種用於聚合物的摻雜劑， 提供至少一種溶劑，對聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製製得組合物，使配製組合物時所述 摻雜劑基本上不與聚合物摻雜，但當溶劑去除後，摻雜劑與聚合物基本上 發生反應。
20. 根據權利要求19所述的方法，其進一步包括去除溶劑使形成膜的 步驟。
21. 根據權利要求19所述的方法，其中所述聚合物包括立體規則性的聚噻吩，所述摻雜劑為有機摻雜劑，且所述溶劑為極性溶劑。
22. 根據權利要求19所述的方法，其中所述聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約20wt.%，所述摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%,且所述溶 劑的量為約80wt.。/。 約99.9wt.%。
23. 根據權利要求19所述的方法，其中所述聚合物的量為約 0.01wt.。/。 約6wt.%，所述摻雜劑的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，且所述溶 劑的量為約94wt.。/。 約99.9wt.%。
24. 根據權利要求19所述的方法，其中所述聚合物包括立體規則性的 聚噻吩，所述摻雜劑為有機摻雜劑，所述溶劑為極性溶劑；且其中聚合物 的量為約0.01wt.。/。 約6wt.%，所述摻雜劑的量為約0.01wt.n/。 約6wt.%， 且所述溶劑的量為約94wt.。/。 約99.9wt.%。
全文摘要
本發明提供了潛在摻雜，其中導電聚合物與摻雜劑在溶液中混合而沒有摻雜反應發生，只有溶劑去除後，摻雜反應才會發生。立體規則性的聚噻吩是一個特別重要的具體實施方式
。本發明提供了一種組合物，其包括(i)至少一種聚合物骨架中具有共軛的聚合物，(ii)至少一種用於聚合物的摻雜劑，(iii)至少一種用於聚合物和潛在摻雜劑的溶劑，其中對所述聚合物、摻雜劑和溶劑進行配製，使配製時潛在摻雜劑基本上不與該聚合物摻雜，但當溶劑去除後該摻雜劑與聚合物基本上發生反應。該組合物的配製包括調節混合順序、調節組分的量和溫度。本發明還提供了該組合物的配製和使用方法。可製造OLED、PLED、光伏裝置和其它有機電子裝置。
文檔編號H01L51/54GK101297415SQ200680028282
公開日2008年10月29日 申請日期2006年7月31日 優先權日2005年8月1日
發明者克裡斯託夫·M.·格雷科, 卡頓·C.·古德曼, 肖恩·P.·威廉士, 達林·W.·萊爾德, 雅伊迪普·拉傑普特 申請人:普萊克斯託尼克斯公司