有機(jī)電子器件、組合物和方法技術(shù)

公開了采用導(dǎo)電納米線和傳導(dǎo)材料（例如共軛聚合物，如磺化的區(qū)域規(guī)則性聚噻吩）的有機(jī)電子器件、組合物和方法，其提供了高的器件性能，例如良好的太陽能電池效率。可以制造要求對(duì)物理應(yīng)力有回彈力的透明導(dǎo)體的器件，同時(shí)降低腐蝕問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求于2009年9月29日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/246，913號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其全文并入。
技術(shù)介紹
對(duì)于采用透明導(dǎo)體的有機(jī)電子器件，例如有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)、聚合物發(fā)光二極管(PLED)、有機(jī)光伏器件(0PV)、平板液晶顯示器、觸摸面板等，需要有改善的材料和材料組合。已經(jīng)提出基于導(dǎo)電納米線的透明導(dǎo)體，以解決傳統(tǒng)金屬氧化物材料(例如銦錫氧化物(ITO))的缺點(diǎn)。但是，透明導(dǎo)體(包括基于納米線的那些透明導(dǎo)體)可能不會(huì)很好地與其它材料一起起作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本文所述的實(shí)施方式包括，例如，液體和固體的組合物、器件、制品、制造方法以及組合物、制品和器件的使用方法。—個(gè)實(shí)施方式提供一種器件，其包含第一層，其包含基板(substrate)上的多個(gè)導(dǎo)電性納米線；和設(shè)置在納米線上的第二層，其包含一種或多種聚合物或共聚物，所述一種或多種聚合物或共聚物包含(i )至少一個(gè)共軛的重復(fù)基團(tuán)，或(ii )至少一個(gè)雜芳基，其任選地通過酮基或氟代亞烷基氧基連接。雜芳基的實(shí)例是芳基胺，其可以是多芳基胺的一部分。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含基板上的多個(gè)導(dǎo)電性納米線，和設(shè)置在納米線上的組合物，該組合物包含一種或多種共軛聚合物或共聚物，其中所述器件包含n大于約2%的OPV。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含基板上的多個(gè)導(dǎo)電性納米線，和設(shè)置在納米線上的至少一種組合物，該組合物包含水溶性或水分散性聚噻吩，該聚噻吩包含(i )至少一個(gè)有機(jī)取代基和(ii)至少一個(gè)磺酸鹽取代基，該磺酸鹽取代基包含與聚噻吩骨架直接鍵合的磺酸鹽的硫。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含包含多個(gè)傳導(dǎo)性納米線和非傳導(dǎo)性基質(zhì)(matrix)的傳導(dǎo)層，和設(shè)置在所述傳導(dǎo)層上的HTL層，所述HTL層包含一種或多種聚噻吩聚合物或共聚物。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含至少一個(gè)傳導(dǎo)層，所述至少一個(gè)傳導(dǎo)層包含多個(gè)導(dǎo)電性納米線，和至少一種包含水溶性或水分散性區(qū)域規(guī)則性(regioregular)聚噻吩的組合物，所述聚噻吩包含(i)至少一個(gè)有機(jī)取代基和(ii)至少一個(gè)磺酸鹽取代基，該磺酸鹽取代基包含與聚噻吩骨架直接鍵合的磺酸鹽的硫。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含至少一個(gè)傳導(dǎo)層和至少一個(gè)設(shè)置在傳導(dǎo)層上的其它層，所述至少一個(gè)傳導(dǎo)層包含多個(gè)導(dǎo)電性納米線，且所述至少一個(gè)其它層選自空穴注入層、空穴傳輸層、覆蓋層或空穴收集層，其中所述至少一個(gè)其它層包含至少一種包含水溶性或水分散性區(qū)域規(guī)則性聚噻吩的組合物，所述聚噻吩包含(i)至少一個(gè)有機(jī)取代基和(ii)至少一個(gè)磺酸鹽取代基，該磺酸鹽取代基包含與聚噻吩骨架直接鍵合的磺酸鹽的硫。另一實(shí)施方式提供一種器件，其包含第一層，其包含基板上的多個(gè)導(dǎo)電性納米線；和設(shè)置在納米線上的第二層，其包含一種或多種聚合物或共聚物，所述一種或多種聚合物或共聚物包含至少一個(gè)雜芳基或至少一個(gè)多芳基胺，其中所述雜芳基或多芳基胺任選地通過酮基或氟代亞烷基氧基連接。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括電極的溶液處理。可以避免使用真空。可以避免使用傳統(tǒng)的IT0。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)包括高傳導(dǎo)性電極。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括高效的電荷收集和/或注入。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括與高效的電荷收集和/或注入組合的高電極傳導(dǎo)性。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括基板和電極的撓性，避免了相對(duì)較脆的材料。至少一個(gè)實(shí)施方式的至少一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括有機(jī)電子器件中基于納米線的電極的優(yōu)良性能，包括相對(duì)較高的效率，特別是對(duì)于具有高功率轉(zhuǎn)化效率的有機(jī)光伏電池。 具體實(shí)施例方式兎直在此通過引用將2009年9月29日申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/246，913號(hào)全文并入，包括工作實(shí)施例、權(quán)利要求、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、具體描述和所有其它實(shí)施方式。在此通過引用將本文引用的所有參考文獻(xiàn)全文并入。透明導(dǎo)體可以指高透射率表面或基板上覆蓋的導(dǎo)電薄膜。透明導(dǎo)體可以制造成在保持合理光學(xué)透明度的同時(shí)具有表面?zhèn)鲗?dǎo)性。這種表面?zhèn)鲗?dǎo)性透明導(dǎo)體可以用作例如平板液晶顯示器、觸摸面板、電致發(fā)光器件、薄膜光伏電池、抗靜電層的透明電極，并可以用作電磁波屏蔽層。目前，真空沉積的金屬氧化物，例如銦錫氧化物(IT0)，是為諸如玻璃和聚合物膜的介電表面提供光學(xué)透明度和導(dǎo)電性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料。但是，金屬氧化物膜可能是易碎的，且很容易在彎曲過程中或在其它物理應(yīng)力下?lián)p壞。它們還可能要求升高的沉積溫度和/或高淬火溫度，以實(shí)現(xiàn)高的傳導(dǎo)性水平。它們還可能難以與一些塑料或有機(jī)基板粘合。本文描述了在透明導(dǎo)體中使用可以與覆蓋(overcoat)材料組合使用的傳導(dǎo)性納米線的實(shí)施方式。與傳導(dǎo)性納米線一起使用的覆蓋材料可能有電荷收集和注入效率低的問題，導(dǎo)致器件效率低。其它意在提高器件效率的覆蓋材料可能對(duì)納米線網(wǎng)絡(luò)有損害。因此，本文描述的是可以在不犧牲納米線網(wǎng)絡(luò)提供的高傳導(dǎo)性的同時(shí)提供高效的電荷收集和/或注入的優(yōu)異覆蓋材料。傳導(dǎo)件納米線在此通過引用全文并入以下專利文件，包括附圖、工作實(shí)施例和權(quán)利要求:Alden等人2006年10月12日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第60/851,652號(hào)“Nanowires-BasedTransparent Conductors (基于納米線的透明導(dǎo)體)” ;Alden等人2007年4月10日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第 60/911, 058 號(hào) “Nanowires-Based Transparent Conductorsand Applications Thereof (基于納米線的透明導(dǎo)體及其應(yīng)用)” ；Allemand等人2006年4月20日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第60/913，231號(hào)“Applications and Methods forConductive Films (傳導(dǎo)性膜的應(yīng)用和方法)”；和Allemand等人2007年10月12日提交的美國專利申請(qǐng)第 11/871，761 號(hào) “Nanowire-Based Transparent Conductors andApplications Thereof (基于納米線的透明導(dǎo)體及其應(yīng)用)”。本文所述的某些實(shí)施方式涉及基于納米線的傳導(dǎo)層的透明導(dǎo)體。具體地，傳導(dǎo)層可以包含金屬納米線的稀疏網(wǎng)絡(luò)。此外，傳導(dǎo)層可以是透明、撓性的，且可以包括至少一個(gè)傳導(dǎo)性表面。其可以被覆蓋或?qū)訅涸谠S多種包括撓性和剛性基板在內(nèi)的基板上。傳導(dǎo)層還可以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分，該復(fù)合結(jié)構(gòu)包含基質(zhì)材料和納米線。基質(zhì)材料通常可以為復(fù)合材料賦予某些 化學(xué)、機(jī)械和光學(xué)特性。合適的納米線通常可以具有范圍在例如約10至約100，000的縱橫比。術(shù)語“縱橫t匕”可以指納米線的長度與其直徑的比，或者對(duì)于非球形結(jié)構(gòu)來說，是指長度與橫截面周長的比。較大的縱橫比對(duì)于獲得透明傳導(dǎo)層來說可以是有利的，因?yàn)樗鼈兛梢栽谠试S線的更低的整體密度以具有高透明度的同時(shí)能夠更加有效地形成傳導(dǎo)性網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)使用高縱橫比的傳導(dǎo)性納米線時(shí)，達(dá)成傳導(dǎo)性網(wǎng)絡(luò)的納米線的密度可以足夠低以致于傳導(dǎo)性網(wǎng)絡(luò)基本上是透明的。定義對(duì)光的透明度的一種方法是通過其吸收系數(shù)。穿過層的光的照度可以定義如下I=I0 exp (~ax)其中Itl是在層的第一面上的入射光的照度水平，I是在層的第二面上存在的照度水平，exp(-ax)是透明度因子。在透明本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.09.29 US 61/246,9131.一種器件，其包含 基板上的多個(gè)導(dǎo)電性納米線，和 設(shè)置在所述納米線上的至少一種組合物，其包含水溶性或水分散性聚噻吩，所述聚噻吩包含(i)至少一個(gè)有機(jī)取代基，和(ii)至少一個(gè)磺酸鹽取代基，所述磺酸鹽取代基包含與所述聚噻吩骨架直接鍵合的磺酸鹽的硫。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述器件包含n大于約2%的OPV。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述聚噻吩除磺化之外包含區(qū)域規(guī)則性為至少約90%的規(guī)則的頭尾偶聯(lián)的聚(3-取代噻吩)。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述聚噻吩包含水溶性聚噻吩。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述聚噻吩包含摻雜的聚噻吩。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述聚噻吩包含至少一個(gè)亞烷基氧化物、烷氧基或燒基取代基。7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件，其中所述聚噻吩包含特征在于酸值為約250mgKOH/g聚合物或更低的聚噻吩。8.一種器件，其包含至少一個(gè)傳導(dǎo)層，所述至少一個(gè)傳導(dǎo)層包含 多個(gè)導(dǎo)電性納米線，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：布賴恩·E·伍德沃斯，謝爾蓋·B·利，肖恩·P·威廉姆斯，皮埃爾馬克·阿萊曼德，林普勒·巴蒂亞，哈什·帕克巴茲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：普萊克斯托尼克斯公司，凱姆博奧斯技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：