有机电子器件、组合物和方法技术

公开了采用导电纳米线和传导材料(例如共轭聚合物，如磺化的区域规则性聚噻吩)的有机电子器件、组合物和方法，其提供了高的器件性能，例如良好的太阳能电池效率。可以制造要求对物理应力有回弹力的透明导体的器件，同时降低腐蚀问题。

【技术实现步骤摘要】
有机电子器件、组合物和方法本申请是申请日为2010年9月24日，申请号为201080053397.0，专利技术名称为“有机电子器件、组合物和方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2009年9月29日提交的美国临时申请第61/246,913号的优先权，在此通过引用将其全文并入。
本申请涉及有机电子器件领域。
技术介绍
对于采用透明导体的有机电子器件，例如有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管(PLED)、有机光伏器件(OPV)、平板液晶显示器、触摸面板等，需要有改善的材料和材料组合。已经提出基于导电纳米线的透明导体，以解决传统金属氧化物材料(例如铟锡氧化物(ITO))的缺点。但是，透明导体(包括基于纳米线的那些透明导体)可能不会很好地与其它材料一起起作用。
技术实现思路
本文所述的实施方式包括，例如，液体和固体的组合物、器件、制品、制造方法以及组合物、制品和器件的使用方法。一个实施方式提供一种器件，其包含：第一层，其包含基板(substrate)上的多个导电性纳米线；和设置在纳米线上的第二层，其包含一种或多种聚合物或共聚物，所述一种或多种聚合物或共聚物包含(i)至少一个共轭的重复基团，或(ii)至少一个杂芳基，其任选地通过酮基或氟代亚烷基氧基连接。杂芳基的实例是芳基胺，其可以是多芳基胺的一部分。另一实施方式提供一种器件，其包含：基板上的多个导电性纳米线，和设置在纳米线上的组合物，该组合物包含一种或多种共轭聚合物或共聚物，其中所述器件包含η大于约2％的OPV。另一实施方式提供一种器件，其包含：基板上的多个导电性纳米线，和设置在纳米线上的至少一种组合物，该组合物包含水溶性或水分散性聚噻吩，该聚噻吩包含(i)至少一个有机取代基和(ii)至少一个磺酸盐取代基，该磺酸盐取代基包含与聚噻吩骨架直接键合的磺酸盐的硫。另一实施方式提供一种器件，其包含：包含多个传导性纳米线和非传导性基质(matrix)的传导层，和设置在所述传导层上的HTL层，所述HTL层包含一种或多种聚噻吩聚合物或共聚物。另一实施方式提供一种器件，其包含至少一个传导层，所述至少一个传导层包含：多个导电性纳米线，和至少一种包含水溶性或水分散性区域规则性(regioregular)聚噻吩的组合物，所述聚噻吩包含(i)至少一个有机取代基和(ii)至少一个磺酸盐取代基，该磺酸盐取代基包含与聚噻吩骨架直接键合的磺酸盐的硫。另一实施方式提供一种器件，其包含至少一个传导层和至少一个设置在传导层上的其它层，所述至少一个传导层包含多个导电性纳米线，且所述至少一个其它层选自空穴注入层、空穴传输层、覆盖层或空穴收集层，其中所述至少一个其它层包含至少一种包含水溶性或水分散性区域规则性聚噻吩的组合物，所述聚噻吩包含(i)至少一个有机取代基和(ii)至少一个磺酸盐取代基，该磺酸盐取代基包含与聚噻吩骨架直接键合的磺酸盐的硫。另一实施方式提供一种器件，其包含：第一层，其包含基板上的多个导电性纳米线；和设置在纳米线上的第二层，其包含一种或多种聚合物或共聚物，所述一种或多种聚合物或共聚物包含至少一个杂芳基或至少一个多芳基胺，其中所述杂芳基或多芳基胺任选地通过酮基或氟代亚烷基氧基连接。至少一个实施方式的至少一个优势包括电极的溶液处理。可以避免使用真空。可以避免使用传统的ITO。至少一个实施方式的至少一个额外的优势包括高传导性电极。至少一个实施方式的至少一个优势包括高效的电荷收集和/或注入。至少一个实施方式的至少一个优势包括与高效的电荷收集和/或注入组合的高电极传导性。至少一个实施方式的至少一个优势包括基板和电极的挠性，避免了相对较脆的材料。至少一个实施方式的至少一个优势包括有机电子器件中基于纳米线的电极的优良性能，包括相对较高的效率，特别是对于具有高功率转化效率的有机光伏电池。具体实施方式引言在此通过引用将2009年9月29日申请的优先权美国临时申请第61/246,913号全文并入，包括工作实施例、权利要求、
技术实现思路
、具体描述和所有其它实施方式。在此通过引用将本文引用的所有参考文献全文并入。透明导体可以指高透射率表面或基板上覆盖的导电薄膜。透明导体可以制造成在保持合理光学透明度的同时具有表面传导性。这种表面传导性透明导体可以用作例如平板液晶显示器、触摸面板、电致发光器件、薄膜光伏电池、抗静电层的透明电极，并可以用作电磁波屏蔽层。目前，真空沉积的金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)，是为诸如玻璃和聚合物膜的介电表面提供光学透明度和导电性的工业标准材料。但是，金属氧化物膜可能是易碎的，且很容易在弯曲过程中或在其它物理应力下损坏。它们还可能要求升高的沉积温度和/或高淬火温度，以实现高的传导性水平。它们还可能难以与一些塑料或有机基板粘合。本文描述了在透明导体中使用可以与覆盖(overcoat)材料组合使用的传导性纳米线的实施方式。与传导性纳米线一起使用的覆盖材料可能有电荷收集和注入效率低的问题，导致器件效率低。其它意在提高器件效率的覆盖材料可能对纳米线网络有损害。因此，本文描述的是可以在不牺牲纳米线网络提供的高传导性的同时提供高效的电荷收集和/或注入的优异覆盖材料。传导性纳米线在此通过引用全文并入以下专利文件，包括附图、工作实施例和权利要求：Alden等人2006年10月12日提交的美国临时专利申请第60/851,652号“Nanowires-BasedTransparentConductors(基于纳米线的透明导体)”；Alden等人2007年4月10日提交的美国临时专利申请第60/911,058号“Nanowires-BasedTransparentConductorsandApplicationsThereof(基于纳米线的透明导体及其应用)”；Allemand等人2006年4月20日提交的美国临时专利申请第60/913,231号“ApplicationsandMethodsforConductiveFilms(传导性膜的应用和方法)”；和Allemand等人2007年10月12日提交的美国专利申请第11/871,761号“Nanowire-BasedTransparentConductorsandApplicationsThereof(基于纳米线的透明导体及其应用)”。本文所述的某些实施方式涉及基于纳米线的传导层的透明导体。具体地，传导层可以包含金属纳米线的稀疏网络。此外，传导层可以是透明、挠性的，且可以包括至少一个传导性表面。其可以被覆盖或层压在许多种包括挠性和刚性基板在内的基板上。传导层还可以形成复合结构的一部分，该复合结构包含基质材料和纳米线。基质材料通常可以为复合材料赋予某些化学、机械和光学特性。合适的纳米线通常可以具有范围在例如约10至约100,000的纵横比。术语“纵横比”可以指纳米线的长度与其直径的比，或者对于非球形结构来说，是指长度与横截面周长的比。较大的纵横比对于获得透明传导层来说可以是有利的，因为它们可以在允许线的更低的整体密度以具有高透明度的同时能够更加有效地形成传导性网络。当使用高纵横比的传导性纳米线时，达成传导性网络的纳米线的密度可以足够低以致于传导性网络基本上是透明的。定义对光的透明度的一种方法是通过其吸收系数。穿过层的光的照度可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，其包含：基板上的多个导电性纳米线，和设置在所述纳米线上的至少一种组合物，其包含水溶性或水分散性聚噻吩，所述聚噻吩包含(i)至少一个有机取代基，和(ii)至少一个磺酸盐取代基，所述磺酸盐取代基包含与所述聚噻吩骨架直接键合的磺酸盐的硫。

【技术特征摘要】
2009.09.29 US 61/246,9131.一种器件，其包含：基板上的多个导电性纳米线，和设置在所述纳米线上的至少一种组合物，其包含水溶性或水分散性聚噻吩，所述聚噻吩包含(i)至少一个有机取代基，和(ii)至少一个磺酸盐取代基，所述磺酸盐取代基包含与所述聚噻吩骨架直接键合的磺酸盐的硫。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述器件包含η大于约2％的OPV。3.根据权利要求1所述的器件，其中所述聚噻吩除磺化之外包含区域规则性为至少约90％的规则的头尾偶联的聚(3-取代噻吩)。4.根据权利要求1所述的器件，其中所述聚噻吩包含水溶性聚噻吩。5.根据权利要求1所述的器件，其中所述聚噻吩包含掺杂的聚噻吩。6.根据权利要求1所述的器件，其中所述聚噻吩包含至少一个亚烷基氧化物、烷氧基或烷基取代基。7.根据权利要求1所述的器件，其中所述聚噻吩包含特征在于酸值为约250mgKOH/g聚合物或更低的聚噻吩。8.一种器件，其包含至少一个传导层，所述至少一个传导层包含：多个导电性纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·E·伍德沃斯，谢尔盖·B·利，肖恩·P·威廉姆斯，皮埃尔马克·阿莱曼德，林普勒·巴蒂亚，哈什·帕克巴兹，
申请(专利权)人：索尔维美国有限公司，凯姆博奥斯技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US