制备聚合物膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制备衬底上的PEDOT膜的方法，所述膜包括衬底和在衬底表面上的至少一个PEDOT层。该方法包括：将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在衬底的表面上；通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于EDOT单体蒸汽，使涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤；以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，并且其中所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2至40℃。此外还公开了一种导电PEDOT膜、包括该导电PEDOT膜的电子器件以及该导电PEDOT膜的不同用途。此外还公开了一种用于制备由共聚物形成的聚合物膜的方法、一种导电聚合物膜、包括该导电聚合物膜的电子器件以及该导电聚合物膜的不同用途。的不同用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备聚合物膜的方法


[0001]本公开涉及一种用于制备聚(3,4
‑
乙撑二氧噻吩)(PEDOT)膜的方法。本公开进一步涉及一种导电PEDOT膜。本公开还涉及一种包括该导电PEDOT膜的电子器件，以及该导电PEDOT膜作为电子器件的或电子器件中的抗静电涂层或电极的用途。本公开还涉及一种用于制备由共聚物形成的聚合物膜的方法、包括该导电聚合物膜的电子器件以及该导电聚合物膜作为电子器件的或电子器件中的抗静电涂层或电极的用途。
[0002]专利技术背景
[0003]导电PEDOT膜及其共聚物膜用于不同的领域，例如抗静电涂层、钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化的太阳能电池、电化学换能器、电致变色器件、电致发光器件、热电器件、智能窗、OLED、光电器件和超级电容器。导电PEDOT膜可以通过例如PEDOT在导电衬底上的电化学聚合、氧化化学气相沉积(oCVD)或真空气相聚合(WPP)技术来制造。当形成用于电子器件的导电PEDOT膜时，它们的导电性、低薄层电阻、形貌(粗糙度平均)和光学透明性是重要的。

技术实现思路

[0004]公开了一种用于制备在衬底上的聚(3,4
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乙撑二氧噻吩)(PEDOT)膜的方法，所述膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个PEDOT层，该方法可以包括：将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在衬底的至少一个表面上，以便在衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层；通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于3,4
‑
乙撑二氧噻吩(EDOT)单体蒸汽，使所形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的衬底的表面上形成PEDOT层；以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，并且其中受控的衬底温度比聚合温度低2至40℃。
[0005]公开了一种用于制备在衬底上的由共聚物形成的聚合物膜的方法，其中共聚物的单体之一为(3,4
‑
乙撑二氧噻吩)(EDOT)，所述聚合物膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个聚合物层。该方法可以包括：将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在衬底的至少一个表面上，以便在衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层；通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于至少两种单体的蒸汽，其中单体之一是EDOT单体，使所形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的衬底的表面上形成聚合物层；以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，并且其中受控的衬底温度比聚合温度低2至40℃。
[0006]此外，公开了一种导电PEDOT膜。该导电PEDOT膜可以包括非导电衬底；非导电衬底上的PEDOT层，该PEDOT层具有来自嵌入在PEDOT层中的一种或多种氧化剂的阴离子，其中导电PEDOT膜的电导率为2100S/cm以上，并且其薄层电阻为200Ω/
□
以下。
[0007]此外，公开了一种导电PEDOT膜，其可通过本公开所公开的用于制备PEDOT膜的方法获得，该PEDOT膜包括非导电衬底和在非导电衬底的至少一个表面上的至少一个PEDOT层。
[0008]此外，公开了一种由共聚物形成的导电聚合物膜，其中共聚物的单体之一是(3,4
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乙撑二氧噻吩)(EDOT)。该导电聚合物膜可以包括：非导电衬底；非导电衬底上的由共聚物形成的聚合物层膜，该聚合物层具有来自嵌入在聚合物层中的一种或多种氧化剂的阴离子，其中导电聚合物膜的厚度为10
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500nm或10
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200nm。
[0009]此外，公开了一种由共聚物形成的导电聚合物膜，其中共聚物的单体之一是(3,4
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乙撑二氧噻吩)(EDOT)，该导电聚合物膜可通过本公开所公开的用于制备聚合物膜的方法获得，该聚合物膜包括非导电衬底和在非导电衬底的至少一个表面上的至少一个聚合物层。
[0010]此外，公开了一种电子器件。该电子器件可以包括如本公开中所公开的导电PEDOT膜或由共聚物形成的导电聚合物膜，其中共聚物的单体之一是EDOT。
[0011]此外，公开了导电PEDOT膜和由共聚物形成的导电聚合物膜的用途，其中共聚物的单体之一是EDOT。
[0012]附图的简要说明
[0013]包括附图以提供对实施方案的进一步理解，并且附图构成本说明书的一部分，示出了各种实施方案。在附图中：
[0014]图1示出了用于进行气相聚合的气相聚合池。
[0015]图2示出了通过气相聚合法制备的6层PEDOT膜的拉曼光谱。
[0016]图3示出了1L)1层PEDOT，2L)2层PEDOT，3L)3层PEDOT，4L)4层PEDOT，5L)5层PEDOT，6L)6层PEDOT的AFM图像以及1L、3L和6L PEDOT的SEM图像。
[0017]图4示出了1L至6L PEDOT的循环伏安图(在MeCN中的0.1M TBABF4中，扫描速率为100mV/s)。
[0018]图5示出了在玻璃和ITO涂覆的玻璃上的1L PEDOT在6mM二茂铁溶液中的循环伏安图，扫描速率为20mV/s。
[0019]图6示出了用于对柔性衬底进行连续气相聚合的连续装置。
[0020]图7示出了用于对刚性衬底进行连续气相聚合的连续装置。
[0021]图8示出了用于大规模进行气相聚合的放大的气相聚合池。
[0022]详细说明
[0023]本申请涉及一种用于制备聚(3,4
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乙撑二氧噻吩)(PEDOT)膜的方法，该膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个PEDOT层，其中该方法包括以下步骤：
[0024]a)将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆至衬底的至少一个表面，以便在衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层，
[0025]b)通过在聚合温度下将涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于3,4
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乙撑二氧噻吩(EDOT)单体蒸汽，来使步骤a)中形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的衬底的表面上形成PEDOT层，以及
[0026]其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，并且其中受控的衬底温度比聚合温度低2至40℃。
[0027]本申请涉及一种用于制备由共聚物形成的聚合物膜的方法，其中共聚物的单体之一为(3,4
‑
乙撑二氧噻吩)(EDOT)，所述聚合物膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个由共聚物形成的聚合物层，其中所述共聚物的单体之一是EDOT单体，其中该方法包
括以下步骤：
[0028]a)将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在衬底的至少一个表面上，以便在衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层，
[0029]b)通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于至少两种不同的单体蒸汽，其中单体之一是EDOT单体，使步骤a)中形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备聚(3,4
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乙撑二氧噻吩)(PEDOT)膜的方法，所述膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个PEDOT层，其中所述方法包括以下步骤：a)将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在所述衬底的至少一个表面上，以便在所述衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层，b)通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于3,4
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乙撑二氧噻吩(EDOT)单体蒸汽，使步骤a)中形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的衬底的表面上形成PEDOT层，以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，其中所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2至40℃。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底是非导电衬底。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：c)将所述包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在步骤b)中形成的PEDOT层的至少一个表面上，以在PEDOT层的至少一个表面上形成氧化剂涂层，d)通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的PEDOT层的表面暴露于3,4
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乙撑二氧噻吩(EDOT)单体蒸汽，使步骤c)中形成的涂覆有氧化剂的PEDOT层经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的PEDOT层的表面上形成后续的PEDOT层，其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的PEDOT膜的温度保持在受控的衬底温度，并且其中所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2至40℃。4.一种用于制备由共聚物形成的聚合物膜的方法，其中所述共聚物的单体之一为(3,4
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乙撑二氧噻吩)(EDOT)，所述聚合物膜包括衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个由共聚物形成的聚合物层，其中所述共聚物的单体之一是EDOT单体，其中所述方法包括以下步骤：a)将包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在所述衬底的至少一个表面上，以便在所述衬底的至少一个表面上形成氧化剂涂层，b)通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的衬底的表面暴露于至少两种不同的单体的蒸汽，其中单体之一是EDOT单体，使步骤a)中形成的涂覆有氧化剂的衬底经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的衬底的表面上形成聚合物层，以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，其中所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2至40℃。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：c)将所述包含氧化剂和碱抑制剂的溶液涂覆在步骤b)中形成的聚合物层的至少一个表面上，以在聚合物层的至少一个表面上形成氧化剂涂层，d)通过在聚合温度下使涂覆有氧化剂的聚合物层的表面暴露于至少两种不同的单体的蒸汽，其中单体之一是EDOT单体，使步骤c)中形成的涂覆有氧化剂的聚合物层经受聚合步骤，以在涂覆有氧化剂的聚合物层的表面上形成后续的聚合物层，以及其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的聚合物膜的温度保持在受控的衬底温度，并且其中所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2至40℃。6.根据权利要求3或5所述的方法，其中所述方法包括将步骤c)和步骤d)重复至少一
次。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中至少两种不同的单体的蒸汽包含3,4
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乙撑二氧噻吩(EDOT)以及选自薁、吡咯、苯胺、噻吩和亚苯基的至少一种其他单体；或者由其组成。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在聚合步骤中，使涂覆有氧化剂的衬底的温度保持在受控的衬底温度，并且所述受控的衬底温度比所述聚合温度低2
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30℃、或2
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25℃、或2
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22℃、或2
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20℃、或2
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15℃、或3
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25℃、或3
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22℃、或3
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20℃、或3
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15℃、或5
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20℃、或5
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15℃、或8
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12℃。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述方法是气相聚合(VPP)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述聚合温度为55
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95℃并且所述受控的衬底温度为40
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70℃，或者所述聚合温度为60
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85℃并且所述受控的衬底温度为45
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70℃，或者所述聚合温度为65
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80℃并且所述受控的衬底温度为55
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70℃，或者所述聚合温度为67
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77℃并且所述受控的衬底温度为56
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66℃，或者所述聚合温度为72
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77℃并且所述受控的衬底温度为61
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66℃。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述方法以间歇过程或连续过程进行。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中基本上在整个聚合步骤期间，使所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的PEDOT膜或者所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的由共聚物形成的聚合物膜的温度保持在受控的衬底温度。13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述聚合步骤包括两个顺序的处理时间段，在处理时间段之一的整个期间内，使所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的PEDOT膜或者所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的由共聚物形成的聚合物膜的温度保持在受控的衬底温度。14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述聚合步骤包括三个顺序的处理时间段，其中在中间处理时间段的整个期间内，使所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的PEDOT膜或者所述涂覆有氧化剂的衬底和/或所述涂覆有氧化剂的由共聚物形成的聚合物膜的温度保持在受控的衬底温度。15.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：图尔库大学，
类型：发明
国别省市：