从可溶聚合物在基材上制备不溶聚合物膜的方法技术

技术编号:3191813 阅读:287 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种通过以下步骤制备具有增强的物理性质的聚合物膜的方法,所述聚合物膜优选为电活性膜:向基材涂布含有悬垂的不稳定增溶基团的聚合物的溶液,然后除去溶剂和足够浓度的不稳定增溶基团,以使聚合物在所述溶剂中的溶解度小于不稳定基团除去前的溶解度。据信悬垂的可溶基团的除去a)使半导体骨架的电荷输送性能最优化,b)可以直接控制最后的膜的微结构,和c)使最后的膜在随后构造多层器件所需的工艺步骤中更加坚固。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从依靠增溶基团的存在而在溶剂中可溶的聚合物制备在有机溶剂中具有降低的溶解度的聚合物的方法,所述增溶基团在被除去或者转化成非增溶性的基团时形成在有机溶剂中具有降低的溶解度的聚合物。电活性聚合物,如含有芴单体结构单元的共轭聚合物,可用作电子器件中的薄膜,所述电子器件如有机发光二极管显示器(OLEDs)或者晶体管。典型地,通过例如旋涂法或者喷墨打印的技术,将溶解在二甲苯中的电活性聚合物如聚(9,9-二辛基芴-alt-联噻吩应用于基材上,在其上从具有所需的电活性性质的可溶聚合物薄膜中除去溶剂。聚合物芴结构单元上辛基的存在使得聚合物具有溶解性并且改善聚合物的处理特性,但是可能不利地降低输送特性,并且防止最后的膜中的有序微结构的形成。尽管含有有序微结构的聚合物膜是明确希望,内在地形成这种结构的聚合物趋向于不溶于前体油墨溶液中。因此,将这些优选的聚合物通过溶液处理应用到基材上如果不是不可能的,就是不切实际的。尽管可以通过蒸发、溅射或等离子体增强的化学气相沉积方法将不溶的聚合物应用到基材上,但是这些技术费时而且昂贵。因此,希望制备从一种材料,该材料可以容易和重现性地应用到基材上,在基材上制备不溶的电活性有机膜。本专利技术针对本
的需求,在第一方面提供一种包括以下步骤的方法a)向基材涂布溶剂和含有不稳定增溶基团的聚合物的溶液;b)从溶液中除去溶剂,形成可溶的聚合物膜;和c)将足够量的不稳定增溶基团从可溶聚合物膜中除去或者转化,以在基材上形成膜,该膜在所述溶剂中的溶解度小于该不稳定增溶基团除去或转化前的溶解度,其中所述的聚合物含有选自芴-2,7-二基和三芳基胺-二基的结构单元。在第二方面,本专利技术是一种电子器件,其包含涂布的基材,所述涂布的基材是通过以下步骤制备的a)向基材涂布溶剂和含有不稳定增溶基团的电活性聚合物的溶液;b)从溶液中除去溶剂,形成可溶的聚合物膜;和c)将足够量的不稳定增溶基团从可溶聚合物膜中除去或者转化,以形成膜,该膜在所述溶剂中的溶解度小于不稳定增溶基团除去或转化前的溶解度,其中所述的聚合物含有选自芴-2,7-二基和三芳基胺-二基的结构单元。附图说明图1说明了涂布有热处理过的二辛基芴-联噻吩的共聚物的基材的溶剂洗涤物的可见光谱。在第一方面,本专利技术涉及一种在基材上形成不溶膜的方法,该方法包括以下步骤将溶解在溶剂中的聚合物涂布在基材上,然后除去溶剂,并且使聚合物经受如下的条件,该条件使聚合物较少溶于所述溶剂,优选实际上或者完全不溶于溶剂中。所述聚合物,其优选是共轭和电活性的,特征在于含有悬垂的不稳定增溶基团,该不稳定增溶基团一方面促进聚合物在溶剂中的溶解,另一方面,其被选择性地除去或转化,以抑制聚合物的再溶解。不稳定基团是通过多种手段,包括热学方法、化学方法或者光学方法,中的任意手段除去或转化的。如此处使用,术语“不溶的膜”是指已经从聚合物骨架中除去(或转化)足够的悬垂基团,使得该膜在最初溶解该聚合物的溶剂中的溶解度显著下降。优选,膜的溶解度小于不稳定悬垂基团除去或转化前的聚合物的溶解度的50%,更优选小于10%,最优选小于1%。不稳定增溶基团优选含有a)C4-C30烃基,或者b)C3-C30烃基和一个或多个S、N、Si、P或O的杂原子,或者c)芳烷基和任选的一个或多个S、N、Si、P或O的杂原子。此处使用的术语“烃基”是指含有碳和氢原子和任选的其它原子的基团。此处使用的术语“芳烷基”是指可以任选含有其它原子的芳香族和脂肪族基团。更优选地,不稳定增溶基团包括C6-C20烷基,如正己基、2-乙基己基、正辛基、正癸基或正十二烷基,或者含有以下基团的C3-C20烷基醚或硫醚基团,如叔烷基醚或叔烷基硫醚基;或者酯或硫代酯基,如羧酸的甲基或叔丁基酯,举例如下 其中每个R”,独立地是H或C1-C10烷基;优选每个R独立地是H、甲基或乙基;更优选每个R”是甲基或乙基;最优选每个R”是甲基;并且X是S或O,优选O。合适的不稳定基团的其他实例包括如下列举的亚烷基苯基,如亚乙基苯基,诸如叔丁氧苯基、己基氧苯基或辛基氧苯基的烷基氧苯基,以及烷基苯基酯 含有不稳定增溶基团的聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物等。如此处使用,术语“结构单元”用于描述聚合后的单体残余。除非另外指出,此处使用的术语“芳香族”包括杂芳族。此处使用的术语“芳香族单体”和“芳香族片断”是指分别包括芳香族基团的单体和片断。例如,取代的1,4-二溴苯的结构单元是取代的1,4-亚苯基。作为举例说明,2,7-二溴-9,9-二取代的芴的结构单元是9,9-二取代的芴-2,7-二基。 取代的1,4-亚苯基 9,9-二取代的芴-2,7-二基其中R是不稳定增溶基团,并且R’是不稳定增溶基团或H。含有不稳定增溶基团的聚合物含有不稳定增溶基团的聚合物可以通过很多种方法制备。例如,该聚合物可以用美国专利6,169,163(‘163专利),41栏50-67行至42栏1-24行中描述的Suzuki偶合反应来制备,该专利的说明书通过引用结合在此。可以用以下方式进行Suzuki偶合反应在过渡金属催化剂,优选Pd/三苯膦催化剂如四(三苯膦)钯(0)存在下,将一种或多种二硼化芳香族单体与一种或多种二卤化芳香族单体偶合,或者将一种或多种卤代硼化的芳香族单体偶合,其中至少一种单体含有一种或多种增溶基团。术语“硼化物(boronate)”或“硼化的(boronated)”是指被硼烷基、硼酸酯基或硼酸基取代的芳香族单体或片断。Suzuki偶合反应还可以在没有过渡金属催化剂的情况下通过以下方式进行在水、诸如碳酸钠的强碱和诸如四丁基溴化铵的季铵卤化物存在下,在微波条件下,将二硼化的芳香族单体与一种或多种二卤化的芳香族单体偶合,或者将一种或多种卤代硼化的芳香族单体偶合。如‘163专利的11栏9-34行中所述的,聚合反应还可以在镍盐存在下,通过一种或多种二卤化芳香族化合物的偶合而进行,所述专利的说明书通过引用结合在此。可用于制备本专利技术聚合物的各种芳香族单体几乎是无穷的,但是一个代表性列表包括1,4-二X苯,1,3-二X苯,1,2-二X苯4,4’-二X联苯,诸如1,4-二X萘、2,6-二X萘的二X萘,2,5-二X呋喃,2,5-二X噻吩,5,5’-二X-2,2’-联噻吩,9,10-二X蒽,4,7-二X-2,1,3-苯并噻唑,包括N,N-二(4-X苯基)苯胺、N,N-二(4-X苯基)-对甲苯胺和N-二X苯基-N-苯基苯胺的二X三芳基胺,3,6-二X-N-取代的咔唑,2,7-二X-N-取代的咔唑,3,6-二X-二苯并噻咯(silole),2,7-二X-二苯并噻咯,N-取代的-3,7-二X吩噻嗪,N-取代的-3,7-二X吩噁嗪,3,7-二X-二苯并噻吩,2,8-二X-二苯并噻吩,3,7-二X-二苯并呋喃,2,8-二X-二苯并呋喃,二X-N,N,N’,N’-四芳基-1,4-二氨基苯,二X-N,N,N’,N’-四芳基联苯胺,二X芳基硅烷,和包括其中9,9-取代基组合形成环结构的芴(例如螺芴)的2,7-二X-9,9-二取代的芴,以及它们的组合,其中每个X独立地为卤素或硼化物,优选溴或氯或硼化物,更优选溴或硼化物。因此,对应于上面所列单体的结构单元是1,4-亚苯基,1,3-亚苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,该方法包括以下步骤:a)向基材涂布溶剂和含有不稳定增溶基团的聚合物的溶液;b)从溶液中除去溶剂,形成可溶的聚合物膜;和c)将足够量的不稳定增溶基团从可溶聚合物膜中除去或者转化,以在基材上形成膜,该膜在所述溶剂中的溶解度小于不稳定增溶基团除去或转化前的溶解度,其中所述的聚合物含有选自芴-2,7-二基和三芳基胺-二基的结构单元,并且其中通过热学方法、化学方法、或光学方法、或者它们的组合除去不稳定基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-16 60/503,2291.一种方法,该方法包括以下步骤a)向基材涂布溶剂和含有不稳定增溶基团的聚合物的溶液;b)从溶液中除去溶剂,形成可溶的聚合物膜;和c)将足够量的不稳定增溶基团从可溶聚合物膜中除去或者转化,以在基材上形成膜,该膜在所述溶剂中的溶解度小于不稳定增溶基团除去或转化前的溶解度,其中所述的聚合物含有选自芴-2,7-二基和三芳基胺-二基的结构单元,并且其中通过热学方法、化学方法、或光学方法、或者它们的组合除去不稳定基团。2.权利要求1的方法,其中所述的聚合物含有选自下组的结构单元1,4-亚苯基,1,3-亚苯基,1,2-亚苯基,4,4’-亚联苯基,萘-1,4-二基,萘-2,6-二基,呋喃-2,5-二基,噻吩-2,5-二基,2,2’-联噻吩-5,5’-二基,蒽-9,10-二基,2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基,N-取代的咔唑-3,6-二基,N-取代的咔唑-2,7-二基,二苯并噻咯-3,6-二基,二苯并噻咯-2,7-二基,N-取代的吩噻嗪-3,7-二基,N-取代的吩噁嗪-3,7-二基,二苯并噻吩-3,7-二基,二苯并噻吩-2,8-二基,二苯并呋喃-3,7-二基,二苯并呋喃-2,8-二基,茚并芴-二基,N,N,N’,N’-四芳基-1,4-二氨基苯-二基,N,N,N’,N’-四芳基联苯胺-二基,芳基硅烷-二基和9,9-螺芴-2,7-二基。3.权利要求1或2的方法,其中所述的聚合物含有下述取代的芴-2,7-二基的结构单元 其中R是a)C4-C30...

【专利技术属性】
技术研发人员:MG迪比斯M因巴斯科南PHⅢ汤森KL福斯特冯绍光DJ布伦南QJ牛JP戈德斯考克斯DM威尔士RE德鲁姆赖特
申请(专利权)人:陶氏环球技术公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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