(57)【要約】ブレンドおよびブロック共重合体を含むレジオレギュラーポリチオフェンを基材とする静電気拡散コーティングを提供する。組成物は有機溶媒に可溶であることができる。優れた膜形成、透過率、安定性、および導電率の制御を達成することができる。2009523632.tif 000004
2009523632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1種の基体、
該基体上の少なくとも1種の静電気拡散コーティング
を含む物品であって、該コーティングが、レジオレギュラー（regioregular）ポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびレジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンドを含み、該コーティングの透過率が、38 nmのコーティング厚に対して少なくとも80%である物品。
【請求項２】
レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーが、単独重合体である、請求項1記載の物品。
【請求項３】
レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーが、共重合体である、請求項1記載の物品。
【請求項４】
レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーが、ブロック共重合体であり、かつ該ブロックの1セグメントが、レジオレギュラーポリチオフェンを含む、請求項1記載の物品。
【請求項５】
レジオレギュラーポリチオフェンが、少なくとも85%のレジオレギュラリティ（regioregularity）の程度を有する、請求項1記載の物品。
【請求項６】
レジオレギュラーポリチオフェンが、少なくとも95%のレジオレギュラリティの程度を有する、請求項1記載の物品。
【請求項７】
レジオレギュラーポリチオフェンの量が、約30重量%より少ない、請求項1記載の物品。
【請求項８】
ブレンドが、相容性のブレンドである、請求項1記載の物品。
【請求項９】
レジオレギュラーポリチオフェンを含まないポリマーが、合成ポリマーである、請求項1記載の物品。
【請求項１０】
レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびレジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーが、それぞれ有機溶媒に可溶である、請求項1記載の物品。
【請求項１１】
レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマーが、少なくとも約10-10 ジーメンス/cmの電気伝導率を提供するため十分にドープされている、請求項1記載の物品。
【請求項１２】
コーティングの電気伝導率が、約10-13 ジーメンス/cm〜約10-3 ジーメンス/cmである、請求項1記載の物品。
【請求項１３】
基体が絶縁基体である、請求項1記載の物品。
【請求項１４】
基体がガラス、シリカ、またはポリマーを含む、請求項1記載の物品。
【請求項１５】
レジオレギュラーポリチオフェンが、有機ドーパントでドープされており、かつヘテロ原子で置換されている、請求項1記載の物品。
【請求項１６】
レジオレギュラーポリチオフェンが、キノン化合物でドープされており、かつコーティングが約10 nm〜約100 nmの厚さを有し、かつレジオレギュラーポリチオフェンを含まないポリマーが、ポリスチレン、ポリスチレン誘導体、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリピリジン、またはポリビニルフェノールを含む、請求項1記載の物品。
【請求項１７】
透過率が、300 nm〜800 nmの波長領域にわたって、少なくとも90%である、請求項1記載の物品。
【請求項１８】
少なくとも1種の基体、
該基体上の、約100 nmまたはそれより薄いコーティング厚を有する少なくとも1種の静電気拡散コーティング
を含む物品であって、該コーティングが、(1) ドープされた、有機溶媒に可溶なレジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンド、および (2) レジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種の有機溶媒に可溶なポリマーを含み、該コーティングの透過率が、38 nmのコーティング厚に対して少なくとも80%である物品。
【請求項１９】
コーティングの透過率が、300 nm〜800 nmの波長域にわたって、少なくとも90%である、請求項18記載の物品。
【請求項２０】
少なくとも1種の基体、
該基体上の少なくとも1種の静電気拡散コーティング
を含む物品であって、該コーティングが、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびコーティングを含み、該コーティングの透過率が38 nmのコーティング厚に対して少なくとも80%である物品。
【請求項２１】
ポリマーがブロック共重合体である、請求項20記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
静電気放電または拡散（ESD）は、より小さくより複雑になりつつある電子機器を含む多くの用途における、共通の問題である。多くの場合、特に、高度の構造制御を要する微細構造用途において、静電気放電コーティングとして機能できるコーティングが必要とされる。しかしながら、これらの静電気放電コーティングに対する制限が存在し、特定の性能要件を満たすことができる汎用性のあるコーティングが必要とされる。従って、汎用性があり、かつ特定用途に合わせることができるコーティング系が必要とされる。ときに固有導電性ポリマー（inherently conducting polymers）（ICP）、固有導電性ポリマー（intrinsically conducting polymer）、および共役ポリマー等としても知られる、電気伝導性ポリマー（electrically conducting polymer）を、これらの用途で使用することができるが、多くの場合、それらは十分な汎用性を提供しない。例えば、多くの場合、それらは加工の問題、および不安定であるという問題により制限されている。例えば、固有導電性ポリマーの溶解性の不足が、性能を制限し得る。良好なコーティング特性を達成することが難しいことがあり得る。所定の用途に対して必要である、所望の汎用性、相容性および静電的特性を提供できるように導電性ポリマーの量を最小限にすることは、ほとんどの系で不可能である。多くの導電性ポリマーが、導電状態では不溶である。いくつかの場合、不溶性の導電性ポリマーを、有機溶媒中で分散するか、または可塑化コーティング中に混ぜ込むことができる。しかしながら、これらのコーティングは、一般に、低いICP配合量（loading level）、制限された光透過率および低導電率を有し得る。静電気放電コーティングのために、より良好な電気伝導性ポリマー系が必要である。さらに、有機溶媒（非水溶媒）を基材とした良好なコーティング系が必要である。
【０００２】
状況に関して、ポリアセチレン、ポリ(p-フェニレン)、ポリ(p-フェニレンスルフィド)、ポリピロール、およびポリチオフェンを含む、電気伝導性ポリマーは、The Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Wiley, 1990, 298-300ページ（非特許文献1）に記載されており、これはその全体が参照により本明細書に組み入れられる。この参考文献には、ブロック共重合体の形成を含む、ポリマーの混合および共重合も記載されている。ブロック共重合体は、例えば、NoshayとMcGrathによる、Block Copolymers, Overview and Critical Survey, Academic Press, 1977（非特許文献2）に記載されている。例えば、このテキストには、A-Bジブロック共重合体（第5章）、A-B-Aトリブロック共重合体（第6章）、および-(AB)n-マルチブロック共重合体（第7章）が記載されている。
【０００３】
静電気用途は、例えば、米国特許第6,099,757号（Kulkarni, Americhem）（特許文献1）に記載されている。米国特許第6,528,572号（Patel, GE）（特許文献2）は、ブロック共重合体の静電気用途を主張する。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第6,099,757号（Kulkarni, Americhem）
【特許文献２】米国特許第6,528,572号（Patel, GE）
【非特許文献１】The Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Wiley, 1990, 298-300ページ
【非特許文献２】NoshayとMcGrathによる、Block Copolymers, Overview and Critical Survey, Academic Press, 1977
【発明の開示】
【０００５】
概要
本明細書中で提供されるのは、静電気放電の用途で使用することができる汎用性のあるポリマーコーティング系である。該系は、レジオレギュラー（regioregular）ポリチオフェンを基材とする。レジオレギュラーポリ(チオフェン)は、それらが、(1) 高い溶解性、(2) 例えば、高導電性等のような、良好な電子特性、(3) 安定なドーピング、および(4) 種々の構造および合成ポリマーとの化学的相容性を有することができるという点において、他のICPを超える多くの利点を提供することができる。本発明は、とりわけ、コーティングされた物品、コーティング、作製方法、および静電気拡散コーティングとしての組成物の使用方法に関する。
【０００６】
例えば一態様は、少なくとも1種の基体、該基体上の少なくとも1種の静電気拡散コーティングを含む物品であって、該コーティングが、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびレジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンドを含む物品を提供する。得られるESDコーティングは、38 nmの膜厚で紫外／可視分光法により測定した、＞80 %の光透過率を有することができる。レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーは、単独重合体または共重合体であり得る。レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーがブロック共重合体である場合、ブロックの1セグメントは、レジオレギュラーポリチオフェンを含み得る。レジオレギュラリティ（regioregularity）の程度は、例えば、少なくとも85%か、あるいは少なくとも95%であり得る。
【０００７】
別の態様は、少なくとも1種の基体、該基体上の、約100 nmまたはそれより薄いコーティング厚を有する少なくとも1種の静電気拡散コーティングを含む、物品であって、該コーティングが、(1) ドープされた、有機溶媒に可溶なレジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンド、および (2) レジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種の有機溶媒に可溶なポリマーを含み、該コーティングの透過率が、38 nmのコーティング厚に対して少なくとも80%である、物品を提供する。コーティングの透過率は、300 nm〜800 nmの波長域にわたって、少なくとも90%であり得る。525 nmでも透過率を測定することができる。
【０００８】
また、少なくとも1種の基体、該基体上の少なくとも1種の静電気拡散コーティングを含む物品であって、該コーティングが、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のブロック重合体、およびコーティングを含み、該コーティングの透過率が、38 nmのコーティング厚に対して少なくとも80%である物品も提供する。
【０００９】
別の態様は、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびレジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンドを含む、静電気拡散コーティングとするために配合されたコーティングであって、かつ乾燥した際に38 nmの厚さで少なくとも80%の透過率を有する、コーティングを提供する。
【００１０】
また、表面に適用して乾燥することができる、コーティング溶液または塗料も提供する。
【００１１】
十分な導電率を作り出すために、存在する必要がある導電性ポリマーが比較的少量であることから、例えば良好な汎用性を含む、多くの重要な利点を得ることができる。良好なパーコレーション挙動を達成することができる。さらに、良好な透過率だけでなく、良好な耐久性、耐熱性および耐水性を示す、良好な相容性ブレンドの構成物を作ることができる。例えば、膜形成、透過率および良好な導電率の良好な組み合わせを含む、特性の優れた組み合わせを達成することができる。他の導電性ポリマーは、同程度の汎用性を提供することができない。
【００１２】
詳細な説明
本明細書で引用する全ての引用文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１３】
一態様は、少なくとも1種の基体、該基体上の少なくとも1種の静電気拡散コーティングを含む物品であって、該コーティングが、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマー、およびレジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーを含む、少なくとも1種のポリマーブレンドを含む物品を提供する。得られるESDコーティングは、約38 nmのコーティング厚で紫外／可視分光法により測定した、約80%より高い光透過率を有することができる。該透過率を約90%より高く、または約95%より高くできる。300 nm〜800 nm、またはより詳細には400〜700 nmの範囲にわたる波長に対して、該透過率の値を達成することができる。
【００１４】
基体は特に限定されないが、絶縁基体が好ましい。静電気放電の問題を抱えるどんな表面にも使用できる。ガラス、金属、セラミックス、ポリマー、および複合材料等を含む、一般的な固形材料を用いることができる。基体の形状は特に限定されない。他の基体としては、例えば、シリコンウエハ、あるいはポリマー、構造炭素（structured carbon）、無機酸化物、金属、有機もしくは無機化合物、およびこれらの材料のナノ組成物でコーティングされた、一般的な固形材料が挙げられる。基体は、ガラスまたはポリマー基体を含む絶縁基体であり得る。
【００１５】
静電気拡散コーティングは、当技術分野において公知であり、該コーティングを、特定の静電気拡散用途のために配合することができる。
【００１６】
基体上の静電気拡散コーティングは、当技術分野において公知の複数のポリマー成分を含むポリマーブレンドであり得る。例えば、第一のポリマー成分は、レジオレギュラーポリチオフェンを含む少なくとも1種のポリマーであり得る。第二のポリマー成分は、レジオレギュラーポリチオフェンを含まない少なくとも1種のポリマーであり得る。第一と第二のポリマーは異なるポリマーである。当業者は、特定のポリマーが、ポリマー鎖の不均一な集合体を含むが、1つのポリマーであることを知っている。
【００１７】
ブロック共重合体を含む、レジオレギュラーポリチオフェンポリマーおよび共重合体は、例えば、米国特許第6,602,974号および同第6,166,172号に記載されており、これらは、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーは、単独重合体または共重合体であり得る。該共重合体は、ブロック共重合体であり得、かつブロックの1セグメントは、レジオレギュラーポリチオフェンを含み得る。可溶性ポリマー、または少なくとも可溶性ポリマーとして機能するように十分に分散されるポリマーを用いることができる。
【００１８】
調製する、精製する、混合する、配合する、ドープする、および利用可能な形状に入れ込む方法は、当技術分野において公知である。例えば、ブレンドを含む、さらなるレジオレギュラーポリチオフェン組成物は、例えば、Sheinaらの2005年2月10日に出願された特許仮出願第60/651,211号（Hole Injection Layer Compositions）に記載されている。これらの配合物は、薄膜用途に対して特に良好である。
【００１９】
さらなるレジオレギュラーポリチオフェン組成物は、例えば、「Heteroatomic Regioregular Poly(3-substitutedthiophenes) for Photovoltaic Cells」について、2005年9月26日に出願された米国特許出願第11/234,373号だけでなく、「Heteroatom Regioregular Poly(3-Substitutedthiophenes) For Electroluminescent Devices」で、2005年9月26日に出願された米国特許出願第11/234,374号に記載されており、これらは、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２０】
さらなるレジオレギュラーポリチオフェン組成物は、2005年3月15日に出願された、「Copolymers of Soluble Poly(Thiophenes) with Improved Electronic Performance」についての米国特許仮出願第60/661,934号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２１】
さらなるレジオレギュラーポリチオフェン組成物は、「Solvent Suppressed Doping of Regioregular Polythiophenes」について、2005年8月1日に出願された米国特許仮出願第60/703,890号に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２２】
より具体的には、側基をもつレジオレギュラーポリチオフェンを含む、合成方法、ドーピング、およびポリマー特性解析が、例えば、McCulloughらの米国特許第6,602,974号およびMcCulloughらの同第6,166,172号に提供されており、これらは、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。さらなる説明を、Richard D. McCulloughによる論文「The Chemistry of Conducting Polythiophenes」, Adv. Mater. 1998, 10, No. 2, 93〜116ページ、およびその中で引用された文献に見い出すことができ、これは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。当業者が利用できるもう1つの参考文献は、McCulloughらによるHandbook of Conducting Polymers, 2nd Ed. 1998, 第9章,「Regioregular, Head-to-Tail Coupled Poly(3-alkylthiophene) and its Derivatives」, 225〜258ページであり、これは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。この参考文献では、823〜846ページで、第29章、「Electroluminescence in Conjugated Polymers」も記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２３】
繰り返し単位毎に1個または複数のアルキレンオキシ側基を含む、レジオレギュラーポリチオフェンを用いることができる。
【００２４】
ポリチオフェンは、例えば、Roncali, J., Chem. Rev. 1992, 92, 711; Schopfら, Polythiophenes: Electrically Conductive Polymers, Springer: Berlin, 1997 に記載されている。しかしながら、レジオレギュラーポリチオフェンは、非レジオレギュラーポリチオフェンを超える利点がある。
【００２５】
ポリチオフェンを含むブロック共重合体は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み入れられるFrancoisら, Synth. Met. 1995, 69, 463〜466；Yangら, Macromolecules 1993, 26, 1188〜1190; WidawskiらのNature (London), vol. 369, June 2, 1994, 387〜389；Jenekheら, Science, 279, March 20, 1998, 1903〜1907；Wangら, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6855〜6861；Liら, Macromolecules 1999, 32, 3034〜3044；Hempeniusら, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2798〜2804に記載されている。
【００２６】
レジオレギュラリティの程度は、例えば少なくとも85%、または少なくとも90%、または少なくとも95%、または少なくとも99%であり得る。例えば、NMR等のような当業者に公知の方法を、これを測定するために使用できる。
【００２７】
レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーの量は、特定の用途に対する所望の特性を与えるように適応させることができ、約50重量%より少ない、または約30重量%より少ない、またはより詳細には約10重量%〜約30重量%、または約20重量%であり得る。一般に、それは、約10重量%%より少ない、およびより詳細には、約5重量%より少ない量であり得る。このポリマーが、例えば、ブロック共重合体等のような共重合体である場合には、その量は、レジオレギュラーポリチオフェンではないその他の成分ではなく、レジオレギュラーポリチオフェン成分のみに基づく。ここで、例えば、レジオレギュラーポリチオフェンの量は、約30重量%より少ない量であり得る。
【００２８】
レジオレギュラーポリチオフェンを含まないポリマーは、合成ポリマーであり得、特に限定されない。それは熱可塑性物質であり得る。例としては、有機ポリマー、合成ポリマーであるポリマーまたはオリゴマーが挙げられ、例えば、ポリマー側基を有するポリビニルポリマー、ポリ(スチレン)もしくはポリ(スチレン)誘導体、ポリ(酢酸ビニル)もしくはその誘導体、ポリ(エチレングリコール)もしくは例えばポリ(エチレン-co-酢酸ビニル)等のようなその誘導体、ポリ(ピロリドン)もしくは例えばポリ(1-ビニルピロリドン-co-酢酸ビニル)等のようなその誘導体、ポリ(ビニルピリジン)もしくはその誘導体、ポリ(メタクリル酸メチル)もしくはその誘導体、ポリ(アクリル酸ブチル)もしくはその誘導体等が挙げられる。より一般的には、それは、例えば、式中、Ar = 任意のアリールまたは官能性を持たせたアリール基であるCH2CHAr、イソシアネート、エチレンオキシド、共役ジエン、CH2CHR1R（式中、R1 = アルキル、アリール、またはアルキル／アリール官能基、かつ R = H、アルキル、Cl、Br、F、OH、エステル、酸、またはエーテル）、ラクタム、ラクトン、シロキサン、およびATRPマクロ開始剤等のようなモノマーで構成される、ポリマーまたはオリゴマーを含み得る。好ましい例としては、ポリ(スチレン)およびポリ(4-ビニルピリジン)が挙げられる。
【００２９】
ブレンドは、不相容性のブレンドよりも相容性のブレンドであり得る。しかしながら、ブレンドは、混和性のブレンドである必要はない。相は、一緒によく混ざり合い、良好な長期安定性および構造的完全性を提供することができる。ブレンドは一般にポリマーの分野で公知である。例えば、(1) Contemporary Polymer Chemistry, Allcock と Lamp, Prentice Hall, 1981、および (2) Textbook of Polymer Science, 3rd Ed., Billmeyer, Wiley-Interscience, 1984 を参照されたい。ポリマーブレンドは、二成分および三成分のブレンドを含む、2種またはそれ以上のポリマーを一緒に混ぜることにより、調製することができる。いくつかの場合、より低い分子量のポリマーまたはオリゴマーを用いることができるが、一般に、より高い分子量の、膜を形成する、自立したポリマーが、ブレンドの調製のために好ましい。本発明においてブレンドを配合して、高品質の薄膜、コーティング、または層を提供することができる。ポリマーは、例えば、単独重合体、共重合体、架橋重合体、網状重合体、短鎖もしくは長鎖分岐重合体、相互侵入高分子網目、およびポリマーの分野で公知である他の種類の混合系を含む、種々の形状であり得る。ブロック共重合体を用いて、ブレンドを相容化することができる。
【００３０】
ブレンド中のポリマーの分子量は、特に限定されない。例えば、レジオレギュラーポリチオフェンを含むポリマーに関して、それは、約5,000〜約50,000、または約10,000〜約25,000の数平均分子量であり得る。
【００３１】
必要に応じて、ポリマー材料は架橋され得る。
【００３２】
ポリマーは、有機溶媒に可溶であり得る。組成物は、溶媒中で配合され、膜およびコーティングとしてキャストすることができる。混合する、濾過する、およびかき混ぜるために、公知の方法を使用することができる。
【００３３】
周囲ドーピング（ambient doping）だけでなく、有機ドーピングおよび無機ドーピングを含む、当技術分野で公知のドーピング処理を使用することができる。静電気用途での固有導電性ポリマーの使用は、性能を改善することができる所望の導電状態を得るための、ポリマーの制御酸化または「ドーピング」を含み得る。酸化時に、価電子帯から電子が除去される。酸化状態におけるこの変化により、新しいエネルギー状態が形成されることになる。エネルギー準位は価電子帯に残っている電子のいくつかに到達し、ポリマーが導体として機能できるようにする。
【００３４】
静電気放電用途において、電気伝導率は、約10-3 S/cm〜約10-13 S/cmの範囲であり得るが、最も典型的には、それは、約10-4 S/cm〜約10-10 S/cmの範囲、または少なくとも約10-10 S/cmである。コーティングの重要な特徴は、それらが、通常の使用条件下で何千時間もの間、それらの導電性を保ち、かつ高温および／または高湿度での適当な機器負荷試験に適合することである。これは、活発な電荷移動性の動作範囲を促進し、ドーピング種の量および同一性を制御することにより、特性の調節を可能にし、ICPの一次構造を変更することにより、これらの特性を調節する能力を補完する。
【００３５】
導電特性を調節するために用いてもよい多くの酸化剤がある。例えば、臭素、ヨウ素、および塩素等のような分子ハロゲンはいくつかの利点を提供する。ドーパントにさらすポリマー膜の量を制御することにより、得られる薄膜の導電率を制御することができる。それらの蒸気圧および有機溶媒への溶解性が高いため、ハロゲンを気相中または溶液中で適用してもよい。ポリマーの酸化は、材料の溶解性を、中性状態の溶解性に比べて著しく低下させる。それにもかかわらず、いくつかの溶液を調製して、機器上にコーティングしてもよい。
【００３６】
他の例としては、三塩化鉄、三塩化金、五フッ化ヒ素、次亜塩素酸のアルカリ金属塩、例えば、ベンゼンスルホン酸およびその誘導体、プロピオン酸ならびに他の有機カルボン酸およびスルホン酸等のようなプロトン酸、例えば、NOPF6もしくはNOBF4等のようなニトロソニウム塩、または例えば、テトラシアノキノン、ジクロロジシアノキノン、ならびに例えば、ヨードシルベンゼンおよびヨードベンゼン二酢酸等のような超原子価ヨウ素酸化剤等のような有機酸化剤が挙げられる。例えば、ポリ(スチレンスルホン酸)等のような、酸、または酸化力のあるもしくは酸性の官能基を含有する、ポリマーの添加によっても、ポリマーを酸化し得る。
【００３７】
例えば、三塩化鉄、三塩化金、および五フッ化ヒ素等のような、いくつかのルイス酸酸化剤が、酸化還元反応によってICPをドープするために用いられている。これらのドーパントは安定な導電性膜の形成をもたらすと報告されている。ドープした膜のキャスティングは可能であるが、あまり報告されていないにもかかわらず、これは主に金属塩化物の溶液に対するキャスト膜の処理によって達成される。
【００３８】
例えば、ベンゼンスルホン酸およびその誘導体、プロピオン酸、他の有機カルボン酸およびスルホン酸、ならびに例えば、硝酸、硫酸および塩酸等のような鉱酸等のような、プロトン性の有機酸および無機酸を用いて、ICPをドープすることができる。
【００３９】
例えば、NOPF6およびNOBF4等のようなニトロソニウム塩を用いて、不可逆的酸化還元反応における安定な酸化窒素分子を生ずる反応により、ICPをドープすることができる。
【００４０】
テトラシアノキノン、ジクロロジシアノキノン、ならびに例えば、ヨードシルベンゼンおよびヨードベンゼン二酢酸等のような超原子価ヨウ素酸化剤のような有機酸化剤を用いても、ICPをドープすることができる。
【００４１】
これらのドーパントは、それらの特定の化学特性に依存して、固体、液体、または蒸気であってもよい。いくつかの場合、これらのドーパントは、配合物またはコーティングの熱可塑性の成分と共に錯体を形成するか、または錯体として添加してもよい。
【００４２】
別の態様は、ドーピング剤が、周囲空気またはポリマー周囲中の、酸素、二酸化炭素、水分、遊離酸、遊離塩基、またはいくつかの他の薬剤から生じる、周囲ドーピングである。周囲ドーピングは、例えば、溶媒の存在および不純物の量等のような要因に依存し得る。
【００４３】
非水性ドーピングを実行し得る。非水性溶媒は、特に限定されず、当技術分野で公知の溶媒を用いることができる。ハロゲン化溶媒、ケトン、エーテル、アルカン、芳香族化合物、アルコールおよびエステル等を含む、有機溶媒を用いることができる。溶媒の混合物を用いることができる。例えば、1つの溶媒が1つの成分の溶解を促進し得、かつもう1つの溶媒が別の成分の溶解を促進し得る。さらには、一般的な有機溶媒から構成物質を処理することは、望ましくない水依存の副反応を抑制することにつながり、この副反応は、潜在的に有機試薬を分解する可能性があり、その結果、機器の性能に大々的な影響を与えて、その寿命を短くする。水は一般に好まれないが、限られた量の水は、望ましいドーパント特性を安定化するためのいくつかの場合に存在してもよい。例えば、水は、5重量%もしくはそれより少ない、1重量%もしくはそれより少ない、または0.1重量%もしくはそれより少ない量で存在し得る。これらの濃度での水の影響を決定するために組成物を試験することができる。さらに、分解を助ける酸性成分の能力のために、酸が望ましくないいくつかの態様において、それらの使用は一般に望ましくない（Kugler, T.；Salaneck, W. R.；Rost, H.；Holmes, A. B. Chem. Phys. Lett. 1999, 310, 391）。
【００４４】
ポリマーを溶解する溶媒の多くは、非常に親水性、極性、およびプロトン性である。しかしながら、いくつかの場合、構成物質を非水性溶媒（しかしながら、本発明は理論により制限されない）に溶解することに加えて、溶媒は、1つまたは全ての成分を単に高分散させ得る。例えば、固有導電性ポリマーは、非水性溶媒の真溶液を形成することとは対照的に、単に高分散され得る。
【００４５】
ICPの均質的に懸濁した固形物は、もう1つのポリマーおよびドーパントと混合または共重合化した両方ともが、容易に処理され、かつ新規の静電気拡散コーティングの製造に適用することができる非水系を形成できる。水−有機溶媒境界面が存在しないことにより、基体および他の構成物質の両方の拡散限界を取り除くことができる。さらには、それは、構成物質の濃度を制御するか、または範囲を操る／調節するか、または混合実験のデータベースを構築することを可能にして、最良の静電気拡散性能を達成する。例えば、ICPは、0.5%〜25重量%の量で存在し得、レジオレギュラーポリチオフェンを含まないポリマーは、0.5%〜70重量%の量で存在し得、かつドーパントは、有機溶媒中に1.5%〜5重量%の固形成分を伴って、0.5%〜5重量%の量で存在し得る。
【００４６】
特性
多くの場合、コーティングは、コーティングされる材料への良好な接着力を有する薄膜および／または透明膜を提供するように配合される。傷つきにくく、耐久性があり、かつ頑丈であるように、それらを配合することもできる。例えば、水、および界面活性剤を含む洗剤等のような溶媒にさらされた場合に、膜を、それらの導電性を保つように配合することができる。他の重要な特性としては、スピン・コーティング（spin coating）、インク・ジェッティング（ink jetting）、またはロール・コーティング（roll coating）の処理による適用の容易さが挙げられる。膜厚も重要であり得、薄いコーティングを可能にするように、ポリマー組成物を配合することが重要であり得る。
【００４７】
透過率および導電率の測定は、当技術分野で公知の方法により実行することができる。試験は、その上をコーティングする物品とは分離されており、かつ物理的に隔離された膜上で、実行することができる。
【００４８】
用途
用途としては、例えば、ディスプレイ、投影機、航空機もしくは乗り物の風防および円蓋、ならびにCRTスクリーンのための帯電防止仕上げだけでなく、電子部品、半導体部品が挙げられる。他の用途としては、帯電防止床用ワックスおよび仕上げ、航空機体のためのESDコーティング、ならびにカーペット繊維および布地のためのESDコーティング等が挙げられる。
【００４９】
以下の限定されない実施例で、本発明をさらに説明する。
【００５０】
実施例
実施例 1A：
ESDコーティングの配合
Plextronics、ピッツバーグ、ペンシルバニア州から入手できる可溶なレジオレギュラーポリチオフェンである、Plexcore MPを60 mg、加熱と攪拌により、7.44 gのDMFに溶解した。溶液を、30分間激しくかき混ぜた。57 mg のp-トルエンスルホン酸を加えて、溶液を、再び30分間激しくかき混ぜた。210 mgのポリ(4-ビニルピリジン)を、7.23 gのDMFに溶解し、30分間激しくかき混ぜた。2つの溶液を一緒に合わせて、30分間激しくかき混ぜた。溶液を、0.45ミクロンのシリンジフィルタに通した。0.1 mLのDMFに溶解した17 mgのジクロロジシアノキノンを、シリンジで混合物の中へ注入した。
【００５１】
実施例 1B：
ESDコーティングの配合
60 mg の可溶なレジオレギュラーポリチオフェンを、加熱と攪拌により、7.44 gのDMFに溶解した。溶液を、30分間激しくかき混ぜた。44 mgのp-トルエンスルホン酸を加えて、溶液を、再び30分間激しくかき混ぜた。210 mgのポリ(4-ビニルピリジン)を、7.25 gのDMFに溶解し、30分間激しくかき混ぜた。2つの溶液を一緒に合わせて、30分間激しくかき混ぜた。溶液を、0.45ミクロンのシリンジフィルタに通した。0.1 mLのDMFに溶解した13 mgのジクロロジシアノキノンを、シリンジで混合物の中へ注入した。
【００５２】
実施例2：
コーティングの適用
オゾン処理したガラス基体上へのスピン・キャスティングにより、膜を調製した。膜を350rpmで5秒間回転させて伸ばし、1275の傾斜をつけて2000rpmで60秒間回転させて薄くした。膜を80〜170℃の範囲の温度で、10〜40分間焼きなまししたが、通常は、膜は110℃で10分間焼きなましした。観測された典型的な膜厚は、約40 nmであった。
【００５３】
実施例3：
データ
2009523632.tif 000003
1  厚さを、表面形状測定器（Veeco Instruments, Model Dektak 8000）により測定し、3回読んだ平均として報告した。
2 透過率(%)を、＝100％としたコーティングしていないガラス基体と比較して、測定した。
3抵抗率を、オーム/スクエアの単位で報告し、コンセントリック・リング（Prostat Corporation, Model PRS-812）により測定し、3回読んだ平均として報告した。
4 導電率を、ジーメンス/cmで報告し、1／（抵抗率 (オーム/スクエア) * 厚さ (cm) ）により算出した。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例1Aに従って調製したESDコーティングの代表的な紫外線透過スペクトル。
【図１】
2009523632.tif 000005
【国際調査報告】
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