[其他]导电的带取代基的聚异硫茚类

说明书

本发明涉及通常的导电聚合物以及它们在各种装置上作为电极的用途，具体地说，涉及取代的聚异硫茚（PITN）和它们在电致变色显示器、蓄电池、太阳能电池以及诸如此类上的应用。

近年来，电气和电子设备在轻、薄、微型化方面，取得了显著的进展，不仅所用的各种导电材料需要向轻、薄、微型化方向发展，材料本身也需要有新的开拓。

业已知道可以使用各种含硫杂环聚合物，诸如，从硫茂制得的聚合物，参见美国专利NO2，582.796和美国专利NO.2，658，902;从二苯并噻吩制得的聚合物，参见美国专利NO.3，582，163;从乙烯基并噻吩制得的聚合物，参见美国专利NO.3，615，384;各种取代噻吩的聚合物参见美国专利NO.3，725，362;2-溴-8-羟基-5，5-二氧代二苯并噻吩聚合物参见美国专利NO.3，775，368;以及四硫并环戊烯聚合物，参见美国专利NO4，111，857。

在迅速发展的聚合物导电体领域内（“聚合物导电物理和化学国际会议论文集，J.Physique.Collque    1983c-3）聚合的杂环物受到人们注意，这是因为它们易于成膜，并且在大气中曝露时，它比聚乙炔或聚（亚苯基）具有更好的稳定性。关于它在稳定半导体表面方面的应用，参见R.Noufi等，J.Amer.Chem.Sco1981卷183，184及其中的参考文献，我们近期开展的对于聚噻吩的研究工作就是这方面工作的进一步延伸。

业已进行了新型导电高聚物的广泛的研究工作，例如，正在研究聚乙炔类，它们可能被用作蓄电池组的电极材料，因为用碘或砷的五氟化物掺杂后（参见：合成金属（Synthetic metals）卷1 NO.2，101 1979/1980），它们的导电性可高达10²至10³s/cm，这些聚合物并且具有优异的充电-放电性能。也在研究用聚乙烯类作太阳能电池材料，这是因为它们的吸光特性较接近太阳光。但是，聚乙炔类也有缺点，聚乙炔本身易于氧化，并且掺杂的聚乙炔类对潮湿极为敏感。

聚噻吩类不仅可以作为导电材料，而且可作为电池电极材料，它们掺杂状态的颜色变化可作为电致变色材料之用。例如，A.M.Druy等人曾报导过，2.2-二噻吩可经电化学聚合生成具有可逆性变色的聚合物，即氧化态兰色能可逆性地变化成还原态红色，利用这种颜色互变，这种聚合物可用作电致变色材料（参见Journal    de    Pysiquo卷44，NO.6（3-593    1983）。然而，聚噻吩与聚乙炔类似，通常是敏感性化合物。

鉴于上述问题，本发明人对导电聚合物及其应用进行了广泛的研究，我们已经发现，具有异硫茚结构的聚合物是非常稳定的化合物，它能够在氧化还原过程中连续地可逆性性地变换色彩。非取代的聚硫茚已由本发明者发表一些着作，参见，例如WudI等J.Org，Chem1984，卷49，3382-3384页;WudI等Polymer    Preprints卷25（2），257-259页;C.A    1984卷101，24分册第七页211832q;PITN类型的聚合物在美国专利申请号736，984（1985年5月22日申请）中有所说明，其中包括原先的相关的参考文献;同样地参见EPO公开号164，974（1985年12月18日公开）。

因为聚异硫茚是非常稳定的它显示十分迅速的P-类型的电化学掺杂特性并且伴随着高度的对比色变化，该聚合物是非常适用于许多应用上的，第一个应用一可以作为电致变色显示器的用途-根据聚异硫茚是透明的、以及是导电的聚合物的优点，在掺杂后，PITN薄膜在可见光谱部份具有很低的光学密度。另一个应用，利用PITN光-电化学性质，用作蓄电池或电化学电池、太阳能转换装置的电极以及作为电致变色材料上的总的应用。然而，有一个限制，即非常高掺杂量的PITN可能由于大气的侵蚀伴随着失去掺杂的过程。于是，必须保证作为PITN类型聚合物保持其PITN的优点，而能在高掺杂量时抵抗阻止大气的侵蚀。

电致变色显示表示着液晶显示装置的一个改进，液晶显示装置作为一种需用能量很少的显示装置最近已获得发展，并且广泛应用于各个方面，但是，液晶装置也存在着依赖视角以及反衬色和清晰度的问题，无记忆功能，达不到大面积显示等缺点。为了克服这些缺点，对低能耗电致变色显示器（ECD）装置进行了深入的研究，ECD装置也属于低耗能类型，它利用材料的电致变色性质，即在电致变色材料中，光吸收特性随施加的电压或电流不同而不同。