FR3059671A1 - ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMERIC COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE - Google Patents

ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMERIC COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE Download PDF

Info

Publication number
FR3059671A1
FR3059671A1 FR1661778A FR1661778A FR3059671A1 FR 3059671 A1 FR3059671 A1 FR 3059671A1 FR 1661778 A FR1661778 A FR 1661778A FR 1661778 A FR1661778 A FR 1661778A FR 3059671 A1 FR3059671 A1 FR 3059671A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
pedot
pstfsi
polyelectrolyte
complex
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1661778A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3059671B1 (en
Inventor
Christophe Navarro
Anna Hofmann
Eric Cloutet
Georges Hadziioannou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Arkema France SA
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique de Bordeaux
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Arkema France SA
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique de Bordeaux
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Arkema France SA, Universite de Bordeaux, Institut Polytechnique de Bordeaux filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority to FR1661778A priority Critical patent/FR3059671B1/en
Priority to PCT/FR2017/053322 priority patent/WO2018100314A1/en
Priority to EP17816954.6A priority patent/EP3548536A1/en
Publication of FR3059671A1 publication Critical patent/FR3059671A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3059671B1 publication Critical patent/FR3059671B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/18Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/22Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/26Nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/30Sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/142Side-chains containing oxygen
    • C08G2261/1424Side-chains containing oxygen containing ether groups, including alkoxy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/322Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed
    • C08G2261/3223Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. thiophene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/50Physical properties
    • C08G2261/51Charge transport
    • C08G2261/512Hole transport
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/70Post-treatment
    • C08G2261/79Post-treatment doping
    • C08G2261/794Post-treatment doping with polymeric dopants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

L'invention porte sur une composition polymère électriquement conductrice à base d'un complexe PEDOT:polyélectrolyte, ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en tant qu'additif, un sel de polyélectrolyte.The invention relates to an electrically conductive polymer composition based on a PEDOT: polyelectrolyte complex, said composition being characterized in that it further comprises, as an additive, a polyelectrolyte salt.

Description

Titulaire(s) : ARKEMA FRANCE Société anonyme,UNIVERSITE DE BORDEAUX Etablissement public,L'INSTITUT POLYTECHNIQUE DE BORDEAUX, CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE.Holder (s): ARKEMA FRANCE Public limited company, UNIVERSITE DE BORDEAUX Public establishment, THE POLYTECHNIC INSTITUTE OF BORDEAUX, NATIONAL CENTER FOR SCIENTIFIC RESEARCH.

Mandataire(s) : API CONSEIL.Agent (s): API CONSEIL.

loAJ COMPOSITION POLYMERE ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICE ET TRANSPARENTE A BASE DE POLY(3,4ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) ET DE POLYELECTROLYTE.loAJ ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE.

L'invention porte sur une composition polymère électriquement conductrice à base d'un complexe PEDOT:polyélectrolyte, ladite composition étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en tant qu'additif, un sel de polyélectrolyte.The invention relates to an electrically conductive polymer composition based on a PEDOT: polyelectrolyte complex, said composition being characterized in that it additionally comprises, as an additive, a polyelectrolyte salt.

PEDOTPSTFSI coefficient d'absorption conductivitéPEDOTPSTFSI absorption coefficient conductivity

250250

FR 3 059 671 - A1 «FR 3 059 671 - A1 "

u εu ε

<D<D

OO

OO

100100

200200

300300

PSTFSIK ajouté (%massique)PSTFSIK added (mass%)

- 150 S S ioo 'a- 150 S S ioo 'a

400400

COMPOSITION POLYMERE ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICE ET TRANSPARENTE A BASE DE POLY(3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) ET DE POLYELECTROLYTE [Domaine de l’inventioni [0001] L’invention concerne le domaine des compositions polymères électriquement conductrices et transparentes, à base de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) et de polyélectrolyte, destinées à être utilisés sous forme de films dans des dispositifs optoélectroniques.ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE [Field of the Invention [0001] The invention relates to the field of electrically conductive and transparent polymer compositions, based on poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) and polyelectrolyte, intended to be used in the form of films in optoelectronic devices.

[Art antérieur] [0002] Le poly(3,4-éthylènedioxythiophène), connu sous l’abréviation PEDOT, est un polymère qui a été découvert dans les laboratoires de Bayer AG en Allemagne, en collaboration avec le groupe AGFA, à la fin des années 1980. Il est utilisé en particulier dans les applications d’électronique organique, notamment dans les cellules photovoltaïques, mais d’une façon plus générale, dans les applications optoélectroniques, en raison de sa bonne conductivité, de sa stabilité à l’oxydation et de sa transparence.[Prior art] Poly (3,4-ethylenedioxythiophene), known by the abbreviation PEDOT, is a polymer which was discovered in the laboratories of Bayer AG in Germany, in collaboration with the AGFA group, at the end from the 1980s. It is used in particular in organic electronics applications, in particular in photovoltaic cells, but more generally in optoelectronic applications, because of its good conductivity, its oxidation stability. and its transparency.

[0003] Le PEDOT est un polymère insoluble dans les solvants usuels. Il est généralement associé à un polymère poly(styrène-co-styrène sulfonate) (PSS), ce qui permet de le disperser dans l’eau. Le PSS est un polyélectrolyte qui agit comme un contrôleur de charges, formant des particules colloïdales consistant en un enchevêtrement de chaînes PSS reliées au PEDOT, avec un cœur riche en PEDOT recouvert d’une couronne riche en PSS. Ces particules sont disponibles commercialement avec différents degrés de conductivité.PEDOT is a polymer insoluble in common solvents. It is generally associated with a poly (styrene-co-styrene sulfonate) (PSS) polymer, which allows it to be dispersed in water. PSS is a polyelectrolyte that acts as a charge controller, forming colloidal particles consisting of a tangle of PSS chains linked to PEDOT, with a PEDOT-rich core covered with a PSS-rich crown. These particles are commercially available with different degrees of conductivity.

[0004] Le PEDOT:PSS peut être facilement déposé sous forme de film mince par des méthodes communes telles que le « spin coating » ou « Doctor Blading » ou par impression de type «jet d’encre». Pour beaucoup de dispositifs optoélectroniques, les couches de PEDOT: PSS sont disposées entre une couche d’électrode composée d’oxyde d’indium et d’étain (ITO) et une couche d’un matériau organique actif. Le PEDOT: PSS procure une meilleure fonction de l’électrode, lisse la surface rugueuse de ΙΊΤΟ et par conséquent limite les courts circuits, et il protège la couche organique active de l’indium libre et de l’oxygène, conférant au système une durée de vie allongée.PEDOT: PSS can be easily deposited in the form of a thin film by common methods such as "spin coating" or "Doctor Blading" or by "inkjet" type printing. For many optoelectronic devices, the layers of PEDOT: PSS are arranged between an electrode layer composed of indium tin oxide (ITO) and a layer of active organic material. The PEDOT: PSS provides a better function of the electrode, smoothes the rough surface of ΙΊΤΟ and consequently limits short circuits, and it protects the active organic layer from free indium and oxygen, giving the system a duration of extended life.

[0005] Il est maintenant bien connu que la conductivité du PEDOT:PSS peut être augmentée de plus de trois ordres de grandeur grâce à l’ajout, dans sa formulation, de cosolvants à haut point d’ébullition, tels que l’éthylène glycol (EG), le diéthylène glycol (DEG), le diméthylsulfoxyde (DMSO), le Ν,Ν-diméthylformamide (DMF) ou le sorbitol.It is now well known that the conductivity of PEDOT: PSS can be increased by more than three orders of magnitude thanks to the addition, in its formulation, of cosolvents with high boiling point, such as ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), dimethyl sulfoxide (DMSO), Ν, Ν-dimethylformamide (DMF) or sorbitol.

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

Ainsi, dans l’article intitulé « On the mechanism of conductivity enhancement in poly(3,4ethylenedioxythiophene) :poly(styrene sulfonate) film through solvent treatement» Polymer, 2004,45, 8443-8450, Ouyang et al ont mis en évidence l’augmentation de la conductivité du PEDOT:PSS en présence d’éthylène glycol. Dans l’article intitulé « Morphological change and Moblity Enhancement in PEDOT:PSS by adding Cosolvent », Adv. Matters, 2013, 1-6, Q. Wei et al ont décrit l’influence de l’éthylèneglycol et du DMSO sur la conductivité du PEDOT:PSS. Dans l’article intitulé «A morphological model for the solvent-enhanced conductivity of PEDOT:PSS thin films» Adv. Funct. Matter, 2008, 18, 865-871, A. Mantovani Nardes et al, ont décrit l’efficacité du sorbitol sur la conductivité de films de PEDOT:PSS.Thus, in the article entitled “On the mechanism of conductivity enhancement in poly (3,4ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) film through solvent treatement” Polymer, 2004,45, 8443-8450, Ouyang et al highlighted the increase in the conductivity of PEDOT: PSS in the presence of ethylene glycol. In the article "Morphological change and Moblity Enhancement in PEDOT: PSS by adding Cosolvent", Adv. Matters, 2013, 1-6, Q. Wei et al described the influence of ethylene glycol and DMSO on the conductivity of PEDOT: PSS. In the article "A morphological model for the solvent-enhanced conductivity of PEDOT: PSS thin films" Adv. Funct. Matter, 2008, 18, 865-871, A. Mantovani Nardes et al, described the efficacy of sorbitol on the conductivity of PEDOT: PSS films.

[0006] D’autres études ont en outre montré que le traitement du PEDOT:PSS avec certains sels ou des liquides ioniques peuvent entraîner une augmentation similaire de la conductivité d’un film de PEDOT :PSS. De tels résultats ont été par exemple décrits dans les articles suivants : « Salt-induced charge screening and significant conductivuty enhancement of conducting PEDOT :PSS », Y. Xia et J. Ouyang, Macromolecules ,2009, 42, 4141-4147 et « A new approach to hydrophobie and water-resistant PEDOT :PSS films using ionic liquids » M. Dobbelin étal, J. Mater. Chem., 2008, 18, 5354-5358. Dans l’article intitulé « Solution-processed poly(3,4-ethylenedioxythiophene) thin films as transparent conductors : effect of p-toluenesulfonic acid in dimethyl sulfoxide », ACS, 2014, 6, 1779217803, S. Mukherjee et al ont également montré l’efficacité de la combinaison de l’acide paratoluènesulfonique avec le DMSO sur l’augmentation de la conductivité.Other studies have also shown that treating PEDOT: PSS with certain salts or ionic liquids can cause a similar increase in the conductivity of a PEDOT: PSS film. Such results have for example been described in the following articles: “Salt-induced charge screening and significant conductivuty enhancement of conducting PEDOT: PSS”, Y. Xia and J. Ouyang, Macromolecules, 2009, 42, 4141-4147 and “A new approach to hydrophobia and water-resistant PEDOT: PSS films using ionic liquids ”M. Dobbelin et al, J. Mater. Chem., 2008, 18, 5354-5358. In the article entitled “Solution-processed poly (3,4-ethylenedioxythiophene) thin films as transparent conductors: effect of p-toluenesulfonic acid in dimethyl sulfoxide”, ACS, 2014, 6, 1779217803, S. Mukherjee et al also showed the effectiveness of the combination of paratoluenesulfonic acid with DMSO on increasing the conductivity.

[0007] Néanmoins, pour certaines applications telles que les revêtements invisibles anti électrostatiques, les électrodes composites nanotubes-polymère par exemple ou encore les diodes électroluminescentes organiques (OLED), on cherche à réaliser des films relativement épais pour conserver certaines propriétés mécaniques, tout en préservant une très grande transparence ainsi que la conductivité. Il apparaît donc nécessaire d’améliorer encore la transmittance des films de polymère électriquement conducteur pour pouvoir les fabriquer sur de plus grandes épaisseurs.However, for certain applications such as invisible anti-electrostatic coatings, nanotube-polymer composite electrodes for example or even organic light-emitting diodes (OLED), it is sought to produce relatively thick films to preserve certain mechanical properties, while preserving a very high transparency as well as conductivity. It therefore appears necessary to further improve the transmittance of the electrically conductive polymer films in order to be able to manufacture them over greater thicknesses.

[0008] La demanderesse a donc cherché à synthétiser une autre composition de polymère conducteur, qui soit au moins aussi conducteur que le PEDOT: PSS, mais qui présente une transparence meilleure à épaisseur de film égale.The Applicant has therefore sought to synthesize another conductive polymer composition, which is at least as conductive as PEDOT: PSS, but which has better transparency for equal film thickness.

[Problème technique] [0009] L’invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de l’art antérieur. L’invention vise notamment à proposer une composition de polymère électriquement[Technical problem] The invention therefore aims to remedy the drawbacks of the prior art. The invention aims in particular to provide an electrically polymer composition

Réf: 0514-ARK79 conductrice à base d’un complexe PEDOT :polyélectrolyte qui soit telle que, lorsqu’elle est appliquée sous forme de film sur un substrat, le film présente une transmittance plus élevée que les films polymères conducteurs classiques à épaisseur égale, et conserve une transmittance élevée, de préférence supérieure à 85%, et de manière davantage préférée supérieure à 90% à épaisseur de film élevée, de préférence supérieure à 500nm, tout en conservant une conductivité satisfaisante .Ref: 0514-ARK79 conductive based on a PEDOT complex: polyelectrolyte which is such that, when applied in the form of a film on a substrate, the film has a higher transmittance than conventional conductive polymer films of equal thickness, and retains a high transmittance, preferably greater than 85%, and more preferably greater than 90% at high film thickness, preferably greater than 500nm, while retaining satisfactory conductivity.

[Brève description de l’inventionl [0010] De manière surprenante il a été découvert qu’une composition polymère électriquement conductrice à base d’un complexe PEDOT:polyélectrolyte, ladite composition étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre, en tant qu’additif, un sel de polyélectrolyte;[Short description of the invention] Surprisingly, it has been discovered that an electrically conductive polymer composition based on a PEDOT: polyelectrolyte complex, said composition being characterized in that it further comprises, as 'additive, a polyelectrolyte salt;

permet d’obtenir, lorsqu’elle est appliquée sous forme de film sur un substrat, une transmittance très élevée, supérieure à 90%, même à épaisseur élevée, par exemple supérieure à 500nm, tout en conservant une conductivité satisfaisante.makes it possible to obtain, when applied in the form of a film to a substrate, a very high transmittance, greater than 90%, even at high thickness, for example greater than 500 nm, while retaining a satisfactory conductivity.

[0011] Selon d’autres caractéristiques optionnelles de la composition :According to other optional characteristics of the composition:

- le sel de polyélectrolyte est du même type que le polyélectrolyte du complexe ;- The polyelectrolyte salt is of the same type as the polyelectrolyte of the complex;

- le complexe PEDOT:polyélectrolyte est choisi parmi l’un des complexes suivants : PEDOT: PSTFSI, PEDOT: PSS, PEDOT : polyélectrolyte acrylique, ou PEDOT : polyélectrolyte méthacrylique ;- the PEDOT: polyelectrolyte complex is chosen from one of the following complexes: PEDOT: PSTFSI, PEDOT: PSS, PEDOT: acrylic polyelectrolyte, or PEDOT: methacrylic polyelectrolyte;

- le complexe PEDOT:polyélectrolyte se présente sous forme de dispersion aqueuse ;- the PEDOT: polyelectrolyte complex is in the form of an aqueous dispersion;

- lorsque le complexe est le PEDOT : PSTFSI, le sel de PSTFSI est choisi parmi le PSTFSIH, le PSTFSINa ou le PSTFSIK ;- when the complex is PEDOT: PSTFSI, the PSTFSI salt is chosen from PSTFSIH, PSTFSINa or PSTFSIK;

- le pourcentage massique de sel de polyélectrolyte par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT: polyélectrolyte, est compris entre 30 et 150% massique, de préférence entre 30 et 100% massique ;- The mass percentage of polyelectrolyte salt relative to the total dry mass of the PEDOT complex: polyelectrolyte, is between 30 and 150% by mass, preferably between 30 and 100% by mass;

- lorsque le complexe est du PEDOT PSTFSI, la masse moléculaire en poids du sel de PSTFSI rajouté est comprise entre 20 000 g/mol et 350 000 g/mol, de préférence entre 50 000 g/mol et 350 000 g/mol et de manière davantage préférée entre 100 000 g/mol et 350 000 g/mol ;when the complex is PEDOT PSTFSI, the molecular weight by weight of the added PSTFSI salt is between 20,000 g / mol and 350,000 g / mol, preferably between 50,000 g / mol and 350,000 g / mol and more preferably between 100,000 g / mol and 350,000 g / mol;

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

- la masse moléculaire en poids du PSTFSI du complexe PEDOT :PSTFSI est comprise entre 100000 et 350000 g/mol, de préférence entre 250000 et 350000 g/mol ;the molecular weight by weight of the PSTFSI of the PEDOT complex: PSTFSI is between 100,000 and 350,000 g / mol, preferably between 250,000 and 350,000 g / mol;

- la composition comprend en outre un ou plusieurs co-solvants à haut point d’ébullition, choisi parmi les glycols, de préférence l’éthylène glycol (EG), le diméthylformamide (DMF) ou le diméthylsulfoxyde (DMSO) ;the composition also comprises one or more high-boiling co-solvents, chosen from glycols, preferably ethylene glycol (EG), dimethylformamide (DMF) or dimethylsulfoxide (DMSO);

- la composition comprend un ou plusieurs additifs choisis parmi des fluorosurfactants, et /ou des sels, lesdits sels étant choisis parmi l’acide paratoluènesulfonique (p-TSA) et/ou le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) ;the composition comprises one or more additives chosen from fluorosurfactants, and / or salts, said salts being chosen from paratoluenesulfonic acid (p-TSA) and / or lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI);

- la composition comprend : un complexe de PEDOT:PSTFSI en dispersion aqueuse et entre 30 et 100% massique de sel de PSTFSI par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT:PSTFSI, et entre 3 et 15% en poids de DMSO par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT : PSTFSI et de sel de PSTFSI, et/ou entre 0,05% et 3% en poids de sels de LiTFSI et/ou p-TSA par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT : PSTFSI et de sel de PSTFSI et/ou moins de 0,05% en poids de fluorosurfactant choisi parmi des alcools polyéthoxylés perfluorés linéaires non ioniques, par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT : PSTFSI et de sel de PSTFSI.the composition comprises: a PEDOT complex: PSTFSI in aqueous dispersion and between 30 and 100% by mass of PSTFSI salt relative to the total dry mass of the PEDOT complex: PSTFSI, and between 3 and 15% by weight of DMSO relative by weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and of PSTFSI salt, and / or between 0.05% and 3% by weight of salts of LiTFSI and / or p-TSA relative to the weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and PSTFSI salt and / or less than 0.05% by weight of fluorosurfactant chosen from non-ionic linear perfluorinated polyethoxylated alcohols, relative to the weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and PSTFSI salt.

[0012] L’invention porte en outre sur un procédé de préparation d’une composition polymère électriquement conductrice à base d’un complexe PEDOT:polyélectrolyte, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : mélanger du 3,4- éthylènedioxythiophène (EDOT) avec un polyélectrolyte en solution aqueuse, ajouter au mélange EDOTpolyélectrolyte un système oxydant de manière à polymériser l’EDOT en poly 3,4éthylènedioxythiophène (PEDOT) et à former un complexe de PEDOT: polyélectrolyte en dispersion aqueuse, purifier le complexe PEDOT: polyélectrolyte, ajouter à la dispersion aqueuse de PEDOT: polyélectrolyte un sel de polyélectrolyte.The invention further relates to a process for the preparation of an electrically conductive polymer composition based on a PEDOT: polyelectrolyte complex, said process comprising the following steps: mixing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) with a polyelectrolyte in aqueous solution, add to the EDOTpolyelectrolyte mixture an oxidizing system so as to polymerize the EDOT into poly 3,4ethylenedioxythiophene (PEDOT) and to form a PEDOT complex: polyelectrolyte in aqueous dispersion, purify the PEDOT complex: polyelectrolyte, add to the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte a salt of polyelectrolyte.

[0013] Selon d’autres caractéristiques optionnelles du procédé :According to other optional characteristics of the process:

- le sel de polyélectrolyte ajouté à la dispersion aqueuse est du même type que le polyélectrolyte du complexe ;- The polyelectrolyte salt added to the aqueous dispersion is of the same type as the polyelectrolyte of the complex;

- le polyélectrolyte est un polyélectrolyte acrylique, un polyélectrolyte méthacrylique ou le poly 4-styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide (PSTFSI) ou le poly(styrène-co-styrène sulfonate) (PSS) ;- The polyelectrolyte is an acrylic polyelectrolyte, a methacrylic polyelectrolyte or the poly 4-styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) imide (PSTFSI) or the poly (styrene-co-styrene sulfonate) (PSS);

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

- le système oxydant est un mélange de persulfate d’ammonium et de chlorure ferrique ;- the oxidizing system is a mixture of ammonium persulfate and ferric chloride;

- lorsque le polyélectrolyte choisi est le PSTFSI, le ratio molaire EDOT / PSTFSI dans le mélange EDOT-PSTFSI est compris entre 0,5 et 0,8 ;- when the polyelectrolyte chosen is PSTFSI, the EDOT / PSTFSI molar ratio in the EDOT-PSTFSI mixture is between 0.5 and 0.8;

- le procédé comprend en outre les étapes d’ajout, dans la dispersion aqueuse de PEDOT: polyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte, de diméthylsulfoxyde (DMSO) dans des proportions comprises entre 3 et 15% massique par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse, et/ou l’ajout d’un ou plusieurs sels choisis parmi l’acide paratoluènesulfonique (p-TSA) et le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) dans des proportions comprises entre 0,05 et 3% massique par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse, et/ou l’ajout d’un ou plusieurs fluorosurfactants choisis parmi des alcools polyéthoxylés perfluorés linéaires non ioniques, dans des proportions inférieures à 0,05% par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse.the process further comprises the steps of adding, in the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte and of polyelectrolyte salt, of dimethylsulfoxide (DMSO) in proportions of between 3 and 15% by mass relative to the weight of said aqueous dispersion, and / or the addition of one or more salts chosen from paratoluenesulfonic acid (p-TSA) and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) in proportions of between 0.05 and 3% by mass relative to the weight of said aqueous dispersion, and / or the addition of one or more fluorosurfactants chosen from nonionic linear perfluorinated polyethoxylated alcohols, in proportions of less than 0.05% relative to the weight of said aqueous dispersion.

[0014] L’invention porte également sur un film polymère conducteur transparent dont la composition est conforme à celle décrite ci-dessus, ledit film étant formé par application, sur un substrat, d’une ou plusieurs couche(s) de ladite composition.The invention also relates to a transparent conductive polymer film, the composition of which conforms to that described above, said film being formed by application, on a substrate, of one or more layer (s) of said composition.

[0015] Selon une autre caractéristique, un tel film présente, pour une épaisseur supérieure à 500nm, une transmittance supérieure à 90% et une résistance de film inférieure à 500Q.sq'1.According to another characteristic, such a film has, for a thickness greater than 500 nm, a transmittance greater than 90% and a film resistance less than 500Q.sq ' 1 .

[0016] L’invention porte enfin sur un dispositif optoélectronique comprenant un tel film dont la composition est conforme à celle décrite ci-dessus, ledit dispositif optoélectronique étant une cellule photovoltaïque, un écran à cristaux liquides, un écran tactile, un écran souple, un écran électrophorétique, une diode électroluminescente organique, un revêtement invisible anti-électrostatique, une électrode composite, un transistor.The invention finally relates to an optoelectronic device comprising such a film, the composition of which conforms to that described above, said optoelectronic device being a photovoltaic cell, a liquid crystal screen, a touch screen, a flexible screen, an electrophoretic screen, an organic light emitting diode, an invisible anti-electrostatic coating, a composite electrode, a transistor.

[0017] D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple illustratif et non limitatif, en référence aux Figures annexées qui représentent :Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of illustrative and nonlimiting example, with reference to the appended figures which represent:

• La Figure 1, des courbes illustrant l’évolution du coefficient d’absorption et de la conductivité d’un film dont la composition comprend un complexe de PEDOT:PSTFSI, en fonction du pourcentage massique de sel de PSTFSI ajouté en tant qu’additif dans la composition ;• Figure 1, curves illustrating the evolution of the absorption coefficient and the conductivity of a film whose composition comprises a PEDOT complex: PSTFSI, as a function of the mass percentage of PSTFSI salt added as an additive in the composition;

Réf: 0514-ARK79 • La Figure 2, une courbe illustrant l’évolution du facteur de mérite (FoM) d’une composition à base de PEDOT:PSTFSI en fonction du pourcentage massique d’additif ajouté à la composition, l’additif étant le sel PSTFSIK ;Ref: 0514-ARK79 • Figure 2, a curve illustrating the evolution of the merit factor (FoM) of a PEDOT-based composition: PSTFSI as a function of the mass percentage of additive added to the composition, the additive being PSTFSIK salt;

• La Figure 3, des courbes illustrant l’évolution de la transmittance (T) d’un film de polymère conducteur en fonction de son épaisseur, pour des films formés à partir d’une première composition non formulée (carrés pleins) à base de PEDOT:PSTFSI, et pour des films formés à partir d’une deuxième composition formulée (carrés vides) à base de PEDOT :PSTFSI dans laquelle du PSTFSIK a été ajouté en tant qu’additif ;FIG. 3, curves illustrating the evolution of the transmittance (T) of a conductive polymer film as a function of its thickness, for films formed from a first unformulated composition (filled squares) based on PEDOT: PSTFSI, and for films formed from a second formulation (empty squares) based on PEDOT: PSTFSI in which PSTFSIK has been added as an additive;

• La Figure 4, des courbes illustrant l’évolution de la résistance de film (R) en fonction de l’épaisseur, pour des films formés à partir d’une première composition non formulée (carrés pleins) à base de PEDOT :PSTFSI, et pour des films formés à partir d’une deuxième composition formulée (cercles vides) à base de PEDOT:PSTFSI dans laquelle du PSTFSIK a été ajouté en tant qu’additif ;FIG. 4, curves illustrating the evolution of the film resistance (R) as a function of the thickness, for films formed from a first unformulated composition (filled squares) based on PEDOT: PSTFSI, and for films formed from a second composition formulated (empty circles) based on PEDOT: PSTFSI in which PSTFSIK has been added as an additive;

• La Figure 5, des courbes illustrant l’évolution de la transmittance (T) en fonction de l’épaisseur d’un film formé à partir d’une composition formulée à base de PEDOT:PSTFSI dans laquelle du PSTFSIK a été ajouté en tant qu’additif dans différentes proportions ;• Figure 5, curves illustrating the evolution of transmittance (T) as a function of the thickness of a film formed from a composition formulated based on PEDOT: PSTFSI in which PSTFSIK was added as that additive in different proportions;

• La Figure 6, des courbes illustrant l’évolution de la résistance de film (R) en fonction de l’épaisseur d’un film formé à partir d’une composition formulée à base de PEDOT:PSTFSI dans laquelle du PSTFSIK a été ajouté en tant qu’additif dans différentes proportions.FIG. 6, curves illustrating the evolution of the film resistance (R) as a function of the thickness of a film formed from a composition formulated based on PEDOT: PSTFSI in which PSTFSIK has been added as an additive in different proportions.

[Description détaillée de l'invention![Detailed description of the invention!

[0018] Le terme « polyélectrolyte » désigne un polymère conducteur ionique.The term "polyelectrolyte" denotes an ionic conductive polymer.

[0019] Le terme «complexe PEDOT : polyélectrolyte » tel qu’utilisé se rapporte à un mélange de PEDOT avec un polyélectrolyte dans lequel le polyélectrolyte forme des particules colloïdales consistant en un enchevêtrement de chaînes reliées au PEDOT pour former un réseau tridimensionnel comprenant un cœur riche en PEDOT recouvert d’une couronne riche en polyélectrolyte. L’utilisation du polyélectrolyte en tant qu’agent de complexation du PEDOT donne une dispersion aqueuse stable.The term "PEDOT complex: polyelectrolyte" as used refers to a mixture of PEDOT with a polyelectrolyte in which the polyelectrolyte forms colloidal particles consisting of an entanglement of chains connected to PEDOT to form a three-dimensional network comprising a core rich in PEDOT covered with a crown rich in polyelectrolyte. The use of the polyelectrolyte as complexing agent for PEDOT gives a stable aqueous dispersion.

[0020] On désigne par le terme « transmittance », noté « T » par la suite, le rapport entre le flux lumineux traversant un film de polymère conducteur et le flux lumineux incident.The term "transmittance", denoted by "T", denotes the ratio between the light flux passing through a conductive polymer film and the incident light flux.

Réf: 0514-ARK79 [0021] Le «coefficient d’absorption», noté «a» par la suite, désigne le rapport entre l’absorbance A et le chemin optique parcouru, c’est-à-dire l’épaisseur d du film de polymère dont on mesure le coefficient d’absorption. L’absorbance A est reliée à la transmittance T par la formule A=-log10(T). Le coefficient d’absorption a peut donc être calculé selon la formule suivante :Ref: 0514-ARK79 The “absorption coefficient”, denoted “a” thereafter, designates the ratio between the absorbance A and the optical path traveled, that is to say the thickness d of the polymer film whose absorption coefficient is measured. Absorbance A is linked to transmittance T by the formula A = -log 10 (T). The absorption coefficient a can therefore be calculated according to the following formula:

a = A/d =-log10(T)/d (1) [0022] La « résistance de film », notée R par la suite et mesurée en ohms par carré (Ω sq'1), désigne la résistance électrique mesurée pour les films minces par carré de film. Cela signifie qu’un film carré présentant une résistance de 100 Ω sq'1 a toujours une résistance réelle de 100 Ω quelle que soit la taille du carré.a = A / d = -log 10 (T) / d (1) The "film resistance", denoted R below and measured in ohms per square (Ω sq ' 1 ), denotes the electrical resistance measured for thin films per film square. This means that a square film with a resistance of 100 Ω sq ' 1 always has an actual resistance of 100 Ω regardless of the size of the square.

[0023] La « conductivité électrique » d’un film, exprimée en Siemens/cm (S.cm'1) et notée σ dans la suite, est l’aptitude de la composition constitutive du film à laisser les charges électriques se déplacer librement et à permettre ainsi le passage d’un courant électrique. La conductivité électrique d’un film est reliée à la résistance de film par l’équation suivante :The "electrical conductivity" of a film, expressed in Siemens / cm (S.cm ' 1 ) and denoted σ in the following, is the ability of the constituent composition of the film to allow the electrical charges to move freely and thus allow the passage of an electric current. The electrical conductivity of a film is related to the film resistance by the following equation:

o = (1/(R*d)) (2) où d représente l’épaisseur du film.o = (1 / (R * d)) (2) where d represents the thickness of the film.

[0024] Le « facteur de mérite » tel qu’utilisé dans la présente description et noté « FoM », est une grandeur utilisée pour caractériser les performances des films réalisés à base de compositions polymères électriquement conductrices. Pour faciliter la comparaison des propriétés optoélectroniques des différentes compositions, avec différentes épaisseurs de films, le facteur de mérite FoM est calculé selon l’équation (4) cidessous, à partir de l’équation (3) ci-dessous de K. Ellmer ( de la publication de K.EIImer, Nat.Photon 2012,6,809-817) :The "merit factor" as used in the present description and noted "FoM", is a quantity used to characterize the performance of films made from electrically conductive polymer compositions. To facilitate the comparison of the optoelectronic properties of the different compositions, with different film thicknesses, the merit factor FoM is calculated according to equation (4) below, from equation (3) below by K. Ellmer ( from the publication of K.EIImer, Nat.Photon 2012,6,809-817):

Γ(λ = 550nm) (1 +Γ (λ = 550nm) (1 +

188.5188.5

R (3)R (3)

FoM = σ PC &optFoM = σ PC & opt

188.5 (Fr (4) dans laquelle oDC représente la conductivité électrique pour un courant continu, o0pt représente la conductivité optique à 550nm, T la transmittance et R la résistance de film.188.5 (Fr (4) in which o DC represents the electrical conductivity for a direct current, o 0pt represents the optical conductivity at 550nm, T the transmittance and R the film resistance.

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

Le facteur de mérite est donc maximisé avec une transmittance T élevée et une résistance de film R basse.The merit factor is therefore maximized with a high transmittance T and a low film resistance R.

[0025] Pour pouvoir réaliser des films polymères électriquement conducteurs extrêmement transparents, la demanderesse s’est particulièrement intéressée à une composition polymère électriquement conductrice comprenant avantageusement un complexe PEDOT:polyélectrolyte anionique et plus particulièrement un complexe poly(3,4éthylènedioxythiophène): Poly(4-styrène trifluorométhane (bissulfonylimide)), noté par la suite PEDOT:PSTFSI. Un tel complexe présente des propriétés optoélectroniques en fonction de la concentration en PEDOT qui sont très similaires avec celle du complexe PEDOT:PSS. En revanche, le complexe PEDOT:PSTFSI présente un coefficient d’absorption, mesuré à 550nm (a à 550nm = 2), légèrement inférieur à celui du PEDOT:PSS (a à 550nm = 3,5). Par conséquent, le complexe PEDOT:PSTFSI est intrinsèquement légèrement plus transparent que le PEDOT: PSS.In order to be able to produce extremely transparent electrically conductive polymer films, the applicant is particularly interested in an electrically conductive polymer composition advantageously comprising a PEDOT complex: anionic polyelectrolyte and more particularly a poly (3,4ethylenedioxythiophene) complex: Poly (4 -styrene trifluoromethane (bissulfonylimide)), subsequently noted PEDOT: PSTFSI. Such a complex has optoelectronic properties as a function of the PEDOT concentration which are very similar to that of the PEDOT: PSS complex. On the other hand, the PEDOT: PSTFSI complex has an absorption coefficient, measured at 550nm (a at 550nm = 2), slightly lower than that of PEDOT: PSS (a at 550nm = 3.5). Therefore, the PEDOT: PSTFSI complex is inherently slightly more transparent than the PEDOT: PSS.

[0026] La demanderesse s’est en outre intéressée aux complexes PEDOT: polyélectrolyte acrylique, ou PEDOT:polyélectrolyte méthacrylique, du fait de la propriété de transparence de certains de ces polyélectrolytes.The applicant is also interested in PEDOT complexes: acrylic polyelectrolyte, or PEDOT: methacrylic polyelectrolyte, due to the transparency property of some of these polyelectrolytes.

[0027] Les complexes PEDOT:polyélectrolyte étudiés se présentent sous la forme d’une dispersion aqueuse stable, dont la viscosité est telle que la dispersion montre les caractéristiques d’un gel, ce qui facilite la fabrication de films minces par les techniques connues de « spin coating » ou « Doctor Blading » par exemple.The PEDOT: polyelectrolyte complexes studied are in the form of a stable aqueous dispersion, the viscosity of which is such that the dispersion shows the characteristics of a gel, which facilitates the production of thin films by known techniques. "Spin coating" or "Doctor Blading" for example.

[0028] De manière surprenante, la demanderesse s’est aperçue que le rajout d’un sel de polyélectrolyte, en tant qu’additif, dans la dispersion aqueuse de PEDOT: polyélectrolyte, permet d’abaisser de manière significative le coefficient d’absorption, sans trop abaisser la conductivité électrique. Une telle composition permet alors de réaliser des films conducteurs plus épais, avec une transmittance T au moins aussi élevée, voire plus élevée.Surprisingly, the Applicant has noticed that the addition of a polyelectrolyte salt, as an additive, in the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte, makes it possible to significantly lower the absorption coefficient , without lowering the electrical conductivity too much. Such a composition then makes it possible to produce thicker conductive films, with a transmittance T at least as high, or even higher.

[0029] De manière préférée, le sel de polyélectrolyte est du même type que le polyélectrolyte du complexe PEDOT : polyélectrolyte en dispersion aqueuse.Preferably, the polyelectrolyte salt is of the same type as the polyelectrolyte of the PEDOT complex: polyelectrolyte in aqueous dispersion.

[0030] En fonction de l’application envisagée, c’est-à-dire en fonction du dispositif optoélectronique dans lequel un film d’une telle composition de polymère conducteur transparent est destiné à être intégré, un bon compromis entre transmittance et conductivité électrique peut donc être trouvé. Le compromis est obtenu en faisant varier notamment la quantité de sel de polyélectrolyte rajouté dans la dispersion, mais aussi enDepending on the intended application, that is to say depending on the optoelectronic device in which a film of such a composition of transparent conductive polymer is intended to be integrated, a good compromise between transmittance and electrical conductivity can therefore be found. The compromise is obtained by varying in particular the quantity of polyelectrolyte salt added to the dispersion, but also by

Réf: 0514-ARK79 faisant varier la masse moléculaire en poids du polyélectrolyte constitutif du complexe d’une part et du sel de polyélectrolyte rajouté d’autre part.Ref: 0514-ARK79 varying the molecular weight by weight of the polyelectrolyte constituting the complex on the one hand and of the polyelectrolyte salt added on the other hand.

[0031] Les résultats obtenus avec des compositions à base de PEDOT: polyélectrolyte acrylique, ou PEDOT:polyélectrolyte méthacrylique, dans lesquelles a été rajouté un sel du polyélectrolyte utilisé pour le complexe, sont très intéressants en terme de transmittance car l’ajout du sel de polyélectrolyte permet d’abaisser de manière significative le coefficient d’absorption. La conductivité électrique de ces compositions est cependant inférieure à celle obtenue pour une composition à base de PEDOT:PSTFSI , sel de PSTFSI.The results obtained with compositions based on PEDOT: acrylic polyelectrolyte, or PEDOT: methacrylic polyelectrolyte, in which a salt of the polyelectrolyte used for the complex has been added, are very advantageous in terms of transmittance because the addition of the salt polyelectrolyte can significantly lower the absorption coefficient. The electrical conductivity of these compositions is however lower than that obtained for a composition based on PEDOT: PSTFSI, salt of PSTFSI.

[0032] Lorsque la composition comprend le complexe PEDOT:PSTFSI, le sel de PSTFSI peut être choisi parmi le PSTFSI H, c’est-à-dire le polyélectrolyte sous forme acide avec un contre ion H+, le PSTFSIK ou le PSTFSINa ou d’autres sels de la même famille. De préférence, c’est le PSTFSIK.When the composition comprises the PEDOT: PSTFSI complex, the PSTFSI salt can be chosen from PSTFSI H, that is to say the polyelectrolyte in acid form with an H + counterion, PSTFSIK or PSTFSINa or other salts of the same family. Preferably, it is the PSTFSIK.

[0033] Pour une conductivité optimale de la composition, la masse moléculaire en poids du PSTFSI du complexe est avantageusement comprise entre 100 000 et 350 OOOg/mol. De manière davantage préférée, elle est comprise entre 250 000 et 350 OOOg/mol. La dispersité est avantageusement comprise entre 1,5 et 2,4.For optimal conductivity of the composition, the molecular weight by weight of the PSTFSI of the complex is advantageously between 100,000 and 350,000 g / mol. More preferably, it is between 250,000 and 350,000 g / mol. The dispersity is advantageously between 1.5 and 2.4.

[0034] Le pourcentage massique en sel de PSTFSI est de préférence compris entre 30% et 150% massique par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT:PSTFSI, et de manière davantage préférée il est compris entre 30 et 100% massique.The mass percentage of PSTFSI salt is preferably between 30% and 150% by mass relative to the total dry mass of the PEDOT complex: PSTFSI, and more preferably it is between 30 and 100% by mass.

[0035] De manière avantageuse, la masse moléculaire en poids du sel de PSTFSI libre, ajouté dans la dispersion, est comprise entre 20 000 g/mol et 350 000 g/mol, de préférence entre 50 000 g/mol et 350 000 g/mol et de manière davantage préférée entre 100 000 g/mol et 350 000 g/mol. La dispersité est avantageusement comprise entre 1,5 et 2,4.Advantageously, the molecular weight by weight of the free PSTFSI salt added to the dispersion is between 20,000 g / mol and 350,000 g / mol, preferably between 50,000 g / mol and 350,000 g / mol and more preferably between 100,000 g / mol and 350,000 g / mol. The dispersity is advantageously between 1.5 and 2.4.

[0036] La polymérisation des polyélectrolytes peut être réalisée par polymérisation radicalaire ou par polymérisation radicalaire contrôlée, que ce soit par les nitroxides, RAFT (acronyme anglo-saxon pour «Réversible Addition-Fragmentation Chain Transfert») ou encore par ATRP (acronyme de « polymérisation radicalaire par transfert d’atomes »).Polymerization of polyelectrolytes can be carried out by radical polymerization or by controlled radical polymerization, whether by nitroxides, RAFT (acronym for "Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer") or by ATRP (acronym for " radical polymerization by atom transfer ”).

[0037] Dans l’exemple du PSTFSI, il est par exemple synthétisé par RAFT en mélangeant, selon la masse moléculaire en poids ciblée pour le polymère, une quantité déterminée de monomère de STFSI, un agent de transfert de chaîne, et de l’azo-bis isobutyronitrile (AIBN) dans du diméthylformamide (DMF).In the example of PSTFSI, it is for example synthesized by RAFT by mixing, according to the molecular weight targeted for the polymer, a determined amount of STFSI monomer, a chain transfer agent, and azo-bis isobutyronitrile (AIBN) in dimethylformamide (DMF).

Réf: 0514-ARK79 [0038] Le complexe de PEDOT : polyélectrolyte est synthétisé par polymérisation oxydante du monomère de 3,4- éthylènedioxythiophène (EDOT) dans une solution aqueuse du polyélectrolyte préalablement synthétisé. Le mélange de monomère EDOT avec le polyélectrolyte est agité vigoureusement sous atmosphère d’azote, puis un système oxydant est ajouté afin de polymériser l’EDOT en PEDOT et de former le complexe PEDOT : polyélectrolyte. Le système oxydant est de préférence un mélange de persulfate d’ammonium (NH4)2S2O8 et de chlorure ferrique FeCI3. Le complexe obtenu est ensuite purifié avec une ou plusieurs résines échangeuses d’ions. Ces résines échangeuses d’ions peuvent par exemple être des résines commercialisées par la société LANXESS sous la marque Lewatit.Ref: 0514-ARK79 The PEDOT complex: polyelectrolyte is synthesized by oxidative polymerization of the 3,4-ethylenedioxythiophene monomer (EDOT) in an aqueous solution of the polyelectrolyte previously synthesized. The EDOT monomer mixture with the polyelectrolyte is vigorously stirred under a nitrogen atmosphere, then an oxidizing system is added in order to polymerize the EDOT into PEDOT and to form the PEDOT: polyelectrolyte complex. The oxidizing system is preferably a mixture of ammonium persulfate (NH4) 2 S 2 O8 and ferric chloride FeCl 3 . The complex obtained is then purified with one or more ion exchange resins. These ion exchange resins may for example be resins sold by the company LANXESS under the brand Lewatit.

[0039] Le complexe PEDOT:Polyélectrolyte se présente alors sous la forme d’une dispersion aqueuse, à laquelle on ajoute un sel dudit polyélectrolyte.The PEDOT: Polyelectrolyte complex is then in the form of an aqueous dispersion, to which a salt of said polyelectrolyte is added.

[0040] Pour améliorer encore la conductivité électrique de la composition, une étape supplémentaire consiste à ajouter dans la dispersion aqueuse de PEDOT:polyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte, un co-solvant à haut point d’ébullition. Le solvant à haut point d’ébullition peut être choisi parmi les glycols et de préférence l’éthylène glycol (EG), le diméthylformamide (DMF) ou le diméthylsulfoxyde (DMSO). Le DMSO est cependant préféré. Il est de préférence ajouté dans des proportions comprises entre 3 et 15% massique par rapport à la masse de la dispersion aqueuse de PEDOT : polyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte. De préférence cette proportion est de l’ordre de 5% massique. Avec une telle proportion de DMSO dans la composition, on observe une augmentation de conductivité d’un facteur 200, sans que le coefficient d’absorption en soit affecté. Au-delà de 15 %, la conductivité n’augmente plus et la viscosité de la dispersion change entraînant des difficultés par la suite pour réaliser un dépôt de film.To further improve the electrical conductivity of the composition, an additional step consists in adding to the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte and polyelectrolyte salt, a co-solvent with high boiling point. The solvent with a high boiling point can be chosen from glycols and preferably ethylene glycol (EG), dimethylformamide (DMF) or dimethylsulfoxide (DMSO). DMSO is preferred, however. It is preferably added in proportions of between 3 and 15% by mass relative to the mass of the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte and of polyelectrolyte salt. Preferably, this proportion is around 5% by mass. With such a proportion of DMSO in the composition, an increase in conductivity of a factor of 200 is observed, without the absorption coefficient being affected. Above 15%, the conductivity no longer increases and the viscosity of the dispersion changes, causing difficulties thereafter in making a film deposit.

[0041] A cette dispersion aqueuse, peuvent en outre être rajoutés des sels pour augmenter encore la conductivité. Ces sels sont avantageusement choisis parmi l’acide paratoluènesulfonique (pTSA) et/ou le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI). Ces sels sont avantageusement rajoutés dans des proportions massiques comprises entre 0,05% et 3% par rapport à la masse de la dispersion aqueuse de PEDOT : polyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte.To this aqueous dispersion, can also be added salts to further increase the conductivity. These salts are advantageously chosen from paratoluenesulfonic acid (pTSA) and / or lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI). These salts are advantageously added in mass proportions of between 0.05% and 3% relative to the mass of the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte and of polyelectrolyte salt.

[0042] En outre, afin d’améliorer la mouillabilité de la composition sur certains substrats, notamment des substrats de verre ou de plastique, on ajoute à la composition un flurorosurfactant de la famille des Zonyl (marque enregistrée commercialisée par la société Dupont pour désigner des alcools polyéthoxylés perfluorés linéaires non ioniques). LeIn addition, in order to improve the wettability of the composition on certain substrates, in particular glass or plastic substrates, a flurorosurfactant from the Zonyl family is added to the composition (registered trademark marketed by the company Dupont to designate non-ionic linear perfluorinated polyethoxylated alcohols). The

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

Zonyl ajouté dans la composition est plus particulièrement le fluorosurfactant commercialisé sous le nom commercial Zonyl FS300 dont la formule est la suivante :Zonyl added to the composition is more particularly the fluorosurfactant sold under the trade name Zonyl FS300, the formula of which is as follows:

[0043] Ce fluorosurfactant est de préférence ajouté dans des proportions inférieures à 0,05% massique par rapport à la masse de la dispersion aqueuse de PEDOT:polyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte.This fluorosurfactant is preferably added in proportions of less than 0.05% by mass relative to the mass of the aqueous dispersion of PEDOT: polyelectrolyte and of polyelectrolyte salt.

[0044] La composition ainsi obtenue peut être appliquée sous forme de films sur tout type de substrat, tels que le verre, le plastique, le métal, le textile, la peau etc... Le dépôt de la composition sous forme de film peut être réalisé par des méthodes bien connues de type « Spin-Coating » « Doctor Blading » ou encore « Spray-coating ». Le film obtenu est séché à une température comprise entre 25 et 200°C pendant moins d’une heure.The composition thus obtained can be applied in the form of films on any type of substrate, such as glass, plastic, metal, textile, skin, etc. The deposition of the composition in the form of a film can be carried out by well-known "Spin-Coating", "Doctor Blading" or even "Spray-coating" methods. The film obtained is dried at a temperature between 25 and 200 ° C for less than an hour.

[0045] Un tel film ainsi déposé peut être mono- ou multicouches. L’épaisseur maximale de chaque couche varie selon la technique d’application utilisée. Des épaisseurs de couches de 600nm ont pu être obtenues par la technique « doctor Blading ». Il est ainsi possible de déposer plusieurs couches successives pour créer un film d’une épaisseur allant jusqu’à 1pm.Such a film thus deposited can be mono- or multilayer. The maximum thickness of each layer varies depending on the application technique used. Layer thicknesses of 600nm could be obtained by the “doctor blading” technique. It is thus possible to deposit several successive layers to create a film with a thickness of up to 1pm.

[0046] Un tel film est destiné à être intégré dans des dispositifs optoélectroniques, parmi lesquels on peut par exemple citer : une cellule photovoltaïque, un écran à cristaux liquides, un écran tactile, un écran souple, un écran électrophorétique, une diode électroluminescente organique, une électrode composite, un revêtement invisible anti électrostatique, un transistor. Cette liste n’est pas exhaustive et ne constitue qu’un exemple d’applications visées.Such a film is intended to be integrated into optoelectronic devices, among which we can for example quote: a photovoltaic cell, a liquid crystal screen, a touch screen, a flexible screen, an electrophoretic screen, an organic light emitting diode , a composite electrode, an invisible anti-electrostatic coating, a transistor. This list is not exhaustive and is only an example of targeted applications.

Les exemples suivants illustrent de façon non limitative la portée de l’invention :The following examples illustrate, without limitation, the scope of the invention:

[0047] Tous les exemples présentés ci-dessous se rapportent à des compositions de PEDOTPSTFSI ; PSTFSIK libre dans lesquelles on a fait varier la teneur en sel PSTFSIK. Des films monocouche d’épaisseur variant entre 100 et 600nm ont été préparés à partir de ces compositions.All the examples presented below relate to PEDOTPSTFSI compositions; PSTFSIK free in which the PSTFSIK salt content was varied. Monolayer films of thickness varying between 100 and 600 nm were prepared from these compositions.

Réf: 0514-ARK79 [0048] Concernant le complexe PEDOT:PSTFSI, il peut être synthétisé à partir de différents sels de PSTFSI et notamment à partir de PSTFSIK ou de PSTFSIH. Quel que soit le sel utilisé le mode opératoire pour la synthèse du complexe PEDOT:PSTFSI reste le même. Le fait d’utiliser un sel plutôt qu’un autre joue sur les propriétés optoélectroniques du complexe final. Ainsi, un complexe PEDOT:PSTFSI synthétisé à partir de PSTFSIH présente une conductivité électrique et un facteur de mérite plus important qu’un complexe synthétisé à partir de PSTFSIK.Ref: 0514-ARK79 Regarding the PEDOT complex: PSTFSI, it can be synthesized from different salts of PSTFSI and in particular from PSTFSIK or PSTFSIH. Whatever salt is used, the procedure for the synthesis of the PEDOT complex: PSTFSI remains the same. Using one salt over another affects the optoelectronic properties of the final complex. Thus, a PEDOT: PSTFSI complex synthesized from PSTFSIH has an electrical conductivity and a higher factor of merit than a complex synthesized from PSTFSIK.

[0049] Dans les exemples expérimentaux ci-dessous, démontrant l’augmentation de la transmittance d’une composition de PEDOT:PSTFSI par ajout dans ladite composition d’un sel de PSTFSI, c’est le PSTFSIK qui a été utilisé pour la synthèse du complexe PEDOT:PSTFSI.In the experimental examples below, demonstrating the increase in the transmittance of a PEDOT composition: PSTFSI by adding a PSTFSI salt to said composition, it is PSTFSIK which was used for the synthesis of the PEDOT complex: PSTFSI.

[0050] La masse moléculaire en poids Mw et la dispersité (D) des polyélectrolytes PSTFSI sont mesurées par chromatographie d’exclusion stérique (SEC), avec un appareil SEC/GPC de la société Agilent, dans le diméthylformamide (DMF) à 75°C avec calibration polystyrène.The molecular weight by weight Mw and the dispersity (D) of the PSTFSI polyelectrolytes are measured by steric exclusion chromatography (SEC), with a SEC / GPC device from the company Agilent, in dimethylformamide (DMF) at 75 °. C with polystyrene calibration.

1. Préparation des films conducteurs1. Preparation of conductive films

1.1 Synthèse du PSTFSIK [0051] Sous atmosphère Argon, du dichlorure d'éthanedioyle (8 ml) et du N,Ndiméthylformamide (DMF - 0,348 g) ont été ajoutés à 160 ml d'acétonitrile anhydre. Lors de la formation d'un complexe de Vilsmeier-Haack, la solution devient jaune et du 4vinylbenzènesulfonate de sodium (16 g) est ajouté sous agitation vigoureuse de la solution.1.1 Synthesis of PSTFSIK Under an Argon atmosphere, ethanedioyl dichloride (8 ml) and N, N-dimethylformamide (DMF - 0.348 g) were added to 160 ml of anhydrous acetonitrile. During the formation of a Vilsmeier-Haack complex, the solution turns yellow and sodium 4vinylbenzenesulfonate (16 g) is added with vigorous stirring of the solution.

[0052] Au bout de 24 heures, la solution comportant du chlorure de 4-styrènesulfonyle nouvellement formé est filtrée pour retirer le NaCI précipité.After 24 hours, the solution comprising newly formed 4-styrenesulfonyl chloride is filtered to remove the precipitated NaCl.

[0053] Dans un autre réacteur, 32,4 ml de triéthylamine et 11,56 g de trifluorométhanesulfonamide sont mélangés à 120 ml d'acétonitrile anhydre et laissés sous agitation. Après 1 heure, la solution de triéthylamine / trifluorométhanesulfonamide / acétonitrile a été introduite sous vide et sous agitation vigoureuse dans la solution refroidie (T = 0°C) de chlorure de 4-styrènesulfonyle / acétonitrile. Ensuite, le mélange est réchauffé à température ambiante et sous agitation pendant 16 h.In another reactor, 32.4 ml of triethylamine and 11.56 g of trifluoromethanesulfonamide are mixed with 120 ml of anhydrous acetonitrile and allowed to stir. After 1 hour, the triethylamine / trifluoromethanesulfonamide / acetonitrile solution was introduced under vacuum and with vigorous stirring into the cooled solution (T = 0 ° C) of 4-styrenesulfonyl chloride / acetonitrile. Then, the mixture is warmed to room temperature and with stirring for 16 h.

Réf: 0514-ARK79 [0054] Le monomère obtenu a été transféré dans du dichlorométhane puis lavé deux fois avec une solution aqueuse de NaHCO3 (4%) et une fois avec du HCl 1M, afin d'éliminer les sels. Ensuite, le dichlorométhane a été éliminé et une réaction d'échange d'ions en solution aqueuse a été effectuée en utilisant un excès de K2CO3, afin d'obtenir un sel de potassium de STFSI. Il est ici possible d’utiliser un autre sel afin de produire un sel différent du sel de potassium.Ref: 0514-ARK79 The monomer obtained was transferred to dichloromethane and then washed twice with an aqueous solution of NaHCO 3 (4%) and once with 1M HCl, in order to remove the salts. Then, the dichloromethane was removed and an ion exchange reaction in aqueous solution was carried out using an excess of K 2 CO 3 , in order to obtain a potassium salt of STFSI. It is possible here to use another salt in order to produce a salt different from the potassium salt.

[0055] Le polyélectrolyte PSTFSIK a été synthétisé par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (RAFT) en mélangeant, en fonction de la masse moléculaire en poids ciblée du polymère, la quantité appropriée du monomère STFSI, d'un agent de transfert de chaîne et de l’azo-bis isobutyronitrile (AIBN) dans du diméthylformamide (DMF). L’agent de transfert de chaîne utilisé est par exemple un trithiocarbonate de type H25Ci2-SC(S)2-C(CH3)2COOH. Après plusieurs cycles de congélation-décongélation, le mélange est laissé à 65 °C de plusieurs heures à quelques semaines (en fonction de la masse moléculaire en poids qui doit être obtenue) pour polymérisation.The polyelectrolyte PSTFSIK was synthesized by radical polymerization controlled by reversible chain transfer by addition-fragmentation (RAFT) by mixing, as a function of the molecular weight by targeted weight of the polymer, the appropriate quantity of the STFSI monomer, of a chain transfer agent and azo-bis isobutyronitrile (AIBN) in dimethylformamide (DMF). The chain transfer agent used is, for example, an H 2 5Ci2-SC (S) 2-C (CH 3 ) 2 COOH type trithiocarbonate. After several freeze-thaw cycles, the mixture is left at 65 ° C for several hours to a few weeks (depending on the molecular weight by weight which must be obtained) for polymerization.

[0056] Suite à la polymérisation, la préparation du polymère est finalisée après une précipitation dans du tétrahydrofurane (THF), une filtration, un lavage avec du THF et un séchage dans un four sous vide à 65 ° C pendant au moins un jour.Following the polymerization, the preparation of the polymer is finalized after precipitation in tetrahydrofuran (THF), filtration, washing with THF and drying in a vacuum oven at 65 ° C for at least one day.

1.2 Synthèse du PEDOT:PSTFSIK [0057] Le monomère 3,4-éthylenedioxythiophene (EDOT) est dispersé dans une solution aqueuse de PSTFSIK sous atmosphère d’azote (concentration 8,18 mg.ml·1 PSTFSIK, 14 mol.ml·1 EDOT). Une complexation optimum et une dispersion stable sont obtenues avec un ratio molaire de EDOT /PSTFSI dans le mélange compris entre 0,5 et 0,8, et de préférence de l’ordre de 0,6. Pour une conductivité optimale de la composition, la masse moléculaire en poids du PSTFSI du complexe est avantageusement comprise entre 100 000 et 350 OOOg/mol et la dispersité est avantageusement comprise entre 1,5 et 2,4. Dans le cadre de cette synthèse, le PSTFSIK choisit pour la synthèse du complexe PEDOT:PSTFSI présente une masse moléculaire en poids Mw de 350 000 g/mol.1.2 Synthesis of PEDOT: PSTFSIK The 3,4-ethylenedioxythiophene monomer (EDOT) is dispersed in an aqueous solution of PSTFSIK under a nitrogen atmosphere (concentration 8.18 mg.ml · 1 PSTFSIK, 14 mol.ml · 1 EDOT). An optimum complexation and a stable dispersion are obtained with a molar ratio of EDOT / PSTFSI in the mixture of between 0.5 and 0.8, and preferably of the order of 0.6. For optimal conductivity of the composition, the molecular weight by weight of the PSTFSI of the complex is advantageously between 100,000 and 350,000 g / mol and the dispersity is advantageously between 1.5 and 2.4. As part of this synthesis, PSTFSIK chooses for the synthesis of the PEDOT complex: PSTFSI has a molecular weight by weight Mw of 350,000 g / mol.

[0058] Un mélange de persulfate d’ammonium et de chlorure ferrique est ensuite introduit dans le mélange de EDOT-PSTFSIK, selon le ratio molaire NH4S2O8 : FeCI3 : EDOT = 1 : 0,3 : 1. Le mélange réactionnel est vigoureusement agité durant 48 h (à 400 tours par minute) sous atmosphère d’azote à 14°C. Après 48h de polymérisation à 14°C la dispersion résultante de PEDOT:PSTFSI est purifiée par deux résines échangeuses d’ions commercialisée par la société LANXESS sous la marque Lewatit, et plus particulièrementA mixture of ammonium persulfate and ferric chloride is then introduced into the mixture of EDOT-PSTFSIK, according to the molar ratio NH 4 S 2 O 8 : FeCl 3 : EDOT = 1: 0.3: 1. The The reaction mixture is vigorously stirred for 48 h (at 400 revolutions per minute) under a nitrogen atmosphere at 14 ° C. After 48 hours of polymerization at 14 ° C., the resulting dispersion of PEDOT: PSTFSI is purified by two ion exchange resins sold by the company LANXESS under the brand Lewatit, and more particularly

Réf: 0514-ARK79 les résines commercialisées sous les références Lewatit S108/H ou Lewatit MP62 ( 150mg par 1ml de dispersion).Ref: 0514-ARK79 resins sold under the references Lewatit S108 / H or Lewatit MP62 (150mg per 1ml of dispersion).

1.3 Formulation de la composition du PEDOT:PSTFSIK additionnée de PSTFSIK libre [0059] Le sel de PSTFSI choisi pour être rajouté dans la dispersion de PEDOT: PSTFSI préalablement synthétisée est le PSTFSIK. La masse moléculaire en poids apparente du PSTFSIK utilisé était de 250 000 g/mol. Sa dispersité est comprise entre 1,5 et 2,4. Il est préalablement solubilisé dans l’eau dé-ionisé (150mg/ml). Puis la solution de PSTFSIK est rajoutée dans la dispersion aqueuse de PEDOT:PSTFSI.1.3 Formulation of the PEDOT composition: PSTFSIK supplemented with free PSTFSIK The salt of PSTFSI chosen to be added to the dispersion of PEDOT: PSTFSI previously synthesized is PSTFSIK. The apparent weight molecular mass of the PSTFSIK used was 250,000 g / mol. Its dispersity is between 1.5 and 2.4. It is previously dissolved in de-ionized water (150mg / ml). Then the PSTFSIK solution is added to the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI.

[0060] Différentes compositions formulées ont été réalisées avec différentes quantités de PSTFSIK rajoutées. Ces quantités ont été rajoutées par rapport à la masse totale sèche de la dispersion de PEDOT: PSTFSI préalablement synthétisée. La quantité de polymère PEDOT:PSTFSI solide dans la dispersion aqueuse est déterminée par mesure ATG (analyse thermogravimétrique) en chauffant un échantillon de la dispersion jusqu’à 130°C ( le PEDOT:PSTFSI étant stable jusqu’à environ 200°C). Une fois l’eau de l’échantillon évaporée, on peut calculer le pourcentage massique du résidu solide de polymère dans la dispersion. Ce pourcentage massique a été déterminé dans les exemples expérimentaux entre 0,6 et 0,8 %. Cela signifie que pour 100g de dispersion, celle-ci comprend entre 0,6 et 0,8 g de masse totale sèche du complexe PEDOT:PSTFSI. Si l’on rajoute 100% massique de sel de PSTFSI, cela signifie donc que l’on rajoute autant en poids de sel de PSTFSI qu’il y a de masse totale sèche de PEDOT:PSTFSI dans la dispersion. La poudre de sel de PSTFSI a donc été préalablement pesée avant d’être solubilisée dans l’eau puis rajoutée à la dispersion, de manière à connaître précisément sa teneur en pourcentage massique par rapport à la masse sèche totale du polymère PEDOT: PSTFSI en dispersion.Different formulated compositions were produced with different amounts of PSTFSIK added. These quantities were added relative to the total dry mass of the dispersion of PEDOT: PSTFSI previously synthesized. The amount of solid PEDOT: PSTFSI polymer in the aqueous dispersion is determined by ATG measurement (thermogravimetric analysis) by heating a sample of the dispersion to 130 ° C (the PEDOT: PSTFSI being stable up to approximately 200 ° C). Once the sample water has evaporated, the mass percentage of the solid polymer residue in the dispersion can be calculated. This mass percentage was determined in the experimental examples between 0.6 and 0.8%. This means that for 100g of dispersion, it comprises between 0.6 and 0.8 g of total dry mass of the PEDOT complex: PSTFSI. If we add 100% by mass of PSTFSI salt, this therefore means that we add as much by weight of PSTFSI salt as there is total dry mass of PEDOT: PSTFSI in the dispersion. The PSTFSI salt powder was therefore previously weighed before being dissolved in water and then added to the dispersion, so as to precisely know its content in percentage by mass relative to the total dry mass of the PEDOT polymer: PSTFSI in dispersion .

[0061] A la dispersion de PEDOT:PSTFSI, PSTFSIK libre ainsi obtenue ont été rajoutés 5% massique de DMSO, et 0,04% massique de fluorosurfactant dont le nom commercial est Zonyl FS-300.To the dispersion of PEDOT: PSTFSI, free PSTFSIK thus obtained were added 5% by mass of DMSO, and 0.04% by mass of fluorosurfactant whose commercial name is Zonyl FS-300.

[0062] Le mélange a ensuite été homogénéisé par ultrasons pendant 12s (amplitude 20% (puissance maximum 750W), 20kHz, impulsion 2s).The mixture was then homogenized by ultrasound for 12 s (amplitude 20% (maximum power 750W), 20 kHz, pulse 2 s).

1.4 Formation des films conducteurs [0063] Des films ont été déposés par la méthode de « doctor Blading » à 70°C sur des substrats de verre préalablement nettoyés par ultrasons dans l’acétone et l’isopropanol. La1.4 Formation of conductive films Films were deposited by the “doctor blading” method at 70 ° C. on glass substrates previously cleaned by ultrasound in acetone and isopropanol. The

Réf: 0514-ARK79 vitesse de dépôt et la hauteur de la raclette ont été variées en fonction de l’épaisseur du film à déposer.Ref: 0514-ARK79 deposition speed and height of the squeegee have been varied depending on the thickness of the film to be deposited.

[0064] Les films ainsi déposés sont ensuite séchés sur une plaque chauffante à 120°C pendant 15 minutes.The films thus deposited are then dried on a hot plate at 120 ° C for 15 minutes.

2. Méthodes de caractérisation des films réalisés [0065] L’épaisseur de chacun des films à comparer a été mesurée au moyen d’un profilomètre, tel que le profilomètre Brucker Dektak XT, par balayage de la surface à l’aide de la pointe du profilomètre.2. Methods for Characterizing the Films Made The thickness of each of the films to be compared was measured using a profilometer, such as the Brucker Dektak XT profilometer, by scanning the surface using the tip. of the profilometer.

[0066] La résistance de film R de chaque film a été déterminée par la technique de la sonde à quatre pointes, en utilisant le système de mesure Keithley 4200 et en appliquant un balayage de tension sur plusieurs ordres de grandeur afin de s’assurer que la mesure a été effectuée en régime ohmique.The film resistance R of each film was determined by the four-point probe technique, using the Keithley 4200 measurement system and by applying a voltage sweep over several orders of magnitude in order to ensure that the measurement was carried out in ohmic mode.

[0067] La transmittance T de chaque film a été mesurée à 550 nm en utilisant un spectromètre UV/visible/proche InfraRouge tel que le spectromètre Shimadzu UV3600. Pour cela, les spectres UV/visible ont été enregistrés pour des films déposés sur un substrat de verre et en prenant comme échantillon de référence ce substrat de verre.The transmittance T of each film was measured at 550 nm using a UV / visible / near infrared spectrometer such as the Shimadzu UV3600 spectrometer. For this, the UV / visible spectra were recorded for films deposited on a glass substrate and taking this glass substrate as a reference sample.

[0068] Le coefficient d’absorption, la conductivité et le facteur de mérite FoM ont été calculés à partir des valeurs mesurées et selon les équations (1) (2) et (4) décrites plus haut dans la description.The absorption coefficient, the conductivity and the FoM merit factor were calculated from the measured values and according to equations (1) (2) and (4) described above in the description.

3. Evaluation des performances des films réalisés3. Evaluation of the performances of the films produced

3.1 Influence de l’ajout de PSTFSIK à une composition de PEDOT:PSTFSI sur le coefficient d’absorption et la conductivité [0069] Sur la Figure 1, sont représentées des courbes illustrant l’évolution du coefficient d’absorption a et de la conductivité électrique σ d’un film dont la composition comprend un complexe de PEDOT:PSTFSI, en fonction de la quantité massique de sel de PSTFSI, par rapport à la masse totale sèche de la dispersion de PEDOT:PSTFSI, ajouté en tant qu’additif dans la composition. Les résultats présentés à la Figure 1 montrent que l’ajout de PSTFSIK libre, après la formation du complexe PEDOT:PSTFSI, permet de diminuer le coefficient d’absorption de la composition (et donc augmenter la transparence du film conducteur). L’ajout de PSTFSIK libre, après la formation du complexe PEDOT: PSTFSI K, entraine également une diminution de la conductivité et l’effet de cet ajout sur la conductivité est plus faible que l’effet sur le coefficient d’absorption pour des quantités de3.1 Influence of the Addition of PSTFSIK to a PEDOT Composition: PSTFSI on the Absorption Coefficient and the Conductivity [0069] In FIG. 1, curves are illustrated illustrating the evolution of the absorption coefficient a and of the conductivity electric σ of a film the composition of which comprises a PEDOT complex: PSTFSI, as a function of the mass quantity of PSTFSI salt, relative to the total dry mass of the dispersion of PEDOT: PSTFSI, added as an additive in the composition. The results presented in FIG. 1 show that the addition of free PSTFSIK, after the formation of the PEDOT complex: PSTFSI, makes it possible to reduce the absorption coefficient of the composition (and therefore increase the transparency of the conductive film). The addition of free PSTFSIK, after the formation of the PEDOT complex: PSTFSI K, also causes a decrease in the conductivity and the effect of this addition on the conductivity is weaker than the effect on the absorption coefficient for quantities of

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

PSTFSI K ajoutées comprises entre 30 % et environ 150 %. Au-delà de 150% massique, le coefficient d’absorption a tendance à stagner alors que la conductivité électrique baisse encore.PSTFSI K added between 30% and about 150%. Above 150% by mass, the absorption coefficient tends to stagnate while the electrical conductivity drops further.

[0070] Cet effet différentiel permet de synthétiser une composition de PEDOT: PSTFSI additionnée de PSTFSIK libre, destinée à la réalisation de films conducteurs ayant des propriétés optoélectroniques améliorées.This differential effect makes it possible to synthesize a PEDOT composition: PSTFSI added with free PSTFSIK, intended for the production of conductive films having improved optoelectronic properties.

[0071] Ainsi, la Figure 2 représente l’évolution du facteur de mérite (FoM) de films réalisés à partir de la composition à base de PEDOT:PSTFSI, en fonction du pourcentage massique du sel de polyélectrolyte ajouté en tant additif, par rapport à la masse sèche totale du polymère de la dispersion, le sel de polyélectrolyte étant le PSTFSIK. Ces valeurs de facteur de mérite ont été calculées à partir des valeurs représentées en figureThus, FIG. 2 represents the change in the merit factor (FoM) of films produced from the PEDOT-based composition: PSTFSI, as a function of the mass percentage of the polyelectrolyte salt added as an additive, relative to the total dry mass of the polymer in the dispersion, the polyelectrolyte salt being PSTFSIK. These merit factor values were calculated from the values shown in the figure

1. Cette Figure 2 montre que l’ajout de PSTFSIK au complexe PEDOT:PSTFSI entraîne une augmentation du facteur de mérite, ce qui signifie donc que l’augmentation de la transparence compense la légère diminution de la conductivité. Le sel de PSTFSI agit alors en quelque sorte comme un matériau de remplissage transparent.1. This Figure 2 shows that the addition of PSTFSIK to the PEDOT: PSTFSI complex leads to an increase in the merit factor, which therefore means that the increase in transparency compensates for the slight decrease in conductivity. The PSTFSI salt then acts as a sort of transparent filling material.

3.2 Influence de l’ajout ou non de sel de PSTFSI à une composition de3.2 Influence of the addition or not of PSTFSI salt to a composition of

PEDOT:PSTFSI sur la transmittance et la résistance de film d’un film conducteur en fonction de son épaisseur [0072] La Figure 3 illustre le fait qu’un film à base de PEDOT:PSTFSI non formulé, c’està-dire dont la composition ne comprend pas de sel de PSTFSI, et ayant une épaisseur de 120 nm, présente une transmittance T, de l’ordre de 93%, équivalente à un film de PEDOT: PSTFSI formulé avec 87% massique de PSTFSIK par rapport à la masse totale sèche de complexe PEDOT: PSTFSI, dont l’épaisseur est de 550nm. La flèche en trait pointillés sur la Figure 3 illustre ce gain en transmittance qui permet de réaliser des films plus épais. De même, un film non formulé d’environ 300nm d’épaisseur présente une transmittance T (de l’ordre de 87%), bien inférieure à la transmittance T (de l’ordre de 95%) d’un film de même épaisseur mais dont la composition est formulée avec 87% massique de PSTFSIK par rapport à la masse totale sèche de complexe PEDOT : PSTFSI.PEDOT: PSTFSI on the transmittance and the film resistance of a conductive film as a function of its thickness [0072] Figure 3 illustrates the fact that a film based on PEDOT: PSTFSI not formulated, that is to say whose composition does not include a PSTFSI salt, and having a thickness of 120 nm, has a T transmittance, of the order of 93%, equivalent to a PEDOT film: PSTFSI formulated with 87% by mass of PSTFSIK relative to the mass total dry of PEDOT complex: PSTFSI, whose thickness is 550nm. The arrow in dotted lines in FIG. 3 illustrates this gain in transmittance which makes it possible to produce thicker films. Similarly, an unformulated film about 300nm thick has a T transmittance (of the order of 87%), much lower than the T transmittance (of the order of 95%) of a film of the same thickness. but the composition of which is formulated with 87% by mass of PSTFSIK relative to the total dry mass of PEDOT complex: PSTFSI.

[0073] De la même manière, il résulte de la Figure 4 qu’un film à base de PEDOT:PSTFSI, formulé avec 87% massique de PSTFSIK par rapport à la masse totale sèche de complexe PEDOT : PSTFSI, de 550nm d’épaisseur, présente une résistance de film (de l’ordre de 400 Q.sq'1) inférieure à celle du film non formulé de 120nm d’épaisseur (pour lequel R est de l’ordre de 500 Q.sq'1). Pourtant, comme cela a été illustré sur laSimilarly, it follows from Figure 4 that a film based on PEDOT: PSTFSI, formulated with 87% by mass of PSTFSIK relative to the total dry mass of PEDOT: PSTFSI complex, 550 nm thick , has a film resistance (of the order of 400 Q.sq ' 1 ) lower than that of the unformulated film of 120nm thickness (for which R is of the order of 500 Q.sq' 1 ). However, as illustrated on the

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

Figure 3, ces deux films d’épaisseur différente présentent une transmittance T équivalente (de l’ordre de 93%). Ainsi, à transmittance T équivalente, un film à base de PEDOT: PSTFSI additionné de PSTFSI K libre présente une résistance de film plus faible et une épaisseur plus importante.Figure 3, these two films of different thickness have an equivalent transmittance T (of the order of 93%). Thus, at equivalent transmittance T, a film based on PEDOT: PSTFSI added with free PSTFSI K has a lower film resistance and a greater thickness.

3.3 Influence de la concentration en PSTFSIK libre dans une composition à base de3.3 Influence of the concentration of free PSTFSIK in a composition based on

PEDOT:PSTFSI sur la transmittance et la résistance de film d’un film conducteur en fonction de son épaisseur [0074] Les Figures 5 et 6 illustrent respectivement la transmittance T et la résistance de film R de plusieurs films en fonction de l’épaisseur de chaque film et de la teneur en sel PSTFSIK rajouté dans la composition de PEDOT:PSTFSI à la base du film. Ces Figures démontrent que plus l’épaisseur du film est élevée, plus la transmittance T baisse, mais que cette transmittance augmente avec l’augmentation de la teneur en PSTFSIK dans la composition du film. De même, la résistance de film R augmente avec l’augmentation de la teneur en PSTFSIK dans la composition du film [0075] Les Figures 5 et 6 mettent également en évidence que pour des teneurs fortes en PSTFSIK, typiquement supérieures à 150% en poids par rapport à la masse sèche totale du PEDOT:PSTFSI, la transmittance T des films, à épaisseur égale, ne varie pas beaucoup (Figure 5) alors que la conductivité diminue puisque la résistance de film R du film qui augmente (Figure 6). Ces résultats confirment que pour l’obtention d’une transmittance optimum, tout en préservant la conductivité, la teneur en sel de PSTFSIK par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT:PSTFSI doit être avantageusement comprise entre 30 et 150% massique, de préférence entre 30 et 100% massique.PEDOT: PSTFSI on the transmittance and the film resistance of a conductive film as a function of its thickness [0074] Figures 5 and 6 respectively illustrate the transmittance T and the film resistance R of several films as a function of the thickness of each film and the PSTFSIK salt content added to the PEDOT composition: PSTFSI at the base of the film. These Figures show that the greater the thickness of the film, the more the transmittance T decreases, but that this transmittance increases with the increase in the content of PSTFSIK in the composition of the film. Likewise, the film strength R increases with the increase in the content of PSTFSIK in the composition of the film. FIGS. 5 and 6 also show that for high contents of PSTFSIK, typically greater than 150% by weight compared to the total dry mass of PEDOT: PSTFSI, the transmittance T of the films, at equal thickness, does not vary much (Figure 5) while the conductivity decreases since the film resistance R of the film increases (Figure 6). These results confirm that, in order to obtain optimum transmittance, while preserving the conductivity, the salt content of PSTFSIK relative to the total dry mass of the PEDOT complex: PSTFSI must advantageously be between 30 and 150% by mass, preferably between 30 and 100% by mass.

[0076] Ces résultats démontrent que la composition selon l’invention, à base de PEDOT:polyélectrolyte et de sel dudit polyélectrolyte, permet de réaliser des films présentant une transmittance améliorée à épaisseur égale, par rapport aux films à base seulement de PEDOT: polyélectrolyte, tels que le PEDOT: PSS très connu sur le marché. Ces résultats permettent de réaliser des films plus épais, supérieurs à 550nm, présentant une transmittance très élevée (supérieure à 90%) tout en préservant une bonne conductivité.These results demonstrate that the composition according to the invention, based on PEDOT: polyelectrolyte and salt of said polyelectrolyte, makes it possible to produce films having improved transmittance at equal thickness, compared to films based only on PEDOT: polyelectrolyte , such as PEDOT: PSS widely known on the market. These results make it possible to produce thicker films, greater than 550 nm, having a very high transmittance (greater than 90%) while preserving good conductivity.

Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79

Claims (18)

RevendicationsClaims 1. Composition polymère électriquement conductrice à base d’un complexe poly (3,4éthylènedioxythiophène : polélectrolyte (PEDOTpolyélectrolyte), ladite composition étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre, en tant qu’additif, un sel de polyélectrolyte.1. An electrically conductive polymer composition based on a poly (3,4ethylenedioxythiophene: polyelectrolyte (PEDOTpolyelectrolyte) complex, said composition being characterized in that it additionally comprises, as an additive, a polyelectrolyte salt. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le sel de polyélectrolyte est du même type que le polyélectrolyte du complexe.2. Composition according to claim 1, characterized in that the polyelectrolyte salt is of the same type as the polyelectrolyte of the complex. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le complexe PEDOT:polyélectrolyte est choisi parmi l’un des complexes suivants : poly (3,4éthylènedioxythiophène : poly 4-styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide (PEDOT:PSTFSI), poly (3,4-éthylènedioxythiophène: poly(styrène-co-styrène sulfonate) (PEDOT:PSS), PEDOT: polyélectrolyte acrylique, ou PEDOTpolyélectrolyte méthacrylique.3. Composition according to claim 1 or 2, characterized in that the PEDOT complex: polyelectrolyte is chosen from one of the following complexes: poly (3,4ethylenedioxythiophene: poly 4-styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) imide (PEDOT: PSTFSI) , poly (3,4-ethylenedioxythiophene: poly (styrene-co-styrene sulfonate) (PEDOT: PSS), PEDOT: acrylic polyelectrolyte, or PEDOTpolyelectrolyte methacrylic. 4. Composition selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque le complexe est le PEDOT: PSTFSI, le sel de PSTFSI est choisi parmi le poly 4styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide sous forme acide avec un contre ion H+ (PSTFSIH), le poly 4-styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide de sodium (PSTFSINa) ou le poly 4-styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide de potassium (PSTFSIK).4. Composition according to one of claims 1 to 3, characterized in that when the complex is PEDOT: PSTFSI, the PSTFSI salt is chosen from poly 4styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) imide in acid form with a counterion H + (PSTFSIH), poly 4-styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) sodium imide (PSTFSINa) or poly 4-styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) potassium imide (PSTFSIK). 5. Composition selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le pourcentage massique de sel de polyélectrolyte par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT .polyélectrolyte, est compris entre 30 et 150% massique, de préférence entre 30 et 100% massique.5. Composition according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mass percentage of polyelectrolyte salt relative to the total dry mass of the PEDOT complex .polyelectrolyte, is between 30 and 150% by mass, preferably between 30 and 100% by mass. 6. Composition selon l’une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que lorsque le complexe est du PEDOT:PSTFSI, la masse moléculaire en poids du sel de PSTFSI rajouté est comprise entre 20 000 g/mol et 350 000 g/mol, de préférence entre 50 000 g/mol et 350 000 g/mol et de manière davantage préférée entre 100 000 g/mol et 350 000 g/mol.6. Composition according to one of claims 1 to 5 characterized in that when the complex is PEDOT: PSTFSI, the molecular weight by weight of the added PSTFSI salt is between 20,000 g / mol and 350,000 g / mol, preferably between 50,000 g / mol and 350,000 g / mol and more preferably between 100,000 g / mol and 350,000 g / mol. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que lorsque le complexe est du PEDOT.PSTFSI, la masse moléculaire en poids du PSTFSI du complexe est7. Composition according to claim 6, characterized in that when the complex is PEDOT.PSTFSI, the molecular weight by weight of the PSTFSI of the complex is Réf : 0514-ARK79 comprise entre 100 000 et 350 000 g/mol, de préférence entre 250 000 et 350 000 g/mol.Ref: 0514-ARK79 between 100,000 and 350,000 g / mol, preferably between 250,000 and 350,000 g / mol. 8. Composition selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un ou plusieurs co-solvants à haut point d’ébullition, choisi parmi les glycols, de préférence l’éthylène glycol (EG), le diméthylformamide (DMF) ou le diméthylsulfoxyde (DMSO).8. Composition according to one of claims 1 to 7, characterized in that it further comprises one or more co-solvents with high boiling point, chosen from glycols, preferably ethylene glycol (EG), dimethylformamide (DMF) or dimethylsulfoxide (DMSO). 9. Composition selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend un ou plusieurs additifs choisis parmi des fluorosurfactants et/ou des sels, lesdits sels étant choisis parmi l’acide paratoluènesulfonique (p-TSA) et/ou le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI).9. Composition according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises one or more additives chosen from fluorosurfactants and / or salts, said salts being chosen from paratoluenesulfonic acid (p-TSA) and / or lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI). 10. Composition selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu’elle comprend :10. Composition according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises: - un complexe de PEDOT:PSTFSI en dispersion aqueuse et entre 30 et 100% massique de sel PSTFSI par rapport à la masse totale sèche du complexe PEDOT:PSTFSI, eta PEDOT complex: PSTFSI in aqueous dispersion and between 30 and 100% by mass of PSTFSI salt relative to the total dry mass of the PEDOT complex: PSTFSI, and - entre 3 et 15% en poids de DMSO par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT:PSTFSI et de sel de PSTFSI, et/oubetween 3 and 15% by weight of DMSO relative to the weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and of salt of PSTFSI, and / or - entre 0,05% et 3% en poids de sels de LiTFSI et/ou p-TSA par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT:PSTFSI et de sel de PSTFSI et/oubetween 0.05% and 3% by weight of LiTFSI and / or p-TSA salts relative to the weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and of PSTFSI salt and / or - moins de 0,05% en poids de fluorosurfactant, choisi parmi des alcools polyéthoxylés perfluorés linéaires non ioniques, par rapport au poids de la dispersion aqueuse de PEDOT:PSTFSI et de sel de PSTFSI.- Less than 0.05% by weight of fluorosurfactant, chosen from non-ionic linear perfluorinated polyethoxylated alcohols, relative to the weight of the aqueous dispersion of PEDOT: PSTFSI and salt of PSTFSI. 11. Procédé de préparation d’une composition polymère électriquement conductrice à base d’un complexe PEDOT:polyélectrolyte, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :11. Process for the preparation of an electrically conductive polymer composition based on a PEDOT: polyelectrolyte complex, said process comprising the following steps: - mélanger du 3,4- éthylènedioxythiophène (EDOT) avec un polyélectrolyte en solution aqueuse,- mix 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) with a polyelectrolyte in aqueous solution, - ajouter au mélange EDOT-polyélectrolyte un système oxydant de manière à polymériser l’EDOT en poly 3,4- éthylènedioxythiophène (PEDOT) et à former un complexe de PEDOT : polyélectrolyte en dispersion aqueuse,- add an oxidizing system to the EDOT-polyelectrolyte mixture so as to polymerize the EDOT into poly 3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) and to form a PEDOT complex: polyelectrolyte in aqueous dispersion, - purifier le complexe PEDOT: polyélectrolyte,- purify the PEDOT complex: polyelectrolyte, Réf : 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79 - ajouter à la dispersion aqueuse de PEDOTpolyélectrolyte un sel de polyélectrolyte.- add a polyelectrolyte salt to the aqueous dispersion of PEDOTpolyelectrolyte. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le sel de polyélectrolyte12. Method according to claim 11, characterized in that the polyelectrolyte salt 5 ajouté à la dispersion aqueuse est du même type que le polyélectrolyte du complexe.5 added to the aqueous dispersion is of the same type as the polyelectrolyte of the complex. 13. Procédé selon l’une des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que le polyélectrolyte est un polyélectrolyte acrylique, un polyélectrolyte méthacrylique ou le poly 4-styrènesulfonyle(trifluorométhane-sulfonyle)imide (PSTFSI) ou le poly(styrèneco-styrène sulfonate) (PSS).13. Method according to one of claims 11 to 12, characterized in that the polyelectrolyte is an acrylic polyelectrolyte, a methacrylic polyelectrolyte or the poly 4-styrenesulfonyl (trifluoromethane-sulfonyl) imide (PSTFSI) or the poly (styreneco-styrene sulfonate ) (PSS). 1010 14. Procédé selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le système oxydant est un mélange de persulfate d’ammonium et de chlorure ferrique.14. Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the oxidizing system is a mixture of ammonium persulfate and ferric chloride. 15. Procédé selon la revendication 11 à 14, caractérisé en ce que lorsque le polyélectrolyte choisi est le PSTFSI, le ratio molaire EDOT / PSTFSI dans le mélange EDOT-PSTFSI est compris entre 0,5 et 0,8.15. The method of claim 11 to 14, characterized in that when the polyelectrolyte chosen is PSTFSI, the EDOT / PSTFSI molar ratio in the EDOT-PSTFSI mixture is between 0.5 and 0.8. 1515 16. Procédé selon l’une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu’il comprend en outre l’ajout, dans la dispersion aqueuse de PEDOTpolyélectrolyte et de sel de polyélectrolyte, de diméthylsulfoxyde (DMSO) dans des proportions comprises entre 3 et 15% massique par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse, et/ou l’ajout d’un ou plusieurs sels choisis parmi l’acide paratoluènesulfonique (p-TSA) et le16. Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that it further comprises the addition, in the aqueous dispersion of PEDOTpolyelectrolyte and of polyelectrolyte salt, of dimethylsulfoxide (DMSO) in proportions of between 3 and 15% by mass relative to the weight of said aqueous dispersion, and / or the addition of one or more salts chosen from paratoluenesulfonic acid (p-TSA) and the 20 bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) dans des proportions comprises entre 0,05 et 3% massique par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse, et/ou l’ajout d’un ou plusieurs fluorosurfactants choisis parmi des alcools polyéthoxylés perfluorés linéaires non ioniques, dans des proportions inférieures à 0,05% par rapport au poids de ladite dispersion aqueuse.20 bis (trifluoromethanesulfonyl) lithium imide (LiTFSI) in proportions of between 0.05 and 3% by mass relative to the weight of said aqueous dispersion, and / or the addition of one or more fluorosurfactants chosen from polyethoxylated perfluorinated alcohols nonionic linear, in proportions of less than 0.05% relative to the weight of said aqueous dispersion. 2525 17. Film polymère conducteur transparent dont la composition est conforme à au moins l’une des revendications 1 à 10, ledit film étant formé par application, sur un substrat, d’une ou plusieurs couche(s) de ladite composition.17. Transparent conductive polymer film, the composition of which conforms to at least one of claims 1 to 10, said film being formed by application, on a substrate, of one or more layer (s) of said composition. 18. Dispositif optoélectronique comprenant un film selon la revendication 17, dont la composition est conforme à au moins l’une des revendications 1 à 10, ledit dispositif18. Optoelectronic device comprising a film according to claim 17, the composition of which conforms to at least one of claims 1 to 10, said device 30 optoélectronique étant une cellule photovoltaïque, un écran à cristaux liquides, un écran tactile, un écran souple, un écran électrophorétique, une diode30 optoelectronics being a photovoltaic cell, a liquid crystal screen, a touch screen, a flexible screen, an electrophoretic screen, a diode Réf: 0514-ARK79 électroluminescente organique, un revêtement invisible anti-électrostatique, une électrode composite, un transistor.Ref: 0514-ARK79 organic electroluminescent, an invisible anti-electrostatic coating, a composite electrode, a transistor. Réf: 0514-ARK79Ref: 0514-ARK79 EE S« bS "b * c* vs oo O fflO ffl X!X! T3 bT3 b ï£ï £ ΦΦ OO OO PEDOT:PSTFSI PEDOT: PSTFSI 1 /3 1/3 5 5 coefficient d'absorption  absorption coefficient o conductivité o conductivity ' : ': i i I I , î , î t t * f .....................* * f ..................... * 1 1 I I 1 1 I I
- 250- 250 - 200 T - 200 T 100100 100100 200200 300 conductivité (S.cm’ )300 conductivity (S.cm ’) PSTFSIK ajouté (%massique)PSTFSIK added (mass%)
FR1661778A 2016-12-01 2016-12-01 ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE Expired - Fee Related FR3059671B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1661778A FR3059671B1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE
PCT/FR2017/053322 WO2018100314A1 (en) 2016-12-01 2017-11-30 Electrically conductive and transparent polymer composition on the basis of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polyelectroltye
EP17816954.6A EP3548536A1 (en) 2016-12-01 2017-11-30 Electrically conductive and transparent polymer composition on the basis of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polyelectroltye

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1661778A FR3059671B1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE
FR1661778 2016-12-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3059671A1 true FR3059671A1 (en) 2018-06-08
FR3059671B1 FR3059671B1 (en) 2020-10-30

Family

ID=58010015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1661778A Expired - Fee Related FR3059671B1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMER COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3548536A1 (en)
FR (1) FR3059671B1 (en)
WO (1) WO2018100314A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3116280A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives TRANSPARENT, STRETCHABLE AND ELECTRICALLY CONDUCTIVE MATERIAL BASED ON POLYMER AND IONIC LIQUID, METHOD FOR PREPARING IT AND ITS USES
CN117653126A (en) * 2022-03-08 2024-03-08 清华大学深圳国际研究生院 Method for monitoring electrophysiological signals of tattooing of skin surface and dermis layer by using ultra-flexible electrode

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006039795A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-20 Hydro-Quebec Aprotic polymer/molten salt ternary mixture solvent, method for the production and use thereof in electrochemical systems
EP2143767A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-13 Acreo AB Waterbased compositions for casting or printing
US20100307791A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-09 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Electrically Conductive Polymers
WO2014063825A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Transparent layers of high conductivity and high efficiency in oleds and process for their production
EP2763203A2 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Production of optoelectronic devices, in particular inverted OPV cells
WO2015063416A2 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Arkema France Stable compositions comprising poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and anionic stabilisers with limited acidity
WO2015088999A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-18 Rhodia Operations Polymer compositions, films, gels, and foams containing sulfonylimide salts, and electronic devices containing such films, gels, and foams

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006039795A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-20 Hydro-Quebec Aprotic polymer/molten salt ternary mixture solvent, method for the production and use thereof in electrochemical systems
EP2143767A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-13 Acreo AB Waterbased compositions for casting or printing
US20100307791A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-09 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Electrically Conductive Polymers
WO2014063825A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Transparent layers of high conductivity and high efficiency in oleds and process for their production
EP2763203A2 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Production of optoelectronic devices, in particular inverted OPV cells
WO2015063416A2 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Arkema France Stable compositions comprising poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and anionic stabilisers with limited acidity
WO2015088999A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-18 Rhodia Operations Polymer compositions, films, gels, and foams containing sulfonylimide salts, and electronic devices containing such films, gels, and foams

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANNA I. HOFMANN ET AL: "An Alternative Anionic Polyelectrolyte for Aqueous PEDOT Dispersions: Toward Printable Transparent Electrodes", ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION, vol. 54, no. 29, 13 July 2015 (2015-07-13), pages 8506 - 8510, XP055392646, ISSN: 1433-7851, DOI: 10.1002/anie.201503024 *
SAHIKA INAL ET AL: "Organic electrochemical transistors based on PEDOT with different anionic polyelectrolyte dopants", JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART B: POLYMER PHYSICS, vol. 54, no. 2, 15 January 2016 (2016-01-15), US, pages 147 - 151, XP055392695, ISSN: 0887-6266, DOI: 10.1002/polb.23938 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3059671B1 (en) 2020-10-30
WO2018100314A1 (en) 2018-06-07
EP3548536A1 (en) 2019-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160056397A1 (en) Non-Polar Solvents As An Adhesion Promoter Additive In PEDOT/PSS Dispersions
US20200411766A1 (en) Charge-transporting composition
TW200920798A (en) Film forming additive formulations of conductive polymers
TW201437300A (en) Formulations comprising washed silver nanowires and PEDOT
EP2232328A1 (en) Electrochromic optical lens
EP2834305B1 (en) Block copolymers that disperse nanofillers in water
FR3059671A1 (en) ELECTRICALLY CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMERIC COMPOSITION BASED ON POLY (3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) AND POLYELECTROLYTE
EP2148747B1 (en) Thin films of conjugated polymers containing inorganic nanoparticles and manufacturing process thereof
Alfahed et al. Synthesis, morphological and optical characterizations of the poly (O-toluidine)-LiCl networks thin film
CA2717375C (en) Method of preparing polyaniline films and highly self-oriented films obtained
CA2887641A1 (en) Transparent electrode and associated production method
CA2887369A1 (en) Conductive transparent electrode and associated manufacturing process
Kim et al. Highly transparent antireflection coatings on fullerene-free organic solar cells using polymeric nanoparticles
Kao et al. Highly transparent and conductive MoO3/Ag/MoO3 multilayer films via air annealing of the MoO3 layer for ITO-free organic solar cells
FR3066499A1 (en) ELECTRICALLY CONDUCTIVE, TRANSPARENT OR SEMI-TRANSPARENT DEVICE BASED ON POLY (THIO- OR SELENO-) PHENIC POLYMERS AND POROUS SILICA NANOPARTICLES
US20220093865A1 (en) Charge-transporting composition for perovskite photoelectric conversion element
WO2019116977A1 (en) Hole collection layer composition for organic photoelectric conversion element
EP2763203A2 (en) Production of optoelectronic devices, in particular inverted OPV cells
Kedia et al. Electrochemical, optical and electrochromic properties of fused polydithienothiophene: A stable material with reversible doping
Alias et al. Optical Characterization of Thiophene Blending with Non-Conjugated Polymer at Different Composition
FR3057733A1 (en) USE AS A HEATING ELEMENT OF A CONDUCTIVE AND TRANSPARENT POLYMERIC FILM BASED ON POLY (THIO- OR SELENO-) PHENIC POLYMERS
Zeglio et al. Mixing Insulating Commodity Polymers with Semiconducting n‐type Polymers Enables High‐Performance Electrochemical Transistors
FR3057694A1 (en) DISPLAY SCREEN COMPRISING A HEATING LAYER BASED ON POLY (THIO- OR SELENO-) PHENIC POLYMERS
Pozdeev et al. Study of the effect of solvents and surfactants on electrical properties of PEDOT: PSS films, St
Phang et al. Effect of Titanium Dioxide on Adhesion and Conductivity Behavior of Polyaniline/Alkyd Composite for Solar Cell Application

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180608

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

ST Notification of lapse

Effective date: 20220808