TW200422374A - Organic species that facilitate charge transfer to or from nanostructures - Google Patents

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200422374 玫、發明說明： 【潑^明所屬技彳标領域】 相關申請案之對照參考資料 本發明係關於Mihai Buretea等人於2002年9月5曰 5提出申睛之美國臨時專利申請案USSN 60/408,722,發明名 稱為奈米複合材料，，；以及jeffery a· Whiteford等人於 2003年3月4曰提出申請之美國臨時專利申請案USSN 60/452,232’發明名稱為“促進電荷轉移至奈米結構或自奈 米結構轉移的有機物種類，，。本專利申請案依據各個此等 1〇先前申請案主張優先權及權益，該二申請案在一切情況下 以全文併入本案說明書中以供參考。 發明領域 本發明屬於奈米技術領域。更特別地，本發明係著重 於導電性配位基及與使用於奈米結構的基質，以及用於製 15造及使用導電性組成物的相關方法，以及摻合導電性組成 物的相關裝置。 L· ittr 發明背景 以聚合物為主的發光及光電伏打裝置，包括摻合含有 20 奈米晶體聚合物者，在習知技術中為已知。以聚合物為主 的光電伏打裝置的效能已例如藉由將半導體奈米晶體包埋 入聚合物基質中來改良。舉例而言，以奈米複合材料為主 的光電伏打裝置係描述於2002年9月5日申請之USSN 60/408,722, filed September 5, 2002 ; 2002 年 1〇 月 25 日申 5

請之USSN 60/421，353;以及2003年3月4日中請之USSN 60/452038。然而，應用奈米晶體之此等及其他裝置的性能 可進一步改良。 半導體化奈米晶體可依特殊的光學性質及/或電子結 構來設計，部分藉由控制在光電伏打裝置中用作為光捕捉 元件之奈米晶體的尺寸及形狀來達成。再者，涵括奈米晶 體之聚合物基質可經選擇以兼吸收光。然而，在光電伏打 裝置内的電荷傳送-般是因為基質約束，而非因為奈米晶 體的吸收特性而受到限制。因此，通過基質及/或在奈米 晶體之間的f荷傳送為最適化之光電伏打操作的重要因 素0 7Γ、米BB體合成-般是產生表面塗覆有界面活性劑層的 顆粒’例如具有長職鏈的分子層，該脂族鏈例如烧基麟 酸、烧基胺、院顧酸、院基膦或絲膦氧化物。此等配 位基在奈米晶體表面上形成實⑽導電性層。在所希望的 是有效率地自奈米晶體移除電荷或增加電荷至奈米晶體結 體的應用中，殘餘的脂族配位基限制電荷轉移至表面。可 电光之水A性半導體奈米晶體的合成，已描述於例如頒給

Bawendi 等人之 USPN 6 . ，251，303中，發明名稱為“水溶 螢光奈米晶體s” （ 2〇〇 1生&曰（η、 、υυι年ό月6日）以及頒給Bawen< 等人之USPN 6,319,426，發明名稱為“水溶性螢光半導 體’，（2001 年 11 月 2〇 日）。 雖然導電性聚合物為習知技術中已知者（參見’舉例 而言’ H. S. Nalwa (ed.)，錢級性料μ合物手冊，

John Wiley & Sons 1997 ;頒給 Li 之 USPN 6,399,224，發明 名稱為“具有可調頻之電荷射入能力的共軛聚合物”；以 及頒給Heeger等人之USPN5,5〇4,323,發明名稱為“雙功 傳導聚合物二極體”），此等聚合物不具有任何可強力地結 合至奈米日日體表面的S爿b基。因此，此等聚合物無法達到 與奈米晶體之最適化接觸。 若經由奈米晶體之電荷的移除或增加能更有高能量致 率的話，可改良以奈米晶體為主的發光及光電伏打裝置的 性能。因此，習知技術對於用於奈米晶體結構之改良配位 基仍有需求。本發明藉由提供用於奈米晶體之新穎組成 物，以及製造及使用此新穎組成物的方法，可符合習知之 此類需求及其他需求。在覆閱下述内容後，將可獲得對於 發明的完全瞭解。 【發明内容】 發明概要 本發明提供組成物（小分子、募聚物及聚合物），其可 用於改質橫越一表面或奈米結構（例如奈米晶體）表面或 在一含有奈米結構（例如奈米晶體）之基質内的電荷傳送， 本發明亦提供用於製造及使用此新穎組成物的方法。此組 成物含有共軛之有機物種類，以及至少一可與奈米結構（例 如奈米晶體）交互作用的結合基；在使用時，組成物係經 由結合基耦合至奈米結構（例如奈米晶體）表面，以致於 組成物對於藉由/通過奈米結構（例如奈米晶體）傳送的 電子及/或電洞（例如在抽取或注入電子或電洞的過程 中），實質上有導電性。本發明之組成物可視需要地衍生有 額外的化學基團，例如用以增進核心有機物種類之電子共 軛作用，用以耦合鄰近的奈米結構（例如奈米晶體），或用 於促進奈米結構（例如奈米晶體）在不同之基質中的分散、 混合及/或摻合。 在一方面，本發明提供用於改良電荷傳送橫越一含有 奈米結構（例如奈米晶體）之基質的導電性組成物。此導 電性組成物一般包括(a)作為“主體結構，，或導電性分子之 核心的共軛有機部分，（b)結合奈米結構（例如奈米晶體） 之“頭部基團，’，該“頭部基團，，在該共輛有機部分上的第 一位置處耦合至該主體結構；以及(c) ‘‘尾部基團，，，該‘‘尾 部基團”在該共軛有機部分上的第二位置處輕合至該主 體結構。於在含有奈米結構（例如奈米晶體）之基質中形 成激發性電子後，導電性組成物促進相對於所連接之奈米 輯的電荷注人作用及/或抽取作用（電子及/或電洞）， 糟此改良橫越含有奈米結構之基質之電荷傳送。 組成㈣模組本質（以及合纽組成物的對應方法）， H 於依所欲用途來改良或調整組成物之不同組成部分 成不同的組成物組成部分。舉^不同的取代基可用於構 1麵烧基部分或一共輛芳;=，主體結構一般包含 〜块、苯胺、，、:=、(例如伸苯基、嗔吩、 麵部分）。用於作為官能化 菲、总、快基或多環 不限.^ 化學基®包括，但 氏制於-或多種膦酸、羧 女、膦、石黃酸鹽、亞石黃酸 200422374 鹽或硫醇部分。尾部基團結構可為傳導或非傳導化學部 分；較佳的尾部基團取代基包括，但不限制於1-丙炔、1-丁炔、1-戊炔、1-己炔、1-庚炔、1-辛炔、1-壬炔、1-癸炔 或包含界於3至22個碳原子之炔類。視需要地，頭部基 5 團及尾部基團中之一者或二者進一步包括一或多種噻吩部 分，該噻吩部分係位在該主體結構及該頭部或尾部取代基 之間。 在一些具體實施例中，尾部基團亦包括一結合奈米結 構（例如奈米晶體）之部分（例如膦酸、羧酸、胺、膦或 10 硫醇部分）。再者，結合奈米結構之頭部基團及/或結合奈 米結構之尾部基團可提供單一化學部分以連接至該奈米結 構（亦即，單齒）或多重結合部分（亦即，多齒）。視需要 地，挑選或選擇此等部分結合選定之奈米結構形式的能力 (舉例而言，頭部基團選擇性地結合P-型奈米晶體，同時 15 尾部基團選擇性地結合η-型奈米晶體）。 主體結構視需要地包括一或多種耦合至共軛有機物種 類之額外的取代基，或“側鏈”。在一些具體實施例中， 側鏈為耦合至共軛有機部分之0-連接或Ν-連接的側鏈。將 側鏈（或其他取代基）增加至主體結構，較佳不會破壞核 20 心有機物種類的共軛部分；然而，在一些具體實施例中， 側鏈部分（一或多）延伸共軛。因此，用於作為側鏈部分 的取代基可包括，但不限制於給電子基、拉電子基、傳導 化學結構、非傳導化學結構，或各種不同反應性官能基或 可聚合的部分（例如丙烯酸酯部分、曱基丙烯酸酯部分或 9 乙烯基部分）。在一些具體實施例中，侧鏈係官能性地及/ 或電子地與含有奈米結構（例如奈米晶體）之基質相配， 在其他具體實施例中，側鏈部分簡單地改變組成物之溶解 度。較佳地，本發明之共軛組成物具有耦合至主體結構之 二側鏈取代基；然而，側鏈之化學組成物不需要相同。視 需要地，側鏈可應用於連接及/或對準鄰近的奈米結構。 用於本發明組成物之例示側鏈取代基包括，但不限制 於〇_連接之己烷部分、〇·連接之2-乙基己基部分、〇_連接 之辛基部分、0-連接之癸基部分、N_連接之己烷部分、N_ 連接之2-乙基己基部分、N-連接之辛基部分，以及連接 之癸基部分。然而，可預期到使用於本發明之任何沁連接 或〇-連接之烷基部分具有界於1至22 (或更多）之碳。 在本發明之一些具體實施例中，應用於導電性組成物 之主體結構為券聚物或聚合物結構，而不是單體之化學結 構。例示之多體主體結構組分包括，但不限制於聚(伸苯 基）、聚(嗟吩）、聚（乙烯）、聚（乙炔）、聚（苯胺）、聚（场）、 聚比咬）、聚（多環)部分，及其組合。視需要地，多體主體 結構係由二或更乡之藉&連接區域連接之單體主體結構部 分組成，例如二噻吩部分。較佳地，連接部分容許或增進 主體結構部分之間的f子共輛。對於單體具體實施例而 。，夕體主體結構可視需要地包括一或更多之側鏈，其耦 合至寡聚物或聚合物結構之一或更多的部分。 本發明亦提供使用於奈米結構（例如奈米晶體）的聚 合物導電性組成物（例如在奈米晶體的例子中，為奈米晶 體盒層或聚合物基質）。聚合物導電性組成物 :-BrTz]n’其中η包含至少一官能化頭部基團:士 二至:米結構表面或至少一結合至奈米結構表面的頭部： 有/、中Β包含主體結構，齡體結構包含 二有機部分，其中第一共輛有機部分係輕合至:官、 月匕化頭部基團或經結合之頭部基團；其中τ包 的Β 基團，該尾部基團耗合至該主體結構；以及其中、尾 及1^、各自獨立地包含等於或大於1之整數。整數X y、z =:_於或大於5,以致於至少—部分(頭 m係以超過一“複本，，以上的方式存在於 的聚=物中。聚合物導電性組成物係藉由單體前:體 的由—或多取代基上的各種不同可聚合部分 缺料合物導電性組成物中，頭部基團視需要地為 〜士夕種膦酸、羧酸、胺、膦、膦氧化物或硫醇部分；主 構係視需要地為伸笨基、。塞吩、乙稀、乙炔、苯胺、 比。疋、花 '菲、蒽、炔基部分、多環芳族部分或其聚 s办；以及尾部基團係視需要地為i丙炔、卜丁炔、::戊 块、1-已炔、1-庚炔、^辛炔 3至2?你山 、-丈、、K癸炔或包含界於 進—=4子之块類。在其他具體實施例中，主體結構 咬拉電多種〇-連接或Ν-連接取代基(例如給電子 至=傳導化學結構，麵傳導化學結構），其搞合 此等tr合物次單元（例如成1縣有機部分）。可使用 40·連接或N_連接之取代基，例如改變組成物之電子簽 200422374 字（signature)，或改變聚合物導電性組成物的溶解度。 在另一方面，本發明提供含有奈米結構（例如奈米晶 體）之基質組成物。在一具體實施例中，奈米結構-基質 組成物包括奈米結構，其係耦合至本發明之導電性組成物 5 (例如配位基）之奈米結構，以及基質，其位在緊鄰該奈 米結構之配位基-共軛外部表面處。視需要地，基質亦共價 地耦合至結合奈米結構的導電性組成物。在一較佳之具體 實施例中，導電性組成物係官能性地或電子地與基質之一 或多取代基配合。 10 在另一具體實施例中，含有奈米結構（例如奈米晶體） 之基質組成物包括一奈米結構及一基質，該基質係由本發 明之聚合物導電性組成物組成。在一具體實施例中，一部 分奈米結構外部表面係耦合至聚合物基質。在另一具體實 施例中，奈米結構在包埋入聚合物導電組成物之前，係利 15 用本發明之導電性組成物產生衍生物或官能化。視需要 地，聚合物導電性組成物及結合奈米結構之導電性組成物 係官能性地或電子地配合。此外，基質組成物及導電性組 成物可視需要地共價耦合。 在本發明之又一具體實施例中，奈米結構-基質組成物 20 包括本發明之導電性組成物，其在第一位置耦合至第一奈 米結構（例如奈米晶體）以及在第二位置耦合至第二奈米 結構，以及一基質，其位在緊鄰該奈米結構之外部表面處。 在一可選擇的實施例中，第一奈米結構為P-型奈米晶體， 以及第^一奈米結構為n-型奈米晶體。 12 2004223 74 本^月亦提i、合成有機組成物之方法，該有機組成物 可用於含有奈米結構之裳置來促進電荷轉移。使用此等方 法製備的有機組成物特別適用於光電伏打裝置。此等方法 已括下述步驟·（a)提供一共輛有機前驅體，其中該共輕有 5機前驅體包含至少三位置可供取代基模組（例如頭部、尾 P及側鏈）之連接，（b)提供第_取代基模組，其中第一取 代基模、、且包3膦酸柯生物、緩酸衍生物、胺衍生物、膊衍 生物、硫醇衍生物、嗟吩衍生物或其組合；⑷提供第二取 代基模組’其中第二取代基模組包含一快類衍生物，其包 10含界於3至22個碳原子；⑷視需要地，提供第三取代基模 組’其中可選擇的第三取代基模組包含一烧基衍生物，該 烧基衍生物包含界於丨至22個碳原子；以及⑷在第一位置 搞e A第取代基模組，在第二位置㈣合該第二取代基模 組，以及視需要地，在第三位置耦合該第三取代基模組， 15 藉此合成有機組成物。 第一、第二或第三取代基模組中至少一取代基可結合 至奈米結構表面（或視需要地，成分已結合至奈米結構表 面）。耦合各種不同模組至主體結構不會破壞主體結構之電 子共軛。然而，在一較佳之具體實施例中，一或多個取代 20基模組耦合至主體結構延伸該主體結構的共軛作用。 在本發明之一些具體實施例中，第一取代基模組為噻 吩衍生物。可製備含有噻吩之頭部基團取代基模組，舉例 而言，藉由（a)提供一芳基鹵化物核心結構；⑻在第一鹵化 物位置鐘化芳基鹵化物核心結構並與三甲基氯矽烧 13 200422374 (TMSC1)反應以產生TMS-芳基中間產物核心結構；（c)在第 二鹵化物位置鋰化中間產物核心結構並將產物與氣化三甲 基錫(MeJnCl)反應以產生甲基烷基化第二中間產物；以及 (d)組合第二中間產物與鹵化π塞吩以形成包含tmS-芳基_ 5 噻吩衍生物之第一取代基模組。耦合亞磷酸鹽部分至TMS- 芳基-嗟吩衍生物可藉由例如|巴催化之亞碗酸鹽_芳基輕合 來完成。在耦合模組至主體結構之前，或在模組已連接之 後，第一取代基模組可利用結合奈米結構部分（例如亞磷 酸鹽基）來官能化。 用於作為第·一取代基模組之快類部分的麵合，可經由 例如Sonogashira耦合來進行。視需要地，主體結構在增加 頌部及尾部部分之前，已利用嘆吩部分在第一（例如頭部） 及/或第二（例如尾部）位置官能化。 各種不同的反應可應用於耦合視需要之第三取代基至 15 主體結構。舉例而言，烷基化反應（例如威廉遜（Williainson ) 轉合成、弗瑞德-克來福特（Friedel-Crafts)烧基化反應， 或其他的芳族的親電子性取代反應）可用於在具有經基或 腰部分之第三位置，耦合第三取代基至共軛有機前驅體， 以形成側鏈取代之中間產物組成物。 2〇 i 在一較佳之具體實施例中，視需要之第三取代基模組 (例如一或多側鏈）係在連接第一及/或第二取代基模組 之前’耦合至共軛有機前驅體。舉例而言，提供及耦合第 二取代基模組可包含：（a)提供約1·1莫耳當量之側鏈取代、 基的鹵化衍生物；（b)在碳酸鉀(K2C03)及二甲基甲醯胺 14 200422374 =存二:，組合_化衍生物與共麵有機前驅體，以形 成反應^物；以及⑷加熱反應混合物至約呢，夢此柄 合第二取代基至該共1¾有機部分。 a 視而要地，在第三取代基耦合步驟期間，可加成額外 的側鏈取代基至縣有機前驅體。舉例而言，輕 代基模組之步驟視需要地進—步包括在第四位置耗合第四 取代基至魅構1三及第四取代基可為相同或不同 的化學物種類。 在本發明之-些具體實施例中，製造導電性組成物的 10方法亦包括下述步驟：耗合或共結合頭部基團.（及任何其 他摻合至組成物中的結合奈米結構的部分）至奈米結構的 外表面#此提供-結合奈米結構的組成物。視需要地， 此^驟可在導電性組成物之合成（例如固相合成）期間進 行0 15 Μ於利縣代基模組之具體實_，該取代基模組中 推合有可聚合的成分，製造導電性組成物之方法可視需要 地進步包含下述步驟：在耦合組成物至奈米結構表面後 聚合有機組成物，藉此形成聚合之共軛有機組成物。 在又另一方面’本發明亦提供改質奈米結構（例如奈 20米晶體）及外部基質間之交互作用的方法。此等方法包含 下述步驟：（a)利用本發明之導電性組成物處理奈米結構； 以及(b)形成含有奈米結構之基質，該基質包含經處理之奈 米結構及基質組成物，藉此改質奈米結構及外部基質之間 的父互作用。視需要地，施與至奈米結構的導電性組成物 15 200422374 可在原位聚合，以形成聚合之導電性組成物。在另一具體 實施例中，基質組成物，其中放置有經塗覆之奈米結構， 係構成本發明之聚合物導電性組成物。 本發明亦提供摻合有本發明之導電性聚合物之裝置， 5例如光電裝置、光電伏打裝置及發光裝置(LEDs)。本發明 之導電性組成物可耦合至奈米級及非奈米級（例如整體結 晶性）總成。本發明之裝置一般包括第一電極表面及第二 電極表面，以及具有半導體或含有奈米結構之基質組成 物，該基質組成物包含設置於二電極之間且電氣地耦合至 10第一電極表面及第二電極表面的導電性組成物。在一具體 實施例中，本發明之導電性組成物係掺合入光電伏打裝 置，該光電伏打裝置例如描述於2〇〇2年1〇月25日申請之美 國專利申請案USSN 60/421，353 ; 2003年3月4曰申請之 USSN6〇/452,〇38;2〇〇3年9月4日中請之仍训[代理人檔案 15編號：4〇-〇01320US];以及國際專利申請案[代理人檔案 編號：40-0〇1320PC]。或者，本發明之組成物可用於=電 4注入含有螢光之核心/外殼之奈米結構的裝置，例如製 造用於作為顯示器或白光光源的lEd。 I：實施方式3 20 較佳實施例之詳細說明 本發明提供導電性小分子、募聚物及聚合物，其可用 於改良橫越奈米結構表面或在含有奈米結構之基質（例如 奈米複合材料，例如包含一或多奈米晶體，例如一或多無 機奈米晶體）内的電荷傳送。 16 200422374 光電伏打裝置將光（太陽能）轉換成可貯存的能量。 當光由奈米複合材料（例如含有奈米晶體之組成物）中的 奈米晶體性結構吸收時，此吸收造成電子·電洞（亦稱為“激 發性電子”）的形成。此電子及電洞可復合或保持分離，其 5 部分依奈米複合材料之構形而定。電子及電洞之復合在一 些應用中是理想的（例如LEDs中的發光）以及在其他應 用中是不理想的。 在應用於光電伏打裝置之奈米複合材料中，舉例而 言，電子及電洞較佳為不復合，但移動至相對電極。然而， 10 奈米結構（例如奈米線、分支奈米線、奈米晶體、非晶形 奈米結構、奈米顆粒、奈米四角錐等）一般包含一或多個 表面配位基（例如在合成期間引入之界面活性劑分子），其 本質上為非導電性。參見例如美國專利申請案第60/389,029 號（Empedocles於2002年6月13日申請），發明名稱為 15 “奈米技術使光電元件變為可能”以及Millifon等人(2003) “設計用於調節CdSe奈米晶體及有機半導體之間電子轉 移的電活化界面活性劑” Adv. Mater. 15:58-61。此等非導電 性奈米結構塗層的存在降低光電伏打裝置中電荷分離的效 率。本發明之組成物係設計以緩和、增進或控制奈米複合 20 材料中產生之電子及電洞之傳送（例如分離）。在使用期 間，組成物係耦合至奈米晶體表面，以致於組成物中的共 軛有機物種類與經由奈米晶體傳送之電子及/或電洞電氣 地交互作用。如上所述，此與目前可取得之本質為非導電 性的有機奈米晶體性塗層相反。 17 200422374 定義 在詳細描述本發明之前，需瞭解到本發明不受限於特 定裝置或生物系統，此裝置及系統當然可改變。亦應瞭解 到’在本案說明書中所使用的用語僅為了描述特定具體實 5施例，並非企圖構成限制。如同在本案說明書及後附申請 專利範圍中所使用者’除非在本案說明書中清楚地另外指 明’單數形式“-，，U，an)及“該，，（the)包括複數的 指稱物。因此，舉例而言，關於“-奈米晶體表面，，或-“奈米結構表面”包括二或更多表面的組合；關於“一取 10代基”，包括多取代基之混合物等。 除非另外說明，在本說明書中使用之所有技術及科學 用語的意義，與熟習本發明相關技術之人士所一般瞭解的 意義相同。雖然類似於或等效於本說明書中所述之任何方 法及材料可用於實施本發明的試驗，在本發明中描述較佳 15的材料及方法。在描述及界定本發明專利範圍時，下述用 語將艮據下述的定義來使用。 在本案說明書中使用之“導電性組成物，，一詞意指單 體9例如配位基）、募聚物或聚合物組成物，其具有電子傳 導、電洞傳導的能力，或具有進行電荷轉移的能力。 20 “共軛有機部分” 一詞意指有機（亦即含碳）分子， 其具有二或多個與單鍵交替存在的雙鍵，以及因此同時包 括線形及環狀結構。 在本案說明書中使用之“官能化，，一詞意指反應性化 學部分或官能性的存在。 18 /4 在本案說明書中使用之“燒基，，一詞意指一化學取代 土 :、係由單價基團CnIi2n組成，或含有該單價基團，其 中η為大於〇的整數。 在本案說明書中使用之“芳基，，一詞意指化學取代 基，其係_絲團組絲包含料族基團。 “單齒（monodemate)，，及“多齒（伽胞咖伽），， 意指連接位址的數目（單齒具有_位址以及多齒具有一以 上的位址）。 在本案說明書中使用之“可聚合部分，，一詞意指一化 10學取代基•分，討進行自聚合反應及/或共聚合反 及因此包括，但不限制於乙稀基衍生物、丁二烯類、 -稀類、、四軸、二烯類、乙块類、丁二块類、苯乙稀衍 生物以及其他㈣該項技術者已知的反應性官能基。 在本案說明書中推田夕、 %中使用之养聚物”及“聚合物，，是可 f的1指多聚性結構，其具有—以上之成分單體或次 你+系祝明書中使用 ——签貝一巧恩指一材料，通 吊疋聚合物材料，其中包 米晶體性組成物）。基質可為導t圍有第二材料（例如奈 20物⑼道㈣ 電性組成物、半導電性組成 20物，或非導電性組成物。 “奈米結構”為—種具有至少—區域或特徵尺寸的結 構，其具有小於約500 nm之尺寸，例 小於約100 rnn，小於心 卜小於約2〇〇nm’ 於約MW或甚至小於約—。一 ，此區域或特徵尺寸將沿著結構之最小轴。此類結 19 2〇〇422374 構的例子包括奈米線、奈米桿、奈米管、分支之奈米晶體、 奈米四角錐、三角錐、二角錐、奈米晶體、奈米點、量子 點、奈米顆粒、分支之四角錐（例如無機樹狀聚合物 (dendrimers))及其類似結構。奈米結構在材料特性上可 5為實質均相’或在某些具體實施例中，可為非均相（例如 雜結構）。奈米結構可為例如實質結晶性、實質單晶性、多 晶性、非晶形或其組合。在一方面，在奈米晶體之三維度 中’各自具有小於約500 nm之尺寸’例如小於約2〇〇 nm， 小於約100 nm，小於約50 nm，或甚至小於約2〇 nm。奈 1〇米結構可包含一或多表面配位基（例如界面活性劑）。 “結晶性”或“實質結晶性”等用語，當使用於奈米 結構時，意指奈米結構一般呈現出橫越結構之一或多尺寸 的長距離級次（long-range ordering)之事實。一熟習該項 技術者應可瞭解到，“長距離級次（long range 〇rdering)，， 15 一詞將依特定奈米結構之絕對尺寸而定，單晶的級次無法 延伸超過晶體的界限。在此例子中，“長距離級次（l〇ng range ordering) ”將意指橫越至少大部分奈米結構之尺寸 的實質級次。在一些例子中，奈米結構可帶有一氧化物或 其他塗層，或可由核心及至少一外殼所組成。在此例子中， 2〇 將可瞭解到，氧化物、外殼，或其他塗層不需要呈現其他 級次（例如可為非晶形、多晶或其他）。在此等例子中，“結 晶性”、“實質結晶性”、“實質單晶性，，或“單晶性” 意指奈米結構之中央核心（排除塗覆層或外殼）。使用於本 案說明書之“結晶性”或“實質結晶性，，等用語企圖亦涵 20 2004223 74 括包含各種不同缺陷、疊層缺陷、原子取代及其類似物之 結構，只要該結構呈現貫質長距離級次（l〇ngrange ordering)(例如級次超過至少約8〇%之奈米結構或其核心 之至少一軸的長度）。再者，應可瞭解到，在界於核心及奈 米結構之外側之間的界面，或界於核心及鄰近外殼之間的 界面，或界於外殼及第二鄰近外殼之間的界面，可包含非 結晶性區域且甚至可為非晶形。此無法避免奈米結構成為 如本案說明書所定義之結晶性或實質結晶性。 “單晶性”-詞，當使用於奈米結構時，意指奈米結 ⑺構為實質結晶性以及包含實質上為單晶。當使用於奈米結 構之包含核心及一或多外殼的雜結構時，“單晶性，，意指 核心為實質結晶性且實質上包含一單晶。 佘米晶體為 15 20 上早晶的奈米結構。奈米晶體 因此具有至少一區域或尺寸小於約5〇〇nm的特徵尺寸，例 如小於約200 nm，小於約⑽nm，小於約5〇_，或甚至 j於、、勺2〇nm般而言，區域或特徵尺寸將沿著結構之 最的軸。此結構的例子包括奈米線、奈米桿、奈米管、 ^里^奈米顆粒及奈米帶等。奈米晶體在材料 =可為貫質均相，或在某些具體實施例中，可 ,., 見為要地，奈米晶體可包含一或多表面 配位基（例如界面活祕十丨、丄 人少衣囬 為實質單晶（一“置不米日曰體 可視需要地在結構上 雖然使用:本發明=結構”或—“單晶性奈米結構，’）。 製造，較佳地，奈米二未結構可實際上由任何習用材料來 ，、、、°構係由無機枋料製備，例如無機導 21 200422374 電性或半導電性材料。導電性或半導電性奈米結構通常呈 現1-維量子拘限，例如電子通常可僅沿著結構之一維度移 動。奈米結構在材料特性上可為實質均相，或在某些具體 實施例中，可為非均相（例如雜結構）。“奈米晶體，，一詞 5企圖涵括實質單晶性奈米結構，其包含不同缺陷、疊層缺 陷、原子取代及其類似物之結構，以及不含此類缺陷或取 代的實質單晶性奈米結構。在包含核心及一或多外殼的奈 米晶體雜結構的例子中，奈米晶體的核心一般為實質單晶 性，但外殼不需如此。奈米晶體可主要由任何習知材料（一 1〇 或多）來製造。 奈米線為一奈米結構，其具有一較其他二主軸長 的主軸。因此，奈米線之縱橫尺寸比大於1 ;本發明之奈米 線之縱橫尺寸比為大於約h5或大於約2。短奈米線，有時 候稱為奈米桿，一般縱橫尺寸比為界於約15至約10。長 15奈米線的縱橫尺寸比大於約10,大於約20,大於約50,或 大於約100，或甚至大於約10，_。奈I線之直徑一般小 於約500 _，較佳為小於約2〇〇 _，更佳為小於約⑼ nm’以及最佳為小於約1〇〇nm，約5〇咖，或約乃⑽， 20 或甚至小於約10nm或約5 nm。奈米線的長度—般大於約 ⑽⑽，例如大於·nm，大於5⑽邮，或甚至大於麵 nm。本發明之奈米線在材料特性上可為實料相，或 些具體實施例中’可為非均相（例如奈米線雜結構）。夺米、 線可大致上由任何習用的材料（―或多種）製造。夺米線 可包含‘純，，材料，實質“純，，材料及摻雜之材料等，且 22 200422374 可包括絕緣體、導體及半導體。奈米線〆般為實質結晶性 及/或實質單晶性。奈米線可具有可變的直徑或具有實質 均一的直徑，換言之，直徑的變化小於約20% (例如小於 約10% ’小於約5% ’或小於約1%)，在最大變化性的區 5域或線性尺寸至少為5 nm (例如至少1 〇 uni，至少20 nm， 或至少50 nm)範圍内，。一般而言，直徑係以距離奈米 線之端點來估算（例如超過奈米線之中心20%、40%、50 %或80% )。奈米線之長軸之整個長度或/部分可為直線形 或可為例如曲線形或彎曲形。在某些具體實施例中，奈米 10線或其部分可呈現二-或三-維度之量子侷限效應。根據本發 明之奈米線可明確地排除碳奈米管，以及在某些具體實施 例中，排除“鬚晶”或“奈米鬚晶，，，尤其是直徑大於1〇〇 nm，或大於約200 mn的鬚晶。奈米桿、奈米絲及其他係 詳細描述於USSN [代理人檔案編號：40_000820US]，與本 15案共同申請，該文獻之全部内容併入本案說明書中以供參 考。 ‘縱橫尺寸比”為奈米結構之第一軸的長度除以奈米 結構之第二及第三軸的長度平均值之比值，其中第二及第 二軸為長度幾乎彼此相等的二個軸。舉例而言，對於完美 Λ 之桿的縱橫尺寸比應為其長軸之長度除以與長軸垂直的截 面直徑。 界於HOMO及LUMO之間的“能隙差，，意指進行横 越分隔價帶及傳導帶之“能隙，，區域的躍遷所需的能量。 性組成物 23 200422374 在一方面，本發明提供用於改良電荷傳送之導電性組 成物，該電荷傳送例如橫越含有奈米結構之基質。此組成 物係用於與奈米結構組成物接合，例如含有奈米晶體之光 電伏打基質。或者，本發明之導電性組成物可與非奈米級 5 半導電性成分一起應用。本發明之導電性組成物一般包括 三主要組件：核心部分或“主體結構”；“頭部基團”， 其在第一位置耦合至該主體結構且可與奈米結構表面結 合；以及“尾部”基團，其在第二位置耦合至主體結構。 此外，此導電性組成物可視需要地包括一或多“側鏈”部 10 分，其在一額外的位置耦合至該主體結構（亦即第三位置， 第四位置等）。 每一此等組件將在下文中較詳細地描述。本發明導電 性組成物所包含的組件共同作用，以提供位在結合表面（例 如奈米晶體表面）上的導電性塗層，或包含半導體表面的 15 聚合物基質，藉此容許及/或增進電子及/或電洞轉移。 舉例而言，當光衝擊一光電裝置（例如光電伏打裝置）之 奈米晶體元件時，由奈米晶體吸收的光子在奈米晶體内產 生激發性電子。藉由傳導電子遠離電洞，產生可供利用的 電子電位。本發明之導電性組成物（例如配位基型塗層及 20 /或聚合物基質）有助於電子電位的產生。此幫助可為舉 例而言，經由給與（注入）電子至奈米晶體或其他半導電 性材料，或經由傳導（抽取）電洞遠離奈米晶體或半導體。 在一較佳之具體實施例中，藉由本發明之導電性組成物增 進的電荷遷移率（電子的移動），快至足以避免電子與電洞 24 的復合。電荷分離及傳送之進一步討論，因為其有關本發 明之導電性組成物及相關裝置（例如光電伏打裝置及 LEDs)，可參見Scher等人於2003年3月4日申請之美國 臨時專利申請案USSN 60/452，03 8，且其發明名稱為“以奈 米複合材料為主的光電伏打裝置”。 選擇共軛有機部分用於導電性組成物的核心。此共軛 部分一般為共軛烷基部分或共軛芳基部分。用於本發明之 組成物的例示主體結構包括，但不限制於伸苯基、售吩、 10 乙烯、乙炔、苯胺、吡啶、菲、各種不同的烯基結構及其 類似物。在一些具體實施例中，多環芳族部分（例如多環 芳族烴，或PAH)係應用於作為共軛有機部分。例示之PAH 化合物包括，但不限制於蒽、苯并[a]蒽、篇、苟、花、养 15 二氫危、苊（acenaphthalene)、菲、芘、苯並⑷祐及其^ 似物。 _ 在-具體實施例中，共輕有機部分的功能為提供自曰 體至聚合物基質（及視需要地，至例如光電伏打襄置之晶 極或電極表面）的電洞傳送。沿著此導電性組成物^電 20 ‘‘骨架”㈣洞傳送（例如電荷傳送）係藉由選擇及配= 主體結構的電特性來增進，以致於相對於電子傳送，己合 自奈米晶體至聚合物基質的電洞傳送（亦即導電性組偏好 之主體結構部分具有比奈米晶體高的H〇MQ能階，以、物 周圍聚合物低的HOMO能階)。或者，本發明之導電 成物可模組地設計成供電子傳送。 &組 25 200422374 在本發明之-些具體實施例中，主體結構為寡聚物或 聚合物結構，例如聚(伸笨基）、聚(嗟吩）' 聚（乙烯）、聚（乙 快）' 聚(苯胺）' 聚W、聚(η比旬、聚(pAH)及其類似物。 聚合作用的程度範圍可自僅有—些重覆部分（例如Μ]、 5 5、6等）或較長的聚合物（例如具有數十個重覆單位）。再 者’熟習該項技術者已知的額外或可替代的寡聚物或聚人 物共耗結構也可應用於作為本發明組成物的主體結構。Q 頭部基團 10 15 20 本舍明之導電性組成物進-步包括在共辆有機部分上 之第一位置耦合至主體結構的“頭部基團”。在未鈇入、 構形中’頭部基®為可結合至奈米結構表面之官能化^ 分。視需要地，頭部基團為—結合頭部基團（例如組成物 與奈未結構結合的實施❹結合及官能化結構 發明中的“頭部基團”。 為本 用於官能化本發明中的頭部基團的例示化學部分勺 括:但不限制於膦酸、次磷酸，酸、胺、胺氧化物刀二 膦氧化物、俩鹽、亞賴鹽、己氧基及硫醇部分。、 或者’含化合物或雜環（例如料 °比咬、务定、°票呤或㈣）可用於作為本發明之組成^、 結合奈米結_部基團部分1示之化合物 制於2_甲基°比唆、3·乙基対、比咬、可力丁仁不限 =:、，懷其他—般_為奈米結構生 在一些具體實施例中 S此化（或結合）之頭部基图 26 200422374 為單齒結構（例如可結合奈米結構的單-部分）。在另一替 代㈣體實施例中，頭部基團為可與奈米結構表面進行多 數交互作用的多齒結構。 5 10 15 20 視需要地，頭部基團部分包括一或多可聚合的部分。 些具體實施例中’可聚合的部分可應用於製備具有連 ^ (例如線性地）單—主體結構之多數頭部基團模組的 導電性組成物…此種组成物具有化學式叫b_t，其 如在共輛組成漏合軸fs1，χ份複本之頭部部分⑻ =主體結構⑻及尾部基團⑺。或者，在頭部基團之 5物部分係用於聚合導電性組成物的鄰近部分。聚合作用 於:頭部基图之間’或—頭部基團及導電性組成物 ^刀（例如尾部基團或可選擇之側鏈）之間。具有 =本質之卿組成物係料化學邮 盆中 ==::=(_)。_二 本發明之導電性組成物亦包括一尾部基 有機部分之第二位置(尾部位置)麵合主雜結構:、= 非傳導化學結構可仙於本發明作為尾部基團。_般而-吕’尾部基團為-n個碳之炔麟構（其中m 然而’即使更大的_結構（具有切22亦_ 可使用於本發_組搞。使祕本㈣ ^期 27 200422374 辛炔1壬炔及[癸块。 22個碳（或更县、μ 女Ώ任何包含界於3至 炔類結構可為直^八可應用於本發明作為尾部基團。 定系統而定。舉例支’部分依㈣物欲應用之特 作為尾部基團之分i ^在—些具體實施例中，由應用於 響導電㈣絲/難生社如叫加，可影 芳基部分的位置(例如’藉由改變主體結構之 上次序的改變，亦可^ 絲合物々子、堆疊及堆疊 響。在-較佳之#電子特性及電荷傳送能力有影 ίο 鏈較佳係用於作為尾部基團部分^ 支）烧基 八.體實施例中，尾部基團進-步包括嗟吩部 刀’虽存在時1讀佳餘在_部 =:部基…_之第二位置二 視需要地，尾部基團進一步包括能結合至夺米 面的化學官祕。如_部基團部分所贿者，尾絲圓 可為單齒或多齒結構。當存在時，視需要地_將結合奈 米結構之官能性併入尾部基團中，以供耦合至第二奈米結 構表面（例如在鄰近奈米晶體之間，形成橋接組成物 舉例而言，在另一具體實施例中，本發明之導電性組 成物可包括二-炔類或二-烯類尾部基團取代基，其具有化學 式：CC-(CH2)n-CC，其中CC代表雙鍵或叁鍵結合的碳原 子（在此具體實施例中，位在烷基側部）。視需要地，結合 奈米結構的部分（例如phosphanate)係結合在尾部部分内， 28 200422374 例如在一遠離接觸主體結構位址的位址（如化學式 、 (OH)2P(Q)-CC-(CH2)n_CC·所示）。在尾部基團模組内存在 多數炔類或烯類部分，可用於改變尾部的幾何形狀且可麥 響頭部基團之結合。結合入尾部基團之結合奈米結構的部 5刀，了與存在於頭部基團者相同或不同。視需要地，妹入 入尾部基團之結合奈米結構的部分可用於結合至作為頭部 基團的相同奈米結構，或可耦合至鄰近的晶體（亦即連接 晶體）。在另-具體實施例中，偏好連接至不同奈米結構的 不同的結合奈米結構部分係應用於本發明之多料電性組 10成物中（形成例如一不對稱性雙齒導電性組成物）。此組成 物可應用於例如在晶體系統中對準奈米結構。 在另一本發明之具體實施例中，尾部基團包括一或多 可聚合部分。如同前述，可聚合物部分可應用在_些具體 實施例中’以製備具有多數連接（例如線性地）至單_主 15體結構的尾部基團模組的導電性組成物。一此類的組成物 將具有化學式· H、B_(Tz)，其中z份複本之尾部部分係連接 至主體結構。或者，在尾部基團之可聚合部分係用於聚合 導電性組成物之鄰近部分，類似於頭部基團之視需要的可 聚合部分所描述者（例如界於二尾部基團之間，或界於尾 20部基團及另-導電性組成物之部分之間）。雖然鄰近部分較 佳在連接至奈米結構表面後聚合，但可聚合之部分可在組 成物曝路至奈米結構之前麵合。 視需要之侧鏈 主體結構視需要地包括—或Μ合至共Μ機物種類 29 200422374 的側鏈。視需要地，導電性組成物包括二、二 ^ ^ ^ _ 一二或四側鏈（雖 然額外的可預期獲得適當構形之主體結構）。 可使用侧鏈組成物中的改變例，例如改變導電縣成 物之溶解度，關於組成物之電氣調整，及/或聚合作用 的目的。舉例而言，側鏈可視需要地包括1炭基_分； ==電子特性的結果，含有此側化導電性組成 =曰進（有做）電子轉移。或者，結蛘單的烧基鍵 乍為侧鏈取代基’將藉由取代基之給電子本質 於電 洞轉移。 、 ίο 傳導或非傳導化學結構可應用於本發明中作為側鍵。 傳導化學結構具有延伸_如結構之魏翻的附加優 點。 與在-較佳之具體實施例中，側鏈為◦_連接或Ν_連接之 Μ化學結構（例如耗合至存在於主體結構上_基或胺基 更用於本發明之例不側鏈部分包括，但不限制於連接或 Ν連接之已烷部分、〇_連接或Ν_連接之孓乙基己基部分、 、連接或Ν-連接之辛基部分、〇_連接或Ν_連接之癸基部 分、。視需要地，任何包含界於5至22 (或更多）碳原子之 連接或Ν-連接烷基部分可用於作為侧鏈部分（包括烷、 2〇稀、块、乙烯基及芳基結構）。 如上所述’應用於作為側鏈部分的化學取代基可視需 為…電子基或拉電子基，依所欲用途而定。舉例而言， 電何傳送之改良涉及電子傳送之具體實施例中，較佳為拉 電子基，相反地，對於“電洞，，之傳送，給電子基的功能 30 200422374 較佳

在一較佳之JL轉^ A f r 一貫施例令，第一側鏈係在第一側鏈位 以及Γ共概有機物種類上第三位置）輕合至主體結構， 及第一側鍵係在® 一 / 第四位 ’、弟二側鏈位置（亦即共軛有機物種類上 置）輕口至主體結構。側鏈可為相同的化學部分， 二可具有π的化學結構。視要地，_可1有相同之化 子组成物^乍為頭部基團或尾部基團。 ίο 蚰芬本裔月之t具體實施例中，側鏈取代基係官能性 電氣地與含有奈米結構基質之基質組成物配合。 =而言’側鏈視需要地可包括與基質官能性交互作用的 陵（例如親合力結合、離子交互作用、共價交互作用 鍵結形成及翻貞似者）。或者，側鏈料可用於影響 15 州及聚合物基質之間的距離二 二堆錢離及堆疊次序’及/或基質-配位基堆疊距離及包 、可藉由改變導電性組成物之側鏈部分而改變或於制， 藉此影響側鏈與„„之交互作用，以及 工

基·奈米結構祕㈣子簽字（signature)。W 20 側鏈之烷基部分的長度可用於影響溶解度；因此可為 任何長度或分支反應圖。經由各種不_鏈部分的組合， 溶解度及電子特性可同時（或個別）調整。 在本發明之另-具體實施例中，側基包括—或多可聚 合的部分。在本發明之組成物之一些具體實施例中，侧鏈 上的可聚合部分可彼此交互作用’藉此交聯導電性組成物 31 2004223 74 之個別成員，以形成聚合物導電性組成物。聚合作用可發 生在側鏈及鄰近導電性組成物之間，側鍵及導電性組成物 之另一部分（例如頭部基團或尾部基團）之間。雖然鄰近 部分較佳在連接至奈米結構表面後聚合，在一些具體實施 5例中，但此部分可在組成物曝露至奈米結構之前聚合。 或者，可聚合之部分可應用至製備延伸之側鏈元件（例 如作為耦合額外部分至導電性組成物的元件）。 例不之化學部分，其可結合以作為觸部分，包括但 不限制於烧基（例如燒、烯或快）鏈，長度範圍為i個碳 10至22個碳（或更長），罗炭基、丙稀酸醋、甲基丙稀酸酿、 肉桂酯及其類似物。在一些具體實施例中，側鏈部分包括 羰基’其具有二烯部分，例如丁二烯（例如〇_c(〇)_(CH2)n_ 丁二烯）。二烯部分，其可沿著酯化烷基鏈置於任何位置（例 如接近羰基、朝向烷基鏈由間、位在遠離連接之端部 15專）’可接著視需要地聚合，舉例而言，利用光經由2+2或 4+4之聚合反應。舉例而言，參見paie〇s (ed.)有機介質中 之 t 合作用（Gordon and Breach Science Publishers， Philadelphia，1992) 〇 再者’本發明之導電性組成物之化學合成的模組方式 2〇 (例如收斂周圍改質（ e_g·，convergent periphery modification))適用於不同頭部部分、尾部基團及視需要之 側鍵部分的多數組合。 本發明之例示導電性組成物係提供下述表1以及圖式 及實施例中。 32 200422374

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聚合物具體實施例 如上所述，一或多導電性組成物之組成分可視需要地 5 包括可聚合成分。本發明亦提供用於奈米結構之寡聚物及 聚合物導電性組成物。寡聚物及聚合物導電性組成物可用 於作為奈米結構上的塗層包埋入基質中的奈米結構。視需 要地，利用本發明之第一導電性組成物塗覆奈米結構，以 及包埋在額外的（例如第二）聚合物導電性組成物中。在 10 一額外的具體實施中，不同形式的奈米結構（例如P-型及 η-型奈米晶體）係經由本發明之導電性組成物，耦合或交 聯於基質内。完成有效率之電荷傳送係經由能隙調整，藉 由設計電洞及電子之“樓梯”來進行，其中基質聚合物可 具有最高填滿分子軌域（HOMO)階層，稍高於結合奈米結 15 構導電性組成物配位基之HOMO (其本身具有高於奈米結 構之HOMO階層）。因為電洞傳送之能量偏好路徑係由低 36 200422374 至高HOMO階層，其設計將促使電洞自奈米結構傳送至配 位基至聚合物至電極。相反地，基質聚合物可具有LUMO (最低空的分子執域）階層，其稍低於配位基LUMO，以 及配位基LUMO可低於晶體LUMO階層。此將有利於電子 5 自聚合物經由配位基及奈米結構傳送至電極。我們已進行 配位基及聚合物之能隙、HOMO及LUMO階層的模組計 算，顯示出藉由調整配位基及聚合物二者可達到符合此等 要求。一種完成的方式為聚合物及寡聚物使用類似的元 件，所以每一電子簽字（signature)是類似的但可稍微調整 10 以提供分別供電洞及電子傳送的適當電子。 可聚合之部分 本發明之導電性組成物之任何部分（頭部基團、主體 結構、尾部基團及/或側鏈）可包括一或多可聚合之部 分。例示之化學取代基，其可結合至組成物中，但不限制 15於乙烯基竹生物、丁二烯、三稀、四烯、二烯、乙快、丁 二炔、苯乙烯衍生物及其類似物。例示之側鏈取代基及/ 或竹生物（以及用於麵合或交聯的機構）可由例如上文中 Paleos的文獻提供。 對於交聯反應而言，可聚合之部分可置於所選擇之元 20件的末端，或其可為内部（例如在烷基鏈取代基中）。本發 明已構思各種不同的聚合物作用反應圖，包括但不限制於 聚加成反應（熱、光·引發或_射_引發）；聚縮合作用、氧 化搞合及其類似者。較佳之聚合作用反應圖為鄰近導電性 組成物中側鏈取代基的乙烯基聚合物作用。 37 200422374 聚合組成物 在一較佳之具體實施例中，本發明之聚合物導電性組 成物一般具有結構：[Hx-By-Tz]n， 其中Η代表頭部基團，B代表主體結構以及T代表尾 5 部基團。下標X、y及ζ代表在聚合物之“單體”次單位中 存在之重復部分的數目（分別為頭部基團、主體結構或尾 部基團），而η值表示提供存在於聚合物中的單體單位數 目；此等值為整數。於一具體實施例中，X、y、ζ及η皆等 於1係相當於前述之單體導電性組成物。因此，對於本發 10 明之聚合物組成物而言，此等整數的總和(x+y+z+n)為大於 4之整數（亦即5或更大）。 側鏈亦可存在、耦合至聚合物導電性組成物中的一或 多主體結構；此等視需要的側鏈並未獨立於主體結構B而 明示於化學式中，但可視需要地存在。在一些本發明之聚 15 合物具體實施例中，側鏈部分係出現在主體結構之主要部 分上（亦即至少50%之主體結構）；在另一具體實施例中， 側鏈之存在比例為至少75%、90%、95%、99%或實際上 為主體結構成員的全部。視需要地，此等側鏈部分可具有 相同的化學官能性；或者，側鏈之組成物可與隨主體結構 20 之不同而不同。舉例而言，在一具體實施例中，聚合物之 主體結構交錯地界於二不同側鏈部分之連接之間。在另一 具體實施例中，存在於組成物中的多數側鏈為二、三、四 或更多化學取代基的無規混合物。 當使用時（例如在奈米結構存在下），至少一聚合物導 38 200422374 =成物之頭部基團部分係結合至奈米結構表面。視需 頭部基團之部分（例如至少，、約⑽、約t 5 10 15 20 ^約⑽、約99%或實際上為頭部基團之全部）為結合 =二:述部分所述，聚合作用可在導電性組成物結： 二;二=::在:_ ::太:::亦預期到包括導電性組成物或聚二。 …丁、未、“冓之組合（例如含有奈米結構基質）。 米結楫-其暂^ 導電㈣村使驗赠、转歧 输晶性材料等之電荷注入作用/抽取作用。因此，1 t構或其他奈米級組成物為較佳具體實施例，在本卿 -所心述之導電性組成物可用於他處、非奈米級表面， 歹1如整體結晶性材料等之電荷注入作用/抽取作用，以及 因此不受限於奈歧及转㈣（例如整體結晶性）魄 成。在一具體實施例中，含有奈米結構基質包含具有外部 之'τ'米、構’其中一部分奈米結構外部表面係共結合 本發明之導f性組成物；以及—基質元件，其係位在緊 鄰奈米結構之共輛外部表面處。應用於含有奈米結構基質 導電)·生組成物可為單體組成物或聚合物方式，例如塗覆奈 f結構。基質元件可為導電性基質或非導電性基質，依產 品的用途而定。使用於本發明之例示基質包括，但不限制 於聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚(對伸苯基乙烯(ppv)、以及聚 (2甲氧基，5乙基(2,己氧基)對_伸苯基乙稀(MEH_ppv)。 39 200422374 在另-具體實施例中，本發明之含有奈米結構基質包 括，但不限制於奈米結構及位在鄰近奈米結構之外表面的 基質組成物，其中基質組成物包含本發明之導電性組成物 的聚合具體實施例。舉例而言，可預期導電性組成物具有 5結構：[ΊνΒπΗζ]η，其中Η包含至少一官能化頭部基團， 其可結合至奈米結構表面；其中Β包含主體結構，該主體 結構包含一或更多之共辆有機部分，其中第一共辆有機部 分係耦合至一緊鄰的官能化頭部基團；其中Τ包含至少一 尾部基團’該尾部基團耦合至該主體結構；以及其中χ、^、 10 Z及η係各自獨立地包含等於或大於1之整數。聚合作用係 經由各部分上可聚合之單元的交聯來達成。 在本發明之另一具體實施例中，基質之導電性聚合組 成物係共價地耦合至另一施用至奈米結構的導電性組成 物。在一較佳之具體實施例中，此額外的導電性組成物係 15 官能地及/或電氣地與一或多導電性聚合物基質配合。 基質 熟習該項技術者已知廣泛不同之與奈米結構相容的聚 合物（參見 Demus 等人(ed.) 1998 Handbook of Liquid Crystals Volumes 1-4, John Wiley and Sons，Inc.，Hoboken， 20 NJ ); Brandrup (ed·) 1999 聚 mer Handbook, (John Wiley and

Sons，Inc.) ; Harper 2002 Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites，第 4 版，（McGraw-Hill，Columbus，OH); and Kraft et al. (1998) Angew. Chem· Int. Ed· 37:402-428。雖 然導電性或非導電性聚合物可用於與本發明之導電性組成 40 200422374 物接合，本發明之較佳具體實施例為應用導電性聚合物。 使用於本發明之例示聚合物包括，但不限制於熱塑性 聚合物（例如聚烯烴、聚酯、聚矽氧烧、聚丙烯腈樹脂、 聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚二氯乙稀、聚乙烯乙酸酯或 5 氟塑膠）；熱固性聚合物（例如酚樹脂、脲樹脂、蜜胺樹脂、 環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂）；工程塑料（例如聚醯胺、 聚丙烯酸酯樹脂、聚酮、聚二醢亞胺、聚礙、聚碳酸酯、 聚縮醛）；以及液晶聚合物，包括主鏈液晶聚合物（例如聚 (羥基萘甲酸））以及側鏈液晶聚合物（例如聚[化((4’(4”-氰 10 苯基）苯氧基)烷基）乙烯醚])。特定具體實施例包括導電性 有機聚合物，參見 T. A. Skatherin (ed.) 1986 Handbook 〇£ Conductive PolymerL (Marcel Dekker，New York)。用於作為 本發明之基質的導電性聚合物的例子，包括但不限制於聚 (3-己基噻吩)(P3HT)、聚〇甲氧基，5-(2’-乙基-己氧基)-對-15 伸苯基-乙烯](MEH-PPV)、聚(對-伸苯基乙烯)(PPV)及聚苯 胺0 結構 如上文所述，用於本發明之結構包括，但不限制於奈 米級及非-奈米級（例如整體結晶性）總成。奈米結構，例 20如奈米晶體、奈米線、奈米桿、奈米顆粒及其類似物，可 藉由熟習該項技術者已知的許多機制來製造。再者，其尺 寸可藉由可適用於不同材料之許多方便方法中任何一者來 控制。 舉例而言，不同組成物之奈米晶體的合成係描述於例 41 200422374 如Peng等人，（2000) “CdSe奈米晶體的形狀控制” Nature 404，59-61 ; Puntes等人（2001) “膠態奈米晶體形狀及尺 寸控制：鈷的例子” Science 291，2115-2117;頒給 Alivisatos 等人之USPN 6,306,736 (2001年10月23曰），發明名稱 5 為“形成成型之第III-V族半導體奈米晶體的方法，及利用 此方法形成的產品”；頒給Alivisatos等人之USPN 6,225，198 (2001年5月1曰），發明名稱為“形成成型之 第II-VI族半導體奈米晶體的方法，及利用此方法形成的 產品”；頒給 Alivisatos 等人之 USPN 5,505,928 ( 1996 年 4 10 月9曰），發明名稱為“III-V半導體奈米晶體之製備；頒 給 Alivisatos 等人之 USPN 5,751，018( 1998 年 5 月 12 曰）， 發明名稱為”利用自組合單層將半導體奈米晶體共價鍵結 至固態無機表面”；頒給Gallagher等人之USPN 6,048,616 (2000年4月11日），發明名稱為“包埋量子尺寸之摻雜 15 半導體顆粒及其製造方法”；以及頒給Weiss等人之USPN 5,990,479 ( 1999年11月23曰），發明名稱為“供生物應 用之有機螢光半導體奈米晶體探針及製造與利用此探針的 方法”。 具有不同縱橫尺寸比之奈米線的生長，包括具有經控 20 制之直徑的奈米線，係描述於例如Gudiksen等人（2000) 半導體奈米線之直徑選擇性合成” J. Am. Chem. Soc. 122，8801-8802 ; Cui等人(2001) “單晶矽奈米線之直徑控 制性合成 Appl. Phys. Lett. 78，2214-2216 ; Gudiksen 等人 (2001) “單晶半導體奈米線之直徑及長度的合成控制”乙 42 200422374

Phvs. Chem. B 105,4062-4064 ; Morales 等人（1998) “結晶 性半導體奈米線之雷射脫離法” Science 279，208-211 ; Duan等人(2000) “化合物半導體奈米線之一般合成”

Adv· Mater· 12，298-302 ; Cui 等人(2000) “在矽奈米線中 5 的摻雜及電子輸送” J. Phvs. Chem. B 104,5213-5216; Peng 等人(2000) “CdSe奈米晶體的形狀控制” Nature 404， 59-61 ; Puntes等人(2001) “膠態奈米晶體形狀及尺寸的控 制：鈷的例子” Science 291，2115-2117 ; USPN 6,306,736 (2001年10月23日），發明名稱為“形成成型之第m-V 10 族半導體奈米晶體的方法，及利用此方法形成的產品”； 頒給Alivisatos等人之USPN 6,225，198(2001 年5月l曰）， 發明名稱為“形成成型之第II-VI族半導體奈米晶體的方 法，及利用此方法形成的產品”；頒給Lieber等人之USPN 6,036,774 ( 2000年3月14日），發明名稱為“製造金屬 15 氧化物奈米桿之方法”；頒給Lieber等人之USPN 5,897,9β ( 1999年4月27曰），發明名稱為“金屬氧化 物奈米桿”；；頒給Lieber等人之USPN 5,997,832 ( 1999 年12月7日），發明名稱為“碳化物奈米桿之製備”；urbau 等人（2002)之鈦酸鋇及鈦酸錄組成之單_結晶性詞鈥礦 20 奈米線的合成” J· Am· Chem· Soc·，124，1186 ;以及 γϋη 等人（ 2002) “藉由掃描式探針顯微鏡法研究個別鈦酸鋇 奈米線的鐵電性質” Nanoletters 2，447。 分支奈米線（例如奈米四角錐、三角錐、二角雜及分 支四角錐）的方法係描述於Jun等人(2〇〇1): 利用單界面 43 200422374 活性劑系統之多臂CdS奈米桿結構的控制合成” J> Arn^

Soc^ 123, 5150-5151 ;以及 Manna 等人（2000) “可 溶及可加工之桿-、箭…淚滴-及四角錐-狀CdSe奈米晶體 的合成” J. Am. Chem. Soc. 122，12700-12706。

5 奈米顆粒之合成係描述於頒給Clark Jr.等人之USPN 5,690,807 ( 1997年11月25日），發明名稱為“製造半導 體顆粒的方法”；頒給El-Shall等人之USPN6，136，156 (2000年10月24日），發明名稱為“矽氧化物合金之奈米 顆粒”；頒給Ying等人之USPN 6,413,489 (2002年7月 10 2日），發明名稱為“藉由逆相微胞調節技術合成奈米尺寸 顆粒”；以及Liu等人(2001) “自立鐵電性锆酸鈦酸鉛奈米 顆粒之溶膠-凝膠合成” J· Am. Chem. Soc. 123，4344。奈米 顆粒之合成亦描述於上述有關奈米晶體、奈米線，及分支 奈米線之生長的文獻中，其中所得的奈米結構的縱橫尺寸 15 比小於約1.5。 核心-外殼奈米結構雜結構的合成，亦即奈米晶體及奈 米線（例如奈米桿）核心-外殼雜結構的合成，係描述於例 如Peng等人（1997) “具有光穩定性及電子可及性之高度 螢光CdSe/CdS核心/外殼奈米晶體的外延生長” L 20 Am. Chem. Soc. 119, 7019-7029 ; Dabbousi 等人（1997) “(CdSe)ZnS核心-外殼量子點：高度螢光奈米結晶性之尺 寸系列的合成及特徵化” J. Phys. Chem. B 10lr 9463-9475 ; Manna等人(2002) “在膠態奈米桿上之分级

CdS/ZnS外殼的外延生長及光化學退火” J. Amu Chem., 44 200422374 _二124, 7136-7145;以及 Cao 等人(2000) “具有 InAs 核心 之半導體核心/外殼奈米晶體的生長及特性” J. Am. Chem. _ 122, 9692-9702。類似的方法可應用於其他核心-外殼 奈米結構的生長。 5 包括奈米線雜結構之均相族之奈米線之生長，其中不 同材料係沿著奈米線之長軸分布在不同的位置，係描述在 例如Gudiksen等人(2002) “奈米層級光子學及電子學之奈 米線超晶格結構的生長” Nature 415, 617-670 : BjnrV等人 (2002)電子貫行之一度空間障礙赛跑（〇ne-dimensional 10 steeplechase) Nano Letters 2: 86-90 ; Wu 等人(2002) “單 結晶性Si/SiGe超晶格奈米線之逐嵌段生長，，Nan〇 —tters 2, 83‘ ；以及Empedocles之美國專利申請案第 60/370,095號（2002年4月2日），發明名稱為“編碼訊息 的奈米線雜結構’’。類似的方法可應用於其他雜結構的生 15 長。 在特定具體實施例中，奈米結構的集合體或族群在尺 寸及/或形狀上為單分散性。參見Bawendi等人之美國專 利公開案第20020071952號，發明名稱為“奈米晶體 備，，。 曰曰 20 nm 至約 l〇〇nm， 無機奈米線之直徑可改變以例如控制營光奈米線的發 射波長。奈米線之直徑較佳為界於約2 更佳為約2nm至約5nm，或界於約1〇n 王叼50 nm。奈 米線的長度亦可改變。在特定具體實施例中， 之縱橫尺寸比界於約1G至約1G，_ (例如界於^至約 45 200422374 10,000’界於約50至約10,000,或界於約100至約1〇,〇〇〇)c 奈米線可實際上可由任何習知材料製備（例如半導體 材料、鐵電材料、金屬等）且實質上可包含單—材料或可 為雜結構。 5 應用於本發明之含有奈米結構基質的奈米結構實際上 可由任何習知材料製備，例如奈米晶體可包含無機材:， 例如半導體材料’例如包含選自於週期表第2族或第b族 選出的第-元素以及自第16族選出之第二元素的材料（例 如 ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、Cds、、以化、邮、 1〇 HgSe、HgTe、MgS及類似材料）；包含選自於第i3族之第 -元素及選自於第15族之第二元素的材料（例如⑽、 GaP、GaAs、GaSb、InN、Inp、InAs、祕及類似材料）； 包含第14族元素之材料（Ge、Si及類似材料）；例如哪、 PbSe、PbTe、A1S、A1P及觸之材料；或其合金或混合 物。再者，有關使用於本發明之奈米結晶性結構的詳細内 容可參見例如2002年10月h日申請之USSN刪2^; 以及Scher等人2003年3月4日共同申請之仍抓 60/452038，發明名稱為“奈米複合材料為主之光電伏打裝 置”。 20 在-較佳之具體實施例中，本發明之裝置應用包含 CdSe、CdTe及/或InP作為奈米晶體材料之奈米晶體。 合成導電性組成物之方1 本發明亦提供合成促進電荷轉移 法，例如供使贱含有奈麵構光電伏«置。本發明提 46 J 74 供合成步驟之模組化方法，以致於各種不狀頭部基團、 尾部基團及側鏈可獨立地㉝合至經選狀主體結構。 5 10 15 20 本毛方法包括下述步驟··⑷提供共輛有機前驅 體’其中該共1¾有機_體包含至少三可供連接取代基模 _的位置’（b)提供第—取代基模組（例如頭部基團或其伯 奈米結構結合部分），其中該第一取代基模組包含一奈米結 構2合部分，例如膦酸衍生物、㈣衍生物、胺衍生物、 膦何生物、硫醇衍生物、嗟吩衍生物或其組合丨以及⑷提 供第二取代基触（例如尾部基團），其巾第二取代基模組 匕各坱類何生物，該炔類衍生物包含界於3至μ個碳原 視而要地，此方法進一步包含提供第三取代基模組（例 側鍵）#中視需要之第三取代基模組包含絲衍生物， 二基衍生物包含界於丨至22個碳原子。接著將取代基模組 ^合至共婦機前驅體（例如主體結構）：將第—取代基模 、、口在帛置’將第二取代基模組輕合至第二位置， ϋ將視需要之第三取代基模_合至第三位置，藉此合 八機組成物。（第一、第二及第三位置界定共輛有機部 :上可供連接的位址，以及不代表合成期間之連接次序上 ^有關共輛有機物種類的IUPAC編號協定）。一般而言， :::之第三取代基，係在第一(頭部)及第二(尾部诹代 上刖耦u至主體結構。較佳地，模組至主體之輕人不 破壞主體結構的雷+ 3 電子共輛，再者，第―、第二或第三取代 二 '、”且之至少—取錄係可結合至μ結财 合至奈米結構表面）。 ι飞已、、、° 47 200422374 具有連接側鏈部分之核心結構的合成 主體結構提供本發明之共軛有機物種類之核心。一般 而言，主體結構為一共輛有機物種類，其可官能化（例如 藉由ii化）或可與其他官能化部分（頭部基團、尾部基團、 5 側鏈）反應，以製備本發明之導電性組成物。 較佳地，共軛有機前驅體係選自於任何熟習該項技術 者已知的多數共輛烧基部分或共輛芳基部分中任一者。例 示之共輊有機前驅體，例如伸苯基、嗟吩、乙烯、乙快、 苯胺、芴及吡啶衍生物、炔基部分、或茈、菲、蒽、烯基 10 或其他多環芳族部分（或其聚合衍生物）已在上述内容中 討論。視需要地，一或多取代基模組耦合至主體結構延伸 主體結構之共軛作用。例示之主體結構係提供於表2中。 表2:用於作為主體結構之例示共軛有機部分 48 200422374

以適當成分合成方法（模組）設計及製備本發明之導 電性組成物的優點在於對合成反應圖之每一元件的反應性 5 調整或“調頻”的能力。舉例而言，芳基-芳基耦合的速率 49 200422374 可藉由對每一個別元件選擇適當的給電子基或拉電子基來 增加或減低。拉電子基傾向加速在把催化之輕合反應中的 氧化加成步驟（參見Kuehl等人(1997) Organometallirc 1897)。因此，藉由包括一拉電子取代基在一元件上，使輕 5 合速率增加。雖然本發明不限制於一特定機制，耦合之增 進可藉由拉電子基弱化芳基鹵化物或芳基-錫烷鍵結，因而 使鈀催化更容易插入此等部分之間來達成。舉例而言，將 炔基尾部基團部分連接至一 Π塞吩前驅體，接著連接三甲基 錫烷，以及接著耦合此元件至主體，與逐步組合相較，造 1〇成較快的耦合速率以及較高的整體生產量。若炔基部分係 在噻吩及主體元年耦合之後，以分歧的逐步方式添加，可 觀察到搞合速率變慢。 本發明之導電性組成物通常包括耦合至主體結構之一 或二側鏈，或“臂’’（亦即本發明通常包括一或二侧鏈， 15或臂”（亦即第三及第四取代基模組））。在方法之一較 佳具體實施射’視需要之第三及第四取代基模組係在麵 合第一（頭部）及/或第三（尾部)取代基模組之前’搞合至 共耗有機前驅體。舉例而言，共輕有機前驅體可在具有經 基或胺部分之第三位置烧基化，以形成0_連接或n_連接之 20經側鏈取代的中間產物組成物。 舉例而言’利用齒化物官能的側鏈部分（例如ί或Br) 可用於院基化經選擇之共輕有機物種類及提供經側鍵取代 的主體結構，其係利用習知技術已知的方法進行。例如， 對於描述於本案說明書之含經基的共輛有機前驅體而言， 50 200422374 提供第二取代基模組，其包含約ι·ι莫耳當量之經選擇的 側鏈取代基的函化衍生物；以及耦合第三取代基模組與共 輊有機前驅體包含下述步驟··（a)在例如碳酸鉀(K2C〇3)及 ,二曱基甲醯胺(DMF)存在下，組合鹵化側鏈衍生物與共軛 5有機前驅體，以形成反應混合物；以及(b)加熱反應混合物 至約70°c，藉此耦合第三取代基至共軛有機部分。同樣的 反應可供設計耦合功能化側鏈部分至含胺之主體結構前驅 體。或者，若可得的話，用於作為受質以產生本發明之組 成物的側鏈·搞合主體結構，可購自不同的供應商（例如 10 SIGMA-Aldrich)。 在主體結構具有二（或更多）之相同側鍵部分時，第 三及第四取代基的耦合反應一般係同時進行（例如在單一 反應混合物中）。 使用於本發明之方法及組成物的—較佳主體結構為氣 15西昆U，4-二經基苯）。表3提供使用於本案說明書所述之人 成步驟的例示受質，以具有耗合在核心氫酉昆結構之經基位° 置的二側鏈取代部分的氫醌主體結構為主。 表3 ·具有連接側鍵之例示主體結構 51 200422374

5 如表中數據所示，位在氫酿主體結構之位置1及4的 52 但非必要地為相同的化學部分。 第一取代基模纟且包含官能化結合奈米結構之頭部基 m 對於第_取代基模組包含二乙基亞填酸鹽 5的具體實施例而言，輕合第一取代基模組至主體結構可經 由把催化之亞碟酸鹽_芳基搞合反應來進行。 在另一具體實施例中，製備具有結合奈米結構部分（例 如亞磷酸鹽）及共輕物種類（例如苯環或嗟吩）之較大頭 部模組（前驅體），以供連接結合奈米結構部分至主體結 10構。頭部模組之合成可藉由例如提供芳&鹵化物核心結構 及進行二鋰-函素交換反應來達成。芳基鹵化物核心結構係 齒化在第一鹵化物位置並與三曱基氣矽烷(TMSC1)反應以 產生TMS-芳基中間產物核心結構；TMS_中間產物核心結 構接著鐘化在第二鹵化物位置並與氯化三甲基錫⑽3 SnC1) 15反應以產生甲基烧基化第二中間產物。視需要地，經化反 應可以逆順序進行。此等反應的產物接著與例如齒化噻吩 組合以作為共軛物種類，以形成第一取代基模組，其在此 具體實施例中包含TMS-芳基-噻吩衍生物。結合奈米結構 部分（例如亞磷酸鹽基）可接著經由鈀催化機制（在頭部 20模組連接至主體結構之前或後），耦合至結合頭部基團模組 之芳基部分。 可使用於本發明之例示之結合奈米結構部分包括，但 不限制於表4中所列出者。 表4;具有用於作為頭部基團之結合奈米結構部分的 53 200422374 例示合成受質

尾部部分的合成 5 導電性組成物亦包括尾部基團，一般定位在遠離結合 奈米結構頭部基團處。視需要地，尾部基團亦可包括一或 多結合奈米結構部分；在此等具體實施例中，導電性組成 物可用於作為鄰近奈米結構或奈米結構之間的連接基。視 需要地，對於本案說明書中具有自組特性的具體實施例而 54 200422374 言，本發明之導電性組成物亦可應用於作為對準配位基， 例如用於對準及/或排列結合之奈米結構（共同申請之參 見例如USSN[代理人檔案編號·· 40-003300US]及PCT申請 案[代理人檔案編號：40-003300PC；!)。 5 第二取代基模組（例如含炔類尾部部分）之耦合可藉 由使用鈀催化劑，進行芳基耦合反應來完成。例示之反應 流程包括’但不限制於Sonogashira搞合（Sonogashira等 人，1975 Tetrahedron Lett. 50： 4467-4470 ) ; Suzuki 耦合 (Miyaura 1979 Tetrahedron Lett. 3437 ) ； Hartwig-Buchwald 10 耦合（用於N-連接取代基）；Heck反應（Patel等人，1977 L__〇Jg. Chem· 42:3903)等。或者，銅媒介反應，例如 Ullmann 耦合及Stephens-Castro耦合可用於耦合第二取代基模組至 主體結構。視需要地，催化劑（用於本案說明書所述之此 處反應或其他反應）可提供在固態撐體上或耦合至水溶性 15 聚合物’以改良物質之回收（參見例如Bergbreiter “結合 水溶性聚合物之催化劑”；Bergbreiter及Martin (Eds.) (1989)直能性聚合物(Plenum Press, New York, pp. 143-158) ; Tafesh及Beller (1995)“使用水溶性催化劑之芳 族硝基化合物的第一選擇性反應“ Tetrahedron Lett. 2〇 36:9305 。 用於作為本發明之尾部基團部分的化學取代基包括， 但不限制於顯示於表5的結構。 表5 :使用於作為尾部基團的例示炔類前驅體 55 200422374

導電性組成物之模組合成 透過準備這個主體結構，頭部基團和尾部基團部分 5 (沒有可任意選擇伴隨側鏈或者有其（它)）單獨地，能容易 和迅速準備各種不同導電性組成物。對本發明導電性組成 物S的化學合成（物）這個模塊方法適合各種頭部部分，尾 部基團和可任意選擇的側面（方面）鏈條元素的一些結合， 一些在圖式1和圖式2中提供了。 10 視需要地，化學合成物方法對一個架構的外部表面包 括耦合的步（步驟）包括得進一步（更遠)這個頭部基團，例如 奈米晶體（或者其他的奈米結構），從而提供奈米晶體-跳 躍的組成物。交替著，頭部基團可能對非-奈米級表面是 耦合和與非-奈米級的半導體組成物一起使用的導電性組 15 成物。半導體和奈米級的半導體組成物S在藝術中眾所周 56 200422374 知。能夠用任何模範的準備能夠使用於輕合步（步驟）的奈米 結構S外部表面S半以前描述的傳導材料。在一較佳之 具體實施例中，是小組或者把m/v架構歸類這個奈米晶 體SII/可變間隔，為其糕合對奈米晶體外部表面的頭部基 5團包括，例如，有奈米晶體最接近金屬部分頭部基團中的 可用的自由（有空）電子的協會。使用的頭部基團模組能夠 (被)選擇基於接觸的架構或者奈米級的架構的組成物，能 夠準備導電性組成物的，例如，為任何奈米結構/奈米晶 體組成物，沒有不適當實驗。 10 此外，本發明的方法也能夠對奈米結構表面在耦合以 後包括聚合物的步（步驟)視需要地這個有機組成物這個組 成物，從而形成聚合物有機組成物。 本發明的含有奈米結構裝置特別適合於用於光電伏打 裝置。舉例而言，Huynh和阿拉巴馬。（2〇〇2 )科學 15 295:2425 - 2427 ; Huynh 和阿拉巴馬。（1999) 11:923 927 ; Greenham和阿拉巴馬。（1996 )Phys.發動機旋轉 B- Condens 物質（事情）54:17628 - 17637 ; Greenham 和 阿拉巴馬。（ 1997 )化學合成物金屬84:545 - 546;模範的 奈米晶體含有（容納）的光電伏打裝置S在2002年9月5 20日歸檔的臨時應（運）用60 / 408,722 USSN方面描述了 (Nanosys 40 - 000800 奈米複合材料 S ); USSN 60 / 421，353，（Nanosys P001300 光電伏打 S)在 2003 年 3

月 4 日 2002 年和 USSN 10 月 25 日 60 / 452,038。也 能夠把本發明的導電性組成物S使用於在USPN 57 200422374 6’239,355描述的聚合物/奈米複合材料光電伏打裝置s ; ϋ8ϊ^6,512，ΐ72，以及染色-敏化的水晶光電伏打裝置S5 例如，如同在 USPN 5,728,487 描述和 USPN 6,245,988。 能夠輕噴射的水溶性半導體奈米晶體S的合成描述 5 USPN 6,251，3〇3到Bawendi和阿拉巴馬。舉例而言， 水可溶解的有螢光奈米晶體S，， （ 2001年6月6日）和 USPN 6,319,426到Bawendi和阿拉巴馬。標題水可溶解 的有螢光半導體“（ 2001年11月20曰）。 作附加方面奈米結構和基質之間修改（改進)相互作用 10的方法，本發明也提供修改（改進)奈米結構和外部基質之 間的相互作用的方法。方法包括一的步（步驟）用本發明的導 電性組成物處理奈米結構；>B)形成包括這個款待奈米 結構和基質組成物的含有奈㈣構基質。減要地，處理 這個奈米結構也能夠包括聚合物形成聚合物導電性組成物 b這個導電性組成物。方法的在一些具體實施例中，在方法 中用在這裡描述的聚合物導電性組成物作為基質。 20 能夠對沒有從宣稱的發明的精神或者範圍離開在上面 描述的方法和材料(進行)本發明修正方法，裝置s和組成 物的s的使用，並且能夠對—些不同使用放這個發明，包 括：在這裡把任何方法使用（用處）準備導電性組成物用於 修改（改進）涉及奈米結構，例如，相互作用，奈米晶體的相 互作用和基質之間。 在這裡把任何方法使用（用處)使本發明的導電性組成 物與一或更多的奈米結構S聯繫。 58 200422374 把個方法使用⑽處）或者本發明的導電性組成物含 有奈求結構裝置的製造。 任何一個導電性組成物S，奈米結構的成套用具或者 系統使用：導魏組成物；奈緒構··基質組祕S，或者 5方法在上文描述了。成套用具視需要地將附加包括完成含 有（容納）用來準備這個組成物及/或的導電性組成物s 或者材料的方法，包裝法材料，—歧多的容器的命 導）等一類東西。 處於附加方面，本發明在這裡提供成套用具方法和裝 10置的。發明視需要地的成套用具包括得在下面當中一或更 夕·（ 1 )對於本發明導電性組成物s模塊合成(物）的各個 組成部分（主體結構S，頭部基團S，尾部基團s，側鏈 S)， （2 )奈米晶體s或者其他的奈米結構s的一或更 多的準備；（3)奈米晶體準備的部分及/方法基質組成 15 物 S 〇 處於進一步（更遠）的方面，本發明在這裡為把任何設 備（裝置）用作實踐規定(提供)在這裡或者成套用具把任何 部分或者成套用具用作在這裡任何方法的實踐任何方法。 下面的實施例S實施例被提供舉例，但是不（要）限制 20這個宣稱的發明。可以理解，在這裡描述的實施例8和體 現僅僅疋由於說明性目的以及對擅長藝術的人將由此建議 光中的各種修正或者變化並且（是）要在（這些）附加的要求 的精神和之内包括範圍這個應(運）用和範圍。 伴隨插圖方面提供了對本發明導電性組成物S合成的 59 200422374 方法能夠在，舉例而言，Fessendon和Fessendon， ( 1982 )有機化學，第二個版本，Willard，關於合成技術 的附加資訊；小心和Sundberg，高級有機（ 1990 )化學， 第三個版本，部分和B，增壓室壓；和3月（1985 )高級 5 (先進)有機化學，第三個版本，Wiley約翰，紐約和兒 子。音艘搨η地，描述的在其中修改（改進)標準的化學制 品回應（以）提升回應效率，產量，及/或產率。 實施例1: 4-癸基·苯_丨-膦酸設計模型導電性組成 物的合成測試對本發明導電性組成物3的合成(物)模塊方 10法合成（圖式3 )。這個模型導電性組成物5b準備，對主 體結構把1 -碘-4-溴苯用作前驅體，把丨_癸炔和歛镨混 合物的乙基亞磷酸鹽頭部基團部分用作尾部基團部分。對 的毫升schlenk 500瓶子氬，鈀二氣化物（1〇疆〇1， 〇.177g)，碘化物（2.36 mmol，〇45〇G)下的碘化物 (2·36 mmol，0.450 G)的碘化物（2·36 mm〇1，〇45〇 1 —碘廣-苯（5〇mmo1，14.15G)被增加了，容 益製動器’並且在真空(裝置)下放置了這個瓶子和用氬 (3X)回填。這個瓶子適合(裝配）了此時有隔膜在確定的 風壓力下並且脫氣二異丙基胺（刚毫升）隨著動而在 20下透過插管被增加了確定的氬壓力。其次，卜癸炔 j 〇 mmol’ 6.91 G)脫氣在氬下透過注射器被增加了。最 後，在氬下透過插管轉移增加了乾(燥）的，脫氣四氮咬 喃，用-個玻璃製動器密封和允許為一小時由加熱跟隨(到) 容器（船)。在冷㈣環境溫度以後，這健紐移走了，溶 60 2004223 74 解在歛镨混合物乙基乙醚（ 200個毫升）中和用銨氯 化物洗滌的剩餘物（停留。水，3個X 100毫升）。 把這個有機層在鎂硫酸鹽上分離和弄乾了，過濾和由r〇t〇 -蒸發移走的溶劑。把這個隨之而來的油溶解在己烷S中 5和透過矽石凝膠體插。溶劑的撤除導引4-癸基-溴-苯 3的黃油（14.34g，98個％產量）。 把這個材料沒有進一步（更遠）的淨化用作磷酸鹽部分 的配屬。對有一個聚四氟乙稀電子管（閥）和含有（容納）上 面所述化合物 3 ( 23.87 mmol，7.0g )(1.19 mmol， 10 h38g)鈀（〇)被增加了。在氬下透過注射器依次增加了 TRI乙基胺（U毫升）和的甲苯。其次，4 (26·26 mmol，3·63 G )歛錯混合物乙基亞磷酸鹽在氬下透過注 射器被增加了。密封了這個回應容器（船），混合物為2h 對100個C授動和加熱了。這個溶劑被蒸發移走了和 15把這個剩餘物溶解在乙基醋酸鹽（ 200個毫升）中和用 飽合水銨氯化物（3 75毫升），在鈉硫酸鹽上乾(燥）洗 滌過濾和由蒸發移走的溶劑。用矽石凝膠體色層分離法 的孤立（i:i乙酸乙酯：己烷）作為沒有顏色的油（719 G， 90個％產量） 2〇 (7.19 g5 90% yield) ^NMRCCDCls) . 7.7〇 2 H) 7.45 (m，2 H)，4.10 (m，4 H)，2.42 (t，2 H)，1.61 (m，2 H) ’ 1·45 (m，2H)，1.32 (t，8H)，1·27 (m，6 H)，0.89 (t3 3 H) 由下面完成了對膦酸酯的水解。對250個毫升 schlenk瓶子含有（容納）化合物5 ( 1〇 mmol，3·5 G )矛 61 的—氟甲烧（65毫升），整理乙基（40mmol， 6·1§)隨著動而在下透過注射器被增加了氩。在以環境溫 x 一 ·5 Ή攪動以後，在滅壓中移走了這個溶劑。下一次 ^ 1)¾ ( 毫升）和水（ 0.775毫升）被增加了和混合物 5 以45分於从- ^ 々知的％境溫度攪動了。用由所有溶劑二氯甲烷和 二令X的i'曰加跟隨的蒸發，丙酮/水的撤除負擔了這個膦酸 何生物5b (2.9 G， 100個％產量）。 (2-9 g5 100% yield) iH NMR (CDC13) . 7.75 (m5 2 H)，7.45 (m，2 H)，2.44 (t，2 H)，1.63 (m，2 H)，1.45 (m，2H)， 10 1.32 (t5 8H), 0.93 (t5 3 H). {1H}31P NMR (CDC13) . 24.0 實施例2: —個優點（優勢)對本發明的方法，導電性 組成物16的合成(物）是對興趣(利益）各種導電性組成物s 的合成(物)模塊方法。使用這個方法考慮到共有（通常)化 學合成物中間產物S和核心結構的s的準備和使用（用 15處）。在圖式4中描述（寫）了本發明導電性組成物準備的 模範的合成（物）規劃和在這裡在進一步（更遠）的de尾部 中描述。在這個模塊方法中，組成物（主體結構，頭部基 團，尾部基團）的各個組成部分作為個體架構被合成了， 它（這)那時（然後)是耦合以一起形成這個導電性組成物。 20 賴基團前驅體的準備是激活(產生）的頭部基團前驅 體化合物9本發明-些體現合成(物）中的一個共有(通常） 中間產物，&(疋)能夠準備基於例如在圖< 4中提供的那 些的知道的化學合成物草案。 對本發明許多體現中主體結構的部分的麵合揮臂，揮 62 臂部分先於頭部和 -個(人)揮臂更直八’、的、、、°合對主體元素是耦合。 基部分。對二: 導電性說成物是0 包括得—或 ^之”體實施例中’的吩元素 吩部分輕L夕：固主體結構對芳族環(圈)核心結構的 、，、。構S或者透過提供（l.G mmol, 10 15 ·. 77g)，triphenylarsene (2.0 mmol, 〇.61〇G)，和 =ci (的20個随〇1，〇 859 g)毫升邊刚 管子包括在手套盒子内。在schlenk線(行)上，M_ j · · * uo 〇 _ 2,5 - dihexoxybenzene 13 被增加了（ 10 個 _〇1’ 5.30G)，和在真空(裝置)下放置了這個容器（船） 和用氬回填（3個X)。其次，二曱基甲醯胺（DMF) 疋確疋的氬壓力下的插管轉移紅（色）。給這個容器（船）6 天為對100個。c密封和加熱了。涼（冷)和用乙基醋酸鹽 ( 200個毫升）稀釋了回應混合物和用飽合的水小蘇打 洗滌（125個毫升），deionized水（50個毫升）和 鹽水（150個毫升）。在真空（裝置）下放置了這個有機 層和在毫升schlenk 250瓶子中移走和誘捕了這個溶 劑。用閃光（閃爍）色層分離法（乙酸乙酯：己烷S， 0， 1， 20 2，和5個％坡度）和用roto -蒸發的溶劑的撤除的淨化 負擔1，4-歛镨混合物的黃水晶了 吩-2,5-dihexoxybenzene (2.2G，49 個％產量，化合物 15 一）。1H 核磁共振（CDC13)d 7.53 (500，2 Η)，7·34 (500，2 H)，7.25 (S，2H)，7.09 63 200422374 (數字顯示，2 Η)，4·〇9 (Τ 4Η、 ! 、Α，4Η)，1·91 (Μ， 4 Η)5 1.55 (Μ, 4Η)5 136 m 〇 i.JO (Μ5 8Η)? 〇93 (Τ，6 Η); 13 丙等{ 1Η} (CDci3)5〇〇 149 2, 139.3, ΐ26.8, 125.8。客漁然後)由個）的 iodination 5 使中間產物15 —轉變成化合物15b 了如下的吩元 素。對有聚四氟乙稀電子管（閥）和攪拌石，丨，4-鈥镨 混合物的毫升schlenk 1〇〇瓶子吩_ 2 5 diheX〇XybenZeni 15 — (2.49 随〇1，j.1〇G)被 10 15 20 增力:了和瓶子靠近了-個製動器和在真空(裝置)下放置和 用氮（3x)回填。其次，乾(燥）的氣形式（表格％個毫 升）是綠定的氬壓力下的插管轉移紅（色)並且混合物動 了。向這stirred解答在下面氬，N_i〇d〇 丁二醯胺 (2.49 mmol，0.560 g) was附加的銦一個部分，這回應 船密封的帶著一鐵氟龍sleeved停止者和這回應 混合stirred大西洋時間周遭的溫度為了 45h那時 熱的向40 °C和stirred為了一額外的22h以後冷 卻這天然的回應混合was plugged穿過矽土膠體 (5 %乙基醋酸鹽.95 %己烧)，那時washe(j帶著1〇 %水的鈉硫代硫酸鹽（3x50毫升)，濃鹽水（5〇毫升） 和這有機層dried在鈉硫酸鹽filtered和這有償 付能力的退離的透過roto-蒸發向買得起這天然的 物質的混合物15b如同一黃色的多油的固體的 (1.40g，99% 出產）·1Η 核磁共振（CDC13)d 7.53 (Μ，1 Η)，7.43 (500，1H)，7·35 (Μ，1 64 /4 )’ 7·26 7·2〇 (M，3H)5 7·ΐ3 (500，1H) 7·09 (數字顯示，1 Η), 7·〇2 (S，1H)，4〇9 (’ 4H)，2·45 (T，2H)，ι·93 (m，4 H)， i·70 1·25 (M，24H)。6 皆-、化中間產物15b，尾部基團和頭部基團部分尾部 員^基團的s增加的耗合導引導電性組成物16。尾 部部分對碘化是耦合主體結構的吩元素在圖式4中顯 :了，以與為化合物5 —以前描述的其類似的模式。碩 ^基團的_合是希望的導電性組成物16合成(物）中 10後步（步驟）。 實施例3 :揮臂揮臂有不對稱元素的組成物s的合成 (物)在架構中是相同或者對稱的這二個導電性組成物的部 分不必。在本發明組成物S的另一個體現中，部分把二個 是不同的揮臂使用於導電性組成物21的模塊合成(物）。 如同在圖式5中顯示那樣，烧基4- methoxyphenol (化合物17 )在70個。C碳酸鉀和DMF的面前使用1 _ 峨的己烷1.1個等價物（化合物11)的沒有防衛羥基小 組被吃，為了形成中間產物化合物18,碘化是，有的這樣 衍生了 吩部分，和對1 -癸炔的尾部部分的耦合（T1 ) 20 和以與實施例2類似的模式吩-phosphonate頭部基 團（H3 )。 實施例4:尾部基團部分的合成(物）1- stannyl- 5 • decynyl _ 另一個共有（通常）中間產物使用於本發明 一些體現的合成(物）的吩是的吩含有（容納）的尾部基團 65 200422374 部分 1 - stannyl - 5 _ decynyl _ 吩（化合物 22)， 在0中將吩部分和尾部基團先於耦合連結與主體結構 (對比化學合成物描述（寫）在圖式4和圖式5中規劃，在() 中將吩部分先於尾部基團部分的耦合連結與主體結 5 構）。這能夠如下（圖式6 )準備吩-尾部基團的中間產 物。對有再次密封聚四氟乙稀電子管（閥）和雞蛋成型的攪 拌石，把二氯化物（〇·413 mmol , 0.073 G )， triphenylphosph ( 0.826 mmol 5 〇.2l7g )，和銅（我） 的毫升 schlenk 1〇〇管子把碘化物（0.413 mm〇l， 10 0.079 G )包括在手套盒子内。在schlenk線(行)上，脫 氣 2 - bromo 吩 8 ( 20.66 mmol，3·37 G)，二 異丙基胺（30個毫升1-癸炔2 ( 20.66 mm〇1， 2.86G)和曱苯（5〇個毫升）在氬下透過注射器依次 被增加了。用電子管（閥）密封了這個回應容器（船），對1〇〇 15個c加熱和一夜之間攪動的回應混合物。使回應混合物 冷卻到環i兄溫度，和使由r〇t〇_蒸發移走的這個溶劑冷卻 了 把這個剩餘物溶解在用飽合水銨氣化物（3個χ 125毫升）洗滌的鈥镨混合物乙基乙醚（25〇個毫 升）中，在鈉硫酸鹽上乾(燥），過濾了，並且這個溶劑被 20 __蒸發移走了，負擔黃油。透過用己烧S透過石夕石怒 膠體插的淨化負擔2_ decynyl 了作淺黃色的油的吩 (化。物22 — ) ( 4.32 G， 95個％產量）。1H枋路 共振吻 Cl3 7.18)d (5〇〇, i H)，712 (5= 2 H)，6.94 (數字顯示，1H)，2 44 (丁，2 66 200422374 Η)，1·70 1.30 (M3 12 H)，0.92 (τ，3 Ή)· 千兆周/ 密西西比 （M+ 220 M/Z)。沒有進一步 (更遠）的淨化使用這個化合物。 對的L schlenk 1瓶子手套盒子，2 - decynyi中 的擾拌石雞蛋成型的由吸管吩22 — （ 57.44 m〇 5 12.658 G )被增力口了。在schlenk線(行)上四 ίο 15 氫呋喃（300個毫升）透過隔膜對回應容器（船）是 插管轉移紅（色）。使回應混合物冷卻了對_ 78 並且 N 丁基鐘（35·9毫升，己烷S中的1·6 Μ辦法（溶 液)，）透過注射器逐滴被增加了並且增加了 45分鐘攪動 的回應混合物。用增加漏斗適合(I配）了這個回應容器㈣ 並且整理乙基馬口鐵（錫）氣化物（57·4冑升，四氫咬 喃中的1·〇 Μ辦法(溶液)）透過隔膜對確定的氯壓力 下的漏斗是插管轉移紅（色)。在15分鐘中的_個時期上 向_鐘鹽辦法(溶液）中逐滴添加了整理乙基馬口鐵㈤ 溶液）。在_ 78 π。允許回應混合物隨著一 仪^間動而對加（變)熱環境溫度。S seWenk線(行)上在 減壓下中移走了這個 20 和在1L schlenk瓶子中誘捕。 =個 的剩餘物溶解在用鹽水（3個X綱 U 4㈣㈣上乾⑻，洗務的鈥镨混合物乙基 乙醚（ 500個毫升） 中過，慮和由負擔的她-蒸發移走 的命 W] 1 - stannyl - $ , 的吩22b (20.6G decynyl_ 了作淺褐色的油 ( ， 個％產量）。m核磁共振 (CDC13 7.20 )d (5〇η η 0，1 Η), 7.00 (500，2 67 200422374 Η) ? 2.43 (Τ，2 Η)，1.60 (Μ，2 Η)，1.44 (Μ，2Η)，1.30 (Μ，8Η)，0.899 (Τ，3 Η)， 0.37 (S， 9Η); 千兆周/ 密西西比 （Μ+) 384個 Μ/Ζ，369 個 Μ/Ζ (Μ+-測鏈 3 )。 5 實施例5 :共軛組成物25的合成(物）是在桌子和圖 式6 1中展示的化合物25本發明共輛組成物的另一個 實施例。這個組成物準備，使用了 如下的吩-衍生的尾 部基團部分22b和主體結構的15b。 對有攪:拌石的毫升 schlenk 50管子飽二氯化物 10 ( 0.12 mmol， 0.021g ) LiCl ( 2.4 mmol， 0.103 G) 和 1 - stannyl - 5 - decynyl - 把吩 22b，包括在手 套盒子内。在schlenk線(行)上，把化合物15b在確定的 氬壓力下對schlenk管子溶解在二甲基曱醯胺和插管 的轉移紅（色）中。在真空（裝置），用氬回填，下放置了回應 15 混合物4天為對100個°0密封和加熱的容器（船）。用 乙基醋酸鹽（ 250個毫升）稀釋了回應混合物和用電離 的水洗滌（100個毫升），這個有機層分離了和在減壓 下中移走的溶劑。用矽石閃光（閃爍）色層分離法的淨化 (4個％乙酸乙酯：％ 96己烷）（架構沒顯示出來）作為 20 黃多油固體對化合物23負擔了前驅體（ 0.360 G， 23 個％產量）。1H核磁共振 （CDC13)d 7.54 (M， 1 Η)，7·35 (500，1 Η)，7·25 7·16 (M， 4Η)， 7.09 (數字顯示，1 Η)， 4.09 (Μ， 4Η) 5 1.93 (Μ, 4 Η)， 1.56 (Μ， 4Η)， 1.39 (Μ， 68 200422374 8H)，〇·94 (M，9H); MALDI TOF 密西西比 (M+H) 661 個 M/Z。Μ 對有聚四氟乙稀電子管（閥），攪拌石和這個前驅體 的毫升 schlenk 50 瓶子為了使 23 (0.515 mmol 5 0,34〇G)和氯形式（表格)混合（6·2毫升），把Ν-碘丁 一酿胺（0.515 mmol，0.116 G )在氬下包括在一部分 内。密封了這個回應容器（船)和給混合物對22 Η的4〇 個C加熱了。用％水鈉硫代硫酸鹽（3個X 25毫升） 鹽水（2個X 25毫升），在鎂硫酸鹽上乾(燥），10日 1〇洗滁的乙基醋酸鹽（100個毫升）稀釋了回應混合物用 乙基醋酸鹽透過矽石凝膠體過濾和插。溶劑用r〇t〇_蒸

勺撤除作為沒有進一步（更遠）的淨化使用的黏性黃固體 負擔了這個粗糙產品23 ( 0.402 G，99個％)。 1H 核磁共振（CDC13)d 7.72 (500，1 H)，7.56 15 (M，1 Η)，7·50 (500，1H)，7·40- 7·32 (M， 2Η)，7·30 7·2〇 (Μ，2Η)，7.u (數字顯示，、 Η)，5.18 (τ，2Η)，413 (Μ，4Η)，2ι Η)，1.95 (Μ，4Η)，L58，“ο (Μ，8Η) 2 在發_這娜定體現中，24對域結構為配屬 乍準備吩》耦合的頭部基團部分，透過對非-碘化的耦合 了化合物15b的吩。24到粗糙回應產品23到形式 =格)導電性組成物25在圖式6中如同提供那樣完成了 前·驅體頭部基團部分的增加。 實施例6:共軛組成物28的合成(物)在桌子和圖式 69 5 7 - 納）的尾部部分在圖式7中和^7式的苯甲基含有(容 的-=:=r:化— 10 15 择用λ位(單元)與主體結構相連了，而非 與入23有（谷納）的頭部和尾部基團的部分。在這個化 子物方法中，13用氫準備了碟化主體結構如同在 上面描述那樣的1〇。那時(然後）用二代替這㈣部分鈥 镨混合物形成化合物30的吩架構。3〇將中間產物 那時(然彳m結與尾部基團2和，㈣在圖式2Q中顯示 那樣，（以)形成導電性組成物25膦酸頭部基團。 實施例8:賴混合物_蛾化的31中間產物13 也能夠把共輕組成物的合成(物）用於本發明導電性組成物 s Η固附加體現的合成(物)，混合使31，如同在圖式21 中描述那樣。 實施例9:聚合物導電性聚合物s的合成(物)[思索 2〇本發明的體現下中-或更多的部分導電性組成物（eg。， 頭部，主體結構尾部）在若干單位(單元）中存在(到場）。舉 例而言，包括由耦合或者聚合物的二個以上的主體結構s 準備的主體結構S —些體現。能夠對（這些）各自主體結構 成員完成这個耦合或者在頭部和尾部部分的配屬以後或者 70 200422374 先於其（它）。這些具體實施例是一般地described如同 導電性組成物s所有這架構[Hx-透過_Tz]n，在何處Η 包含大西洋時間最小的一個官能化頭部基團有能力 的的裝訂向一奈米晶體表面（手術室，為了奈米 5 架構-邊界具體實施例，大西洋時間最小的一個頭部基 團邊界向一奈米晶體表面）；在何處Β包含一主 體架構comprising —個手術室更多的共輛有機部分， 在何處一第一共輛有機部分艾賽亞搞合向一近 側的官能化頭部基團手術室邊界頭部基團；在何處T 10 包含大西洋時間最小的一個尾部基團耦合向這主 體架構；和在何處x，y，z和η獨立地包含整數· 圖式22提供一個化學合成物為合併兩個核心主體結 構部分的導電性組成物（化合物36)的準備規劃，Ρ二曱 苯單位（單元）（從化合物32得到）和0 -烷基腐蝕了氫 15 醌單位（單元）（化合物12)。它（這)儘管從合成（物）觀點 使用兩個主體結構部分應該注意，然而，那個，這個最後產 品（在這個實施例中，化合物36)也能夠被認為有用鈥 镨混合物有兩個芳族環（圈）耦合的一個大主體部分吩部 分，並且有尾部部分和與全部主體結構的第二末端相連的 20 頭部部分與全部主體結構的第一末端相連了。如同以本發 明化學組成物S的許多體現，主體結構，頭部基團和尾部 基團的元素之間的區別部分地基於選擇的化學合成物方法 (注意如同在上面描述那樣使25混合兩個模塊方法），和 這樣不應該看作限制。 71 能夠在圖式23中如π 類似模式，用在圖式二 =樣合成化合物 罐頭混合。在這個模境方二顧示那樣合成的使也Μ ^ 鬼方法中，主體結構的第一邱八^ 合物38 )被準備然後對尾部基團22 _合（形二（化 ^物39 )，第二主體結構部分（化合物20)對頭部二 疋曱基烧基化㈣合（形成 土團 化學合成物中間產物w成化合物4)/r後參加這些 # 41 36具有組成物的聚合物方 (利益）自從這些組成物8 疋興趣 10 來主體本發_—個附加可任 15 思遥擇特性(特點）之一。如同在圖式23中顯示那樣，主 體、、、.構Ρ —甲苯取得的部分的揮臂元素能夠與在圖式' 個立體選擇性基礎(底模）面前的舉例而言，，中顯示的 嗣功能小組起回應例如氨基化合物（LDA)。 綱含有（容、纟_導電性組成物S之_穿過(交又)回應 (更適宜在不同奈米結構S上）鄰近導電性組成物S的交 差鏈路領導。這個體現特別對奈米結構_基質的組成物S n-型和型的奈米晶體S的興趣到基質裡合併了。對 鄰近P-型的奈米晶體η -型的奈米晶體的耦合將考慮到 基質之内電子和洞的甚至更有效的傳輸。 20 以 實施例10:鈥镨混合物-碘化的43中間產物13 也能夠把導電性組成物的合成(物）用於本發明導電性組成 物s —個附加體現的合成(物)，混合使43 (參見圖式 25) °為這個化合物的合成(物)，30如同在上面描述那 樣準備了中間產物。頭部基團和尾部基團部分對把描述的 72 200422374 草案用於圖式25的主體結構那時(然後)是搞合，以產生 化合物43。 實施例11 :鈥镨混合物-蛾化的46中間產物 也能夠把導電性組成物的合成(物）用於本發明導電性組成 5物S 一個附加體現的合成(物)，混合使46 (參見圖式 46) 〇 規劃2.3化合物7到毫升schlenk 5〇瓶子此時 有雞蛋成型的授拌石在手套盒子中，前驅體22b ( 0.997 mmol，0.659 G)被增加了。容器（船）製動器了， 10在減廢下下放置和用氬（3x)回填。四氣咬喃（5毫升） 透過隔膜對回應容器轉移紅（色）。使回應混合物冷卻了 對-78 °C並且N 丁基鋰（〇·623毫升己烷3中的16 Μ溶液透過>主射器逐滴被增加了並且回應混合物使對_ 50。0加（變）熱和為lh攪動。回應混合物是_78。€並且 15整理乙基馬口鐵(錫）氣化物（ 0.997毫升四氫呋喃中的 1.0 Μ辦法（溶液)）透過注射器向攪動鋰鹽辦法（溶液）中 逐滴被添加了在-78°C。允許回應混合物隨著一夜之間動 而對加（變）熱環境溫度。在schlenk線(行)上在減壓下中移 走了這個溶劑和在1L schlenk瓶子中誘捕。隨之而來的 20剩餘物是有己烷S ( 3 50毫升）和過濾的插管的抽取 ed在減壓下溶劑撤除方面由跟隨（以）作為黃油負擔中間產 物化合物44。 1H核磁共振（CDC13 7.67 )d (500，1 H)，7·45 (500，1 Η)，7·28 7 22 (Μ，2 Η) 7.20 (500，1Η) 7·15 (5〇〇，1Η)， 73 200422374 7.03 (S，2H)，4.12 (Μ，4H )，2.46 (T，2 Η)，1.93 (Μ，4Η)，1.62 (Μ，2 Η)，1.44 (Μ，2Η)，1·39 (。） 為了準備官能化頭部部分45，化合物13 (50.0 5 mmol， 14.15g )和 I巴的（0 )肆三苯基膦（2.50 mmol， 2.89G)用一個聚四氟乙稀電子管（閥）和授拌石向毫升 schlenk 200管子中被添加了。在schlenk線(行）上，脫 氣TRI乙基胺（20.9 毫升）和脫氣的甲苯（50個 毫升）在氬下那時（然後)透過注射器依次被增加了。其次， 10 脫氣歛镨混合物乙基亞構酸鹽（50.0 mmol，6.91 G)在氬下透過注射器被增加了。這個回應容器（船）密封 了，以12H的環境溫度攪動的混合物為lh由加熱跟隨 (到）50個°<3。這個溶劑被roto-蒸發移走了，和把這個 剩餘物溶解在乙基醋酸鹽（ 500個毫升）中和用飽合水 15 銨氯化物（3個X 200 毫升），在鎂硫酸鹽上乾(燥）， 洗滌過濾和由roto-蒸發移走的溶劑。用矽石凝膠體色 層分離法的孤立（1 ·· 1乙酸乙酯：己烧S )作為沒有顏色的 油（9.17G，62個％產量）1H 核磁共振 （CDC13 ) d 7.90 - 7.50 (M， 4 Η)負擔 了規劃 2.3 化合物 8， 20 4.30 4.10 (Μ，4 Η ) 1.50 1.30 (Μ，6Η); { 1H } 31P 核磁共振（CDC13)d 18·8 (S)。w 用搜拌石，把二氯化物（〇·〇6 mmol 5 0.010g)， triphenylarsene ( 0.10 mmol， 0.031 G )，規劃 2.3 化 合物9到毫升 schlenk 50管子LiCl和規劃2.3化 74 200422374 合物 8 (1.05 mmol，0.370g) (1〇 _〗，〇胸 G)，包括在手套盒子内。在schlenk線(行)上，規劃2 3 化合物7模糊乙基 formamide ( 6個毫升）和插从 的轉移紅（色)在讀定的氬麼力下對schlenk管子溶解在 5脫氣巾。在真空（裝置)，用氬回填，下放置了回應混合物 對12 Η的1〇〇個。c密封和加熱的容器（船）。用乙基萨 酸鹽（ 250個毫升）稀釋了回應混合物和用電離的水^ 滌（100個毫升），這個有機層分離了和在減壓下中移 走的溶劑。用矽石的淨化（乙酸乙酯：己烷1:1)作為黃多 1〇油固體使色層分離法負擔的規劃2.3化合物9閃光（閃 (0.124G，14個％產量）。.1Η 核磁共振（CDC13) d 7.85-7.80 (Μ 5 2 Η) 7.76 7.72 (Μ, 2Η ) 7 65 (，1 Η)，7·46 (500，1 Η), 7.42 (500，2 Η) 7.25 (Μ，2Η) 7·15 (500，1Η)，7·04 (s 15 1Η)，7·03 (S，1Η) 4.15 (Μ，4Η)，2·46 (Τ 2 Η)， 1.97 (Μ， 4Η)。丙等 實施例12:導電性組成物中間產物的50合成(物）的 合成（物）使48混合：用攪拌石和聚四氟乙稀的電子管 (閥）對毫升schlenk 250管子規劃3.3化合物5 — 20 把鈀二氣化物（2.05 mmol，0.363g )，三苯基砷（4 j mmol， 1.255 G)，和 LiCl (41 mmol 5 1.759 G)包 括在手套盒子内。不及格在schlenk線(行)上，（3個 X)。其次，脫氣乙基曱酿胺（DMF， 1〇〇個毫升）η 確定的氬壓力下密封和加熱了。用乙基醋酸鹽稀釋了回廣、 75 200422374 XV ?㈣升）用飽合水制破代硫酸鹽（3個 讀）和鹽水絲（3 Μ⑼毫升 5 10 15 20 二走的離了，在納硫酸鹽上乾(燥)，過滤和由基 “走的溶劑。用閃光⑽樂)色層分離法(乙酸乙醋已： 撤卜的^，2, 5和1〇贿坡度）和用蒸發的溶劑的凡 =除的、德Μ·轉混合物負擔了（ΜΑ辦產 里）1H 核磁共振（CDC13)d 7·56 (M 2 7·37 _，2 H)，7.29 (s，1H)，W (s ， 1Η)，7·13 (M，2 m m , 5 rs m、 ），4.01 _，2H)，3.97 (s，扭），⑴（M，i H)，h L38 队叫，i.⑼，㈣（T，3 H)。）， eilk 5〇0开瓦子，這個回應產品（16.85 mmol， 6.75=)被增加了。容器（船）製動器了，在減麼下下放置 和用風（3X)回填。在線⑹上，四氮咬喃 (241個毫升）透過隔膜對回應容器（船)是插管轉移 紅（色）。下一次N，N_四乙基乙基電子衍射儀胺（ _】，1.96G)透過叫器_應混合物是轉移紅（色 ，回應混合物冷卻了對~ 並且N 丁基鐘（1〇 53 宅升，己炫S中的is λ i·6 Μ溶液透過注射器逐滴被增加 了並且回應混合物為lh攪動了。1，2-二碘乙烷的— 個THF辦法（溶液）（70個毫升）（2191 _， 6‘mG)㈣㈣鹽辦法(溶液)是插管轉移紅（色)在_ 78 C。允相應混合物隨著-夜之間動而對加(變)轨環 境溫度。這個溶劑被蒸發移走了和把殘油溶解在乙基醋酸 76 200422374 鹽中和（ 225個毫升）用％鈉硫代硫酸鹽（ι個又 150毫升）10日和鹽水洗滌（200個毫升） 個有機層分離了，在鎮硫酸鹽上乾(燥)，過渡和由蒸發t 的溶劑。用閃光（閃爍）色層分離法（乙酸乙酯··己烷、sx 0 5 L 2，5和10個％坡度）和用蒸發的溶劑的撤除的^ 化負擔4-碘_ (1，4_鈦镨混合物了（化合物48，6幻 G，7〇個％產量）。1H核磁共振（CDC1 7 55 3)d (Μ，1 H)，7·38 (500，i Η)，7·29 (s，1H) 7·25 (500，1H)，7·21 (500，1H)，7·2〇 (S， 111 )，7.13 (1 H)，4.01 (500，2H)，3.99 (s 3ϊϊ)，1.88 (M，1 H)，1.61 (M，4H)，1.36 中間產物的合成(物)使49混合：用攪拌石規劃3.3 5物7到宅升schlenk 100管子纪二氯化物（0.32 mm〇l，0.057g ) LiCl ( 6.43 mmol，0.277 G )和 1 stannyl - 5 - decynyl - 把吩22b，包括在手套盒 子内。在schlenk線(行)上，48把化合物在確定的氬壓 力下對schlenk管子溶解在二甲基甲醯胺和插管的轉 移紅（色）中。在真空（裝置），用氬回填，下放置了回應混合 物1天為對100個。C密封和加熱的容器（船）。用乙基 20醋酸鹽（250個毫升）稀釋了回應混合物和用電離的水 洗務（100個毫升），這個有機層分離了和在減壓下中 移走的溶劑。用矽石閃光（閃爍）色層分離法的淨化（％乙 基乙S旨5 - 15 e:% 95 - 85己烷）作為黃油負擔了前 驅體化合物（2.83 G, 71個％產量）。1H核磁共振 77 200422374 (CDC13 7.57 ) d (500，1 Η )，7.47 (Μ，1 Η ) ? 7.38 (Μ ? 1Η)，7.32 7.25 (Μ，2 Η)，7.17 (500，1Η)，7·13 (1Η) 7.09 7.00 (Μ，2Η)， 4.00 (Μ，2Η)，3.99 (S，3Η )，2.47 (Τ，2Η ) 5 1.87 (Μ， 1Η)， 1.63 〇Μ 49 ( 4.56 mmol，2.82G)前驅體被增加了。容器 (船）製動器了，在減壓下下放置和用氬（3x)回填。四氫呋 喃 （23.3 毫升）對回應容器（船）吸管了並且以環境溫 度溶解(解散）的襯底吸管了。使回應混合物冷卻了對-78 10 °C並且N 丁基鋰（2.85 毫升，己烷S中的1.6 Μ 辦法（溶液），）透過注射器逐滴被增加了並且回應混合物 使對-50 °C加（變）熱和為lh攪動。氣化物（0.4.56 mmol 5 0.658 毫升）透過注射器向攪動鋰鹽辦法（溶液） 中逐滴添加了鈥镨混合物乙基在-78 °C。允許回應 15 混合物隨著一夜之間動而對加（變）熱環境溫度。這個溶劑 被roto-蒸發移走了並且把這個隨之而來的剩餘物溶解在 乙基醋酸鹽（150個毫升），在鈉硫酸鹽上乾(燥），中過 濾。用矽石閃光（閃爍）色層分離法的淨化（％乙基乙酯 5- 15 e:% 95 - 85己烷）作為一橙色的油負擔了前驅 20 體化合物。 實施例13:導電性組成物25圖式28的合成(物)提 供對導電性組成物25的合成(物)輪流方法。 實施例14:奈米結構S超越(過量）有機界面活性劑 TRI辛基膦（頂部），TRI辛基膦氧化物（TOPO)，六 78 422374 六基科酉夂（HDPA)，癸基膦酸（〇DpA)，和三N 丁基 膦（真彿點）在的奈米結構準備中-般存在(到場)的準 備，標準的技術引用的作好準傷了。）視需要地，把任何超 越(過量)有機絲活性劑先於與本發明的導電性組成物 3相關從奈米結構準傷移走了。2能夠完成(達到)，透過 增加-個溶劑混合物的舉例而言，用奈米結構是可溶解的 一個第-溶鮮備了（e.g。，甲苯或者氯形式(表格)）和 奈米結構不可溶解的一個第二溶劑或者更長的鍵條酒(精)， 或者例如乙基醋酸鹽的醋酸鹽）。冑(儘管）第—溶劑與在 10溶劑混合物中準備的第二溶劑的比在1:1和旧之間典 尘也憂化，個寧願溶劑混合物對一個部分異丙醇是4 份甲苯。 把第二溶劑的一附加量那時（然後）包括在一定數量足 夠内（以）陷人14個奈米結構s (其中不這個超越(過量）界 15面活_)從溶航合物。使這侧人的奈米結構8那 時(然後)從溶劑混合物分離，從而把超越(過量)有機表面 雜劑從奈米結構S移走。視需要地，能夠用溶劑混合物 或更夕的P付加時代，例如，如果分析決定奈米结構準備 仍然含有（容納)不受歡迎量㈣超越(過量）表面活性劑 20 洗滌這個陷入的奈米結構s。 附加，能夠由完成把任何超越(過量）有機鹽從奈米晶 體回應混合物移走咬在奈米晶體回應混合物中在奈米晶體 s上交流，並且在把這個奈米晶體S遺留在辦法(溶液)時 陷入有機鹽。透過大約1小時。 79 200422374 再者，雖然為了澄清及瞭解起見，本發明已在一定詳 細程度下描述，但熟習該項技術者於閱讀本案說明書之揭 露内容後，應可清楚瞭解在未偏離本發明之真實範圍下， 可進行各種不同形式及細節上的改變。舉例而言，所有上 5 述的技術及裝置皆可以不同的組合來應用。所有本案說明 書引用的公開案、專利、專利申請案、及/或其他文獻， 皆實際上全文併入本案說明書中以供參考，如同個別地指 出每一獨立公開案、專利、專利申請案、及/或其他文獻 係實際上併入本文以供參考一般。 10 【圖式簡單說明】 第1圖提供例示之本發明的導電性組成物； 第2圖提供額外之例示的本發明之導電性組成物； 第3圖說明本發明之組成物之一具體實施例的化學合 成反應圖； 15 第4圖說明本發明之組成物之另一具體實施例的化學 合成反應圖； 第5圖說明本發明之組成物之另一具體實施例的化學 合成反應圖， 第6圖說明本發明之組成物之另一具體實施例的化學 20 合成反應圖； 第7圖說明本發明之組成物之另一具體實施例的化學 合成反應圖； 第8圖提供本發明之另一具體實施例的圖示表面法， 其中摻合有單體及聚合物導電性組成物； 80 200422374 第9至19圖提供本發明之例示組成物的質譜及/或 NMR數據； 第20至28圖說明本發明之另外具體實施例的另外化學 合成反應圖。 5 【圖式之主要元件代表符號表】：無

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Claims (1)

1. 200422374 拾、申請專利範圍： 1. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物包含： 主體結構，包含共軛有機部分； 5 頭部基團，其係在該共軛有機部分之第一位置上 耦合至該主體結構，其中該頭部基團包含一官能化頭 部基團，其可結合至奈米結構表面或一結合至奈米結 構表面之頭部基團；以及 尾部基團，其係在共軛有機部分之第二位置上耦 10 合至該主體結構； 其中該導電性組成物之一或多部分，當連接至奈 米結構之表面時，可自奈米結構移除電荷或增加電荷 至奈米結構，藉此改良橫越含有奈米結構基質之電荷 傳送。 15 2. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該奈米 結構為奈米晶體。 3. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該奈米 結構為無機奈米晶體。 4. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該官能 20 化頭部基團包含一或多膦酸、羧酸、胺、膦或硫醇部 分。 5. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該官能 化頭部基團或結合之頭部基團包含單齒結構。 6. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該官能 82 200422374 化或結合之頭部基團包含多齒結構。 7. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該主體 結構包含一共軛烷基部分或共輛芳基部分。 8. 如申請專利範圍第7項之導電性組成物，其中該主體 5 結構包含伸苯基、噻吩、乙烯、乙炔、苯胺、芴、吡 啶、花、菲、蒽、烯基或多環芳族部分。 9. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該主體 結構進一步包含耦合至該共軛有機部分的一或多0-連接或N-連接之側鏈。 10 10.如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 包含一給電子基。 11. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 包含一拉電子基。 12. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 15 包含一傳導化學結構，藉此使一或多側鏈延伸主體結 構之共輛作用。 13. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 包含一可聚合部分。 14. 如申請專利範圍第13項之導電性組成物，其中該可 20 聚合部分包含一丙烯酸酯部分、一甲基丙烯酸酯部分 或一乙烯基部分。 15. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中第一側 鏈係在第一位鏈位置耦合至該主體結構，以及其中第 二側鏈係在第二側鏈位置耦合至該主體結構。 83 200422374 16. 如申請專利範圍第15項之導電性組成物，其中該第 一及第二側鏈為不同的化學部分。 17. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該第一 及第二側鏈為相同的化學部分。 5 18.如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 改變組成物之溶解度。 19.如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 係官能性地及/或電氣地與含有奈米結構基質的基 質組成物配合。 10 20.如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 包含0-連接之己烷部分、〇-連接之2-乙基己基部分、 〇-連接之辛基部分、〇-連接之癸基部分，或包含界於 5至22個碳之0-連接之烷基部分。 21. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 15 包含N-連接之己烷部分、N-連接之2-乙基己基部分、 N·連接之辛基部分、N-連接之癸基部分，或包含界於 5至22個碳之N-連接之烷基部分。 22. 如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其中該側鏈 包含具有大於22個碳原子之取代基。 20 23.如申請專利範圍第9項之導電性組成物，其申該一或 多側鏈及尾部基團包含相同的化學組成物。 24. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該主體 結構包含一寡聚物或聚合物結構。 25. 如申請專利範圍第24項之導電性組成物，其中該主 84 200422374 體結構包含聚(伸苯基）、聚(噻吩）、聚（乙烯）、聚（乙 炔）、聚（苯胺）、聚（努）、聚(吡啶）或聚（多環芳族)部分。 26. 如申請專利範圍第24項之導電性組成物，其中該主 體結構進一步包含一或多側鏈，其係耦合至募聚物或 5 聚合物結構之一或多部分。 27. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含一傳導化學結構。 28. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含一非傳導化學結構。 10 29.如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含一烯類或炔類部分。 30. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含1-丙炔、1-丁炔、1-戊炔、1-己炔、1-庚炔、 1-辛炔、1-壬炔、1-癸炔，或含有界於3至22個碳的 15 炔類。 31. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 包含含有超過22個碳之炔類。 32. 如申請專利範圍第30項之導電性組成物，其中該尾 部基團進一步包含位在該主體結構及該炔類部分的 20 噻吩部分。 33. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含一官能基性，其可結合至該奈米結構表面或 另一奈米結構表面。 34. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 85 200422374 基團包含一單齒結構。 35. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 基團包含一多齒結構。 36. 如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該尾部 5 基團包含可聚合部分。 37. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構： 0(HO)2 p

   10 38. 如申請專利範圍第37項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 39. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   15 40.如申請專利範圍第39項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 41. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 86 200422374 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   42. 如申請專利範圍第41項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 43. —種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構： 0

   # 44. 如申請專利範圍第43項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 45. —種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 87 10 200422374 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構： Ο

   46.如申請專利範圍第45項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 5 47. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   48. 如申請專利範圍第47項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 49. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構： 88 10 200422374

   50. 如申請專利範圍第49項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 51. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   89 200422374 52. 如申請專利範圍第51項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 53. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   54. 如申請專利範圍第53項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 55. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 10 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構：

   56.如申請專利範圍第55項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。 15 57. 一種導電性組成物，其係用於改質橫越含有奈米結構 基質之電荷傳送，此組成物具有下述結構： 90 200422374

   p〇3H2 纛 58.如申請專利範圍第57項之導電性組成物，其中該奈 米結構為奈米晶體。

   5 59. —種聚合物導電性組成物，具有結構：[Hx-By-Tz]n， 其中Η包含至少一官能化頭部基團，其可結合至 奈米結構表面或至少一結合至奈米結構表面的頭部 基團； 其中Β包含主體結構，該主體結構包含一或更多 10 之共軛有機部分，其中第一共軛有機部分係耦合至一 緊鄰的官能化頭部基團或經結合之頭部基團；

   其中Τ包含至少一尾部基團，該尾部基團耦合至 該主體結構；以及其中X、y、ζ及η係各自獨立地包 含等於或大於1之整數；以及 15 其中整數X、y、ζ及η的總和係等於或大於5。 的耦合來合成。 60.如申請專利範圍第59項之聚合物導電性組成物，其 中頭部基團包含一或多種膦酸、羧酸、胺、膦、膦氧 化物或硫醇部分。 20 61.如申請專利範圍第59項之聚合物導電性組成物，其 中該主體結構包含伸苯基、噻吩、乙烯、乙炔、苯胺、 91 200422374 芴、吡啶、茈、菲、蒽、炔基部分、多環芳族部分或 其聚合物。 62. 如申請專利範圍第61項之聚合物導電性組成物，其 中該主體結構包含聚(伸苯基）、聚(噻吩）、聚（乙烯）、 5 聚（乙炔）、聚（苯胺）、聚（芴）、聚(吼啶）或聚（多環芳族) 部分。 63. 如申請專利範圍第61項之聚合物導電性組成物，其 中該尾部基團包含卜丙炔、1-丁炔、1-戊炔、1-己炔、 卜庚炔、卜辛炔、1-壬炔、1-癸炔或包含界於3至22 10 個碳原子之炔類。 64. 如申請專利範圍第59項之聚合物導電性組成物，其 中該主體結構進一步包含一或多種0-連接或N-連接 取代基，其耦合至一或多聚合物次單元，其中該取代 基改變聚合物導電性組成物的溶解度。 15 65.如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 中該聚合聚合物導電性組成物係經由一或多取代基 上的可聚合部分來聚合。 66. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 中該官能化頭部基團包含一或多膦酸、羧酸、胺、膦 20 或硫醇部分。 67. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 中該官能化頭部基團或結合之頭部基團包含單齒結 構。 68. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 92 200422374 中該官能化或結合之頭部基團包含多齒結構。 69. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 中主體結構包含一共軛烷基部分或共軛芳基部分。 70. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 5 中該主體結構包含伸苯基、噻吩、乙烯、乙炔、苯胺、 芴、吼啶、茈、菲、蒽、烯基或多環芳族部分。 71. 如申請專利範圍第64項之聚合物導電性組成物，其 中該主體結構進一步包含耦合至該共軛有機部分的 一或多0-連接或N_連接之側鏈。 10 72. 一種合成有機組成物之方法，該有機組成物可用於含 有奈米結構之裝置來促進電荷轉移，該方法包括下述 步驟： (a) 提供一共辆有機前驅體，其中該共辆有機前 驅體包含至少三位置可供取代基模組（例如頭部、尾 15 部及側鏈）之連接； (b) 提供第一取代基模組，其中第一取代基模組 包含膦酸衍生物、羧酸衍生物、胺衍生物、膦衍生物、 硫醇衍生物、噻吩衍生物或其組合； (c) 提供第二取代基模組，其中第二取代基模組 20 包含一炔類衍生物，其包含界於3至22個碳原子； (d) 視需要地，提供第三取代基模組，其中可選 擇的第三取代基模組包含一烷基衍生物，該烷基衍生 物包含界於1至22個碳原子；以及 (e) 在第一位置耦合該第一取代基模組，在第二 93 200422374 位置耦合該第二取代基模組，以及視需要地，在第三 位置耦合該第三取代基模組，藉此合成有機組成物； 其中該第一、第二或第三取代基模組中至少一取 代基可結合至奈米結構表面。 5 (或視需要地，成分已結合至奈米結構表面）。 耦合各種不同模組至主體結構不會破壞主體結構之 電子共辆。然而，在一較佳之具體實施例中，一或多 個取代基模組耦合至主體結構延伸該主體結構的共 車厄作用。 10 73.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該奈米結構為奈米晶體。 74. 如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該奈米結構為無機奈米晶體。 75. 如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 15 其中該官能化頭部基團包含一或多膦酸、羧酸、胺、 膦或硫醇部分。 76. 如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該官能化頭部基團或結合之頭部基團包含單齒 結構。 20 77.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中如申請專利範圍第1項之導電性組成物，其中該 官能化或結合之頭部基團包含多齒結構。 78.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該主體結構包含一共軛烷基部分或共軛芳基部 94 200422374 分。 79.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該主體結構包含伸苯基、噻吩、乙烯、乙炔、苯 胺、芴、Π比ϋ定、茈、菲、蒽、烯基或多環芳族部分。 5 80.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該主體結構進一步包含耦合至該共軛有機部分 的一或多0-連接或Ν-連接之側鏈。 81.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含一給電子基。 10 82.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含一拉電子基。 83.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含一傳導化學結構，藉此使一或多側鏈 延伸主體結構之共軛作用。 15 84.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含一可聚合部分。 85.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該可聚合部分包含一丙烯酸酯部分、一甲基丙烯 酸酯部分或一乙烯基部分。 20 86.如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該第一及第二側鏈為不同的化學部分。 87. 如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 其中該第一及第二側鏈為相同的化學部分。 88. 如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 纛

   95 200422374 其中該側鏈改變組成物之溶解度。 89.如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈係官能性地及/或電氣地與含有奈米結 構基質的基質組成物配合。 5 90.如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含0-連接之己烷部分、0-連接之2-乙 基己基部分、0-連接之辛基部分、〇·連接之癸基部 分，或包含界於5至22個碳之0-連接之烷基部分。 91. 如申請專利範圍第72項之合成有機組成物之方法， 10 其中該側鏈包含N-連接之己烷部分、N-連接之2-乙 基己基部分、N-連接之辛基部分、N-連接之癸基部 分，或包含界於5至22個碳之N-連接之烷基部分。 92. 如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含具有大於22個碳原子之取代基。 15 93.如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 其中該一或多側鏈及尾部基團包含相同的化學組成 物。 94.如申請專利範圍第77項之合成有機組成物之方法， 該主體結構包含一募聚物或聚合物結構。 20 95.如申請專利範圍第94項之合成有機組成物之方法， 其中該可聚合部分包含一丙烯酸酯部分、一甲基丙稀 酸酯部分或一乙烯基部分。 96.如申請專利範圍第94項之合成有機組成物之方法， 其中該第一及第二側鏈為不同的化學部分。 96 97. 如中請專利範圍第94項之合成有機組成物之方法， 其中该第-及第二侧鏈為相同的化學部八 98. 如申請專利範圍第77項之合成有機組成刀物之方法， 其中該側鏈改變組成物之溶解度。 5 99.申請專利範圍第98項合成有機組成物之方法，立中 該側鏈係官能性地及/或電氣地與含有奈米結絲 . ^的基質組成物配合。 零 謂·如申請專利範圍第99項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含〇-連接之己燒部分、〇•連接之2•乙 _ 〇 基己基部分、〇-連接之辛基部分、0_連接之癸基部 分，或包含界於5至22個碳之α連接之烧基部分。 1〇1·如中請專利範圍第99項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含Ν·連接之己烷部分、Ν_連接之2-乙 基己基部分、Ν-連接之辛基部分、队連接之癸基部 15 分，或包含界於5至22個碳之队連接之烷基部分。 102.如申請專利範圍帛99項之合成有機組成物之方法， 其中該側鏈包含具有大於22個碳原子之取代基。 β 103· —種裝置，包含： 第一電極表面； 如申請專利範圍第67項所述之含有奈米結構基 兔組成物，其係電氣地耦合至該第一電極表面；以及 第二電極表面，其係電氣地耦合至該含有奈米結 構基質組成物。 104. 如申請專利範圍第105項之裝置，其中該含有奈米結 97 200422374 構基質組成物包含一或多奈米晶體。 105. —種裝置，包含： 第一電極表面； 如申請專利範圍第72項所述之含有奈米結構基 5 質組成物，其係電氣地耦合至該第一電極表面；以及 第二電極表面，其係電氣地耦合至該含有奈米結 構基質組成物。 106. 如申請專利範圍第105項之裝置，其中該含有奈米結 構基質組成物包含一或多奈米晶體。 98