[發明專利]聚苯并噻吩聚合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200980130811.0
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN102119185A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: M·卡斯特勒;F·多茨;J·李;R·D·里克
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司;雷基金屬公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01B1/12;H01L51/30
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發明涉及聚苯并噻吩聚合物、其制備方法及其作為半導體或電荷傳輸材料的用途。

幾十年來由無機材料構成的場效應晶體管(FET)是已知的。典型的FET由針對特定用途調整的各層構成。

由于若干導體或半導體有機聚合物的發展，以基于有機材料的有機薄膜晶體管(OTFT)作為半導體的研發已開始增加。

與迄今所使用的無機半導體相比，在OTFT中使用有機半導體具有一些優點。它們可以以從纖維至薄膜的任何形式加工，呈現高機械柔韌性，能以低成本生產且重量輕。然而，其顯著的優點為可在大氣壓下，通過在聚合物基底上沉積各層(例如借助印刷技術)而生產整個半導體組件，從而獲得可廉價生產的FET。

電子組件的性能基本上取決于半導體材料的載流子遷移率及開/關比。因此理想的半導體應在關閉狀態下具有最小電導率，并且在開啟狀態下具有最大載流子遷移率(大于10^-3cm²V^-1s^-1)。此外，半導體材料必須對氧化作用相對穩定，即必須具有足夠高的電離電位，因為其氧化降解降低組件性能。

EP1510535A1描述了遷移率為3×10^-3或1.7×10^-2cm²V^-1s^-1且開/關比為約10⁶的聚噻吩并(2，3-b)噻吩。WO2006/094645A1描述了具有一個或多個硒吩-2，5-二基和一個或多個噻吩-2，5-二基的聚合物，而WO2006/131185公開了聚噻吩并(3，4-d)噻唑且US2005/0082525A1公開了苯并(1，2-b，4，5-b’)二噻吩。

聚苯并噻吩是公知的并已提出將其作為用于生產電子組件的半導體材料。由于其結構，可根據制備方法生產各種結構。

J.Electroanalytical?Chem.510(2001)，29～34描述了包含下式基團的聚苯并噻吩：

這些2，7-鍵接的聚苯并噻吩通過在四氟化硼乙醚絡合物中進行電氧化而制備。

除2，7-鍵接的聚苯并噻吩之外，在氧化性且陽離子型聚合反應中，由于分子中的電荷分布，也預期2，5位置上會發生聚合反應：

JP2003330166A中使用2，3-鍵接的聚苯并噻吩低聚物制備光敏聚合物。

迄今所有獲得的聚苯并噻吩或其類似物的缺點為其載流子遷移率不足。現有技術的一個理由是認為聚噻吩會在聚合過程中降低對規整性的控制。

本發明的目的是提供用作有機半導體材料的新穎化合物，其易于合成、具有高遷移率及良好的氧化穩定性，且容易加工。

本發明的另一目的是提供高度區域規整的聚噻吩。

該目的通過包含如下基團的聚合物實現：

其中

R¹～R⁴各自獨立地選自a)H、b)鹵素、c)-CN、d)-NO₂、e)氧代、f)-OH、g)＝C(R⁵)₂、h)C_1-20烷基、i)C_2-20鏈烯基、j)C_2-20炔基、k)C_1-20烷氧基、l)C_1-20烷硫基、m)C_1-20鹵代烷基、n)-Y-C_3-10環烷基、o)-Y-C_6-14芳基、p)-Y-3-12員雜環烷基或q)-Y-5-14員雜芳基，

其中C_1-20烷基、C_2-20鏈烯基、C_2-20炔基、C_3-10環烷基、C_6-14芳基、3-12員雜環烷基及5-14員雜芳基各自任選被1～4個R⁵基團取代，其中R²與R³也可一起形成環狀結構部分，