[發明專利]二噻吩并苯并噻吩并[3,2-b]噻吩共聚物及其作為高性能可溶液加工半導體聚合物的用途

有效

• 申請號: 201080054412.3
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102639591A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: M·卡斯特勒;S·A·克勒;K·米倫;R·里格爾
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司;馬克思—普朗克科學促進協會公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/00;H01L51/05
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發明涉及二噻吩并苯并噻吩并[3,2-b]噻吩共聚物及其作為高性能可溶液加工半導體聚合物的用途。

在二十世紀下半葉用于開發(微)電子器件的驚人結構單元是基于無機電極、絕緣體和半導體的場效應晶體管(FET)。已經證明這些材料可靠、高效且具有根據眾所周知的Moore定律周期性地提高的性能。不與常規硅技術競爭，基于分子材料和聚合物材料的有機FET(OFET)可大規模應用于低性能存儲元件以及集成光電子器件，如有源陣列有機發光二極管顯示器、RFID標簽、智能ID標簽和傳感器中的像素驅動器(pixel?drive)和開關元件。

作為開發幾種導電性或半導體性有機聚合物的結果，它們在有機薄膜晶體管(OTFT)中作為有源層并因而作為半導體的應用贏得越來越多的關注。

在OTFT中使用有機半導體相比于迄今為止所使用的無機半導體具有一些優點。它們能以從纖維到薄膜的任何形式加工，具有高機械柔韌性，能以低成本生產且重量輕。然而，顯著的優點是可通過在大氣壓力和溫度下例如通過印刷技術在聚合物襯底上由溶液沉積各層而生產整個半導體組件，從而得到可廉價生產的FET。

電子器件的性能主要取決于載流子在半導體材料中的遷移率以及開啟狀態和關閉狀態之間的電流比(開/關比)。因此，理想的半導體在關閉狀態下具有最小導電性且在開啟狀態下具有最大載流子遷移率(遷移率大于10^-3cm²V^-1s^-1，開/關比大于10²)。此外，半導體材料必須對氧化相對穩定，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。

WO2007/105386公開了具有以下重復單元且重均分子量為至多10⁵g/mol的取代苯并[2,1-b;3,4-b′]二噻吩的均聚物和共聚物。

所述兩種材料顯示載流子遷移率為10^-5-10^-3cm²/Vs。

此外，據報導具有雙噻吩的共聚物

的重均分子量僅為4100g/mol。該材料在場效應晶體管中僅顯示出非常差的性能(遷移率:1.6×10^-5，開關比：100)。

本發明的目的是提供用作有機半導體材料的新化合物，其易于合成，具有高遷移率、良好穩定性且可容易加工。

所述目的通過A-B共聚物實現，其中單體A為任選取代的二噻吩并苯并噻吩并[3,2-b]噻吩，且單體B為任選用一個或多個吸電子基團、給電子基團或加溶基團官能化的π共軛的結構部分，所述共聚物具有式(I)：

其中：

pi為任選被1-4個R^a基團取代的單環或多環結構部分，其中