[發(fā)明專利]一種網(wǎng)狀低能級(jí)p型聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310218264.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN103289062A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟鴻;張小濤;苑曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孟鴻
• 主分類號(hào): C08G61/12
• 分類號(hào): C08G61/12;H01L51/54;H01L51/30;H01L51/46
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)狀低能級(jí)p型聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)電子器件以其易加工、低成本、高適應(yīng)性吸引了全世界學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的目光，作為電子電路的最基本元素，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的發(fā)展更是成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

材料是有機(jī)電子器件的基礎(chǔ)和核心，如今部分有機(jī)半導(dǎo)體材料的性能已經(jīng)達(dá)到與無機(jī)半導(dǎo)體相媲美的程度。例如并五苯（PAN）有機(jī)薄膜器件的遷移率也已超過5cm²V^-1s^-1（Kelley,T.W.;Muyres,D.V.;Baude,P.F.;Smith,T.P.;Jones,T.D.Mater.Res.Soc.Symp.Proc.2003,771,169.）。但是該材料在成本及穩(wěn)定性上與無機(jī)材料相比仍有差距，所以設(shè)計(jì)合成具有工藝簡單、成本較低、材料性能穩(wěn)定和長壽命以達(dá)到商業(yè)化目的的有機(jī)半導(dǎo)體材料將會(huì)具有很廣的應(yīng)用前景。

有機(jī)高分子材料以其易溶液成膜，制備成本低，工藝簡單尤其令人感興趣,對(duì)這一領(lǐng)域的研究不僅具有理論價(jià)值,而且具有潛在的應(yīng)用前景。現(xiàn)在市場(chǎng)研究及開發(fā)的主流是一維線性高分子材料，二維網(wǎng)狀高分子材料報(bào)道甚少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種網(wǎng)狀低能級(jí)p型聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法與應(yīng)用，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體材料可用于制備有機(jī)半導(dǎo)體光電器件。

本發(fā)明所提供的網(wǎng)狀低能級(jí)p型聚合物半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示，

式Ⅰ

式Ⅰ中，Ar和R均選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數(shù)為1～16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環(huán)基或含硅雜環(huán)基；

X、Y均選自O(shè)、N、S和Se中任一種；

h為1～7之間的自然數(shù)；

m為5～100中任一自然數(shù)。

上述化合物中，所述噻吩基可為苯并噻吩基或二苯并噻吩基；

所述含氮雜環(huán)基可為吡咯、咔唑、噻唑、噻二唑、吡啶或哌啶；

所述含硅雜環(huán)基可為噻咯或苯并噻咯；

h具體可為1，m具體可為28～40。

本發(fā)明提供的式Ⅰ所示化合物的制備方法，包括如下步驟：

（1）式Ⅱ所示甘氨酸化合物與式Ⅲ所示乙炔化合物經(jīng)酰化反應(yīng)得到式Ⅳ所示化合物；

式Ⅱ???????式Ⅲ???????式Ⅳ

式Ⅱ和式Ⅳ中，R選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數(shù)為1～16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環(huán)基或含硅雜環(huán)基；

式Ⅲ和式Ⅳ中，Ar選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數(shù)為1～16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環(huán)基或含硅雜環(huán)基；

（2）式Ⅳ所示化合物與P2X5進(jìn)行反應(yīng)得到式Ⅴ所示吡咯化合物；

式Ⅴ

P₂X₅和式Ⅴ中，X選自O(shè)、N、S和Se中任一種；Ar和R的定義同式Ⅳ；

（3）式Ⅴ所示吡咯化合物與式Ⅲ所示乙炔化合物經(jīng)酰化反應(yīng)得到式Ⅵ所示化合物；

式Ⅵ

式中，Ar和R的定義同式Ⅳ；

（4）式Ⅵ所示化合物經(jīng)脫氨反應(yīng)，或者經(jīng)所述脫氨反應(yīng)后重復(fù)步驟（2）、步驟（3）和步驟（4），即得到式Ⅶ所示化合物；

式Ⅶ

式Ⅶ中，Ar和R的定義同式Ⅳ；h為1～7之間的自然數(shù)；

（5）式Ⅶ所示化合物與P₂Y₅進(jìn)行反應(yīng)得到式Ⅷ所示化合物；

式Ⅷ

P₂Y₅中Y選自O(shè)、N、S和Se中任一種；Ar和R的定義同式Ⅳ；h為1～7之間的自然數(shù)；

（6）式Ⅷ所示化合物分別經(jīng)溴化反應(yīng)、硼酸酯化和有機(jī)錫反應(yīng)得到式IX-1、式IX-2和式IX-3所示化合物；

式IX-1????????????????式IX-2????????????????式IX-3

式IX-2中，i-Pr表示異丙基，式IX-1、IX-2和IX-3中，h均為1～7之間的自然數(shù)；