[發明專利]一種含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310292003.2
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103360581A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陳軍武;孫江曼;朱永祥;蔡平;曹鏞
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/54;H01L51/30;H01L51/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種應用于光電子材料與器件領域的新型聚合物，更具體是涉及一種含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物及其制備與應用。

背景技術

自1977年日本科學家白川英樹發現聚乙炔導電以來，這種被稱為“第四代高分子”材料的導電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學家進行研究。導電高分子同具有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇范圍廣等優點。由于這類材料結構的共軛特性，因此容易獲得熒光性，對太陽光具有吸收能力，以及對載流子的輸運能力，從而能夠或可能在許多電子或光電子器件上得到應用，例如包括聚合物發光二極管，聚合物太陽電池，聚合物場效應晶體管等。潛在的應用前景和廣泛的應用領域促使科學家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括多種共軛結構的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發光二極管，聚合物太陽電池，聚合物場效應晶體管性能的方法，材料是最重要的因素之一。所以許多研究小組一直致力于開發具有高效率發光聚合物，以及高能量轉換效率的光伏給體聚合物、載流子遷移率高的聚合物。要實現這些目標，需要研制更多的新型共軛聚合物材料。一些新型含苯并噻唑,苯并噻二唑的共軛聚合物也引起了研究人員的注目，“合成金屬”（Synthetic?Metals）156(2006)38對其光伏性質進行了研究。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺點，提供一種含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物，具有熒光性，對太陽光具有吸收性和高載流子遷移率，可應用于制作聚合物發光二級管、聚合物太陽電池、以及場效應晶體管的活性層。

本發明的目的還在于提供所述的含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物的制備方法。

本發明的目的還在于提供所述的含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物在聚合物發光二級管、聚合物太陽電池、以及場效應晶體管中的應用。

本發明的含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物具有如下所示的結構：

其中，R為C₁～C₂₃的烷基；Ar為共軛單元、烷基取代的共軛單元、烷氧基取代的共軛單元或烷基和烷氧基同時取代的共軛單元中的一種；0<x≤1，0≤y<1，x+y=1；n=3～1000。

Ar中的共軛單元為乙烯撐基，乙炔撐基，碳氫原子構成的芳香環，碳氮氫原子構成的芳香雜環，碳氧氫原子構成的芳香雜環，碳硫氫原子構成的芳香雜環，碳硅氫原子構成的芳香雜環，碳氮氧氫原子構成的芳香雜環，碳氮硫氫原子構成的芳香雜環，碳硅硫氫原子構成的芳香雜環中的一種或多種組合。

上述的含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物的制備方法是用含有5,6-二氟苯并噻唑單元的單體與共軛單體進行共聚。

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物可應用于制作聚合物發光二極管的發光層。

所述的含5,6-二氟苯并噻唑共軛聚合物可應用于制備聚合物太陽電池的活性層。

將所述含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物應用于聚合物本體異質結太陽電池的給體相，其與電子受體材料C70或其衍生物、有機電子受體材料或無機納米晶混合制成溶液，涂覆在ITO玻璃或緩沖層上，制備成薄膜，然后在其上蒸鍍金屬制備成器件。

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物可應用于制作聚合物場效應晶體管的有源層。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和效果：

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物結構新穎，具有獨創性。含5,6-二氟苯并噻唑的共軛聚合物具有多種功能，對太陽光具有吸收性，能應用于制作聚合物太陽電池的活性層，有關聚合物具有良好的發光性能，可用于聚合物發光二極管的活性層，有關聚合物具有良好的空穴遷移率，可用于聚合物場效應晶體管。有關聚合物發光二極管、聚合物太陽電池、以及聚合物場效應晶體管能展現高性能。

具體實施方式

以下結合具體實施例來對含氟苯并噻唑的共軛聚合物的制備與應用作進一步的說明。但本發明所要求的保護范圍并不局限于實施例所涉及的范圍。

實施例1：

4,7-二溴-5,6-二氟-2-烷基苯并噻唑的制備，反應式如下：