[發(fā)明專利]D-A型聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310361824.7
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103450462A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟鴻;張小濤;苑曉;閆麗佳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京友斯貝特光電材料有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(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D-A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)體材料將會具有很廣的應(yīng)用前景。?

含噻吩類聚合物是一類有良好光電性能的有機(jī)材料，噻吩并[3,4-c]噻吩及其衍生物僅限于少量有關(guān)單體合成的報道，并且全部是小分子材料，事實(shí)上，以噻吩并[3,4-c]噻吩為核，可以制備一系列有機(jī)半導(dǎo)體光電材料單體，但是相關(guān)聚合物制備及其性能卻未見報道。?

有機(jī)高分子材料以其易溶成膜，制備成本低，工藝簡單尤其令人感興趣,對這一領(lǐng)域的研究不僅具有理論價值,而且具有潛在的應(yīng)用前景。現(xiàn)在市場研究及開發(fā)的主流是一維線性高分子材料，給體-受體型高分子材料是新的研究熱點(diǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種D-A型聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法與應(yīng)用。?

本發(fā)明所提供的一種D-A型聚合物，其結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示：?

式Ⅰ?

式Ⅰ中，R₁、R₂和Ar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；?

基團(tuán)A表示受體，其選自含氟苯基、苯并噻二唑基及其衍生物、吡咯基、吡咯并吡咯基及其衍生物；?

X和Y均選自S、O、N和Se中的任意一種；?

m為1～4之間的自然數(shù)；?

n為5～100之間的自然數(shù)。?

所述的聚合物中，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。?

所述的聚合物中，R₁為苯基或噻吩基；R₂為苯基或噻吩基；Ar為噻吩基；?

基團(tuán)A為式a或式b所示基團(tuán)；?

m為1，n為15～23；?

式a????????????????????????????????式b。?

本發(fā)明提供的式Ⅰ所示聚合物的制備方法，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?

其中，R₁和Ar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；?

（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；R₁的定義同式Ⅱ；?

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

式Ⅵ?????????????????????????????????式Ⅶ?

式中，R₁和Ar的定義同式Ⅱ，R₂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；?