[發(fā)明專利]一種有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410140242.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN104974174B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立磊;馬昌期;管翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): C07D495/14
• 分類號(hào): C07D495/14;C07F7/08;C07D417/14;C07D519/00;C07D495/04;C07D487/04
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，包含一Cor基團(tuán)以及兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元，其中每一結(jié)構(gòu)單元包括一個(gè)FT基團(tuán)，一個(gè)3,4?位由烷氧基或烷硫基修飾的噻吩單元和一個(gè)A基團(tuán)，所述A基團(tuán)依次經(jīng)所述噻吩單元及所述FT基團(tuán)與Cor基團(tuán)連接，其中A基團(tuán)為受電子基團(tuán)單元，F(xiàn)T基團(tuán)包括由1~12個(gè)修飾或未修飾噻吩組合形成的寡聚噻吩短鏈單元，Cor基團(tuán)包括由兩個(gè)以上的5或6元環(huán)并聯(lián)形成的稠環(huán)π共軛單元或其衍生單元。本發(fā)明的有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料具有小的光譜帶隙，長(zhǎng)的光譜吸收波長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于有機(jī)半導(dǎo)體光電器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，特別涉及一種線性寡聚噻吩有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，屬于有機(jī)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有機(jī)半導(dǎo)體材料具有質(zhì)量輕、柔性好、生產(chǎn)成本低和易于大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為近幾年在研發(fā)領(lǐng)域及蓬勃興起的有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)中最引人注目和擁有巨大市場(chǎng)前景的新技術(shù)和新產(chǎn)品。

有機(jī)半導(dǎo)體材料主要有高分子有機(jī)材料和小分子有機(jī)材料兩種。高分子材料由于是混合物，其結(jié)構(gòu)不確定，分散性大，不易于純化，容易造成材料批次間的差異。相比之下，有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料由于結(jié)構(gòu)單一確定，易于純化，在實(shí)際應(yīng)用中具有可重復(fù)性好等優(yōu)勢(shì)。

有機(jī)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用范圍比較廣泛，包括有機(jī)電致發(fā)光二極管（OLED）、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）、有機(jī)光伏電池（OPV）、化學(xué)傳感器、有機(jī)半導(dǎo)體激光器等很多門類。值得一提的是寡聚噻吩衍生物小分子材料在有機(jī)半導(dǎo)體材料應(yīng)用中占有極為重要的一席，主要是有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）和有機(jī)光伏電池（OPV）的應(yīng)用，尤其在近幾年的研究中獲得了豐碩的成果，有機(jī)光伏器件的光電轉(zhuǎn)換率甚至超過了10%。

通過對(duì)線性寡聚噻吩進(jìn)行功能化修飾是構(gòu)建高效有機(jī)小分子半導(dǎo)體的一種常見方法。目前線性寡聚噻吩的功能化修飾包括在線性寡聚噻吩中心引入具有給電子性的共軛單元以及在線性寡聚噻吩的兩個(gè)α-端位引入兩個(gè)電子受體單元等方法。這一方法可以使分子內(nèi)形成電子給受體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)降低材料的光譜帶隙，紅移材料的吸收光譜。但是，在線性寡聚噻吩共軛鏈長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，由于端位的受體單元與寡聚噻吩的共軛主體的中心距離被拉大，分子內(nèi)電子給受體結(jié)構(gòu)對(duì)降低材料的光譜帶隙所起的作用變?nèi)酰牧系奈展庾V不能夠得到進(jìn)一步的紅移，限制了這一方法在開發(fā)高效新材料上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，其具有更低的光譜帶隙和更長(zhǎng)的光譜吸收波長(zhǎng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，包含一Cor基團(tuán)以及與該Cor基團(tuán)連接的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元，每一結(jié)構(gòu)單元包括一個(gè)FT基團(tuán)，一個(gè)3,4-位由烷氧基或烷硫基修飾的噻吩單元和一個(gè)A基團(tuán)，所述A基團(tuán)依次經(jīng)所述3,4-位由烷氧基或烷硫基修飾的噻吩單元及所述FT基團(tuán)與Cor基團(tuán)連接，

其中，A基團(tuán)為受電子基團(tuán)單元，F(xiàn)T基團(tuán)包括由1～12個(gè)修飾或未修飾噻吩組合形成的寡聚噻吩短鏈單元，Cor基團(tuán)包括由兩個(gè)以上的5或6元環(huán)并聯(lián)形成的稠環(huán)π共軛單元或其衍生單元，所述3,4-位由烷氧基或烷硫基修飾的噻吩單元具有如下結(jié)構(gòu)式：

其中，X包括氧原子或者硫原子，R₁、R₂包括取代或未取代的C1～C20的烷基或C1～C20的雜烷基。

進(jìn)一步的，該有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)式可參考圖1。

進(jìn)一步的，在所述3,4-位由烷氧基或烷硫基修飾的噻吩單元中，R₁與R₂之間相互連接，并與連接在噻吩環(huán)的3,4-位上的兩個(gè)氧或硫原子及噻吩環(huán)上的鄰近 C-C鍵形成5～8元取代或未取代的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。