[發(fā)明專利]異靛青-雙鍵-異靛青類聚合物及其合成方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710412801.2
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107118335B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王帥;許龍;易征然;楊杰;肖明超
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發(fā)明公開了一種異靛青?雙鍵?異靛青類聚合物的合成方法及其應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)通式I(IVI和F₄IVI)所示，其中R指代C₁～C₆₀的直鏈或支鏈烷基。本發(fā)明還提供了結(jié)構(gòu)通式I所示高分子聚合物的制備方法。原料是已經(jīng)商業(yè)化的產(chǎn)品或有文獻報道的產(chǎn)品，合成的路線比較簡單，而且產(chǎn)率也比較高。以本發(fā)明的異靛青?雙鍵?異靛青類聚合物為有機半導體層制備的有機場效應(yīng)晶體管的空穴遷移率最高為1.03cm²V^?1s^?1，電子遷移率最高為1.82cm²V^?1s^?1，在有機場效應(yīng)晶體管器件中有著良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，涉及一種異靛青-雙鍵-異靛青類聚合物及其合成方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

場效應(yīng)晶體管(field-effect transistors)是通過電場來調(diào)控半導體材料導電能力的有源器件，被用來放大和轉(zhuǎn)換電信號。與無機場效應(yīng)晶體管相比，有機場效應(yīng)晶體管與之最大的區(qū)別就是用有機半導體材料取代了無機半導體材料。有機半導體材料有四大優(yōu)勢：一是有機分子可以通過簡單的化學修飾進行改性；二是有機半導體材料具有良好的柔性和韌性；三是可以通過溶液法制備器件；四是有降低成本的潛力。

在有機場效應(yīng)晶體管中，按照導電溝道中載流子種類，有機半導體材料可以分為p型，n型和雙極性材料，其載流子分別為空穴，電子，空穴和電子。按照材料的分子量來分，可以分為小分子和聚合物材料。聚合物因為其較高的黏性和良好的成膜性被認為是半導體溶液處理方法的一種良好材料，是最具有潛力實現(xiàn)大面積柔性器件的材料。目前的研究表明，有三類聚合物體系表現(xiàn)出很好的OFETs性能，分別是吡咯并吡咯二酮(Diketopyrrolopyrrole，DPP)，萘酰亞胺(Naphthalenedicarboximide，NDI)和異靛青(Isoindigo，IID)。由于IID吸電子能力不強，其聚合物的LUMO能級比較高，不利于電子注入和傳輸，因此該類聚合物一般是p型材料。而雙極性材料在有機電路如振蕩器中有重要應(yīng)用價值，因此設(shè)計新型的IID雙極性材料迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種異靛青-雙鍵-異靛青類聚合物的制備方法及其應(yīng)用。

本發(fā)明提供的異靛青-雙鍵-異靛青類聚合物，其結(jié)構(gòu)通式如式Ⅰ所示：

所述式I中，X為H或者F；R為碳原子總數(shù)為1-60的直鏈或支鏈烷基；Ar為芳香族基團；n為自然數(shù)。

當X為H時，式I簡寫為IVI；當X為F時，式I簡寫為F₄IVI。

所述式I(IVI和F₄IVI)中，R為碳原子總數(shù)為1-60的直鏈或支鏈烷基。優(yōu)選地，可為碳原子總數(shù)為1-30、10-30或20-30的直鏈或支鏈烷基。更優(yōu)選地，可為4-癸基十四烷基，也即-(CH₂)₃-CH(C₁₀H₂₁)C₁₀H₂₅。

所述式I中Ar基團從下面的基團中選取任意一種：

所述Ar基團中，都表示取代位。

所述Ar基團中，n為10-150，優(yōu)選地，n為15或20。

所述式I(IVI和F₄IVI)所示聚合物，當X代指H,R代指Ar代指即為聚合物PIVI-BT和PF₄IVI-BT；PIVI-BT用式XXVIII表示，PF₄IVI-BT用式XXIX表示；