[發明專利]一種蒽并二噻吩酰亞胺聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201711062918.9
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN109749058B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 于貴;黃劍耀;陳智慧;張衛鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07D495/22
• 分類號: C07D495/22;C08G61/12;H01L51/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種蒽并二噻吩酰亞胺聚合物及其制備方法與應用。所述蒽并二噻吩酰亞胺聚合物的結構式如式I所示，其中R為C₁～C₆₀的直鏈或支鏈烷基。本發明提供的式I所示化合物能夠作為半導體層用于制備聚合物場效應晶體管。以本發明蒽并二噻吩酰亞胺聚合物為半導體層制備的有機場效應晶體管的遷移率(μ)和開關比都非常高(μ最高超過4cm²V^?1s^?1，開關比大于10⁴)，在有機場效應晶體管中有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種蒽并二噻吩酰亞胺聚合物及其制備方法與應用，屬于材料領域。

背景技術

有機半導體材料近年來得到了快速的發展。以有機半導體層材料制備的有機場效應晶體管、有機太陽能電池、有機發光二極管等器件受到廣泛的關注。相比于傳統的無機材料，有機材料具有結構可調控性，成本低廉，易于制備柔性器件等優點，在噴墨打印、卷對卷加工等方面具有很大的優勢，成為最近的研究熱點之一。

酰亞胺類分子是目前的研究熱點。其具有可控的能級結構，可引入烷基鏈改善溶解性，提高加工性能。通過引入不同的烷基鏈，可有效調節分子的自組裝性能和薄膜的堆積結構，從而達到調控其電學性能的目的。此外，高度稠環的結構具有很好的平面性和π–π相互作用，有利于分子間的排列堆積，提高器件的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種蒽并二噻吩酰亞胺化合物，并研究了其在場效應晶體管中的應用。

本發明所提供的蒽并二噻吩酰亞胺聚合物，其結構通式如式I所示：

式I中，R為C₁～C₆₀的直鏈或支鏈烷基，可為C₁～C₂₄的直鏈或支鏈烷基，具體可為正辛基、4-癸基十四烷基或2-癸基十四烷基；

π基團為常見的共聚單元，具體可選自如下基團中的任意一種：

等

所述共聚單元中，表示取代位；

n為5～100，具體的，n可為5～60或10～13，更具體的，n為10或13。

本發明所提供的式I所示聚合具體可為聚合物PADTDI-BT或PADTDI-FBT；

其中，聚合物PADTDI-BT的結構式如下：

聚合物PADTDI-FBT的結構式如下：

本發明進一步提供了式I所示聚合物的制備方法，包括如下步驟：

在催化劑和配體的作用下，式IV所示化合物(2,8-二溴蒽并[1,2-b:5,6-b']二噻吩-4,5,10,11-二酰亞胺)與雙甲基錫化合物進行聚合反應，反應完畢得到所述式I所示聚合物；

R的定義與前述式I中R的定義相同。

上述方法中，所述雙甲基錫化合物選自如下化合物中的任意一種：

(也即5,5’-雙(三甲基錫)-2,2’-聯二噻吩)、

(也即5,5’-雙(三甲基錫)-3,3’-二氟-2,2’-聯二噻吩)、

所述催化劑選自四(三苯基膦)鈀、二(三苯基膦)二氯化鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀和二(二亞芐基丙酮)鈀中的至少一種；