一种d-a型聚合物半导体材料及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种D-A型聚合物半导体材料及其制备方法与应用。该D-A型聚合物，其结构式如式Ⅰ所示，式Ⅰ中，R1、R2和Ar均选自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一种，所述烷基为碳原子数为1～16的直链或支链烷基，所述芳香基为苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮杂环基或含硅杂环基；基团A表示受体，其选自含氟苯基、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均选自S、O、N和Se中的任意一种；m为1～4之间的自然数；n为5～100之间的自然数。本发明提供的式Ⅰ所示聚合物可作为有机半导体光电材料，具体可用于制备有机半导体光电器件，如有机场效应晶体管，其作为有机半导体光电器件中的有机半导体材料层。
【专利说明】—种D-A型聚合物半导体材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种D-A型聚合物半导体材料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]有机电子器件以其易加工、低成本、高适应性吸引了全世界学术界和产业界的目光，作为电子电路的最基本元素，有机场效应晶体管的发展更是成为当前研究的热点。
[0003]材料是有机电子器件的基础和核心，如今部分有机半导体材料的性能已经达到与无机半导体相媲美的程度。例如并五苯(PAN)有机薄膜器件的迁移率也已超过Scm2V4iT1(Kelley, T.ff.;Muyres, D.V.;Baude, P.F.; Smith, T.P.; Jones, T.D.Mater.Res.Soc.Symp.Proc.2003, 771，169.)。但是该材料在成本及稳定性上与无机材料相比仍有差距，所以设计合成具有工艺简单、成本较低、材料性能稳定和长寿命以达到商业化目的的有机半导体材料将会具有很广的应用前景。
[0004]含噻吩类聚合物是一类有良好光电性能的有机材料，噻吩并[3，4-c]噻吩及其衍生物仅限于少量有关单体合成的报道，并且全部是小分子材料，事实上，以噻吩并[3，4-c]噻吩为核，可以制备一系列有机半导体光电材料单体，但是相关聚合物制备及其性能却未见报道。
[0005]有机高分子材料以其易溶成膜，制备成本低，工艺简单尤其令人感兴趣，对这一领域的研究不仅具有理论价值，而且具有潜在的应用前景。现在市场研究及开发的主流是一维线性高分子材料，给体-受体型高分子材料是新的研究热点。
【发明内容】
`[0006]本发明的目的是提供一种D-A型聚合物半导体材料及其制备方法与应用。
[0007]本发明所提供的一种D-A型聚合物，其结构式如式I所示:
[0008]
【权利要求】
1.一种D-A型聚合物，其结构式如式I所示: 式I 式I中，Rp R2和Ar均选自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一种，所述烷基为碳原子数为I~16的直链或支链烷基，所述芳香基为苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮杂环基或含硅杂环基； 基团A表示受体，其选自含氟苯基、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均选自S、O、N和Se中的任意一种； m为I~4之间的自然数； η为5~100之间的自然数。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于:所述噻吩基为苯并噻吩基或二苯并噻吩基； 所述含氮杂环基为吡咯 、咔唑、噻唑、噻二唑、吡啶或哌啶； 所述含硅杂环基为噻咯或苯并噻咯。
3.根据权利要求2所述的聚合物，其特征在于=R1为苯基或噻吩基；R2为苯基或噻吩基；Ar为噻吩基； 基团A为式a或式b所示基团；
^8Η?7χ^-^6Η13
cV-Nj
C6H13^O8H170式a式b。
4.式I所示聚合物的制备方法，包括如下步骤: (I)式II所示甘氨酸化合物与式III所示乙炔化合物经酰化反应得到式IV所示化合物；
λλnA「 Ar A A^Ar --:1OI式II式III式IV 其中，R1和Ar均选自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一种，所述烷基为碳原子数为I~16的直链或支链烷基，所述芳香基为苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮杂环基或含硅杂环基； (2)式IV所示化合物与P2X5进行反应得到式V所示吡咯化合物；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:步骤(1)中，式II所示甘氨酸化合物与式III所示乙炔化合物的摩尔比为1:1~1.5 ; 步骤(3)中，式V所示吡咯化合物与式VI所示乙炔化合物的摩尔比为1:1~1.5。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于:步骤(2)中，式IV所示化合物与P2X5的摩尔比为1:1.5~2.5 ; 步骤(5)中，式VDI所示化合物与P2Y5的摩尔比为1:1.5~2.5。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于:步骤(4)中，所述脱氨反应在间氯过氧苯甲酸的作用下进行； 步骤(7)中，所述Suzuki偶联反应的溶剂为甲苯、DMF或1，4- 二氧六环；所述Suzuki偶联反应的催化剂为四(三苯基膦)钯、[1，I’-双(二苯基磷)二茂铁]二氯化钯、双三苯基磷二氯化钯或二(三苯基膦)二乙酸钯；所述Suzuki偶联反应所用的碱性化合物为K2CO3> Na2CO3^ KOH、NaOH, NaHCO3 或 KHCO3 ； 所述Stille偶联反应的溶剂为正己烷、四氢呋喃或乙醚；所述Stille偶联反应的催化剂为四(三苯基膦)钯、[1，1’_双(二苯基磷)二茂铁]二氯化钯、双三苯基磷二氯化钯或二(三苯基膦)二乙酸钯。
8.式I所示聚合物在制备有机半导体光电器件中的应用。
9.一种有机半导体光电器件,其特征在于:它的有机半导体层为式I所不聚合物。
10.根据权利要求9所述的光电器件，其特征在于:所述有机半导体光电器件为有机场效应晶体管。
【文档编号】C08G61/12GK103483558SQ201310361926
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】孟鸿, 张小涛, 苑晓, 闫丽佳 申请人:南京友斯贝特光电材料有限公司