专利名称：稠合的二噻吩共聚物的制作方法
稠合的二噻吩共聚物本发明涉及包含一个或多个苯并[1，2_b;4，3-b’ ] 二噻吩和/或苯并[l，2-b;3，4-b’ ] 二噻吩类型的苯并二噻吩(重复)单元的共聚物，及其在有机器件，尤其是在有机光伏电池(太阳能电池)和光电二极管中，或者在含有二极管和/或有机场效应晶体管的器件中作为有机半导体的用途。本发明聚合物在有机溶剂中具有优异的溶解性且具有优异的成膜性能。此外，当将本发明聚合物用于有机场效应晶体管、有机光伏电池(太阳能电池)和光电二极管中时，可以观察到高的能量转换效率、优异的场效应迁移率，良好的开/关电流比和/或优异的稳定性。近来已经提出了某些用于有机场效应晶体管中的基于苯并[2，l-b;3，4_b’ ] 二噻吩重复单元的共聚物(Rieger 等，Adv. Mater. 2010，22，83 ；W010000669)。目前可以用作有机半导体的材料显示出了潜力，但仍不能满足器件生产的所有要求。从实践角度看，已经证明共轭聚合物对于大规模生产非常有前景。它们易于由溶液形成均匀的薄膜，这使得印刷技术如喷墨印刷或凹版印刷。然而，聚合物尚未在场效应晶体管中显示出同样高的迁移率并且在可接受的溶剂如烃类中通常不显示出足够的溶解度。在许多情况下，堆积成高度有序薄膜的倾向高的聚合物是微溶性的。现已发现显示出良好溶解性且仍保留易于溶液加工的优点的新型共聚物。苯并二噻吩的高聚集倾向引导该聚合物成为高度有序的薄膜，而曲率贡献了有助于成膜的溶解性。两种单体由于其非线性几何结构均诱发曲率。因此，本发明首先涉及一种有机半导体材料、层或组件，其包含对应于下式的共聚物
权利要求
1. 一种有机半导体材料、层或组件，其包含含有重复结构单元-[A]-和-[COM]-的聚合物(I)，优选重量比[A]:[C0M]为1:20-20:1，其中A为式II或III的苯并二噻吩重复单元
2.根据权利要求I的有机半导体材料，呈包含基材的复合材料形式，其中将包含共聚物(I)的薄膜半导体沉积于所述基材上。
3.包含如权利要求I所定义的共聚物(I)的半导体器件。
4.根据权利要求3的半导体器件，其为有机光伏器件(太阳能电池)、二极管、光电二极管、有机场效应晶体管。
5.根据权利要求1-4中任一项的材料或器件，其中在所述共聚物⑴中，G1,G2, G3, G4和G5独立地选自氧、氣、C1-C25烧基、O-和/或S-间隔的C2-C25烧基、C1-C25烧氧基、C3-C12环烷基X2-C25链烯基X2-C25炔基、苯基、萘基X1-C12烷基苯基、苯基-C1-C12烷基，它们各自未被取代或被一个或多个氟、-CN、苯基、萘基取代； R1和R2可以相同或不同且选自C1-Cltltl烷基，可以被C1-C8烷基和/或C1-C8烷氧基取代1-3次的C5-C12环烧基，可以被C1-C8烧基和/或C1-C8烧氧基取代1-3次的苯基或I-或2-萘基，或-CRicilRici2- (CH2) U-A3，其中Rlt11和Rltl2表示氢或C1-C4烷基，A3表示各自可以被C1-C8烷基和/或C1-C8烷氧基取代1-3次的苯基或I-或2-萘基以及u表示0、1、2或3 ;R103 为 C1-C25 烷基； X3和X4中的一个为N且另一个为CR99 ； R"、R1(I4和R1(l4’相互独立地为氢，F，或可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C1-C25烷基，尤其是C4-C25烷基，C7-C25苯基烷基，C1-C12烷氧基； R1tl5和R1(l5’相互独立地为氢，氟，可以任选被一个或多个氧或硫原子间隔的C1-C25烷基，C7-C25苯基烷基或C1-C18烷氧基； R107为H，任选被C1-C18烷基或C1-C18烷氧基取代的苯基或萘基，C1-C18烷基或被-O-间隔的C2-C18烷基。
6.根据权利要求1-5中任一项的材料或器件，其中所述共聚物(I)符合式I’
7.根据权利要求1-6中任一项的材料或器件，其中在所述共聚物(I)中结构部分COM选自下式的重复单元
8.根据权利要求1-7中任一项的材料或器件，其中在所述共聚物⑴中G5独立地选自氢、氟、C1-C25烧基；并且尤其为氢； R1和R2为C1-C35烷基，尤其是C8-C35烷基，以及 R104和Rici4 ’各自独立地选自H，C1-C25烷基。
9.根据权利要求1-8中任一项的材料或器件，其中所述共聚物(I)符合式XII-XV中任一个
10.根据权利要求1-9中任一项的材料或器件，其中所述共聚物(I)的分子量范围以重均Mw表示为5000至约200000，尤其是约10000-120000。
11.如权利要求i- ο中任一项所定义的共聚物(I)。
12.—种包含一种或多种溶于或分散于液体介质中的如权利要求1-10中所定义的共聚物(I)的组合物。
13.如权利要求1-10中任一项所定义的共聚物(I)在有机发光二极管用半导体组件、光伏组件如太阳能电池中作为半导体或电荷传输材料或薄膜晶体管，在传感器、电池中，或作为有机场效应晶体管，或光学波导或在电子摄影应用中的用途。
14.一种制备根据权利要求2-4中任一项的复合材料或器件的方法，包括将如权利要求I或5-10中任一项所定义的共聚物(I)溶于液体介质中形成溶液，将所述溶液沉积于基材上(尤其通过旋涂、液滴流延、浸涂、印刷)并除去所述溶剂而在所述基材上形成薄膜半导体。
15.一种制备式
全文摘要
本发明公开了一种有机半导体材料、层或组件，包含式(I)的共聚物，其中v和w各自通常为4-1000；A为式(II)或(III)的苯并二噻吩重复单元，以及COM选自某些亚芳基类型重复单元及其组合，其他符号如权利要求书中所定义。本发明共聚物及其复合材料可以在电子器件如光电二极管，有机场效应晶体管，以及尤其是有机光伏器件如太阳能电池的制备中用作半导体。
文档编号H01L51/00GK102834945SQ201180017371
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月31日
发明者M·迪格利, R·里格尔, K·米伦, N·舍博塔莱瓦, D·贝克曼 申请人:巴斯夫欧洲公司, 马克思—普朗克科学促进协会公司