一种2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机半导体材料技术领域，具体设及一种2,2' -二（苯并唾吩）己締 聚合物及其制备方法与其在场效应晶体管中的应用。
【背景技术】
[000引Wn-共辆的聚合物为半导体材料的聚合物场效应晶体管（Polymer field-effecttransistors,简称P阳Ts)是一种通过电场来控制材料导电能力的有源器 件，近年来取得了长足的发展。由于聚合物材料具有可溶液法加工、和塑料衬底有良好的 兼容性等优良的特性，有望成为下一代柔性显示中电路的关键元器件，比如电子商标、智能 卡、存储器、电子纸、传感器和有源矩阵显示器等方面，具有较高的应用前景和开发价值。
[0003] 在PFET器件中起关键作用的是聚合物半导体材料，按载流子传输特性可分为P 型（载流子为空穴）和n型材料（载流子为电子）。迁移率是衡量半导体材料性能最重要 的参数。无机半导体材料中，无定形娃材料的迁移率在0.lcm2rVi左右，如今，W并唾吩 类材料制备的PFET能够达到甚至超出该个值。通过改变聚合物主链的结构，可W研究并 发现新型的聚合物半导体材料（Leeet.al.，J.Am.Chem.Soc.，2012, 134,20713 - 20721 ; Hendrikset.al. ,J.Am.Chem.Soc. , 2014, 136, 12130 - 12136;Kimet.al. ,J.Am.Chem. Soc. , 2014, 136, 9477 - 9483;Ashrafet.al. ,J.Am.Qiem.Soc. , 2015, 137, 1314 - 1321)。苯 并唾吩作为一类常见的小分子化合物，常应用于制备有机半导体分子中。作为聚合物半导 体材料的单体，苯并唾吩体系目前研究较少。一般认为，聚合物半导体分子需要一定的对称 性，而苯并唾吩分子本身缺少该种对称结构。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供一种2, 2' -二（苯并唾吩）己締聚合物及其制备方法。
[0005] 本发明所提供的2,2'-二（苯并唾吩）己締聚合物，其结构式如式I所示：
[0006]
【主权项】
1. 一种式I所示聚合物：
式I中，R为Ci~C6(|的直链或支链烷基； 式I所示聚合物在主链上的取代位置为5, 5' -位或者6, 6' -位； n为聚合度，n为5-30。
2.根据权利要求1所述的式I所示聚合物，其特征在于：R为C 1(I-C4(I的直链或支链烷 基； n为聚合度，n为5-15。
3. -种制备权利要求1所述的式I所示聚合物的方法，包括下述步骤： (1) 在亚磷酸三乙酯的作用下，将式IV所示化合物与式II所示化合物进行反应，得到 式V所示化合物；
上述式II和式IV中，札为H，R2为Br，或R为Br，R2为H; (2) 在碳酸钾水溶液、钯催化剂以及膦配体作用下，将所述式V所示化合物与式VI所示 化合物反应，得到式I所示化合物；
式VI中，R为Ci~C6。的直链或支链烷基。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1)中，所述式IV所示化合物与亚 磷酸三乙酯、式II所示化合物的投料摩尔用量比依次为1 :3-10 :1. 05-1. 1 ; 所述反应的温度为25°C_110°C，时间为12~24小时。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2)中，所述钯催化剂为四（三苯基 膦）钯、三（二亚苄基丙酮）二钯和二（二亚苄基丙酮）钯中的至少一种；所述膦配体为三 苯基膦、三（邻甲苯基）膦和三（呋喃基）膦中的至少一种。
6. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2)中，所述式V所示化合物、式VI 所示化合物、碳酸钾、钯催化剂和膦配体的投料摩尔用量比依次为〇. 95~1. 05 :0. 95~ 1. 05 :3 :0. 01 ~0. 10 :0. 02 ~0. 20 ; 所述反应的温度为l〇〇°C~110°C，时间为24小时~72小时。
7. 权利要求1所述的式I所示聚合物在制备有机场效应晶体管中的应用。
8. -种有机场效应晶体管，其半导体层由权利要求1所述的式I所示聚合物制成。
【专利摘要】本发明提供一种2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物及其制备方法与其场效应晶体管中的应用。所述2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物的结构式如式Ⅰ所示。R为C1～C60的直链或支链烷基。本发明还提供了式Ⅰ所示聚合物的制备方法。本发明的2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物合成路线简单高效。以本发明二(苯并噻吩)乙烯为共聚单元的聚合物半导体层制备的PFET的迁移率(μ)最高为0.1cm2V-1s-1和开关比为105～107，在PFET中有一定的应用前景。
【IPC分类】C08G61-12, H01L51-30
【公开号】CN104774318
【申请号】CN201510163314
【发明人】于贵, 黄剑耀, 刘晓彤, 毛祖攀, 张卫锋, 高冬
【申请人】中国科学院化学研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月8日