一種d-a型聚合物半導體材料及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種D-A型聚合物半導體材料及其制備方法與應用。該D-A型聚合物，其結構式如式Ⅰ所示，式Ⅰ中，R1、R2和Ar均選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數為1～16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環基或含硅雜環基；基團A表示受體，其選自含氟苯基、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均選自S、O、N和Se中的任意一種；m為1～4之間的自然數；n為5～100之間的自然數。本發明提供的式Ⅰ所示聚合物可作為有機半導體光電材料，具體可用于制備有機半導體光電器件，如有機場效應晶體管，其作為有機半導體光電器件中的有機半導體材料層。
【專利說明】—種D-A型聚合物半導體材料及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種D-A型聚合物半導體材料及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]有機電子器件以其易加工、低成本、高適應性吸引了全世界學術界和產業界的目光，作為電子電路的最基本元素，有機場效應晶體管的發展更是成為當前研究的熱點。
[0003]材料是有機電子器件的基礎和核心，如今部分有機半導體材料的性能已經達到與無機半導體相媲美的程度。例如并五苯(PAN)有機薄膜器件的遷移率也已超過Scm2V4iT1(Kelley, T.ff.;Muyres, D.V.;Baude, P.F.; Smith, T.P.; Jones, T.D.Mater.Res.Soc.Symp.Proc.2003, 771，169.)。但是該材料在成本及穩定性上與無機材料相比仍有差距，所以設計合成具有工藝簡單、成本較低、材料性能穩定和長壽命以達到商業化目的的有機半導體材料將會具有很廣的應用前景。
[0004]含噻吩類聚合物是一類有良好光電性能的有機材料，噻吩并[3，4-c]噻吩及其衍生物僅限于少量有關單體合成的報道，并且全部是小分子材料，事實上，以噻吩并[3，4-c]噻吩為核，可以制備一系列有機半導體光電材料單體，但是相關聚合物制備及其性能卻未見報道。
[0005]有機高分子材料以其易溶成膜，制備成本低，工藝簡單尤其令人感興趣，對這一領域的研究不僅具有理論價值，而且具有潛在的應用前景。現在市場研究及開發的主流是一維線性高分子材料，給體-受體型高分子材料是新的研究熱點。

【發明內容】

`[0006]本發明的目的是提供一種D-A型聚合物半導體材料及其制備方法與應用。
[0007]本發明所提供的一種D-A型聚合物，其結構式如式I所示:
[0008]
【權利要求】
1.一種D-A型聚合物，其結構式如式I所示: 式I 式I中，Rp R2和Ar均選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數為I~16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環基或含硅雜環基； 基團A表示受體，其選自含氟苯基、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均選自S、O、N和Se中的任意一種； m為I~4之間的自然數； η為5~100之間的自然數。
2.根據權利要求1所述的聚合物，其特征在于:所述噻吩基為苯并噻吩基或二苯并噻吩基； 所述含氮雜環基為吡咯 、咔唑、噻唑、噻二唑、吡啶或哌啶； 所述含硅雜環基為噻咯或苯并噻咯。
3.根據權利要求2所述的聚合物，其特征在于=R1為苯基或噻吩基；R2為苯基或噻吩基；Ar為噻吩基； 基團A為式a或式b所示基團；



^8Η?7χ^-^6Η13


cV-Nj


C6H13^O8H170式a式b。
4.式I所示聚合物的制備方法，包括如下步驟: (I)式II所示甘氨酸化合物與式III所示乙炔化合物經酰化反應得到式IV所示化合物；
λλnA「 Ar A A^Ar --:1OI式II式III式IV 其中，R1和Ar均選自烷基、芳香基和由所述烷基取代的所述芳香基中任一種，所述烷基為碳原子數為I~16的直鏈或支鏈烷基，所述芳香基為苯基、芴基、噻吩基、含氟苯基、含氮雜環基或含硅雜環基； (2)式IV所示化合物與P2X5進行反應得到式V所示吡咯化合物；
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:步驟(1)中，式II所示甘氨酸化合物與式III所示乙炔化合物的摩爾比為1:1~1.5 ; 步驟(3)中，式V所示吡咯化合物與式VI所示乙炔化合物的摩爾比為1:1~1.5。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于:步驟(2)中，式IV所示化合物與P2X5的摩爾比為1:1.5~2.5 ; 步驟(5)中，式VDI所示化合物與P2Y5的摩爾比為1:1.5~2.5。
7.根據權利要求4-6中任一項所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，所述脫氨反應在間氯過氧苯甲酸的作用下進行； 步驟(7)中，所述Suzuki偶聯反應的溶劑為甲苯、DMF或1，4- 二氧六環；所述Suzuki偶聯反應的催化劑為四(三苯基膦)鈀、[1，I’-雙(二苯基磷)二茂鐵]二氯化鈀、雙三苯基磷二氯化鈀或二(三苯基膦)二乙酸鈀；所述Suzuki偶聯反應所用的堿性化合物為K2CO3> Na2CO3^ KOH、NaOH, NaHCO3 或 KHCO3 ； 所述Stille偶聯反應的溶劑為正己烷、四氫呋喃或乙醚；所述Stille偶聯反應的催化劑為四(三苯基膦)鈀、[1，1’_雙(二苯基磷)二茂鐵]二氯化鈀、雙三苯基磷二氯化鈀或二(三苯基膦)二乙酸鈀。
8.式I所示聚合物在制備有機半導體光電器件中的應用。
9.一種有機半導體光電器件,其特征在于:它的有機半導體層為式I所不聚合物。
10.根據權利要求9所述的光電器件，其特征在于:所述有機半導體光電器件為有機場效應晶體管。
【文檔編號】C08G61/12GK103483558SQ201310361926
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】孟鴻, 張小濤, 苑曉, 閆麗佳 申請人:南京友斯貝特光電材料有限公司