基于二噻吩并吡啶酮共聚物的半導(dǎo)體材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了包含式(1)和/或(1’)單元的聚合物。本發(fā)明還提供了包含所述聚合物作為半導(dǎo)體材料的電子器件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于二噻吩并吡啶酮共聚物的半導(dǎo)體材料
[0001]有機(jī)半導(dǎo)體材料可用于電子器件，如有機(jī)光伏器件(OPV)、有機(jī)場(chǎng)效晶體管(OFET)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和有機(jī)電致變色器件(ECD)中。
[0002]對(duì)有效且長(zhǎng)期的性能而言，希望有機(jī)半導(dǎo)體材料基器件具有高載流子遷移率以及高穩(wěn)定性，尤其是在周?chē)h(huán)境條件下對(duì)空氣氧化的高穩(wěn)定性。
[0003]此外，希望有機(jī)半導(dǎo)體材料與液體加工技術(shù)如旋涂相容(因?yàn)榫图庸ば越嵌榷?，液體加工技術(shù)是方便的)且因此允許生產(chǎn)低成本的有機(jī)半導(dǎo)體材料基電子器件。此外，液體加工技術(shù)也與塑料基材相容，且因此允許生產(chǎn)輕質(zhì)且機(jī)械柔性的有機(jī)半導(dǎo)體材料基電子器件。
[0004]聚合有機(jī)半導(dǎo)體材料在電子器件中的用途是本領(lǐng)域所已知的。
[0005]Zhang, M.；Tsao, H.N.；Pisula, ff.；Yang, C.；Mishra, A.K.；Miillen,K.J.Am.Chem.Soc.2007,129，3472-3473 描述了下式聚合物:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物，其包含下式單元:
2.如權(quán)利要求1的聚合物，其中: R1為H或任選被1-6個(gè)取代基Re取代的C1,烷基，其中: Rci在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2、-0H、Ch。烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R2、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHR2、-NR2R3、-NH-COR2、-COOH、-COOR2、-CONH2、-CONHR2、-CONR2R3、-CO-H,-COR2、C3_10 環(huán)烷基、單價(jià) 3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中R2和R3在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基，
X 為 C-R4, 其中R4為H或任選被1-6個(gè)取代基Rf取代的C1,烷基， 其中: Rf在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2、-0H、Ch。烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R5、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHR5、-NR5R6、-NH-C0R5、-COOH、-C00R5、-C0NH2、-C0NHR5、-C0NR5R6、-CO-H、-COR5、C3_1(l 環(huán)烷基、單價(jià) 3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中R5和R6在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基， 且G1、G2> L、q、s、r和η如權(quán)利要求1所定義。
3.如權(quán)利要求1的聚合物，其中:` R1為任選被1-6個(gè)取代基Re取代的C1,烷基， 其中: Rci在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2、-0H、Ch。烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R2、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHR2、-NR2R3、-NH-COR2、-C00H、-COOR2、-CONH2、-CONHR2、-CONR2R3、-CO-H,-COR2、C3_10 環(huán)烷基、單價(jià) 3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中R2和R3在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基，
X 為 C-R4, 其中R4為H或任選被1-6個(gè)取代基Rf取代的C1,烷基， 其中: Rf在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2、-0H、Ch。烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R5、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHR5、-NR5R6、-NH-C0R5、-C00H、-C00R5、-C0NH2、-C0NHR5、-C0NR5R6、-CO-H、-COR5、C3_1(l 環(huán)烷基、單價(jià) 3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中R5和R6在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基， 且G1、G2> L、q、s、r和η如權(quán)利要求1所定義。
4.如權(quán)利要求1的聚合物，其中 R1為C1,烷基，
X 為 C-R4,其中R4為H， 且G1、G2> L、q、s、r和η如權(quán)利要求1所定義。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的聚合物，其中: G1和G2彼此獨(dú)立地為任選被1-4個(gè)取代基Ra取代的單環(huán)二價(jià)5-8員芳族雜環(huán)基， 其中: Ra在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN> -NO2> -OH> C^30 烷氧基、"O-CH2CH2O-C^30 烷基、_0-C0R8、-S-C^30 烷基、_NH2> -NHR8> -NR8R9、-NH-C0R8、-COOH、-COOR8、-CONH2、-CONHR8、-CONR8R9、-C0-H、-COR8、任選被 1-6 個(gè)取代基Ri取代的C1,烷基、任選被1-6個(gè)取代基Ri取代的C2,鏈烯基、任選被1-6個(gè)取代基Ri取代的C2,炔基、任選被1-6個(gè)取代基P取代的C3_1(l環(huán)烷基、任選被1-6個(gè)取代基P取代的C5,環(huán)烯基和任選被1-6個(gè)取代基P取代的單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基， 其中: R8和R9在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2,鏈烯基、C2,炔基、C3_1Q環(huán)烷基、C5_10環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基， Ri在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2> -OH> C1^0 烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0Rlcl、-S-C^10 烷基、_NH2、-NHR10、-NR10R11、-NH-COR1?、-COOH、-COOR1?、-CONH2、-CONHR1?、-CONRiciR11、-C0-H、-COR1。、C3_1(l 環(huán)烷基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基；` Rj在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C (CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-N02、-OH、Chq 烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R1c1、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHRic1、-NR10R11、-NH-COR10、-C00H、-COORic1、-CONH2、-CONHRic1、-CONR10R11、-C0-H、-CORic1、C1^10 烷基、C2_10鏈烯基、C2_10炔基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中Rw和R11在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的聚合物，其中: L為任選被1-4個(gè)取代基Rb取代的單環(huán)二價(jià)5-8員芳族雜環(huán)基， 其中: Rb在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-N02、-OH、C1,烷氧基、-O-Q^CI^O-Cu。烷基、-0-C0R12、-S-C1,烷基、-NH2、-NHR12、-NR12R13、-NH-COR12、-C00H、-C00R12、-CONH2、-CONHR12、-CONR12R13、-C0-H、-COR12、任選被 1-6 個(gè)取代基Rk取代的C1,烷基、任選被1-6個(gè)取代基Rk取代的C2,鏈烯基、任選被1-6個(gè)取代基Rk取代的C2,炔基、任選被1-6個(gè)取代基R1取代的C3,環(huán)烷基、任選被1-6個(gè)取代基R1取代的C5_1(l環(huán)烯基和任選被1-6個(gè)取代基R1取代的單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基， 其中: R12和R13在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2,鏈烯基、C2,炔基、C3_1Q環(huán)烷基、C5_10環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基， Rk在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-NO2> -OH> C1^0 烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R14、-S-C^10 烷基、_NH2、-NHR14、-NR14R15、-NH-COR14、-C00H、-C00R14、-CONH2、-CONHR14、-CONR14R15、-C0-H、-OTR14、C3_1(l 環(huán)烷基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； R1在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組:=0、=C(CN)2, -0-C2_6亞烷基-O-、鹵素、-CN、-N02、-OH、Chq 烷氧基、-O-CH2CH2O-Chq 烷基、_0-C0R14、-S-Chq 烷基、_NH2、-NHR14、-NR14R15、-NH-COR14、-COOH、-COOR14、-CONH2、-CONHR14、-CONR14R15、-C0-H、-COR14、C1^10 烷基、C2_10鏈烯基、C2_10炔基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基； 其中R14和R15在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地選自如下組=C1,烷基、C2_1Q鏈烯基、C2_1Q炔基、C3,環(huán)烷基、C5,環(huán)烯基、單價(jià)3-14員脂族雜環(huán)基、C6_14芳基和單價(jià)5-14員芳族雜環(huán)基， 或 L為
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的聚合物，其中: G1和G2彼此獨(dú)立地為任選被1-4個(gè)取代基Ra取代的單環(huán)二價(jià)5-8員芳族雜環(huán)基， 其中Ra在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地為C1,烷基。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的聚合物，其中: L為單環(huán)二價(jià)5-8員芳族雜環(huán)基，其中L可任選被1-4個(gè)取代基Rb取代，` 其中Rb在每次出現(xiàn)時(shí)彼此獨(dú)立地為C1,烷基， 或 L為
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的聚合物，其中: q和s 二者均為I, r為I,且 η為5-10,000的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求1的聚合物，其中式(I)單元為下式單元:
11.如權(quán)利要求10的聚合物，其中:L為
12.如權(quán)利要求10或11的聚合物，其中:R1和X如權(quán)利要求3所定義且Ra和η如權(quán)利要求1所定義。
13.如權(quán)利要求10或11的聚合物，其中:R1和X如權(quán)利要求4所定義，且Ra如權(quán)利要求7所定義，且η如權(quán)利要求1所定義。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的聚合物，其中η為5-5，000,更優(yōu)選5_1，000,甚至更優(yōu)選5-100，最優(yōu)選10-100的整數(shù)。
15.—種電子器件，其包含如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的聚合物作為半導(dǎo)體材料。
16.如權(quán)利要求15的電子器件，其中所述電子器件為有機(jī)場(chǎng)效晶體管(OFET)。
17.如權(quán)利要求15的電子器件，其中所述電子器件為有機(jī)光伏器件(OPV)。
18.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的聚合物作為半導(dǎo)體材料的用途。
【文檔編號(hào)】H01L51/00GK103517936SQ201280018847
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月27日
【發(fā)明者】A·K·米什拉, S·瓦伊迪耶納森, 野口博義, F·德茲, Y·管 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司