【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种化合物及其包含的光电元件，其特别系一种具有良好的物理化学性质，并可使用对环境友善的有机溶剂进行加工操作，提升其生产的便利性及降低对环境影响的有机半导体聚合物，及其具有优异的红外光范围响应值的有机光电元件。
技术介绍
1、近年来，为了制造更通用、成本更低的电子元件，对于有机半导体化合物(organicsemiconducting compound)的需求日增，此一现象是因有机半导体化合物与传统半导体材料相比，其吸光范围广、光吸收系数大且具有可调控结构，其吸光范围、能阶及溶解度皆可以依照目标需求做调整，另外有机材料在元件制作上具有低成本、可挠曲性、毒性较低及可大面积生产的优点，使有机光电材料在各个领域都具有良好的竞争性。此类化合物的应用范围十分广泛，包含有机场效应晶体管(organic field-effect transistor，ofet)、有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)、有机光传感器(organicphotodetector，opd)、有机光伏(organic photovoltaic，opv)电池、传感器、存储元件和逻辑电路的各种元件或组件中。其中有机半导体材料于上述应用的各元件或组件中，通常以薄层的形式存在，其厚度约为50nm至1μm。
2、有机光传感器(opd)为近年新兴的有机光电领域，此类装置可侦测环境中的各种光源，并应用于如医疗照护、健康管理、智能驾驶、无人空拍机或数字化家庭等等各种领域，因此依据应用领域而有不同的材料需求，且由于使
3、另外，近年来opd的发展从紫外线、可见光，逐渐发展至近红外光(nir)。近红外光具有低色散、高穿透的性质，在智能驾驶、空拍机、夜视等都有相应的应用。特别是波长大于1300nm的近红外光，在长距离侦测、折损性及穿透度上表现更佳，被活跃应用在光学通讯中。
4、在有机光传感器中，主动层材料直接影响元件效能，因此扮演重要角色，而其材料可分为供体与受体两部分。供体材料方面常见的材料包含有机聚合物、低聚物或限定的分子单元，现今以发展d-a型的共轭聚合物为主流，藉由其聚合物中多电子单元与缺电子单元间交互作用而形成推—拉电子效应，可用来调控聚合物的能阶与能隙；而搭配的受体材料通常为具有高导电度的富勒烯衍生物，其吸光范围大约在400-600nm，此外亦包含石墨烯、金属氧化物或量子点等。随着市场发展，近红外光区的材料需求逐渐增加，尤其是具有更常的吸收波段，以及良好响应值的供体材料共轭聚合物。而若需要材料吸收位于1300nm或更长的波段，并达到可利用的响应值，材料的光学能隙(optical band gap)必须小于0.9ev。再者，考虑到实际光传感器opd的应用，通常需要外加偏电压，然而既有的有机聚合物材料当外加大于-2v以上的偏电压时，漏电流现象也随的恶化，不利于有机光电元件的应用。
5、另外，对应各国环保法规要求和良好加工操作性的要求，材料制程中必须尽可能使用对环境友善的溶剂，并利于湿式制程操作，尤其希望避免使用含卤素的有机溶剂。因此，开发一种具有更优异的红外光吸收波段、光响应性能、可承受外加偏电压，且不须使用含卤素的有机溶剂进行操作的有机半导体化合物，为有其需求。
技术实现思路
1、鉴于上述对于现今材料不足处的问题，本专利技术的目的为提供一种新的有机半导体聚合物，特别是一种p型有机半导体聚合物，其可克服来自先前技术的有机半导体聚合物的缺点，及提供一或多个上述有利特性，特别是藉由适合量产的方法的容易合成、具有大于1300nm的光响应性能且具有良好的元件效能，以及在生产装置的制程中表现出良好的加工性和对环境友善的溶剂的良好溶解度，有利于使用溶液加工法大规模制造。
2、本专利技术的另一目的，为提供一种新的有机光电元件，其中该元件包含本专利技术的有机半导体聚合物，具有大于1300nm的光响应性能以及优异的外部量子效率。
3、为了达到上述的目的，本专利技术提供一种有机半导体聚合物，以下式表示：
4、
5、，其中
6、x为如式i的一第一重复单元；
7、
8、y为如式ii的一第二重复单元；
9、
10、a1、a2各自独立为拉电子基团，且a1不同于a2，a2不包含d1、d2各自独立为推电子基团；
11、sp1至sp4为各自独立选自由未经取代的亚芳基、经取代的亚芳基、未经取代的亚杂芳基、和经取代的亚杂芳基组成的基团群组；
12、a、b为实数，且0<a<1，0<b<1，a+b＝1；
13、c、d、e、f各自独立为选自0至5的整数；以及
14、该第一重复单元x吸收波长大于1000nm，该第二重复单元y吸收波长小于1000nm。
15、为了达到上述的另一目的，本专利技术进一步为关于一种有机光电元件，其包含：一基板；一第一电极，设置于该基板之上；一主动层，设置于该第一电极之上，其中该主动层包含至少一种如上述的有机半导体聚合物；以及一第二电极，设置于该主动层之上；其中该第一电极和该第二电极的至少一者为透明或半透明。
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1.一种有机半导体聚合物，其特征在于，具有如下式的结构
2.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中D1、D2为各自独立选自由以下基团组成的群组：
3.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中A1为各自独立选自由以下基团组成的群组：
4.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中A2为各自独立选自由以下基团组成的群组：
5.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中sp1-sp4为各自独立选自由以下基团组成的群组：
6.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中该聚合物于薄膜态时的光学能隙Egopt小于0.9eV。
7.一种有机光电元件，其特征在于，其包含：
8.如权利要求7的有机光电元件，其特征在于，其中该第一电极、该主动层以及该第二电极由下而上依序设置于该基板上。
9.如权利要求7的有机光电元件，其特征在于，其中该第二电极、该主动层以及该第一电极由下而上依序设置于该基板上。
10.如权利要求7的有机光电元件，其特征在于，其中该主动层包含
11.如权利要求7的有机光电元件，其特征在于，其中该n型有机半导体化合物至少有一种其光学能隙Egopt小于或等于2.0eV。
...【技术特征摘要】
1.一种有机半导体聚合物，其特征在于，具有如下式的结构
2.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中d1、d2为各自独立选自由以下基团组成的群组：
3.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中a1为各自独立选自由以下基团组成的群组：
4.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中a2为各自独立选自由以下基团组成的群组：
5.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中sp1-sp4为各自独立选自由以下基团组成的群组：
6.如权利要求1的有机半导体聚合物，其特征在于，其中该聚合物于薄膜态时的光学能隙egopt小于0.9ev。
【专利技术属性】
技术研发人员：郑琳洁，萧育堂，廖椿毅，李芳宁，蔡坤伟，
申请(专利权)人：天光材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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