【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有2009年4月6日提交的系列号为61/166,896的美国临时专利申请的优先权和权益，其全部公开内容在此通过引用被并入。政府利益声明本专利技术是根据国家科学基金会颁发的基金No.CHE-0616759，在政府的支持下进行的。政府对本专利技术享有一定权利。
技术介绍
新一代的光电设备，例如有机薄膜晶体管(OTFTs)、有机发光晶体管(OLETs)、有机发光二极管(OLEDs)、可印刷电路、有机光电(OPV)设备、电化学电容器和传感器是在以有机半导体作为它们的活性成分上建立的。为使晶体管/电路操作所需的例如大载流子迁移率(μ)，或者OLED/OPV操作所需的高效激子生成/分裂能具有高的设备效率，理想的是同时提供p-型和n-型有机半导体材料。此外，某些光电设备，例如发光晶体管，需要能高效运输两种类型电荷载体的半导体材料。此外，这些基于有机半导体的设备在环境条件下应表现出令人满意的稳定性，并且应以符合成本效益的方式加工。例如，基准聚合物，区域规整的聚(3-己基噻吩)(rr-P3HT)能提供空穴迁移率～0.1cm2/Vs和电流调制≥105，接近非晶硅，但仅限于在惰性气体下。因此，本领域需要新的有机半导体材料，特别是那些具有良好的电荷传输特性、加工性能以及在环境条件下表现出稳定性的那些。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供了由具有一个或多个邻苯二甲酰亚胺单元和/或被一个或多个头-头...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.06 US 61/166,8961.一种包含半导体元件的电子、光学或光电设备，其中半导体元件
包含含有一个或多个任选被取代的邻苯二甲酰亚胺3，6-二基的单体、低聚
体或聚合体化合物。
2.根据权利要求1所述的设备，其中一个或多个任选被取代的邻苯
二甲酰亚胺3，6-二基单元是相同的或不同的，且独立地具有下式结构：
其中R1每次出现时独立地选自H、C1-40烷基、C2-40烯基和C1-40卤代
烷基；且Ra和Rb每次出现时独立地选自H、卤素、CN、C1-40烷基、C2-40烯基、C1-40卤代烷基、C1-40烷氧基和C1-40烷硫基。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中半导体元件包含的低聚体
或聚合体化合物在其骨架上包含多个任选被取代的邻苯二甲酰亚胺3，6-
二基单元，并且所述低聚体或聚合体化合物具有范围为2至10,000的聚
合度。
4.根据权利要求3所述的设备，其中半导体元件包含具有聚合度范
围为10至10,000的聚合体化合物，其中聚合体化合物包含第一重复单元：
其中：
R1选自H、C1-40烷基、C2-40烯基和C1-40卤代烷基；和
Ra和Rb独立地选自H、卤素、CN、C1-40烷基、C2-40烯基、C1-40卤代
烷基、C1-40烷氧基和C1-40烷硫基；和
一个或多个其它的重复单元，其中每个其它的重复单元包含下式结
构中的至少一个
其中：
Ar每次出现时独立地是任选被取代的单环基团；
Z每次出现时独立地是包含一个或多个不饱和键的共轭线性连接基；
π-2每次出现时独立地是任选被取代的多环基团。
5.根据权利要求4所述的设备，其中聚合体聚合物包含选自下式结
构中的重复单元：
其中R1、Ar、Z和π-2如权利要求4所定义。
6.根据权利要求4所述的设备，其中聚合体化合物具有分子式：
其中：
M1是任选被取代的邻苯二甲酰亚胺3，6-二基单元；
M2是包含一个或多个任选被取代的单环或多环基团但不含任选被取
代的邻苯二甲酰亚胺3，6-二基单元的重复单元；
x是表示聚合体化合物中M1摩尔分数的的实数；
y是表示聚合体化合物中M2摩尔分数的的实数；
其中0＜x≤1，0≤y＜1.0，且x和y的和约为1；和
n是范围为10至10,000的整数。
7.根据权利要求6所述的设备，其中聚合体化合物是包含至少2摩
尔百分比的一个或多个任选被取代的邻苯二甲酰亚胺3，6-二基单元的无
规共聚物。
8.根据权利要求6所述的设备，其中聚合体化合物包含下式的重复
单元：
和任选地下式的重复单元：
其中M2和M3是不同的且选自：
其中：
π-2是任选被1-6个Rd基团取代的共轭多环基团，且不是任选被取代
的邻苯二甲酰亚胺3，6-二基单元；
Ar每次出现时独立地是5-或6-元芳基或杂芳基，其中这些基团中的
每一个任选被1-6个Rd基团取代；其中：
Rd每次出现时独立地选自：a)卤素，b)-CN，c)氧，d)＝C(Rf)2，e)-OH，
f)-SH，g)-(OCH2CH2)tORe，h)C1-40烷基，i)C2-40烯基，j)C2-40炔基，k)C1-40烷氧基，l)C1-40烷硫基，m)C1-40卤代烷基，其中每个C1-40烷基、C2-40烯
基、C2-40炔基、C1-40烷氧基、C1-40烷硫基和C1-40卤代烷基任选地被1-4
个Rf基团取代；
Re每次出现时独立地选自H、C1-40烷基和-Y-C6-14芳基；
Rf每次出现时独立地选自a)卤素，b)-CN，e)-OH，f)-SH，g)C1-20烷
基，h)C2-20烯基，i)C2-20炔基，j)C1-20烷氧基，k)C1-20烷硫基，和l)C1-20卤代烷基；
Y每次出现时独立地选自二价C1-10烷基、二价C1-10卤代烷基和共价
键；和
t是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；
Z是包含一个或多个不饱和键的线性共轭连接基；
m和m’独立地是0、1、2、3或4；且
m”是1、2、3或4。
9.根据权利要求8所述的设备，其中聚合体化合物是交替区域规整
的共聚物。
10.根据权利要求4-9中任一项所述的设备，其中(Ar)m、(Ar)m’和(Ar)m”选自：
其中R4每次出现时独立地选自H、卤素、-CN、-(OCH2CH2)tORe、
C1-20烷基、C1-20烷氧基、C1-20烷硫基和C1-20卤代烷基，其中Re是C1-40烷基，且t是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
11.根据权利要求4-10中任一项所述的设备，其中Z选自：
其中：
R4每次出现时独立地为H或R3；
R3每次出现时独立地选自a)卤素，b)-CN，c)-NO2，d)-N(Re)2，e)-OH，
f)-SH，g)-(OCH2CH2)tORe，h)-C(O)Re，i)-C(O)ORe，j)-C(O)N(Re)2，k)C1-40烷基，l)C2-40烯基，m)C2-40炔基，n)C1-40烷氧基，o)C1-40烷硫基，p)C1-40卤代烷基，q)-Y-C3-14环烷基，r)-Y-C6-14芳基，s)-Y-3-14元环杂烷基，和
t)-Y-5-14元杂芳基，其中每个C1-40烷基、C2-40烯基、C2-40炔基、C1-40烷
氧基、C1-40烷硫基、C1-40卤代烷基、C3-14环烷基、C6-14芳基、3-14元环
杂烷基和5-14元杂芳基任选地被1-5个Rf基团取代
其中Re、Rf、Y和t如权利要求8所定义。
12.根据权利要求4-11中任一项所述的设备，其中π-2是任选被取
代的C8-24芳基或8-24元杂芳基，选自：
其中R2每次出现时独立地是H、F、Cl、-CN、C1-40烷基、C2-40烯基、
C1-40卤代烷基和C1-40烷氧基。
13.根据权利要求4-12中任一项所述的设备，其中聚合体化合物包
含一个或多个任选被1-2个R3基团取代的5-元杂芳基，其中R3每次出现
时独立地选自卤素、-CN、-(OCH2CH2)tORe、C1-20烷基、C1-20烷氧基、C1-20烷硫基和C1-20卤代烷基，其中Re是C1-40烷基，且t是1、2、3、4、5、6、
7、8、9或10。
14.根据权利要求4-13中任一项所述的权利要求，其中聚合体化合
物包含选自下式结构的重复单元：
其中R3每次出现时独立地选自C1-20烷基和C1-20烷氧基。
15.根据权利要求2-14中任一项所述的设备，其中R1是选自下式结
构的直链C1-40烷基、直链C1-40卤代烷基或支链基团：
其中R1’和R1”独立地是直链C1-20烷基或直链C1-20卤代烷基。
16.根据权利要求1所述的设备，其中半导体元件包含含有下式单
元的单体、低聚体或聚合体化合物：
其中：
R1选自H、C1-40烷基、C2-40烯基和C1-40卤代烷基；
L”每次出现时独立地选自-CH2-和-O-；
R每次出现时独立地选自C1-40烷基、C2-40烯基、C2-40炔基和C1-40卤
代烷基，其中一个或多个非邻位CH2基任选独立地被-O-取代，前提是没
有两个氧原子直接地相互连接；且
X3和X4每次出现时独立地选自N、CH和CF。
17.根据权利要求1所述的设备，其中单体、低聚体或聚合体化合
物具有一个或...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·D·沃森，
申请(专利权)人：肯塔基州研究基金会大学，
类型：发明
国别省市：
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