苯并二噻吩的聚合物及其作为有机半导体的用途制造技术

本发明专利技术涉及新型苯并二噻吩聚合物、它们的制备方法和材料，它们在有机电子（OE）器件中作为半导体的用途，以及涉及包含这些聚合物的OE器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及苯并二噻吩的新型聚合物、其制备方法和材料、它们在有机电子(OE)器件中作为半导体的用途以及包含这些聚合物的OE器件。
技术介绍
近年来，已经开发了有机半导体(OSC)材料以生产更为多用途、更低成本的电子器件。这样的材料在宽范围的器件或仪器方面得到应用，包括有机场效应晶体管(0FET)、有机发光二极管(0LED)、光检测器、有机光伏(OPV)电池、传感器、存储元件和逻辑电路，不胜枚举。有机半导体材料一般以薄层，例如小于I微米厚的薄层的形式存在于电子器件中。 理想的半导体应当在其断路状态具有低导电率，并结合有高载流子迁移率(>1X 10_3 Cm2V—1 S—1)。此外，重要的是半导体材料对于氧化相对稳定，即其具有高电离电势，因为氧化导致降低的器件性能。半导体材料更进一步的要求是好的加工性能，特别是对于薄层和所期望图案的大规模生产，和高稳定性，薄膜均匀性和有机半导体层的完整性。对于在体异质结(BHJ)有机光伏(OPV)器件中的应用，要求半导体具有低带隙，其使得能够通过光活化层产生改善的光捕获(light harvesting)且能导致较高的电池效率。半导体材料更进一步的要求是良好的加工性能，特别是对于薄层和所期望图案的大规模生产，和高稳定性，薄膜均匀性和有机半导体层的完整性。在现有技术中，基于苯并[l，2-b:4，5_b’] 二噻吩的共轭聚合物例如报道于US7，524，922 B2中。起初，所公开的苯并[1，2~b:4, 5_b’ ] 二噻吩聚合物被用作晶体管应用中的有机半导体。然而，特定的共聚物变化对于光伏应用而言是很有吸引力的后备方案，尤其在BHJ OPV器件中。通过向共-聚合物即“给体-受体”聚合物中引入给电子的苯并[1，2_b:4，5-b’]二噻吩单元和接受电子的单元，可以实现带隙的降低，其容许改善的光捕获性质的BHJOPV器件。例如，Yang及其合作者已经报道了 4，8-二烷氧基苯并[1，2_b:4，5_b’] 二噻吩的共-聚合物，其具有不同的接受电子单元以产生I. 05-1. 70eV的光学带隙。[参见 J. Hou, M. -H. Park, S. Zhang, Y. Yao, L. -M. Chen, J. -H. Li 和 Y. Yang, Macromolecules,2008，41,6012]。作为对比，他们报道了 4，8-二烷氧基苯并[I, 2~b:4, 5_b’ ] 二噻吩的均聚物，具有2. 13eV的光学带隙。已经进一步分别报道了 4，8-二烷氧基苯并[1，2_b:4，5_b’]二噻吩与噻吩并[3，4-b]噻吩羧酸酯和噻吩并[3，4-b]噻吩酮单元的共-聚合物，并概括于表 I 中[参见 Y. Liang, Y. ffu, D. Feng, S. _T. Tsai, H. -J. Son, G. Li 和 L. Yu, J. Am. Chem.Soc.，2009，131，56 以及 J. Hou, H. -Y. Chen, S. Zhang, R. I. Chen, Y. Yang, Y. Wu 和 G. Li, J.Am. Chem. Soc.，2009，131，15586]。另外已经另外报道了 4，8- 二烷基苯并[I, 2-b:4, 5_b’ ]二噻吩与噻吩并[3，4-b]噻吩羧酸酯单元的共-聚合物，并且也概括于表I中[参见Y. Liang, D. Feng, Y. ffu, S. -T. Tsai, G. Li, C. Ray 和 L. Yu, J. Am. Chem. Soc.，2009，131，7792]。通过将电子给体4，8- 二烷基苯并[1，2-b:4, 5_b’ ] 二噻吩单元用外加两个3-烷基噻吩单元扩展以产生新型2，6-双(3-烷基-2-噻吩基)-4，8- 二烷基苯并[1，2-b: 4，5-b’] 二噻吩单元，可以进一步改变共聚物的溶解性和电子性质。同时，Ong及其合作者已经要求保护均聚物聚[2，6-双(3-烷基-2-噻吩基)-4，8-二烷基苯并[1，2-b: 4，5-b’] 二噻吩]在晶体管器件中的应用[参见EP I 916 250 Al]，但是没有引入该单元的“电子受体”共-聚合物以及它们在BHJ光伏器件中的应用的报道。US 2010/0078074 Al公开了包含下式的重复单元的聚合物作为用于光电器件的活性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.19 EP 10004148.21.式I的聚合物2.根据权利要求I的聚合物，选自下式3.根据权利要求I或2的聚合物，其中Ar选自苯并[2，1，3]噻二唑_4，7-二基、·5，6-二烷基-苯并[2，I, 3]噻二唑-4，7-二基、5，6-二烷氧基苯并[2，I, 3]噻二唑_4，7-二基、苯并[2，I, 3]硒二唑-4，7-二基、5，6-二烷氧基-苯并[2，I, 3]硒二唑_4，7-二基、苯并[I, 2，5]噻二唑-4，7-二基、苯并[1，2，5]硒二唑_4，7-二基、苯并[2，I, 3]噁二唑-4，7-二基、5，6- 二烷氧基苯并[2，I, 3]噁二唑-4，7- 二基、2H-苯并三唑_4，7- 二基、2，3- 二氰基_1，4-亚苯基、2，5- 二氛基，I, 4-亚苯基、2，3- 二氣-I, 4-亚苯基、2，5- 二氣-I, 4-亚苯基、2，3, 5，6_四氣-I, 4-亚苯基、3，4- 二氣喔吩-2，5- 二基、喔吩并[3，4_b]卩比嚷_2，5- 二基、喹喔啉_5，8- 二基、噻吩并[3，4-b]噻吩-4，6- 二基、噻吩并[3，4_b]噻吩-6，4- 二基、3，6-吡咯并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮，所有这些是未取代的，或者单或多取代的，优选用如权利要求I中定义的R1取代，其中“烷基”意指具有I至30个C原子的直链或者支化的烷基，“烷氧基”意指具有I至30个C原子的直链或者支化的烷氧基。4.根据权利要求I至3的一项或多项的聚合物，特征在于它们选自下式5.式III a的单体6.根据权利要求I至5的一项或多项的聚合物或者单体，其中R1和R2表示具有I至30个C原子的直链或者支化的烷基、烷氧基、硫代烷基，或者酮(-CO-Ry)或羧酸酯(-CO-O-Ry),其中Ry是具有I至30个C原子的直链、支化或者环状的烷基，并且其中在所有前述基团中的一个或者多个H原子任选地被F代替。7.根据权利要求I至6的一项或者多项的聚合物或者单体，其中R3和R4表示具有I至15个C原子的直链或者支化的烷基、烷氧基或者硫代烷基，其中一...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·提尔奈，N·布鲁因，W·密特彻，王常胜，M·卡拉斯克欧罗兹克，F·E·梅耶，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：
国别省市：