[发明专利]聚苯并噻吩聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及聚苯并噻吩聚合物、其制备方法及其作为半导体或电荷传输材料的用途。

几十年来由无机材料构成的场效应晶体管(FET)是已知的。典型的FET由针对特定用途调整的各层构成。

由于若干导体或半导体有机聚合物的发展，以基于有机材料的有机薄膜晶体管(OTFT)作为半导体的研发已开始增加。

与迄今所使用的无机半导体相比，在OTFT中使用有机半导体具有一些优点。它们可以以从纤维至薄膜的任何形式加工，呈现高机械柔韧性，能以低成本生产且重量轻。然而，其显著的优点为可在大气压下，通过在聚合物基底上沉积各层(例如借助印刷技术)而生产整个半导体组件，从而获得可廉价生产的FET。

电子组件的性能基本上取决于半导体材料的载流子迁移率及开/关比。因此理想的半导体应在关闭状态下具有最小电导率，并且在开启状态下具有最大载流子迁移率(大于10^-3cm²V^-1s^-1)。此外，半导体材料必须对氧化作用相对稳定，即必须具有足够高的电离电位，因为其氧化降解降低组件性能。

EP1510535A1描述了迁移率为3×10^-3或1.7×10^-2cm²V^-1s^-1且开/关比为约10⁶的聚噻吩并(2，3-b)噻吩。WO2006/094645A1描述了具有一个或多个硒吩-2，5-二基和一个或多个噻吩-2，5-二基的聚合物，而WO2006/131185公开了聚噻吩并(3，4-d)噻唑且US2005/0082525A1公开了苯并(1，2-b，4，5-b’)二噻吩。

聚苯并噻吩是公知的并已提出将其作为用于生产电子组件的半导体材料。由于其结构，可根据制备方法生产各种结构。

J.Electroanalytical Chem.510(2001)，29～34描述了包含下式基团的聚苯并噻吩：

这些2，7-键接的聚苯并噻吩通过在四氟化硼乙醚络合物中进行电氧化而制备。

除2，7-键接的聚苯并噻吩之外，在氧化性且阳离子型聚合反应中，由于分子中的电荷分布，也预期2，5位置上会发生聚合反应：

JP2003330166A中使用2，3-键接的聚苯并噻吩低聚物制备光敏聚合物。

迄今所有获得的聚苯并噻吩或其类似物的缺点为其载流子迁移率不足。现有技术的一个理由是认为聚噻吩会在聚合过程中降低对规整性的控制。

本发明的目的是提供用作有机半导体材料的新颖化合物，其易于合成、具有高迁移率及良好的氧化稳定性，且容易加工。

本发明的另一目的是提供高度区域规整的聚噻吩。

该目的通过包含如下基团的聚合物实现：

其中

R¹～R⁴各自独立地选自a)H、b)卤素、c)-CN、d)-NO₂、e)氧代、f)-OH、g)＝C(R⁵)₂、h)C_1-20烷基、i)C_2-20链烯基、j)C_2-20炔基、k)C_1-20烷氧基、l)C_1-20烷硫基、m)C_1-20卤代烷基、n)-Y-C_3-10环烷基、o)-Y-C_6-14芳基、p)-Y-3-12员杂环烷基或q)-Y-5-14员杂芳基，

其中C_1-20烷基、C_2-20链烯基、C_2-20炔基、C_3-10环烷基、C_6-14芳基、3-12员杂环烷基及5-14员杂芳基各自任选被1～4个R⁵基团取代，其中R²与R³也可一起形成环状结构部分，