一種2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種2,2' -二（苯并唾吩）己締 聚合物及其制備方法與其在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[000引Wn-共輛的聚合物為半導(dǎo)體材料的聚合物場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Polymer field-effecttransistors,簡(jiǎn)稱P陽(yáng)Ts)是一種通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制材料導(dǎo)電能力的有源器 件，近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。由于聚合物材料具有可溶液法加工、和塑料襯底有良好的 兼容性等優(yōu)良的特性，有望成為下一代柔性顯示中電路的關(guān)鍵元器件，比如電子商標(biāo)、智能 卡、存儲(chǔ)器、電子紙、傳感器和有源矩陣顯示器等方面，具有較高的應(yīng)用前景和開(kāi)發(fā)價(jià)值。
[0003] 在PFET器件中起關(guān)鍵作用的是聚合物半導(dǎo)體材料，按載流子傳輸特性可分為P 型（載流子為空穴）和n型材料（載流子為電子）。遷移率是衡量半導(dǎo)體材料性能最重要 的參數(shù)。無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料中，無(wú)定形娃材料的遷移率在0.lcm2rVi左右，如今，W并唾吩 類材料制備的PFET能夠達(dá)到甚至超出該個(gè)值。通過(guò)改變聚合物主鏈的結(jié)構(gòu)，可W研究并 發(fā)現(xiàn)新型的聚合物半導(dǎo)體材料（Leeet.al.，J.Am.Chem.Soc.，2012, 134,20713 - 20721 ; Hendrikset.al. ,J.Am.Chem.Soc. , 2014, 136, 12130 - 12136;Kimet.al. ,J.Am.Chem. Soc. , 2014, 136, 9477 - 9483;Ashrafet.al. ,J.Am.Qiem.Soc. , 2015, 137, 1314 - 1321)。苯 并唾吩作為一類常見(jiàn)的小分子化合物，常應(yīng)用于制備有機(jī)半導(dǎo)體分子中。作為聚合物半導(dǎo) 體材料的單體，苯并唾吩體系目前研究較少。一般認(rèn)為，聚合物半導(dǎo)體分子需要一定的對(duì)稱 性，而苯并唾吩分子本身缺少該種對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一是提供一種2, 2' -二（苯并唾吩）己締聚合物及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所提供的2,2'-二（苯并唾吩）己締聚合物，其結(jié)構(gòu)式如式I所示：
[0006]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種式I所示聚合物：
式I中，R為Ci~C6(|的直鏈或支鏈烷基； 式I所示聚合物在主鏈上的取代位置為5, 5' -位或者6, 6' -位； n為聚合度，n為5-30。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的式I所示聚合物，其特征在于：R為C 1(I-C4(I的直鏈或支鏈烷 基； n為聚合度，n為5-15。
3. -種制備權(quán)利要求1所述的式I所示聚合物的方法，包括下述步驟： (1) 在亞磷酸三乙酯的作用下，將式IV所示化合物與式II所示化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到 式V所示化合物；
上述式II和式IV中，札為H，R2為Br，或R為Br，R2為H; (2) 在碳酸鉀水溶液、鈀催化劑以及膦配體作用下，將所述式V所示化合物與式VI所示 化合物反應(yīng)，得到式I所示化合物；
式VI中，R為Ci~C6。的直鏈或支鏈烷基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟（1)中，所述式IV所示化合物與亞 磷酸三乙酯、式II所示化合物的投料摩爾用量比依次為1 :3-10 :1. 05-1. 1 ; 所述反應(yīng)的溫度為25°C_110°C，時(shí)間為12~24小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟（2)中，所述鈀催化劑為四（三苯基 膦）鈀、三（二亞芐基丙酮）二鈀和二（二亞芐基丙酮）鈀中的至少一種；所述膦配體為三 苯基膦、三（鄰甲苯基）膦和三（呋喃基）膦中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：步驟（2)中，所述式V所示化合物、式VI 所示化合物、碳酸鉀、鈀催化劑和膦配體的投料摩爾用量比依次為〇. 95~1. 05 :0. 95~ 1. 05 :3 :0. 01 ~0. 10 :0. 02 ~0. 20 ; 所述反應(yīng)的溫度為l〇〇°C~110°C，時(shí)間為24小時(shí)~72小時(shí)。
7. 權(quán)利要求1所述的式I所示聚合物在制備有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
8. -種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其半導(dǎo)體層由權(quán)利要求1所述的式I所示聚合物制成。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物及其制備方法與其場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。所述2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示。R為C1～C60的直鏈或支鏈烷基。本發(fā)明還提供了式Ⅰ所示聚合物的制備方法。本發(fā)明的2,2’-二(苯并噻吩)乙烯聚合物合成路線簡(jiǎn)單高效。以本發(fā)明二(苯并噻吩)乙烯為共聚單元的聚合物半導(dǎo)體層制備的PFET的遷移率(μ)最高為0.1cm2V-1s-1和開(kāi)關(guān)比為105～107，在PFET中有一定的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C08G61-12, H01L51-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104774318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163314
【發(fā)明人】于貴, 黃劍耀, 劉曉彤, 毛祖攀, 張衛(wèi)鋒, 高冬
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日