专利名称：菲并[1，10，9，8-c，d，e，f，g]咔唑聚合物及其作为有机半导体的用途的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及新型菲并[l，10，9，8_c，d，e, f，g]咔唑聚合物、用于制备其的方法和材料、它们作为在有机电子(OE)器件中的半导体的用途以及包含这些聚合物的OE器件。
背景技术：
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(OFET)、有机发光二极管(OLED)、光检测器、有机光电(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1微米厚的薄层的形式存在于电子器件中。OFET器件的性能原则上基于半导体材料的载流子迁移率和电流开/关比， 因此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(> IX I(T3CmW)。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，特别是薄层和所期望图案的大规模生产，和高稳定性，薄膜均勻性和有机半导体层的完整性。含氮的小分子、低聚物和聚合物已经证明具有值得注意的空穴传输性质。η已经开发了在有机发光器件(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和有机光电电池(OPV)中利用该物理性质的各种材料。然而，大多数这些材料在固态下显示出差的溶解性或不足的结构组织化(structural organization)。工_5此外，这些材料通常需要复杂的合成路线来产生最终的材料。因此，仍存在着对于易于合成、显示良好的结构组织化和成膜性质、显示出良好的电子性质尤其是高载流子迁移率、良好的可加工性、尤其是在有机溶剂中的高溶解度以及在空气中的高稳定性的OSC材料的需求。对于在OFET中的用途，还存在着对于容许从源-漏电极进入半导电层的改善的电荷注入的OSC材料的需求。对于在OPV电池中的用途，存在着对于具有低带隙的OSC材料的需求，其使得能够通过光敏层获得改善的光捕捉性(light harvesting)且能导致较高的电池效率。本发明的目标在于提供用作有机半导体材料的化合物，其不具有上述现有技术材料的缺陷，易于合成且尤其是显示出良好的可加工性、高稳定性、在有机溶剂中的良好的溶解性、高载流子迁移率和低带隙。本发明的另一个目标在于扩展对技术人员可获得的有机半导电材料的范围。对技术人员来说，本发明的其它目标从以下详细说明中是立即显而易见的。本发明的发明人已经发现，这些目标可通过提供下文所述的材料实现。这些材料基于包含一个或多个菲并[l，10，9，8_c，d，e，f，g]咔唑单元的聚合物。发现，这些聚合物适于在电子器件、尤其是OFET和OPV电池(cell)中用作OSC材料以及在聚合物发光二极管(PLED)中作为电荷传输层或中间层材料，因为它们具有良好的可加工性和溶解性，且同时显示出高载流子迁移率、低带隙和高氧化稳定性。特别是发现，具有一个或多个菲并[1，10，9，8-C，d，e, f，g]咔唑单元的聚合物具有与聚咔唑相比类似的空穴传输和光电性质，但具有改善的n-n堆叠和固态组织化。据于2001的最初报导6，已经提出将聚(2，7_咔唑)作为用于有机电子器件，尤其是用于具有< 6%的功率转换率的OPV的材料。7_9类似于该咔唑核，已经新近报导了菲并 [1,10,9,8-c, d，e, f，g]咔唑核的合成。1Q_12 菲并[1,10,9,8-c, d，e, f，g]咔唑和其他类似的衍生物显示出在固态下良好的n-n堆叠。11例如，在为等电子类似物的二萘嵌苯并 (perylo) [l，12_b，c, d]噻吩中，在薄膜OFET中分子间堆积(packing)产生高空穴迁移率 (0. 05cm2. V-1· s-1)和在单晶线OFET中产生显著更高的迁移率(0. 8cm2. V-1· s-1)。13然而，还没有报导菲并[l，10，9，8-c，d，e，f，g]咔唑单元已经成功地结合到聚合结构中。最初报导的菲并[l，10，9，8-c，d，e，f，g]咔唑结构的低溶解度限制了其扩展到聚合结构中。"’12此夕卜，由于在将导致聚集的聚合物骨架中高度扩展的芳香单元，所以在聚合结构中包含菲并 [1，10，9，8-c，d，e，f，g]咔唑梯形-结构，即双-N-成环的quaterrylene，10也将产生低溶解度。发明概述本发明涉及包含一个或多个相同或不同的式I重复单元(菲并[l，10，9，8_c，d， e，f，g]咔唑及其衍生物)的共轭聚合物
权利要求
1.包含一种或多种相同或不同的式I重复单元的共轭聚合物
2.根据权利要求1的聚合物，其选自以下子式
3.根据权利要求1的聚合物，其选自式II
4.根据权利要求3的聚合物，其选自以下子式
5.根据权利要求3的聚合物，其选自式IIa
6.根据权利要求5的聚合物，其选自式IIal R2-链-R3IIal其中R2和R3如权利要求5中定义，以及“链”是选自如权利要求4中定义的式IIl和 112的聚合物链。
7.根据权利要求1到6的一项或多项的聚合物或单体，其中Ar选自如下组苯并[1， 2,3]噻二唑-4，7-二基、苯并[1，2，3]硒二唑-4，7-二基、苯并[1，2，5]噻二唑-4，7-二基、苯并[1,2,5]硒二唑-4，7-二基、4，7-二-噻吩(thien)-2-基-苯并[1,2,3]噻二唑、 4，7_ 二-噻吩-2-基-苯并[1，2，5]噻二唑、2，3_ 二氰基-1，4-亚苯基、2，5_ 二氰基，1，4-亚苯基、2，3-二氟-1,4-亚苯基、2，5- 二氟，1,4-亚苯基、2，3，5,6-四氟，1,4-亚苯基、 3,4- 二氟噻吩-2,5- 二基、噻吩并[3,4-b]吡嗪-2,5- 二基、喹喔啉-5,8- 二基、硒吩_2，5-二基、噻吩-2，5-二基、噻吩并[3,2-b]噻吩-2，5-二基、噻吩并[2，3_b]噻吩-2，5-二基、硒吩并[3，2-b]硒吩-2，5-二基、硒吩并[2，3-b]硒吩-2，5-二基、硒吩并[3，2_b]噻吩-2，5- 二基、噻吩并[2，3-b]噻吩-2，5- 二基、1，4-亚苯基、吡啶-2，5- 二基、嘧啶-2， 5-二基、ρ-ρ'-联苯基、萘-2，6-二基、苯并[l，2-b:4，5-b']双噻吩-2，6-二基、2，2-双噻吩、2，2-双硒吩、噻唑、噁唑，所有这些是未取代的、用如上定义的R1单或多取代的。
8.根据权利要求1到7的一项或多项的聚合物或单体，其中R选自下式
9.根据权利要求1到8的一项或多项的聚合物或单体，其中R选自具有1到30个C原子的伯的烷基或烷氧基，具有3到30个C原子的仲的烷基或烷氧基、具有4到30个C原子的叔的烷基或烷氧基，其中在所有这些基团中一个或多个H原子任选地被F取代，或者R选自具有4到40个C原子的芳基、烷基化芳基或烷氧基芳基。
10.式III的单体
11.根据权利要求10的单体，其选自下式
12.混合物或掺混物，其包含根据权利要求1到11的一项或多项的一种或多种聚合物与选自具有半导体、电荷传输、空穴/电子传输、空穴/电子阻断、导电、光导或发光性质的化合物和聚合物的一种或多种化合物或聚合物。
13.配制剂，其包含根据权利要求1到12的一项或多项的一种或多种聚合物或掺混物以及一种或多种优选选自有机溶剂的溶剂。
14.根据权利要求1到13的一项或多项的聚合物、掺混物或配制剂在光学、电光学、电子、电致发光或光致发光的组件或器件中作为电荷传输、半导体、导电、光导或发光材料的用途。
15.包含根据权利要求1到13的一项或多项的一种或多种聚合物、掺混物或配制剂的光学、电光学或电子组件或器件。
16.根据权利要求15的组件或器件，其特征在于其选自有机场效应晶体管(OFET)、薄膜晶体管(TFT)、集成电路(IC)、逻辑电路、电容器、无线电频率识别(RFID)标签、器件或组件、有机发光二极管(OLED)、有机发光晶体管(OLET)、平板显示器、显示器背光、有机光电器件(OPV)、太阳能电池、激光二极管、光电导体、光检测器、电子照相器件、电子照相记录器件、有机记忆器件、传感器件、电荷注入层、聚合物发光二极管(PLED)中的夹层或电荷传输层、肖特基二极管、平面化层、抗静电膜、聚合物电解质薄膜(PEM)、导电基材、导电图案、电池中的电极材料、配向层、生物传感器、生物芯片、安全标记、安全器件、以及用于检测和区别DNA序列的组件或器件。
17.根据权利要求15或16的组件或器件，其特征在于其为OFET器件或体异质结OPV 器件。
18.制备根据权利要求1到9的一项或多项的聚合物的方法，通过在芳基-芳基偶联反应中使一种或多种根据权利要求10或11的单体彼此偶联，和/或与一种或多种式R2-Ar-R3 的单体偶联，其中R2、R3和Ar如权利要求10中定义。
全文摘要
本发明涉及新型菲并[1，10，9，8-c，d，e，f，g]咔唑聚合物、用于制备其的方法和材料、它们作为在有机电子(OE)器件中的半导体的用途以及包含这些聚合物的OE器件。
文档编号H01L51/05GK102471262SQ201080035226
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年8月12日
发明者N·布劳因, S·蒂尔尼, W·米歇尔, 王常胜 申请人:默克专利股份有限公司