專利名稱：半導(dǎo)體聚合物的制作方法
半導(dǎo)體聚合物發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及包含基于噻吩并[3，4-b]噻吩的重復(fù)單元的新型聚合物、單體及它們的制備方法，它們?cè)谟袡C(jī)電子(OE)器件、尤其是有機(jī)光伏(OPV)器件中作為半導(dǎo)體的用途， 以及涉及包含這些聚合物的OE和OPV器件。發(fā)明背景
近年來(lái)存在著對(duì)于半導(dǎo)體聚合物用于電子應(yīng)用的增長(zhǎng)的興趣。一個(gè)特別重要的領(lǐng)域是有機(jī)光伏器件(OPV)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了聚合物在OPV中的用途，因?yàn)樗鼈內(nèi)菰S通過(guò)溶液加工技術(shù)如旋轉(zhuǎn)鑄模、浸潰涂覆或噴墨印刷來(lái)制造器件。與用于制造無(wú)機(jī)薄膜器件的蒸發(fā)技術(shù)相比，溶液加工可以更廉價(jià)且更大規(guī)模地進(jìn)行。目前，基于聚合物的光伏器件達(dá)到最高直至 7%的效率。
目前在基于聚合物的光伏器件中達(dá)到最高效率的一類聚合物基于具有高醌型貢獻(xiàn)的單元。例如，聚(噻吩)可以芳香族和醌型狀態(tài)存在，如下所示
權(quán)利要求
1.包含一種或多種相同或不同的式I重復(fù)單元的共軛聚合物
2.根據(jù)權(quán)利要求I的聚合物，其選自式III _[ (U) x- (Ar) y]n-III 其中 U每次出現(xiàn)時(shí)相同或不同地是如權(quán)利要求I中定義的式I單元， Ar每次出現(xiàn)時(shí)相同或不同地是任選取代的芳基或雜芳基， Y1和Y2彼此獨(dú)立地是H、F、Cl或CN， X每次出現(xiàn)時(shí)相同或不同地為0、1或2，其中在至少一個(gè)重復(fù)單元，即在至少一個(gè)單元-[⑶ x- (Ar) y]-中，X 為 I， Y每次出現(xiàn)時(shí)相同或不同地為O、I或2， η為>1的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的聚合物，其選自式IIIa R5-[⑶ x-(Ar)y-]n-R6IIIa 其中U、Ar、n、x和y具有權(quán)利要求2的含義，和 R5和R6彼此獨(dú)立地具有權(quán)利要求I中R1的含義之一，或者表示H、-CH2CU-CHO、-CH=CH2、-SiR’ R’’R’’’、-SnR’ R’’ R’’ ’、-BR’ R’’、-B(OR’)(OR")、_B(OH)2 或 P_Sp，其中 P 和 Sp 如上定義，并且R’、R"和R' ’彼此獨(dú)立地具有權(quán)利要求I中R°的含義之一，以及R’、R"和R' ’中的兩個(gè)也可以與它們連接的雜原子一起形成環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的聚合物，其中X為I并且y為O或I。
5.根據(jù)權(quán)利要求2— 4的一項(xiàng)或多項(xiàng)的聚合物，其中Ar選自1，4-亞苯基、噻吩-2，5- 二基、硒吩-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、硒吩并[2, 3-b]噻吩-2，5-二基、苯并[I, 2-b:4, 5-b']二噻吩-2，6- 二基、2，2- 二噻吩、2，2- 二硒吩、二噻吩并[3，2-b: 2’，3’ -d]硅雜環(huán)戊二烯-5，5-二基、4H-環(huán)戊[2，l-b:3，4-b’] 二噻吩-2，6-二基、咔唑-2，7-二基、芴-2，7-二基、引達(dá)省并[l，2-b:5，6-b，] 二噻吩-2，7-二基、苯并[I"，2，，4，5;4"，5’’ 4’，5’]雙(硅雜環(huán)戊二烯并[3，2-b:3’，2’-b’]噻吩)-2，7-二基、菲并[I, 10, 9, 8-c, d, e, f, g]咔唑-2，7-二基、苯并[2，1,3]噻二唑-4，7-二基、苯并[2，1,3]硒二唑_4，7-二基、苯并[2，I, 3]噁二唑-4，7- 二基、2H-苯并三唑-4，7- 二基、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、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- 二噻吩-2-基-吡咯并[3，4_c]吡咯-1，4- 二酮，或[1，3]噻唑并[5，4-d] [I, 3]噻唑-2，5- 二基，所有這些是未取代或者被如權(quán)利要求I中定義的R或Rl單或多取代。
6.根據(jù)權(quán)利要求I一 5的一項(xiàng)或多項(xiàng)的聚合物，其中R是-C0-Ry、-C0-0-Ry*-0-C0-Ry，非常優(yōu)選-CO-Ry或-CO-O-Ry,其中Ry是具有I 一 30個(gè)C原子的直鏈、支化或環(huán)狀的烷基，其中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的 C 原子任選被-O-、-S-、-CO-、-C0-0-、-0-C0-、-0-C0-0-、-CRq=CRq°-或-C = C-代替并且其中一個(gè)或多個(gè)H原子任選被F、Cl、Br、I或CN代替，或者Ry是未取代的或被一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求I中定義的非芳族基團(tuán)R1取代的具有4 - 30個(gè)環(huán)原子的芳基、芳氧基、雜芳基或雜芳氧基。
7.根據(jù)權(quán)利要求I一 6的一項(xiàng)或多項(xiàng)的聚合物，其中R2和R3以及R4當(dāng)不同于H時(shí)選自具有I 一 20個(gè)C原子的直鏈烷基、烷氧基和硫代烷基，或者選自具有3 — 20個(gè)C原子的支化的烷基、烷氧基和硫代烷基，其優(yōu)選為具有3 — 20個(gè)C原子的仲的烷基、烷氧基或硫代烷基，或者具有4 一 20個(gè)C原子的叔的烷基、烷氧基或硫代烷基，其中在所有上述基團(tuán)中一個(gè)或多個(gè)H任選地被F代替，或者選自任選地烷基化或烷氧基化并且具有4 - 30個(gè)環(huán)原子的芳氧基、雜芳基或雜芳氧基。
8.混合物或共混物，其包含一種或多種根據(jù)權(quán)利要求I一 7的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聚合物和一種或多種具有半導(dǎo)體、電荷傳輸、空穴/電子傳輸、空穴/電子阻斷、導(dǎo)電、光導(dǎo)或發(fā)光性質(zhì)的化合物或聚合物。
9.包含一種或多種根據(jù)權(quán)利要求I一 8的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聚合物、混合物或共混物，和一種或多種溶劑的組合物，所述溶劑優(yōu)選選自有機(jī)溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求I一 9的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聚合物、混合物、共混物或組合物在光學(xué)、電光學(xué)、電子、電致發(fā)光或光致發(fā)光組件或器件中作為電荷傳輸、半導(dǎo)體、導(dǎo)電、光導(dǎo)或發(fā)光材料的用途。
11.包含一種或多種根據(jù)權(quán)利要求I一 10的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聚合物、混合物、共混物或組合物的光學(xué)、電光學(xué)或電子組件或器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組件或器件，其特征在于，其選自有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)、薄膜晶體管(TFT)、集成電路(1C)、邏輯電路、電容器、射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽、器件或組件、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)發(fā)光晶體管(OLET)、平板顯示器、顯示器背光燈、有機(jī)光伏器件(OPV)、太陽(yáng)能電池、激光二極管、光導(dǎo)體、光檢測(cè)器、電子照相器件、電子照相記錄器件、有機(jī)記憶器件、感應(yīng)器件、電荷注入層、聚合物發(fā)光二極管(PLED)中的電荷傳輸層或夾層、肖特基二極管、平坦化層、抗靜電膜、聚合物電解質(zhì)膜(PEM)、導(dǎo)電基底、導(dǎo)電圖案、電池中的電極材料、配向?qū)印⑸飩鞲衅?、生物芯片、安全?biāo)記、安全器件、以及用于檢測(cè)和區(qū)別DNA序列的組件或器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的組件或器件，其為OFET或體異質(zhì)結(jié)OPV器件。
14.式Ia的單體R5-U-R6Ia 其中U是如權(quán)利要求1、6或7中定義的式I單元，并且R5和R6具有權(quán)利要求3中給出的含義。
15.通過(guò)以下方式制備根據(jù)權(quán)利要求I一 7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的聚合物的方法將一種或多種根據(jù)權(quán)利要求14的單體彼此和/或與一種或多種下式的單體在芳基-芳基偶聯(lián)反應(yīng)中偶聯(lián)，R5-Ar-R6 其中R5、R6和Ar如權(quán)利要求3或5中定義。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含基于噻吩并[3,4-b]噻吩的重復(fù)單元的新型聚合物、單體及它們的制備方法，它們?cè)谟袡C(jī)電子(OE)器件、尤其是有機(jī)光伏(OPV)器件中作為半導(dǎo)體的用途，以及涉及包含這些聚合物的OE和OPV器件。
文檔編號(hào)C07D495/04GK102985428SQ201180033561
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者N·布勞因, W·米切爾, M·卡拉斯克-奧拉斯克, F·E·邁耶, S·蒂爾奈 申請(qǐng)人:默克專利股份有限公司