[发明专利]茚并芴和噻吩的共聚物

说明书

发明领域

本发明涉及新颖的包括茚并芴单元和噻吩或其衍生物单元的共聚 物。本发明还涉及包括该共聚物的有机半导体(OSC)材料和有机电致 发光(OEL)材料，该共聚物和材料在电子、电致发光或电光器件中的 用途，以及包括该共聚物或材料的器件。

背景技术

近年来，已经开发了有机半导体(OSC)材料以生产更通用的低 成本电子器件。这些材料在各种器件或装置中得到广泛应用，仅举数 例，包括有机场效应晶体管(OFETs)、有机发光二极管(OLEDs)、 光探测器、光伏(PV)电池、传感器、存储元件和逻辑电路。该有机 半导体材料通常以薄层(例如小于1微米厚的薄层)的形式存在于电子 器件中。

在OFET情况下，该器件的性能主要基于半导材料的载流子迁移率 和电流的开/关比，因此理想的半导体应该在关态具有低的传导性，且 该半导体具有高的载流子迁移率(＞1×10^-3cm²V^-1s^-1)。另外，因为氧 化导致器件性能降低，因而重要的是半导体材料对于氧化相对稳定， 即它具有高的电离电位。对于半导体材料另外的要求是良好的加工性， 特别是对于薄层和期望图样的大规模制造，以及高稳定性、薄膜均匀 性和有机半导体层的完整性。

在现有技术中，已经建议使用各种材料作为OFETs中的有机半导 体，包括小分子，例如戊省，以及聚合物，例如聚己基噻吩。然而， 迄今为止研究的材料与器件仍具有若干缺点，它们的性能，特别是加 工性能、载流子迁移率、开/关比和稳定性仍有进一步改进的余地。

这种电荷传输材料同样发现在OLEDs中有重要的应用。例如， WO 2004/084260描述了在聚合物OLED中的阳极与发光层之间引入空 穴传输层作为中间层。这种中间层能显著改善性能，特别是OLEDs的 寿命。为了这种OLED器件的最佳性能，需要在中间层、阳极与发光 层之间具有高载流子迁移率和适当的能量匹配。在WO 2004/084260中， 建议使用基于三芳基胺的聚合物作为中间层。然而，这些聚合物存在 如下缺点：最高占有分子轨道的能级不能调整得足够宽以适合用于发 光层中的不同发光聚合物，因为这种聚合物的HOMO(最高占有分子 轨道))主要由三芳基胺单元确定。

本发明的一个目的是提供用于电子器件的新型有机半导体材料， 特别是用作OFET中的活性材料或发光器件的中间层，它们具有有利的 性能，特别是良好的加工性，高的载流子迁移率，在OFET情况下高的 开/关比，高氧化稳定性和在电子器件中的长寿命。另一目的是拓展本 领域普通技术人员可利用的半导体材料库。对于本领域普通技术人员 而言，从以下的详细说明中，本发明其它目的是直接而明显的。

已经发现这些目的能够通过提供如本发明所要求的半导体材料实 现。这些材料基于这样的共聚物，该共聚物包括一种或多种四取代的 顺式或反式茚并芴单元或其衍生物

其中R表示芳香或脂肪烃基基团，两个相邻的基团R也可以与和它 们相连接的各个芴基团形成螺基团，

以及还包括一种或多种噻吩或硒吩单元。

特别是，已经发现这种共聚物适于用作电子器件(如晶体管和 OLEDs)中的半导体材料，因为它们具有良好的可加工性，同时显示 出令人惊讶的高载流子迁移率和高氧化稳定性。

WO 2004/041901描述了包括芳基取代的茚并芴和其它单元(像三 芳基胺或杂芳基部分)的聚合物，和它们在OLED或OFET器件中的用 途。Surin等人，Adv.Funct.Mat.2005，15，1426～1434公开了任选烷基化 的6，6-12，12-四辛基反式茚并芴和二噻吩、三噻吩或四噻吩单元的共聚 物。Sonar等人，Macromolecules 2004，37，709～715公开了6，6-12，12-四 辛基反式茚并芴和4-己基二噻吩并[3，2-b：2′，3′-e]吡啶的共聚物。然而， 没有公开如本发明所要求的共聚物。