[发明专利]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

说明书

发明领域

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。

发明背景

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(＞1×10^-3cm²V^-1s^-1)。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，薄膜均匀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。^1-5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)。^1-5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[1，10，9，8-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π-π堆叠和固态组织化。