[发明专利]硫杂环稠合的萘二酰亚胺类化合物、制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及硫杂环稠合的萘二酰亚胺类有机半导体材料，具体地说涉及双[2-(1，3-二噻环戊烯-2-亚基)丙二腈]稠合的萘二酰亚胺化合物、制备方法和作为n-型有机半导体材料在有机薄膜场效应晶体管等中的应用。

背景技术

有机薄膜晶体管(organic thin film transistors，简称OTFT)具有制备工艺简单、成本低、质量轻、柔韧性、和塑料衬底良好的兼容性等优点，其在智能卡、电子标签、电子纸、有源矩阵显示、传感器、存储器等柔性电子产品方面具有广阔的应用前景(Nature 2004，428，911-918.；Science 2009，326，1516-1519.；Nat.Mater.2010，9，859-864.；Adv.Mater.2010，22，3778-3798.；Science 2010，327，1603-1607)。英国AIM最新预测，到2029年，全球柔性电子产品市场的销售总额将达到3350亿美元，其中OTFT将在最具增长潜力的柔性显示驱动、有机电子标签、有机传感器等方面发挥举足轻重的作用(AIM Research Reports.2009，1-38)。鉴于OTFT广阔的应用前景和巨大的市场潜力，近年来，Philips、3M、Sony、Samsung、Merck、Basf、Solvay及新兴的基于有机电子的PolyIC、Plastic Logic、Polyera等公司企业竞相投入这一领域。

有机半导体材料是OTFT的关键组分，按其传输载流子的类型，分为p-型和n-型，前者传输的载流子主要是空穴，而后者主要是电子。对于OTFT的发展，p-型和n-型有机半导体材料是同等重要的，由二者共同构筑的有机互补电路(Organic complementary circuits)具有功耗低、操作速度快、设计简单、噪音容限大等优点，可广泛应用于各种有机数字逻辑电路，是实现有机电子功能器件应用的基础。另一方面，OTFT的发展，还要求有机半导体材料在适当的溶剂中具有良好的溶解度，可制成各种活性墨水，利用印刷电子(Printed electronics)技术，如：甩膜、喷墨打印、卷对卷印刷等，大面积、低成本、规模化制备OTFT器件及有机电路。

整体来说，可溶液加工的p-型有机半导体材料发展较快，一些分子材料溶液法成膜的OTFT器件的迁移率已达到或超过非晶硅薄膜器件的性能(0.1-1.0cm²V^-1s^-1)。其中有机小分子材料的OTFT器件迁移率高达1.0-31cm²V^-1s^-1，聚合物材料的迁移率达到0.5-3.3cm²V^-1s^-1，并表现出良好的空气稳定性(Minemawari，H.et a1.Nature 2011，475，364-367.；Tsao，H.N.et al.J.Am.Chem.Soc.2011，133，2605-2612.)。然而，n-型有机半导体材料的发展远远落后于p-型有机半导体材料，高电子迁移率、稳定、可溶液加工的n-型有机半导体材料极为短缺，这大大限制了基于有机互补电路的柔性电子功能器件的发展(Newman，C.R.et al.Chem.Mater.2004，16，4436-4451.；Anthony，J.E.etal.Adv.Mater.2010，22，3876-3892.)。