[发明专利]一种蒽并二噻吩酰亚胺聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种蒽并二噻吩酰亚胺聚合物及其制备方法与应用。所述蒽并二噻吩酰亚胺聚合物的结构式如式I所示，其中R为C₁～C₆₀的直链或支链烷基。本发明提供的式I所示化合物能够作为半导体层用于制备聚合物场效应晶体管。以本发明蒽并二噻吩酰亚胺聚合物为半导体层制备的有机场效应晶体管的迁移率(μ)和开关比都非常高(μ最高超过4cm²V^‑1s^‑1，开关比大于10⁴)，在有机场效应晶体管中有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种蒽并二噻吩酰亚胺聚合物及其制备方法与应用，属于材料领域。

背景技术

有机半导体材料近年来得到了快速的发展。以有机半导体层材料制备的有机场效应晶体管、有机太阳能电池、有机发光二极管等器件受到广泛的关注。相比于传统的无机材料，有机材料具有结构可调控性，成本低廉，易于制备柔性器件等优点，在喷墨打印、卷对卷加工等方面具有很大的优势，成为最近的研究热点之一。

酰亚胺类分子是目前的研究热点。其具有可控的能级结构，可引入烷基链改善溶解性，提高加工性能。通过引入不同的烷基链，可有效调节分子的自组装性能和薄膜的堆积结构，从而达到调控其电学性能的目的。此外，高度稠环的结构具有很好的平面性和π–π相互作用，有利于分子间的排列堆积，提高器件的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种蒽并二噻吩酰亚胺化合物，并研究了其在场效应晶体管中的应用。

本发明所提供的蒽并二噻吩酰亚胺聚合物，其结构通式如式I所示：

式I中，R为C₁～C₆₀的直链或支链烷基，可为C₁～C₂₄的直链或支链烷基，具体可为正辛基、4-癸基十四烷基或2-癸基十四烷基；

π基团为常见的共聚单元，具体可选自如下基团中的任意一种：

等

所述共聚单元中，表示取代位；

n为5～100，具体的，n可为5～60或10～13，更具体的，n为10或13。

本发明所提供的式I所示聚合具体可为聚合物PADTDI-BT或PADTDI-FBT；

其中，聚合物PADTDI-BT的结构式如下：

聚合物PADTDI-FBT的结构式如下：

本发明进一步提供了式I所示聚合物的制备方法，包括如下步骤：

在催化剂和配体的作用下，式IV所示化合物(2,8-二溴蒽并[1,2-b:5,6-b']二噻吩-4,5,10,11-二酰亚胺)与双甲基锡化合物进行聚合反应，反应完毕得到所述式I所示聚合物；

R的定义与前述式I中R的定义相同。

上述方法中，所述双甲基锡化合物选自如下化合物中的任意一种：

(也即5,5’-双(三甲基锡)-2,2’-联二噻吩)、

(也即5,5’-双(三甲基锡)-3,3’-二氟-2,2’-联二噻吩)、

所述催化剂选自四(三苯基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、三(二亚苄基丙酮)二钯和二(二亚苄基丙酮)钯中的至少一种；