[发明专利]一类基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物及其制备方法与应用。该基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物结构式如式I所示。上述式I中，R选自下述任意一种：C₅‑C₈₀(优选C₅‑C₅₀)的直链或支链烷基，n为聚合度为5‑200。本发明还提供式I所示聚合物的制备方法。本发明的合成路线简单易行，合成步骤少，宜于大规模合成。以本发明的基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物为有机半导体层制备得到场效应晶体管的迁移率和开关比都比较高，空穴迁移率为1.48cm²V^‑1s^‑1，开关比为10³；电子迁移率为1.27cm²V^‑1s^‑1，开关比为10³。本发明的聚合物在有机场效应晶体管器件中有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机半导体材料技术领域，具体涉及一类基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

有机场效应晶体管(Organic Field-effect Transistor,简称OFET)是以有机半导体材料为载流子传输层，通过外加电场来控制其导电能力的有源器件，通常是基于π-共轭有机分子独特的结构特点和其丰富的物理化学性质而发展的重要应用。高性能OFETs具有广阔的应用前景，例如，它在智能卡、传感器、电子射频标签、大屏幕显示器和集成电路等领域都有成功的应用，这些应用必将对信息、生命、能源等诸多领域的技术革新产生很大的促进作用，从而必将极大地推动经济发展以及社会进步。相比于传统的无机材料，有机半导体材料具有原料来源广泛、合成工艺简单、理化性质可调、弹性和/或柔韧性良好以及可采取溶液法(喷涂、甩膜和印刷等)进行低成本大面积加工制备等优点，为大规模制造性质可控的轻质、柔性电子器件提供了可能。因此，自其诞生以来有机半导体材料就受到了广大科研工作者和产业界的广泛关注，目前相关研究已成为有机电子学研究领域的焦点之一。

评价OFET器件的场效应性能优劣的参数主要包括迁移率(μ)、开关比(I_on/I_off)和阈值电压(V_T)，其中迁移率(μ)和开关比(I_on/I_off)的数值越大，对应器件具有的场效应性能越好，而阈值电压(V_T)则是越接近于零伏特的越好(这样的器件越能够节约能源)。另外，场效应器件的制备条件是否简单，也是衡量该器件是否优良的重要指标之一。而作为OFET器件核心部分的有机半导体层，它的性质好坏在很大程度上决定着器件的场效应性能是否优良，因此设计、合成场效应性能优良的半导体材料是促使OFET器件得以广泛应用的基础与前提。有机半导体层活性材料包括有机小分子和聚合物半导体材料等。其中，聚合物半导体材料因其具有合成简单、成膜性好等优点而备受欢迎，研究和开发高性能聚合物半导体材料近年来已成为本领域的热点并取得了巨大的研究进展。尽管如此，现有的聚合物OFET器件的迁移率等性能依然不能满足广泛应用的需要，因此，继续发展新型聚合物OFET材料的意义非凡，同时也为我们发展具有自主知识产权的研究成果和抢占科技制高点提供了机遇。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物及其制备方法与应用。

本发明提供的基于二噻吩丙烯腈的不等规聚合物，其结构通式如式I所示：

所述式I中，R₁、R₂选自C₅-C₈₀的直链或支链烷基中的任意一种；

n为5-200。