[发明专利]一种含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于光电子材料与器件领域的新型聚合物，更具体是涉及一种含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物及其制备与应用。

背景技术

自1977年日本科学家白川英树发现聚乙炔导电以来，这种被称为“第四代高分子”材料的导电聚合物以其突出的光电性能吸引了众多科学家进行研究。导电高分子同具有相同或相近用途的无机材料相比，具有密度低，易加工，合成选择范围广等优点。由于这类材料结构的共轭特性，因此容易获得荧光性，对太阳光具有吸收能力，以及对载流子的输运能力，从而能够或可能在许多电子或光电子器件上得到应用，例如包括聚合物发光二极管，聚合物太阳电池，聚合物场效应晶体管等。潜在的应用前景和广泛的应用领域促使科学家竞相研究这类具有光电活性的共轭材料，包括多种共轭结构的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。研究人员一直在努力寻求改善和提高聚合物发光二极管，聚合物太阳电池，聚合物场效应晶体管性能的方法，材料是最重要的因素之一。所以许多研究小组一直致力于开发具有高效率发光聚合物，以及高能量转换效率的光伏给体聚合物、载流子迁移率高的聚合物。要实现这些目标，需要研制更多的新型共轭聚合物材料。一些新型含苯并噻唑,苯并噻二唑的共轭聚合物也引起了研究人员的注目，“合成金属”（Synthetic Metals）156(2006)38对其光伏性质进行了研究。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供一种含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物，具有荧光性，对太阳光具有吸收性和高载流子迁移率，可应用于制作聚合物发光二级管、聚合物太阳电池、以及场效应晶体管的活性层。

本发明的目的还在于提供所述的含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述的含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物在聚合物发光二级管、聚合物太阳电池、以及场效应晶体管中的应用。

本发明的含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物具有如下所示的结构：

其中，R为C₁～C₂₃的烷基；Ar为共轭单元、烷基取代的共轭单元、烷氧基取代的共轭单元或烷基和烷氧基同时取代的共轭单元中的一种；0<x≤1，0≤y<1，x+y=1；n=3～1000。

Ar中的共轭单元为乙烯撑基，乙炔撑基，碳氢原子构成的芳香环，碳氮氢原子构成的芳香杂环，碳氧氢原子构成的芳香杂环，碳硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅氢原子构成的芳香杂环，碳氮氧氢原子构成的芳香杂环，碳氮硫氢原子构成的芳香杂环，碳硅硫氢原子构成的芳香杂环中的一种或多种组合。

上述的含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物的制备方法是用含有5,6-二氟苯并噻唑单元的单体与共轭单体进行共聚。

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物可应用于制作聚合物发光二极管的发光层。

所述的含5,6-二氟苯并噻唑共轭聚合物可应用于制备聚合物太阳电池的活性层。

将所述含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物应用于聚合物本体异质结太阳电池的给体相，其与电子受体材料C70或其衍生物、有机电子受体材料或无机纳米晶混合制成溶液，涂覆在ITO玻璃或缓冲层上，制备成薄膜，然后在其上蒸镀金属制备成器件。

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物可应用于制作聚合物场效应晶体管的有源层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：

所述含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物结构新颖，具有独创性。含5,6-二氟苯并噻唑的共轭聚合物具有多种功能，对太阳光具有吸收性，能应用于制作聚合物太阳电池的活性层，有关聚合物具有良好的发光性能，可用于聚合物发光二极管的活性层，有关聚合物具有良好的空穴迁移率，可用于聚合物场效应晶体管。有关聚合物发光二极管、聚合物太阳电池、以及聚合物场效应晶体管能展现高性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对含氟苯并噻唑的共轭聚合物的制备与应用作进一步的说明。但本发明所要求的保护范围并不局限于实施例所涉及的范围。

实施例1：

4,7-二溴-5,6-二氟-2-烷基苯并噻唑的制备，反应式如下：