由萘嵌苯RYLENEΠ受体共聚物制备的半导体材料.pdf

1、10申请公布号CN101939352A43申请公布日20110105CN101939352ACN101939352A21申请号200980104292022申请日2009020561/026,31120080205US61/026,32220080205US61/050,01020080502US61/088,24620080812US61/088,23620080812US61/088,21520080812US61/112,47820081107USC08G61/12200601H01L51/00200601H01L51/05200601H01B1/1220060171申请人巴斯夫欧洲公司

2、地址德国路德维希港申请人破立纪元有限公司72发明人A法凯蒂陈志华颜河吕少峰TJ马克斯郑焱M卡斯特勒S瓦伊迪耶纳森F多茨S克勒74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人刘金辉林柏楠54发明名称由萘嵌苯RYLENE受体共聚物制备的半导体材料57摘要本发明公开了由萘嵌苯受体共聚物制备的新型半导体材料。这种共聚物可显示高N型载流子迁移率和/或良好电流调制特性。另外，本教导的聚合物可具有某些加工优点，例如溶液可加工性和/或在环境条件下的良好稳定性。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010080586PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0513152009020587PCT申请的

3、公布数据WO2009/098254EN2009081351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书11页说明书34页附图7页CN101939355A1/11页21一种下式的聚合物其中M1为选自如下的任选取代的芳族酰亚胺其中R1每次出现时独立地选自H、C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基和14环结构部分，其中C140烷基、C240烯基和C140卤代烷基各自可任选由110个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、CN、NO2、OH、NH2、NHC120烷基、NC120烷基2、SO2OH、CHO、COC120烷基、COOH、COOC120烷基、CONH2、CONHC

4、120烷基、CONC120烷基2、OC120烷基、SIH3、SIHC120烷基2、SIH2C120烷基和SIC120烷基3；C140烷基、C240烯基和C140卤代烷基各自可经由任选连接基共价键接在酰亚胺氮原子上；且14环结构部分各自可相同或不同，可相互共价键接或经由任选连接基共价键接在酰亚胺氮上，以及可任选由15个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、氧代、CN、NO2、OH、CCN2、NH2、NHC120烷基、NC120烷基2、SO2OH、CHO、COOH、COC120烷基、COOC120烷基、CONH2、CONHC120烷基、CONC120烷基2、SIH3、SIHC120烷基2、SIH2

5、C120烷基、SIC120烷基3、OC120烷基、OC120烯基、OC120卤代烷基、C120烷基、C120烯基和C120卤代烷基；且1和1为选自如下的任选取代的稠环结构部分其中AO为0或1；权利要求书CN101939352ACN101939355A2/11页3M2为包含一个或多个任选取代的多环结构部分的重复单元且具有选自如下的式其中2每次出现时独立地为任选取代的多环结构部分；且Z每次出现时独立地为线性共轭连接基；且N为25,000的整数；条件是聚合物不具有下式的重复单元2根据权利要求1所述的聚合物，其中M1为选自如下的任选取代的芳族酰亚胺且R1如权利要求1中所定义。3根据权利要求1或2所述的

6、聚合物，其中1、1和2各自独立地任选由16个基团RA取代；其中RA每次出现时为A卤素、BCN、CNO2、D氧代、EOH、FCRB2、GC140烷基、HC240烯基、IC240炔基、JC140烷氧基、KC140烷硫基、LC140卤代烷基、MYC310环烷基、NYC614芳基、OYC614卤代芳基、PY312元环杂烷基或QY514元杂芳基，其中C140烷基、C240烯基、C240炔基、C310环烷基、C614芳基、C614卤代芳基、312元环杂烷基和权利要求书CN101939352ACN101939355A3/11页4514元杂芳基各自任选由14个基团RB取代；RB每次出现时为A卤素、BCN、CN

7、O2、D氧代、EOH、FNH2、GNHC120烷基、HNC120烷基2、INC120烷基C614芳基、JNC614芳基2、KSOMH、LSOMC120烷基、MSO2OH、NSOMOC120烷基、OSOMOC614芳基、PCHO、QCOC120烷基、RCOC614芳基、SCOOH、TCOOC120烷基、UCOOC614芳基、VCONH2、WCONHC120烷基、XCONC120烷基2、YCONHC614芳基、ZCONC120烷基C614芳基、AACONC614芳基2、ABCSNH2、ACCSNHC120烷基、ADCSNC120烷基2、AECSNC614芳基2、AFCSNC120烷基C614芳基、

8、AGCSNHC614芳基、AHSOMNH2、AISOMNHC120烷基、AJSOMNC120烷基2、AKSOMNHC614芳基、ALSOMNC120烷基C614芳基、AMSOMNC614芳基2、ANSIH3、AOSIHC120烷基2、APSIH2C120烷基、AQSIC120烷基3、ARC120烷基、ASC220烯基、ATC220炔基、AUC120烷氧基、AVC120烷硫基、AWC120卤代烷基、AXC310环烷基、AYC614芳基、AZC614卤代芳基、BA312元环杂烷基或BB514元杂芳基；Y每次出现时为二价C120烷基、二价C120卤代烷基或共价键；且M每次出现时为0、1或2。4根据权

9、利要求13中任一项所述的聚合物，其中R1每次出现时独立地选自H、C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基、LAR1、LAR1AR1、LAR1R2、LAR1AR1R2、LCY1、LCY1CY1、LCY1R2和LCY1CY1R2；其中L每次出现时独立地选自YOY、YSOMY、YCOY、YNRCCOY、YCONRC、YNRC、YSIRC2Y、二价C120烷基、二价C120烯基、二价C120卤代烷基和共价键；其中RC每次出现时独立地为H、C16烷基或YC614芳基；AR1每次出现时独立地为单价或二价C614芳基或514元杂芳基，其各自任选由15个独立地选自卤素、CN、氧代、CCN2、C16烷基、C

10、16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；且CY1每次出现时独立地为单价或二价C314环烷基或314元环杂烷基，其各自任选由15个独立地选自卤素、CN、氧代、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；R2每次出现时独立地选自C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基、C140烷氧基、LAR2、LAR2AR2、LAR2R3、LAR2AR2R3、LCY2、LCY2CY2、LCY2R3、LCY2CY2R3；其中L每次出现时独立地选自YOY、YSOMY、YCOY、YNRCCOY、YCONRC、YNRC、YSIRC2Y、二价C120烷基、二价C120烯基、二价C120卤代烷基和共价

11、键；AR2每次出现时独立地为单价或二价C614芳基或514元杂芳基，其各自任选由15个独立地选自卤素、氧代、CN、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；且CY2每次出现时独立地为单价或二价C314环烷基或314元环杂烷基，其各自任选由15权利要求书CN101939352ACN101939355A4/11页5个独立地选自卤素、氧代、CN、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；R3每次出现时为C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基或C140烷氧基；Y每次出现时为二价C120烷基、二价C120卤代烷基或共价键；且M每次出现时为0、1或2。5根

12、据权利要求14中任一项所述的聚合物，所述聚合物具有下式其中N为51,000的整数；X为实数且0X1；且2和R1如权利要求1中所定义。6根据权利要求15中任一项所述的聚合物，其中R1为选自正己基、1甲基丙基、1甲基丁基、1甲基戊基、1甲基己基、1乙基丙基、1乙基丁基、1，3二甲基丁基和2辛基十二烷基的线性或支化C340烷基。7根据权利要求15中任一项所述的聚合物，其中R1选自权利要求书CN101939352ACN101939355A5/11页68根据权利要求37中任一项所述的聚合物，其中2选自权利要求书CN101939352ACN101939355A6/11页7其中K、K、L和L独立地选自CRD

13、、CRD、CO和CCCN2；P、P、Q和Q独立地选自CRD、CRD、CO、CCCN2、O、S、N、N、NRD、SIRD、SIRD和SIRDRD；R和S独立地为CRDRD或CCCN2；U、U、V和V独立地选自CRD、CRD、CO、CCCN2、S、SO、SO2、O、N、N、SIRD、SIRD、SIRDRD、CRDRDCRDRD和CRDCRD；RD每次出现时独立地为H或RA；且RA如权利要求3中所定义。9根据权利要求38中任一项所述的聚合物，其中2选自权利要求书CN101939352ACN101939355A7/11页8其中RD每次出现时独立地为H或RA；且RA如权利要求3中所定义。10根据权利要求

14、19中任一项所述的聚合物，其中2为包含螺原子或由14个选自氧代基团和二氰基亚乙烯基的基团取代的多环结构部分。11根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物为权利要求书CN101939352ACN101939355A8/11页9其中R1和N如权利要求1中所定义。12根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物为其中R1和N如权利要求1中所定义。13根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物选自其中R1和N如权利要求1中所定义。14根据权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物选自权利要求书CN101939352ACN101939355A9/11页10其中R1和N如权利要求1中所定义。15一种具有式I或

15、式I的聚合物其中1和1独立地为任选由14个基团RA取代的环结构部分；2为还原电位大于约26V且任选由16个基团RA取代的共轭结构部分；其中RA每次出现时为A卤素、BCN、CNO2、D氧代、EOH、FCRB2、GC140烷基、HC240烯基、IC240炔基、JC140烷氧基、KC140烷硫基、LC140卤代烷基、MYC310环烷基、NYC614芳基、OYC614卤代芳基、PY312元环杂烷基或QY514元杂芳基，其中C140烷基、C240烯基、C240炔基、C310环烷基、C614芳基、C614卤代芳基、312元环杂烷基和514元杂芳基各自任选由14个基团RB取代；RB每次出现时为A卤素、BCN

16、、CNO2、D氧代、EOH、FNH2、GNHC120烷基、HNC120烷基2、INC120烷基C614芳基、JNC614芳基2、KSOMH、LSO权利要求书CN101939352ACN101939355A10/11页11MC120烷基、MSO2OH、NSOMOC120烷基、OSOMOC614芳基、PCHO、QCOC120烷基、RCOC614芳基、SCOOH、TCOOC120烷基、UCOOC614芳基、VCONH2、WCONHC120烷基、XCONC120烷基2、YCONHC614芳基、ZCONC120烷基C614芳基、AACONC614芳基2、ABCSNH2、ACCSNHC120烷基、ADCS

17、NC120烷基2、AECSNC614芳基2、AFCSNC120烷基C614芳基、AGCSNHC614芳基、AHSOMNH2、AISOMNHC120烷基、AJSOMNC120烷基2、AKSOMNHC614芳基、ALSOMNC120烷基C614芳基、AMSOMNC614芳基2、ANSIH3、AOSIHC120烷基2、APSIH2C120烷基、AQSIC120烷基3、ARC120烷基、ASC220烯基、ATC220炔基、AUC120烷氧基、AVC120烷硫基、AWC120卤代烷基、AXC310环烷基、AYC614芳基、AZC614卤代芳基、BA312元环杂烷基或BB514元杂芳基；Y每次出现时为二价

18、C120烷基、二价C120卤代烷基或共价键；且M每次出现时为0、1或2；R1每次出现时独立地选自H、C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基、LAR1、LAR1AR1、LAR1R2、LAR1AR1R2、LCY1、LCY1CY1、LCY1R2和LCY1CY1R2；其中L每次出现时独立地选自YOY、YSOMY、YCOY、YNRCCOY、YCONRC、YNRC、YSIRC2Y、二价C120烷基、二价C120烯基、二价C120卤代烷基和共价键；其中RC每次出现时独立地为H、C16烷基或YC614芳基；AR1每次出现时独立地为单价或二价C614芳基或514元杂芳基，其各自任选由15个独立地选自卤素、

19、CN、氧代、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；且CY1每次出现时独立地为单价或二价C314环烷基或314元环杂烷基，其各自任选由15个独立地选自卤素、CN、氧代、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；R2每次出现时独立地选自C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基、C140烷氧基、LAR2、LAR2AR2、LAR2R3、LAR2AR2R3、LCY2、LCY2CY2、LCY2R3、LCY2CY2R3；其中L每次出现时独立地选自YOY、YSOMY、YCOY、YNRCCOY、YCONRC、YNRC、YSIRC2Y、二价C120烷基、二价C1

20、20烯基、二价C120卤代烷基和共价键；AR2每次出现时独立地为单价或二价C614芳基或514元杂芳基，其各自任选由15个独立地选自卤素、氧代、CN、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；CY2每次出现时独立地为单价或二价C314环烷基或314元环杂烷基，其各自任选由15个独立地选自卤素、氧代、CN、CCN2、C16烷基、C16烷氧基和C16卤代烷基的取代基取代；R3每次出现时为C140烷基、C240烯基、C140卤代烷基或C140烷氧基；且N为25,000的整数。权利要求书CN101939352ACN101939355A11/11页1216根据权利要求15所述的聚合

21、物，其中2具有大于或等于约22V的还原电位。17根据权利要求15或16所述的聚合物，其中2具有大于或等于约12V的还原电位。18根据权利要求1517中任一项所述的聚合物，其中2为任选由16个基团RA取代的多环结构部分。19一种包含一种或多种溶解或分散在液体介质中的权利要求118中任一项的聚合物的组合物。20根据权利要求19所述的组合物，其中所述液体介质包括水或有机溶剂。21根据权利要求19或20所述的组合物，其中所述组合物进一步包含一种或多种添加剂。22根据权利要求21所述的组合物，其中所述添加剂独立地选自洗涤剂、分散剂、粘合剂、相容性试剂、固化剂、引发剂、保湿剂、消泡剂、湿润剂、PH调节剂、

22、杀虫剂和抑菌剂。23一种包含一种或多种权利要求118中任一项的聚合物的制品。24根据权利要求23所述的制品，其中所述制品为电子器件、光学器件或光电子器件。25一种包含一种或多种权利要求118中任一项的聚合物的薄膜半导体。26一种包含基质和沉积在基质上的权利要求25的薄膜半导体的复合物。27一种包含权利要求25的薄膜半导体的场效应晶体管器件。28一种包含权利要求26的复合物的场效应晶体管器件。29根据权利要求27或28所述的场效应晶体管器件，其中所述场效应晶体管具有选自顶栅底触点结构、底栅顶触点结构、顶栅顶触点结构和底栅底触点结构的结构。30根据权利要求2729中任一项所述的场效应晶体管器件，其

23、包含介电材料，其中所述介电材料包括有机介电材料、无机介电材料或混杂有机/无机介电材料。31一种包含权利要求25的薄膜半导体的光伏器件。32一种包含权利要求26的复合物的光伏器件。33根据权利要求31或32的光伏器件，其包含与所述一种或多种聚合物相邻的P型半导体材料。34一种包含权利要求25的薄膜半导体的有机发光器件。35一种包含权利要求26的复合物的有机发光器件。36一种制造权利要求23或24的制品的方法，其中所述方法包括将权利要求2730中任一项的组合物沉积在基质上。37根据权利要求36所述的方法，其中沉积组合物包括印刷、旋涂、滴落流延、区域流延、浸涂、刮涂和喷涂中的至少一种。38根据权利要

24、求37所述的方法，其中所述印刷选自凹版印刷、喷墨印刷、柔版印刷、丝网印刷、凹版移印、胶版印刷和石版印刷。权利要求书CN101939352ACN101939355A1/34页13由萘嵌苯RYLENE受体共聚物制备的半导体材料0001相关申请的交互参考0002此申请要求2008年2月5日提交的美国临时专利申请序列号61/026,322；2008年2月5日提交的61/026,311；2008年5月2日提交的61/050,010；2008年8月12日提交的61/088,236；2008年8月12日提交的61/088,246；2008年8月12日提交的61/088,215；和2008年11月7日提交的6

25、1/112,478的利益和优先权，在此将其各自的公开内容全部引入作为参考。0003背景0004由于电子时代的开始，电子和微电子中的主要构件块为基于无机电极、绝缘体和半导体的场效应晶体管FET。已证明这些材料可靠且高效地提供根据摩尔定律连续改善的性能。更近期，已发展有机材料作为电子电路中的活化和钝态材料。代替与常规硅技术竞争，基于分子和聚合材料的有机FETOFET在生态位应用中，例如在低端射频技术、传感器和光发射中，以及在集成光电子器件如显示器中的像素驱动和转换元件中为理想的。这些系统由于它们提供的优点而被广泛追求，所述优点包括通过蒸汽/溶液相制造的可加工性、与不同基质例如柔性塑料的良好相容性和

26、结构调整的机会。此倾向受对低费用、大面积、柔性和轻重量器件的连续需求，和在低得多的基质温度下加工这些材料的可能性进一步驱动。0005最简单和最通常的OFET器件构造为有机薄膜晶体管OTFT的构造，其中有机半导体的薄膜沉积在具有下栅G电极的电介质的顶部。提供触点的电荷注入漏源DS电极在有机膜的顶部顶部构造或在半导体沉积以前在FET电介质的表面上底部构造定义。当G与D电极之间不施加电压VG时，S与D电极之间的电流低，且器件为所谓的“关闭”状态。当施加VG时，可在半导体中在具有介电层的界面上诱发电荷。因此，当施加源漏偏压VD时，电流ID在S与D电极之间的通道中流动，因此提供晶体管的“开”状态。表征F

27、ET性能的关键参数为场效应迁移率，其量化了每单位电场的平均载荷子漂移速度，和开/关电流比I开I关，其为“开”与“关”状态之间的DS电流比。对于高性能OFET，场效应迁移率和开/关比都应尽可能高，例如具有至少011CM2V1S1和I开/I关106。0006大多数OFET以P型累加模式运行，这意指半导体充当空穴传输材料。然而，也需要高性能电子传输N型材料。对于大多数实践应用，场致电荷的迁移率应大于约0011CM2/VS。为实现高性能，有机半导体应满足关于注入和载电流能力的严格标准；特别是I材料的HOMO/LUMO能应对于实践电压下的空穴/电子注入合适；II材料的晶体结构应提供足够的前线轨道例如堆和

28、边对面触点交迭，以使得电荷在相邻分子间迁移；III由于杂质可阻碍载荷子迁移，化合物应非常纯；IV材料的共轭核心应优先定向以允许在TFT基质平面上的电荷传输最有效的电荷传输沿着分子间堆进行；和V结晶半导体的畴应均匀地覆盖源与漏触点之间的区域，因此膜应具有单一晶体状形态。0007在用于OFET中的有机半导体中，低聚噻吩类、聚噻吩类、并苯类、萘嵌苯类和酞菁类为研究最多的。例如，关于聚杂环基FET的第一份报告为关于聚噻吩的。另外，聚3己说明书CN101939352ACN101939355A2/34页14基噻吩和，二烷基低聚噻吩分别为第一种高迁移率聚合物和小分子。多年来，这些化合物的化学改性，包括环环连

29、接性和取代方式的变化已产生相当大量的电活性材料。然而，非常少的例外，所有这些材料为P型半导体。一个例外为苝二酰亚胺与二噻吩并噻吩单元的交替共聚物，已报告其电子迁移率高达13102CM2V1S1且真空下的开/关电流比为104。例如见ZHAN，X等，JAMERCHEMSOC129724672472007。0008除N型半导体稀缺外，当器件在环境品种例如氧气、水或二氧化碳的存在下操作时，通常降低，或甚至完全抑制OFET电子传输。此对环境条件的敏感性严重阻碍操作这些无适当封装的器件。0009另一类重要的需要电子传输N型材料的有机半导体基器件为本体异质结光电池或太阳能电池。在这些器件中，给电子体半导体例

30、如聚3己基噻吩P3HT与电子受体半导体例如亚甲基富勒烯6，6苯基丁酸甲酯PCBM一起组合用于分裂激子经光吸收形成的空穴电子对并发电。理想的是给电子体半导体和电子受体半导体都具有宽光吸收使得它们能吸收尽可能多的来自太阳光谱的光。例如，PCBM的缺点是它不吸收光谱的可见/近IR部分的光。0010近来描述了大量电子受体受体羰基官能化低聚噻吩的合成，并与相应的烷基取代和母体未取代的低聚噻吩的分子/固态性能比较。这些取代的低聚噻吩各自具有高化学/热稳定性、类似的堆叠特征、强分子间相互作用和低LUMO能。此外，发现低聚噻吩核心的羰基官能化对电子膜生长具有显著影响，且证明所得膜的半导体性能和具有这种体系作为

31、活性层的TFT器件以N型累积模式操作，显示电子容易地注入半导体材料中。例如见美国专利号6,585,914、6,608,323、6,991,749和美国专利申请公开号2006/0124909和2006/0186401，在此将其各自的全部内容引入作为参考。0011另一类电子受体官能化例如氰基取代萘嵌苯酰亚胺基半导体显示在空气中具有极好的稳定操作。相关研究的数据显示如果分子的电子亲合势EA或第一还原电位相当于溶液态参数分别充分提高或充分为负，则这些分子中的电子传输在空气中为可能的。尽管难以精确这种稳定性开始所需的确切EA，但与真空下比较，含萘嵌苯的分子显示它在约39至约44EV范围内发生。例如见美国

32、专利申请公开号2005/0176970，在此将其全部公开内容引入作为参考。0012除上述各个不足外，分子半导体通常具有有限的可加工性。已报告了空穴迁移率为约01CM2V1S1的高性能P通道聚合物，但目前用于OTFT的N通道聚合物遭遇在环境条件下差的可加工性和/或可忽略的电子迁移率。0013因此，本领域需要新的具有半导体活性的聚合物，尤其是具有N型半导体活性的那些，它们在环境条件下稳定和/或可以在溶液相中加工例如经由印刷、浇注、喷雾或旋涂。0014概述0015根据前文，本教导提供可解决现有技术，包括以上所列那些的各种不足和缺点的半导体聚合物。还提供这些聚合物的相关器件以及相关制备方法和用途。本发

33、明聚合物可显示性能如在环境条件下极好的电荷传输性能、化学稳定性、低温可加工性和在常规溶剂中令人满意的溶解性。因此，掺入一种或多种本发明聚合物作为半导体层的场效应器件如薄膜晶体管在环境条件下可显示高性能，例如显示大电子迁移率、低阈值电压和高电流开说明书CN101939352ACN101939355A3/34页15关比中的一种或多种。类似地，可使用本发明所述的聚合材料有效地制造其他有机半导体基器件如OPV、OLET和OLED。0016通常本教导提供可由下式表示的聚合物00170018其中M1为任选取代的芳族酰亚胺，M2为包括一个或多个任选取代的多环结构部分的重复单元，且N为大于或等于2的整数。例如

34、，M1可具有下式00190020M2可具有选自如下的式0021且0022N为25,000的整数；0023其中1和1可为任选取代的稠环结构部分，2可为任选取代的多环结构部分，Z可为共轭线性连接基，且R1如本发明中所定义。0024本教导还提供制备这种聚合物和半导体材料的方法，以及掺入本发明公开的聚合物和半导体材料的各种组合物、复合物和器件。0025前文以及本教导的其他特征和优点将由以下附图、说明和权利要求而更完全地理解。0026附图简述0027应当理解以下所述附图仅用于阐明目的。附图不必按比例绘制且不意欲以任何方式限制本教导范围。0028图1显示本教导两种代表性聚合物，即PPDIMPDTCO上和P

35、PDIMPDTDIOX下在溶液THF中的循环伏安图。0029图2显示本教导代表性聚合物PND2ODTT在溶液THF中的循环伏安图。0030图3显示两种代表性聚合物，即PPDIMPDTDIOX作为薄膜A和在氯仿B中，PPDIMPDTCO作为薄膜C和在氯仿D中的UVVIS光谱。0031图4显示本教导代表性聚合物PND2ODTT的UVVIS光谱。说明书CN101939352ACN101939355A4/34页160032图5说明薄膜晶体管的不同构造。0033图6显示在环境条件下测量基于本教导聚合物PPDIMPDTCO的代表性晶体管的典型传输上和输出下图。0034图7显示基于本教导聚合物PND2ODT

36、T的代表性顶栅底触点TGBC晶体管的典型传输上和输出下图。0035图8显示基于本教导聚合物PND2ODTT的代表性底栅顶触点BGTC晶体管的典型传输图。0036图9说明可掺入一种或多种本教导聚合物作为给体和/或受体材料的本体异质结有机光伏器件也称作太阳能电池的代表性结构。0037图10说明可掺入一种或多种本教导聚合物作为电子传输和/或发射和/或空穴传输材料的有机发光器件的代表性结构。0038详述0039本教导提供包括一种或多种半导体聚合物的有机半导体材料以及相关组合物、复合物和/或器件。本教导的聚合物可显示半导体行为，例如在场效应器件中的高载流子迁移率和/或良好电流模制特性，在光伏器件中的光吸

37、收/电荷分离，和/或在发光器件中的电荷传输/重组/发光。另外，本发明聚合物可具有某些加工优点，例如溶液可加工性和/或在环境条件下的良好稳定性例如空气稳定性。本教导的聚合物可用于制备P型或N型半导体材料，其又可用于制造各种有机电子制品、结构和器件，包括场效应晶体管、单极电路、互补电路、光伏器件和发光器件。0040因此，本发明一个方面提供具有半导体活性的聚合物和由这些聚合物制备的半导体材料。更具体而言，聚合物可为包含第一重复单元重复单元A或M1和第二重复单元重复单元B或M2的AB共聚物，其中所述第一重复单元包括芳族例如萘嵌苯酰亚胺，第二重复单元包括一个或多个多环结构部分。在各个实施方案中，重复单元

38、A和重复单元B可包括芳族或高度共轭的环碳环或杂环结构部分，其中这种环结构部分可任选由一个或多个吸电子或给电子基团取代或官能化。重复单元A和B成对、重复单元A的酰亚胺位官能化和任一重复单元上的任何额外官能化可受一个或多个以下考虑因素影响1在空气中加工时半导体的吸电子能力和稳定的电荷传输操作；2取决于重复单元A和B的电子结构主要载流子类型的调制；3可能提供区域规则性聚合物的聚合的区域选择性；4聚合物链的核心平面性和线性；5共轭核心的额外官能化能力；6聚合物对于溶液加工提高溶解度的潜势；7实现强相互作用/分子间电子耦合；8经由缺电子受体和富电子给体AB或BA重复单元的电子给体受体偶合的带隙调制。所得

39、聚合物和相关方法可用于增强相关器件例如有机场效应晶体管、发光晶体管、太阳能电池等的性能。0041更具体而言，本发明聚合物的M1通常包含任选取代核心取代和/或酰亚胺取代的芳族二酰亚胺或单酰亚胺，而M2通常包含一个或多个任选取代的芳族或共轭多环结构部分。在某些实施方案中，M2可包括在一个或多个多环结构部分之间和/或在M1与M2之间的一个或多个连接基。一个或多个多环结构部分通常为共轭的，且可具有大于约26V的还原电位和/或任选包括一个或多个吸电子基团。在各个实施方案中，M2总体上可包含高度共轭体系。说明书CN101939352ACN101939355A5/34页170042贯穿本申请，其中组合物作为

40、具有、包括或包含具体组分而描述，或其中方法作为具有、包括或包含具体工艺步骤而描述，预期本教导的组合物也基本由或由所述组分组成，且本教导的方法也基本由或由所述工艺步骤组成。0043在本申请中，其中说到元素或组分包括在和/或选自一列所述元素或组分，应当理解元素或组分可为所述元素或组分中任一种，且可选自两种或更多种所述元素或组分。另外，应当理解本文中不论明示或暗示，本发明所述组合物、装置或方法的元素和/或特征可以以多种方式组合而不偏离本发明精神和范围。0044除非另有特别说明，术语“包括”或“具有”的使用通常应当理解为开放性的和非限制性的。0045除非另有特别说明，本发明单数的使用包括复数反之亦然。

41、另外，除非另有特别说明，如果术语“约”在定量值前使用，则本教导还包括具体定量值本身。除非另有说明或指出，如本发明所用，术语“约”指偏离标称值10。0046应当理解只要本教导保持可操作，步骤的顺序或进行某些操作的顺序不是关键。此外，两个或更多个步骤或操作可同时进行。0047如本发明所用，“聚合物”指包括多个通过共价化学键连接的一种或多种重复单元的分子例如大分子。聚合物可通过以下通式表示00480049其中M为重复单元或单体，且N为聚合物中M的数目。例如，如果N为3，则以上显示的聚合物应当理解为0050MMM。0051聚合物可仅具有一类重复单元以及两类或更多类不同的重复单元。在前者情况下，聚合物可

42、称作均聚物。在后者情况下，尤其是当聚合物包括化学显著不同的重复单元时，可替代地使用术语“共聚物”。聚合物可为线性或支化的。支化的聚合物可包括树枝状聚合物，例如树枝化聚合物、超支化聚合物、刷状聚合物也称作瓶刷等。除非另有说明，共聚物中重复单元的组合可为头尾、头头或尾尾。另外，除非另有说明，共聚物可为无规共聚物、交替共聚物或嵌段共聚物。0052如本发明所用，“环结构部分”可包括一个或多个例如16个碳环或杂环。环结构部分可为环烷基、环杂烷基、芳基或杂芳基即可仅包括饱和键，或不管芳香性可包括一个或多个不饱和键，其各自包括例如324个环原子且可任选如本发明所述被取代。在其中环结构部分为“单环结构部分”的

43、实施方案中，“单环结构部分”可包括314元芳族或非芳族碳环或杂环。“单环结构部分”可例如包括苯基或5或6元杂芳基，其各自可如本发明所述被取代。在其中环结构部分为“多环结构部分”的实施方案中，“多环结构部分”可包括两个或更多个相互稠合即分享一个共用键和/或经由螺原子或一个或多个桥原子相互连接的环。多环结构部分可包括824元芳族或非芳族碳环或杂环，例如C824芳基或824元杂芳基，其各自可任选如本发明所述被取代。0053如本发明所用，“稠环”或“稠环结构部分”指具有至少两个环的多环环体系，其中至少一个环为芳族的且这种芳环碳环或杂环具有与至少一个其他环共用的键，所述其说明书CN101939352AC

44、N101939355A6/34页18他环可为芳族或非芳族碳环或杂环。这些多环环体系可为高度共轭的且可包括多环芳族烃如具有下式的萘嵌苯类或包含一个或多个杂原子的其类似物00540055其中AO可为03的整数；具有下式的蔻类或包含一个或多个杂原子的其类似物00560057其中BO可为03的整数；和具有下式的线性并苯类或包含一个或多个杂原子的其类似物00580059其中CO可为04的整数。稠环结构部分可任选如本发明所述被取代。0060如本发明所用，“卤”或“卤素”指氟、氯、溴和碘。0061如本发明所用，“氧代”指双键氧即O。0062如本发明所用，“烷基”指直链或支化饱和烃基。烷基的实例包括甲基ME、

45、乙基ET、丙基例如正丙基或异丙基、丁基例如正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基例如正戊基、异戊基、新戊基、己基等。在各个实施方案中，烷基可具有140个碳原子即C140烷基，例如120个碳原子即C120烷基。在一些实施方案中，烷基可具有16个碳原子，且可称作“低级烷基”。低级烷基的实例包括甲基、乙基、丙基例如正丙基和异丙基说明书CN101939352ACN101939355A7/34页19和丁基例如正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。在一些实施方案中，烷基可如本发明所述被取代。烷基通常不由其他烷基、烯基或炔基取代。0063如本发明所用，“卤代烷基”指具有一个或多个卤素取代基的烷基。在各个实施方案中，

46、卤代烷基可具有140个碳原子即C140卤代烷基，例如120个碳原子即C120卤代烷基。卤代烷基的实例包括CF3、C2F5、CHF2、CH2F、CCL3、CHCL2、CH2CL、C2CL5等。全卤代烷基，即其中所有氢原子由卤原子替代的烷基例如CF3和C2F5包括在“卤代烷基”的定义中。例如C140卤代烷基可具有式CZH2Z1X0T，其中X0每次出现时为F、CL、BR或I，Z为140的整数，且T为181的整数，条件是T小于或等于2Z1。不为全卤代烷基的卤代烷基可如本发明所述被取代。0064如本发明所用，“烷氧基”指O烷基。烷氧基的实例包括，但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基例如正丙氧基和异丙氧基、叔丁

47、氧基、戊氧基、己氧基等。O烷基中的烷基可如本发明所述被取代。0065如本发明所用，“烷硫基”指S烷基其在一些情况下可表示为SOM烷基，其中M为0。烷硫基的实例包括，但不限于甲硫基、乙硫基、丙硫基例如正丙硫基和异丙硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基等。S烷基中的烷基可如本发明所述被取代。0066如本发明所用，“芳烷基”指烷基芳基，其中芳烷基借助烷基共价连接在指定化学结构上。芳烷基在YC614芳基的定义内，其中Y如本发明中所定义。芳烷基的实例为苄基CH2C6H5。芳烷基可任选被取代，即芳基和/或烷基可如本发明所公开被取代。0067如本发明所用，“烯基”指具有一个或多个碳碳双键的直链或支化烷基。烯基的实

48、例包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、丁二烯基、戊二烯基、己二烯基等。一个或多个碳碳双键可为内部例如在2丁烯中或末端例如在1丁烯中。在各个实施方案中，烯基可具有240个碳原子即C240烯基，例如220个碳原子即C220烯基。在一些实施方案中，烯基可如本发明所述被取代。烯基通常不由其他烯基、烷基或炔基取代。0068如本发明所用，“炔基”指具有一个或多个碳碳三键的直链或支化烷基。炔基的实例包括乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基等。一个或多个碳碳三键可为内部例如在2丁炔中或末端例如在1丁炔中。在各个实施方案中，炔基可具有240个碳原子即C240炔基，例如220个碳原子即C220炔基。在一

49、些实施方案中，炔基可如本发明所述被取代。炔基通常不由其他炔基、烷基或烯基取代。0069如本发明所用，“环烷基”指非芳族碳环，包括环化烷基、烯基和炔基。在各个实施方案中，环烷基可具有322个碳原子，例如320个碳原子例如C314环烷基。环烷基可为单环的例如环己基或多环的例如包含稠环、桥环和/或螺环体系，其中碳原子位于环体系的内部或外部。环烷基的任何适合环位置可共价连接在指定化学结构上。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环戊烯基、环己烯基、环己二烯基、环庚三烯基、降冰片基、降蒎烷基、降蒈烷基、金刚烷基和螺45癸烷基以及它们的同系物、异构体等。在一些实施方案中，环烷基可如本发明所述被取代。0070如本发明所用，“杂原子”指不同于碳或氢的任何元素的原子，例如包括氮、氧、硅、硫、磷和硒。0071如本发明所用，“环杂烷基”指含至少一个选自O、S、SE、N、P和SI例如O、S和N的环杂原子且任选含一个或多个双键或三键的非芳族环烷基，环杂烷基可具有322个说明书CN101939352ACN101939355A8/34页20环原子，例如320个环原子例如314元环杂烷基。环杂