分子半導體和聚合物半導體及相關(guān)器件的制作方法

技術(shù)特征：

1.一種半導體化合物，包含一個或多個苯并[d][1,2,3]噻二唑部分，由式(I)表示：

其中：

R¹在每次出現(xiàn)時，獨立地選自由H、鹵素、–CN、NO₂、R²、–L–R³、OH、OR²、OR³、NH₂、NHR²、N(R²)₂、NR²R³、N(R³)₂、SH、SR²、SR³、S(O)₂OH、–S(O)₂OR²、–S(O)₂OR³、C(O)H、C(O)R²、C(O)R³、C(O)OH、C(O)OR²、C(O)OR³、C(O)NH₂、C(O)NHR²、C(O)N(R²)₂、C(O)NR²R³、C(O)N(R³)₂、SiH₃、SiH(R²)₂、SiH₂(R²)和Si(R²)₃組成的組，其中L選自二價C_1-40烷基基團、二價C_2-40烯基基團、二價C_1-40鹵代烷基基團和共價鍵；R²選自C_1-40烷基基團、C_2-40烯基基團、C_2-40炔基基團和C_1-40鹵代烷基基團；R³選自C_3-10環(huán)烷基基團、C_6-14芳基基團、C_6-14鹵代芳基基團、3-12元環(huán)雜烷基基團和5-14元雜芳基基團，其中每一個任選地由1-5個選自由鹵素、–CN、NO₂、R²、OR²和SR²組成的組的基團取代。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中R¹在每次出現(xiàn)時，獨立地選自由H、F、Cl、Br、I、–CN、–NO₂、R²、OR²和SR²組成的組，其中R²選自由直鏈或支鏈C_1-40烷基基團、直鏈或支鏈C_2-40烯基基團及直鏈或支鏈C_1-40鹵代烷基基團組成的組。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物，其中至少一個R¹不是H。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的化合物，其中至少一個R¹選自由F、Cl、Br、I、–CN、–NO₂、CH₃、OCH₃、CF₃和苯基基團組成的組。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中各R¹獨立地為H、F或Cl。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的化合物，其中所述化合物是具有第一重復單元M₁的聚合物，所述M₁包含一個或多個由式(I)表示的二價單元，并且其中所述聚合物具有3-1000范圍內(nèi)的聚合度(n)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化合物，其中M₁選由以下組成的組：

其中：

pi-2是任選取代的共軛多環(huán)部分；

Ar在每次出現(xiàn)時，獨立地是任選取代的5-或6-元芳基或雜芳基基團；

Z是共軛非環(huán)連接體；

m和m′獨立地是0、1、2、3、4、5或6，條件是m和m′中的至少一個不是0；

m″是1、2、3、4、5或6；并且

p和p′獨立地是0和1，條件是p和p′中的至少一個是1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化合物，其中pi-2是任選取代的C_8–26芳基基團或8-26元雜芳基基團。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化合物，其中pi-2選自由以下組成的組：

其中：

R^a選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R和–C(O)OR組成的組；

R^b選自由H、R和–L–R^f組成的組；

R^c是H或R；

R^d選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R、–C(O)OR和–L–R^f組成的組；

R^e選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R、–C(O)OR和R^f組成的組；

R^f是C_6-20芳基基團或5-20元雜芳基基團，每個任選地由1-8個獨立地選自由F、Cl、–CN、R、–OR和–SR組成的組的基團取代；

L選自由–O–、–S–、–C(O)–、–OC(O)–、–C(O)O–和共價鍵組成的組；并且

R選自由C_1-40烷基基團、C_1-40鹵代烷基基團、C_2-40烯基基團和C_2-40炔基基團組成的組。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化合物，其中(Ar)_m、(Ar)_m′和(Ar)_m"中的Ar由以下表示：

其中各W獨立地選自由N、CH和CR⁴組成的組，其中R⁴選自由F、Cl、–CN、R²、OR²、SR²、C(O)R²、OC(O)R²和C(O)OR²組成的組，且其中R²選自由C_1-40烷基基團、C_2-40烯基基團、C_2-40炔基基團和C_1-40鹵代烷基基團組成的組。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化合物，其中(Ar)_m、(Ar)_m′和(Ar)_m"獨立地選自由以下組成的組：

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化合物，其中Z選自由以下組成的組：

其中R⁴選自由F、Cl、–CN、R²、OR²、SR²、C(O)R²、OC(O)R²和C(O)OR²組成的組，且其中R²選自由C_1-40烷基基團、C_2-40烯基基團、C_2-40炔基基團和C_1-40鹵代烷基基團組成的組。

13.根據(jù)權(quán)利要求7-12任一項所述的化合物，還包括一種或多種除M₁外的重復單元，所述一種或多種其他的重復單元(M₂)選自由以下組成的組：

其中：

pi-2是任選取代的共軛多環(huán)部分；

Ar在每次出現(xiàn)時，獨立地是任選取代的5-或6-元芳基或雜芳基基團；

Z是共軛非環(huán)連接體；

m和m′獨立地是0、1、2、3、4、5或6，條件是m和m′中的至少一個不是0；

m″是1、2、3、4、5或6；并且

p和p′獨立地是0和1，條件是p和p′中的至少一個是1。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化合物，其中：

Z選自由以下組成的組：

(Ar)_m、(Ar)_m′和(Ar)_m"獨立地選自由以下組成的組：

其中R⁴選自F、Cl、–CN、R²、OR²、SR²、C(O)R²、OC(O)R²和C(O)OR²，并且其中R²選自C_1-40烷基基團、C_2-40烯基基團、C_2-40炔基基團和C_1-40鹵代烷基基團；并且

pi-2選自由以下組成的組：

其中：

R^a選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R和–C(O)OR組成的組；

R^b選自由H、R和–L–R^f組成的組；

R^c是H或R；

R^d選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R、–C(O)OR和–L–R^f組成的組；和

R^e選自由H、F、Cl、–CN、R、–OR、–SR、–C(O)R、–OC(O)R、–C(O)OR和R^f組成的組；其中

R^f是C_6-20芳基基團或5-20元雜芳基基團，每個任選地由1-8個獨立地選自由F、Cl、–CN、R、–OR和–SR組成的組的基團取代；

L選自由–O–、–S–、–C(O)–、–OC(O)–、–C(O)O–和共價鍵組成的組；并且R選自由C_1-40烷基基團、C_1-40鹵代烷基基團、C_2-40烯基基團和C_2-40炔基基團組成的組；和

R選自由C_1-40烷基基團、C_1-40鹵代烷基基團、C_2-40烯基基團和C_2-40炔基基團組成的組。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的化合物，其中M₁選自由以下組成的組：

其中R⁴可選自R²、OR²和SR²，其中R²是直鏈或支鏈C_1-40烷基或鹵代烷基基團；并且

M₂選自由以下組成的組：

其中(Ar)_m和(Ar)_m′選自由以下組成的組：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的化合物，其中所述化合物是共聚物，具有選自由以下組成的組的式：

其中M_1A和M_1B表示不同的重復單元M₁，并且M_2A和M_2B表示不同的重復單元M₂，x和y是表示摩爾比的實數(shù)，n是聚合度。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的化合物，其中所述化合物是無規(guī)共聚物。

18.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的化合物，其中所述化合物是小分子，由選自由以下組成的組的式表示：

其中：

Q¹和Q²獨立地選自由H、R²和C(O)R²組成的組，其中R²是C_1-40烷基或鹵代烷基基團；

pi-2是任選取代的共軛多環(huán)部分；

Ar在每次出現(xiàn)時，獨立地是任選取代的5-或6-元芳基或雜芳基基團；

Z是共軛非環(huán)連接體；

m和m′獨立地是0、1、2、3、4、5或6，條件是m和m′中的至少一個不是0；

m″是1、2、3、4、5或6；并且

p和p′獨立地是0和1，條件是p和p′中的至少一個是1。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的化合物，其中所述化合物由選自由以下組成的組的式表示：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的化合物，選自由以下組成的組：

21.一種電子、光學或光電器件，包含半導體元件，所述半導體元件含有權(quán)利要求1-20任一項所述的化合物。

22.一種有機光伏器件，包含陽極、陰極、任選地一個或多個陽極夾層、任選地一個或多個陰極夾層和所述陽極和陰極間的包括共混物材料的半導體元件，所述共混物材料包含電子-受體化合物和電子-供體化合物，所述電子-供體化合物是權(quán)利要求1-20任一項所述的化合物。

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的器件，其中所述電子-受體化合物是富勒烯化合物。

24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的器件，其中所述電子-受體化合物是電子-傳輸聚合物。

25.一種有機薄膜晶體管，包括襯底、薄膜半導體、介電層、柵電極、源電極和漏電極，其中所述薄膜半導體含有權(quán)利要求1-20任一項所述的化合物。