CN102807556B

CN102807556B - 含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料及其制备方法和应用

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Publication number: CN102807556B
Application number: CN201110144695.7A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 王平; 梁禄生; 张娟娟
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102807556A

Abstract

本发明公开了一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料及其制备方法，其分子结构通式为文中的式(I)，通式(I)中，R为F、氰基、醛基或硝基。本发明含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料通过萘基、蒽基和二苯并噻吩砜单元的互相作用与影响，使其具有优异的热稳定性及空穴传输性能和溶解性能。该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法只需通过控制反应条件以及反应物的用量即可获得，工艺简单，易于操作和控制，降低了生产成本，适合于工业化生产。

Description

含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体的说是涉及一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息时代的发展，具有高效、节能、轻质的有机电致发光平板显示器(OLEDs)及大面积白光照明越来越受到人们的关注。OLED技术被全球的科学家关注，相关的企业和实验室都在进行这项技术的研发。作为一种新型的LED技术，具有主动发光、轻、薄、对比度好、能耗低、可制成柔性器件等特点的有机电致发光器件对材料提出了较高的要求。

1987年，美国Eastman Kodak公司的Tang和VanSlyke报道了有机电致发光研究中的突破性进展。而要实现全色显示及照明等应用目的，在三基色中蓝光是必不可少的。目前优异的材料还比较缺乏，尤其是蓝光材料，优异的蓝光材料不仅可以实现高效、稳定的蓝光发射，而且还可以把它作为主体材料，通过能量转移得到绿光和红光。因此提高蓝光的发光性能对实现有机电致发光全色显示及固体发光照明具有重要意义。但现有的蓝光发射材料的载流子传输性能差，导致现有的蓝光发射材料的发光率低，发光强度弱。

蒽单晶是最早使用的蓝色有机电致发光材料，但由于其易结晶而使器件不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种热稳定性及空穴传输性能优异、发光强度和发光率高的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、产率高、易于操作和控制的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法。

本发明进一步的目的在于提供上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料在有机电致发光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机光存储器、有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料，其分子结构通式为下述(I)：

(I)式中，R为F、氰基、醛基或硝基。

以及，上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A和化合物B，

在无氧环境中和有机金属催化剂、有机溶剂存在的条件下，将化合物A和化合物B进行Suzuiki耦合反应，得到如下结构通式为(I)表示的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料，

(I)式中，R为F、氰基、醛基或硝基。

进一步，上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料在有机电致发光器，有机太阳能电池，有机场效应晶体管，有机光存储器，有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。

上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料通过萘基、蒽基和二苯并噻吩砜单元的互相作用与影响，使其具有优异的热稳定性及空穴传输性能和溶解性能，其发光强度和发光率高，通过差热分析扫描显示，该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有优异的热稳定性；通过对其光致发光的光谱分析显示，其的最大发光波长在蓝光范围(400nm～500nm)。其中，二苯并噻吩砜单元作为缺电子基团和F、氰基、醛基或硝基作为吸电子基团，使得含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有较高的电子迁移率，当将利用该有机半导体材料制备的发光层用于有机发光器件中时，有利于发光层的电荷平衡，从而提高该有机发光器件发光效率；萘、蒽单元有效提高了该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料的稳定性，使得该有机半导体材料具有适当的载流子传输特性。

该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法只需通过控制反应条件以及反应物的用量即可获得，工艺简单，易于操作和控制，降低了生产成本，适合于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法的流程图；

图2是利用实施例1获得的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备CNDNAFSO膜的荧光发光光谱图；

图3是以实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为做发光层的有机电致发光器件的结构示意图；

图4是以实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为活性层的太阳能电池器件的结构示意图：

图5是以实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为有机半导体层的有机场效应晶体管器件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，显示本发明实施例的一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料分子结构通式，其为下述(I)：

(I)式中，R为F、氰基、醛基或硝基。

这样，上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料通过萘基、蒽基和二苯并噻吩砜单元的互相作用与影响，使其具有优异的热稳定性及空穴传输性能、溶解性能，其发光强度和发光效率高，通过热分析显示，该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有优异的热稳定性；通过对其光致发光的光谱分析显示，其的最大发光波长在蓝光范围。其中，二苯并噻吩砜单元作为缺电子基团和F、氰基、醛基或硝基作为吸电子基团，使得含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有较高的电子迁移率，当将利用该有机半导体材料制备的发光层用于有机发光器件中时，有利于发光层的电荷平衡，从而提高该有机发光器件发光效率；萘、蒽单元有效提高了该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料的稳定性，使得该有机半导体材料具有适当的载流子传输特性。

优选地，上述(I)式中，R优选为氰基。该优选的氰基能进一步的提高含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料电子迁移率。

本发明实施例还提供了上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，该方法的工艺流程请参阅图1。该含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料包括如下步骤：

S1：分别提供如下结构式表示的化合物A和化合物B，其中，R为F、氰基、醛基或硝基，

S2：在无氧环境中和有机金属催化剂、有机溶剂存在的条件下，将化合物A、B进行Suzuiki耦合反应，得到如下结构通式为(I)表示的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料，

具体地，上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法的步骤S1中，化合物A、B可直接从市场上购得或者通过现有的合成方法制备，当然化合物A可以按照下述实施例1中步骤S11中的制备方法制备获得。化合物B中的R基团优选为氰基。

上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法的步骤S2中，Suzuiki耦合反应的温度优选为70℃～130℃，时间优选为20小时～48小时。该优选耦合反应的温度和时间，能进一步促进该Suzuiki耦合反应正向进行，并进一步提高Suzuiki耦合反应的速率和产物含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料的得率。同时，缩短了反应时间，降低了能耗。

上述步骤S2中，化合物A与化合物B摩尔比优选为1∶2～4。按照该比例添加反应物，能够保证化合物A、B充分反应，从而进一步提高传导空穴型电致发光材料的产率，降低生产成本。

上述步骤S2中，Suzuiki耦合反应需要有机金属催化剂，该有机金属催化剂优选为有机钯催化剂，或者有机钯催化剂与有机膦配体的混合物。其中，有机钯催化剂优选但不仅仅为Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₄、Pd(PPh₃)₂Cl₂等，有机膦配体优选但不仅仅为P(o-Tol)₃等。该有机金属催化剂添加量优选为化合物A摩尔的0.001～0.1倍。当有机金属催化剂为有机钯催化剂与有机膦配体的混合物时，有机钯催化剂与有机膦配体的摩尔比优选为1∶4～6。该有机金属催化剂优选的种类和添加量，能有效的进一步提高Suzuiki耦合反应速率和产物的得率。

上述步骤S2中，Suzuiki耦合反应还需要在无氧环境中进行，这是为了防止Suzuiki耦合反应中的有机金属催化剂与氧气反应，保证催化剂的活性。该无氧环境可以采用真空或充满惰性气体来实现，优选充满惰性气体来实现无氧环境，该惰性气体是本技术领域常用的惰性气体，如氮气、氩气等。

上述步骤S2中，Suzuiki耦合反应中的有机溶剂优选为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯、氯苯或甲苯中的至少一种，其用量至少应保证Suzuiki耦合反应的顺利进行。

该步骤S2中，可以在耦合反应体系中添加适量的碱，添加量按照现有常规添加即可。该碱可以但不仅仅是Cs₂CO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃或Li₂CO₃。

在上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法中，只需通过控制反应条件以及反应物的用量即可获得，工艺简单，易于操作和控制，降低了生产成本，产物的得率高，适合于工业化生产。

上述含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料由于自身的分子结构，使其具有优良的热稳定性、空穴传输性能和溶解性能。正是由于本发明实施例含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有上述优良的性能，使其可以在有机电致发光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机光存储器、有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。

现结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

本实施例萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机化合物2，7-二(10-(6-氰基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(CNDNAFSO)及其制备方法，其结构式如下I₁所示：

上述CNDNAFSO的制备步骤如下：

S11：分别提供如下结构式表示的化合物A和化合物B，

其中，化合物A即2，7-二溴二苯并噻吩砜具体的制备步骤为：将4mmol二苯并噻吩砜溶解在30ml的浓H₂SO₄中，在室温下加入8.2mmol NBS，搅拌反应，待反应24h后，再将反应液倒入水中，抽滤，用水和甲醇洗涤，收集固体，然后将固体在氯苯中重结晶，得到无色针状固体2，7-二溴二苯并噻吩砜。该2，7-二溴二苯并噻吩砜产率：49％，其质谱分析为MS：m/z 374(M⁺)，核磁共振氢谱法分析为¹H NMR(500MHz，CDCl₃，ppm)：δ＝7.94～8.23(d，2H)，δ＝7.78(t，2H)，δ＝7.64(d，2H)。其化学反应式如下：

S12：2，7-二(10-(6-氰基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(CNDNAFSO)的制备，其化学反应式如下：

I₁(CNDNAFSO)

具体制备过程为：将上述化合物A(2，7-二溴二苯并噻吩砜)3mmol、化合物B((10-(6-氰基萘-2-基)蒽-9-基)硼酸)6.2mmol、催化剂四三苯基膦钯(Pd(PPh₃)₄)0.01mmol加入到反应瓶中，抽真空、通氮气循环3次后，使反应体系处于无氧状态，在氮气保护下，加入无水四氢呋喃溶剂50mL、2mol/L的Na₂CO₃水溶液34ml，将混合液加热到77±3℃回流反应24h。待反应结束后，将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中，依次采用二氯甲烷萃取三次、有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理，旋蒸除去溶剂后得到粗产物。将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯，最后得到浅红色固体产物CNDNAFSO，其产率为93％。该CNDNAFSO质谱分析为MS：m/z 871(M+)，核磁共振氢谱法分析为¹H NMR(500MHz，CDCl₃，ppm)：δ＝8.55～8.54(s，2H)，δ＝8.46～8.35(m，12H)，δ＝7.98～7.87(m，16H)，δ＝7.79～7.71(t，4H)。

通过热重分析仪(TGA)进行检测，分析条件为氮气气氛，扫描速度为10℃/min时，本实施例1制备的CNDNAFSO有机半导体材料的热分解温度为429℃。

将本实施例1制备的CNDNAFSO膜的荧光发光光谱图测试，测试结果如图2所示。由图2可知，本实施例该CNDNAFSO膜在波长为400至500nm之间具有很强的发光强度，高达将近1.0a·u，同时也说明了该CNDNAFSO具有很强的蓝光发射。从而说明了该CNDNAFSO材料具有较高的电子迁移率，当将利用该CNDNAFSO有机半导体材料制备的发光层用于有机发光器件中时，有利于发光层的电荷平衡，从而提高该有机发光器件发光强度和发光效率。

实施例2

本实施例萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机化合物2，7-二(10-(6-醛基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(CHODNAFSO)及其制备方法，其结构式如下I₂所示：

上述CHODNAFSO的制备步骤如下：

S21：分别提供如下结构式表示的化合物A、化合物B，

其中，化合物A即2，7-二溴二苯并噻吩砜获取方法与实施例1的步骤S11相同；

S22：2，7-二(10-(6-醛基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(CHODNAFSO)的制备，其化学反应式如下：

具体制备过程为：将上述化合物A(2，7-二溴二苯并噻吩砜)3mmol、化合物B((10-(6-醛基萘-2-基)蒽-9-基)硼酸)6.2mmol、催化剂四三苯基膦钯(Pd(PPh₃)₄)0.01mmol加入到反应瓶中，抽真空、通氮气循环3次后，使反应体系处于无氧状态，在氮气保护下，加入无水四氢呋喃溶剂52mL、2mol/L的Na₂CO₃水溶液35ml，将混合液加热到77±3℃回流反应24h。待反应结束后，将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中，依次采用二氯甲烷萃取三次、有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理，旋蒸除去溶剂后得到粗产物。将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯，最后得到红色固体产物CHODNAFSO，其产率为91％。该CHODNAFSO质谱分析为MS：m/z 877(M⁺)，核磁共振氢谱法分析为¹H NMR(500MHz，CDCl₃，ppm)：δ＝9.98～8.97(s，2H)，δ＝8.53～8.52(s，2H)，δ＝8.44～8.34(m，12H)，δ＝7.96～7.82(m，16H)，δ＝7.78～7.71(t，4H)。

通过热重分析仪(TGA)进行检测，分析条件为氮气气氛，扫描速度为10℃/min时，本实施例2中制备的CHODNAFSO有机半导体材料的热分解温度为400℃。

实施例3

本实施例萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机化合物2，7-二(10-(6-氟基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(FDNAFSO)及其制备方法，其结构式如下I₃所示：

上述FDNAFSO的制备步骤如下：

S31：分别提供如下结构式表示的化合物A、化合物B，

S32：2，7-二(10-(6-氟基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(FDNAFSO)的制备，其化学反应式如下：

具体制备过程为：将上述化合物A(2，7-二溴二苯并噻吩砜)3mmol、化合物B((10-(6-氟基萘-2-基)蒽-9-基)硼酸)6.3mmol、催化剂四三苯基膦钯(Pd(PPh₃)₄)0.01mmol加入到反应瓶中，抽真空、通氮气循环3次后，使反应体系处于无氧状态，在氮气保护下，加入无水四氢呋喃溶剂52mL、2mol/L的Na₂CO₃水溶液35ml，将混合液加热到77±3℃回流反应24h。待反应结束后，将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中，依次采用三氯甲烷萃取三次、有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理，旋蒸除去溶剂后得到粗产物。将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯，最后得到黄色固体产物FDNAFSO，其产率为87％。该FDNAFSO质谱分析为MS：m/z 857(M⁺)。

通过热重分析仪(TGA)进行检测，分析条件为氮气气氛，扫描速度为10℃/min时，本实施例3中制备的FDNAFSO有机半导体材料的热分解温度为397℃。

实施例4

本实施例萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机化合物2，7-二(10-(6-硝基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(NO₂NAFSO)及其制备方法，其结构式如下I₄所示：

上述FDNAFSO的制备步骤如下：

S41：分别提供如下结构式表示的化合物A、化合物B，

S42：2，7-二(10-(6-硝基-萘-2-基)蒽-9-基)二苯并噻吩砜(NO₂DNAFSO)的制备，其化学反应式如下：

具体制备过程为：将上述化合物A(2，7-二溴二苯并噻吩砜)3mmol、化合物B((10-(6-硝基萘-2-基)蒽-9-基)硼酸)6.5mmol、催化剂四三苯基膦钯(Pd(PPh₃)₄)0.01mmol加入到反应瓶中，抽真空、通氮气循环3次后，使反应体系处于无氧状态，在氮气保护下，加入无水四氢呋喃溶剂60mL、2mol/L的Na₂CO₃水溶液38ml，将混合液加热到77±3℃回流反应24h。待反应结束后，将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中，依次采用三氯甲烷萃取三次、有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理，旋蒸除去溶剂后得到粗产物。将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯，最后得到黄色固体产物NO₂DNAFSO，其产率为85％。该NO₂DNAFSO的质谱分析为MS：m/z 911(M⁺)。

通过热重分析仪(TGA)进行检测，分析条件为氮气气氛，扫描速度为10℃/min时，本实施例1中制备的NO₂DNAFSO有机半导体材料的热分解温度为409℃。

应用实施例1

以实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即CNDNAFSO作为做发光层的有机电致发光器件(OLED器件)的制备：

请参阅图3，显示采用上述实施例1制备的CNDNAFSO作为做发光层的有机电致发光器件，其包括依次层叠设置的玻璃基层11、阳极12、空穴传输层13、发光层14、空穴阻挡层15、电子传输层16、缓冲层17和阴极18。其中，阳极12可采用氧化铟锡(简称为ITO)，优选为方块电阻为10-20Ω/□的氧化铟锡；空穴传输层13可以为N，N′-二(α-萘基)-N，N′-二苯基-4，4′-二胺(NPB)；发光层14包含上述实施例1制备的CNDNAFSO；空穴阻挡层15为2，9-二甲基-4，7-二苯基-9，10-菲咯啉(BCP)；电子传输层16为8-羟基喹啉铝(Alq₃)；缓冲层17可采用LiF；阴极16为金属Al层。因而，本实施例有机电致发光器件结构表示为：玻璃/ITO/NPB/CNDNAFSO/BCP/Alq₃/LiF/Al。

经过在室温下、大气环境下测试，该OLED器件取得了2.5％的外量子效率。

该有机电致发光器件的制造过程如下：

1)将ITO玻璃进行超声波清洗，并用氧-Plasma处理后，形成玻璃基层11与阳极12结合的衬底；

2)在ITO阳极12表面旋涂一层NPB作为空穴传输层13，然后在空穴传输层13表面旋涂一层在实施例1中制备的共轭聚合物CNDNAFSO形成发光层14；

3)在发光层14上依次旋涂一层BCP和一层Alq₃，分别构成空穴阻挡层15、电子传输层16；

4)在电子传输层16外表面上采用真空蒸镀技术涂覆一层LiF形成缓冲层17；

5)在缓冲层17表面真空蒸镀金属铝，形成作为阴极的金属铝层18，得到有机电致发光器件；其中，金属铝层16的厚度为170nm。

当然，金属铝层16的厚度还可以为30nm、130nm、60nm。

应用实施例2

以本发明实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为活性层的太阳能电池器件的制备：

请参阅图4，该太阳能电池器件包括依次层叠的玻璃基层21、透明阳极22、中间辅助层23、活性层24、阴极25。透明阳极22可采用氧化铟锡(简称为ITO)，优选为方块电阻为10-20Ω/□的氧化铟锡。中间辅助层23采用聚3，4-亚乙二氧基噻吩与聚苯乙烯-磺酸复合材料(简称为PEDOT:PSS)。活性层24包括电子给体材料和电子受体材料，电子给体材料采用实施例1制备的CNDNAFSO，电子受体材料可以是[6，6]苯基-C₆₁-丁酸甲酯(简称为PCBM)。阴极25可采用铝电极或者双金属层电极，例如Ca/Al或Ba/Al等，其厚度优选为170nm、30nm、130nm或60nm。玻璃基层21可作为底层，制作时，选取ITO玻璃，并经超声波清洗后，用氧-Plasma处理，在ITO玻璃上涂覆中间辅助层23，再将实施例1制备的CNDNAFSO和电子受体材料通过共混后涂覆于中间辅助层23上，形成活性层24，然后再通过真空蒸镀技术在活性层24上沉积阴极25，获得上述太阳能电池器件。该太阳能电池器件还需经过110摄氏度密闭条件下加热4小时，再降到室温，器件经过退火后能有效增加分子内各基团和分子链段间排列的有序性和规整度，提高载流子迁移率的传输速度和效率，进而提高光电转换效率。在本实施例中，阴极25Al层的厚度分别为170nm。

如图4所示，在光照下，光透过玻璃基层21和ITO电极22，活性层24中的传导空穴型电致发光材料吸收光能，并产生激子，这些激子再迁移到电子给体/受体材料的界面处，并将电子转移给电子受体材料，如PCBM，实现电荷的分离，从而形成自由的载流子，即自由的电子和空穴。这些自由的电子沿电子受体材料向金属阴极传递并被阴极所收集，自由的空穴沿电子给体材料向ITO阳极传递并被阳极所收集，从而形成光电流和光电压，实现光电转换，外接负载26时，可对其进行供电。

应用实施例3

含本发明实施例1制备的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料有机场效应晶体管的制备：

请参阅图5，该有机场效应晶体管包括依次层叠设置的衬底31、绝缘层32、修饰层33、有机半导体层34以及设于有机半导体层34上的源电极35和漏电极36。其中，衬底31可以是但不限于高掺杂的硅片(Si)，绝缘层32可以是但不限于微纳米(如450nm)厚的SiO₂。有机半导体层34采用上述实施例1制备的CNDNAFSO。源电极35和漏电极36均可采用但不限于金。修饰层33可以是但不限于十八烷基三氯硅烷(OTS)。

该有机场效应晶体管的制造过程如下：

1)清洗掺杂硅衬底31，沉积具有绝缘作用的SiO₂层32；

2)在SiO₂绝缘层32上涂覆OTS，形成OTS层33；

3)在OTS层33上涂覆一层在实施例2制备的CNDNAFSO，形成有机半导体层34；

4)在有机半导体层34上设置金属金材质的源电极35和漏电极36，得到有机场效应晶体管。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料，其分子结构通式为下述(I)：

(I)式中，R为F、氰基、醛基或硝基。

2.一种含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A和化合物B，

(I)式中，R为F、氰基、醛基或硝基。

3.根据权利要求2所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述Suzuiki耦合反应的温度为70℃～130℃，时间为20小时～48小时。

4.根据权利要求2所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述化合物A与化合物B的摩尔比为1∶2～1∶4。

5.根据权利要求2所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述有机溶剂优选为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯、氯苯或甲苯中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：有机金属催化剂添加量为化合物A摩尔的0.001～0.1倍。

7.根据权利要求6所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述有机金属催化剂为有机钯催化剂，或者有机钯催化剂与有机膦配体的混合物。

8.根据权利要求7所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述有机钯催化剂为Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₄、Pd(PPh₃)₂Cl₂中的至少一种；所述有机膦配体为P(o-Tol)₃。

9.根据权利要求8所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法，其特征在于：所述有机钯催化剂与所述有机膦配体的摩尔比优选为1∶4～6。

10.根据权利要求1所述的含萘、蒽、二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料在有机电致发光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机光存储器、有机非线性材料或/和有机激光器中的应用。