CN110734451B - 一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管，所述半导体材料的分子结构通式为

Description

一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管
技术领域
本发明涉及有机半导体领域，尤其涉及一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管。
背景技术
有机发光二极管(OLED)因具有低生产成本和可大面积制造等优势，在柔性显示及照明领域具有广阔的应用前景，因而使得应用于OLED的有机半导体材料的研究引起了科研工作者的关注。
开发具有空气稳定、高空穴迁移率以及高发光效率特征的有机半导体材料仍是这一领域的挑战。[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩(BTBT)作为一个经典的半导体母核，因其优异的器件性能而引起了科研工作者广泛的兴趣。
呋喃衍生物因其独特的性质而在发光领域具有潜在的应用前景，呋喃是最简单的杂环芳香化合物之一，与噻吩具有十分相似的化学结构和电子性质。然而，噻吩含有相对重的硫原子，由于重原子产生旋轨偶合作用发生内转换，所以导致荧光淬灭。而呋喃半导体则不存在旋轨偶合作用导致荧光淬灭的问题，相比于噻吩半导体，具有更加出色的荧光性质，因此可以用来制备有机半导体发光器件。
噻吩衍生物具有较强的载流子迁移率特点，而呋喃衍生物和具有较强的荧光性能，两者因其各自的结构不同而具有不同的特性。然而，现有技术缺少一种同时具有高电子迁移率以及高荧光性能的半导体材料。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管，旨在解决现有有机半导体材料的高电子迁移率与高荧光效率不可兼得的问题。
本发明的技术方案如下：
一种半导体材料，其中，所述半导体材料的分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000021
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团。
所述的半导体材料，其中，所述缺电子基团包括氰基、硝基和卤基。
所述的半导体材料，其中，所述含N的芳香基团包括：
Figure BDA0001734521790000022
Figure BDA0001734521790000023
Figure BDA0001734521790000024
其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15、R16、R17，R18和R19独立地选自氰基、硝基、烷基、芳基或含氮杂环中的一种。
所述的半导体材料，其中，所述半导体材料包括：
Figure BDA0001734521790000025
Figure BDA0001734521790000026
Figure BDA0001734521790000031
Figure BDA0001734521790000041
一种半导体材料的制备方法，其中，包括步骤：
将苯并噻吩与N-溴代丁二酰亚胺混合，反应生成3-溴苯并噻吩；
将所述3-溴苯并噻吩与双氧水混合，反应生成苯并噻吩氧化物；
将所述苯并噻吩氧化物与苯酚混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000042
的第一中间体；
将所述第一中间体与二异丁基氢化铝混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000043
的第二中间体；
将所述第二中间体溶解在冰乙酸中并加入N-溴代丁二酰亚胺，混合反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000051
的第三中间体；
将所述第三中间体与催化剂PdCl2(PPh3)2混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000052
的第四中间体；
将所述第四中间体与液溴混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000053
的第五中间体；
将所述第五中间体与含N芳基硼酸、含N芳基锡、缺电子基团取代的芳香基硼酸或缺电子基团取代的芳香基锡中的一种混合并通过PdCl2(PPh3)2催化剂催化偶联，反应得到分子结构式为
Figure BDA0001734521790000054
的半导体材料，其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团。
一种有机发光二极管，其中，包括电子功能层，所述电子功能层采用所述的半导体材料制备而成。
所述的有机发光二极管，其中，所述电子功能层为电子注入层和/或电子传输层。
有益效果：本发明结合噻吩衍生物具有较高的电子迁移率以及呋喃衍生物具有较高荧光性能的特点，设计了一种同时含有噻吩官能团和呋喃官能团的半导体材料，所述半导体材料的分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000055
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团，由于所述Ar1和Ar2引入了缺电子官能团，能进一步[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的电子传递能力以及发光效率。本发明可有效解决现有半导体材料高电子迁移率与高荧光效率不兼得的问题。
具体实施方式
本发明提供一种半导体材料及其制备方法、有机发光二极管，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。
为解决现有半导体材料高电子迁移率以及高荧光效率不可兼得的问题，本发明提供了一种半导体材料，其中，所述半导体材料的分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000061
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团。
呋喃环已经广泛被用于构建π-共轭分子，呋喃衍生物具有以下的优势:(1)用氧取代硫原子一方面会降低芳香性，分子具有更多的醌式结构特征，使得π-电子更好地离域；另一方面可以降低氧化电位，使得HOMO轨道能级升高，因此有利于空穴的注入和传输。(2)噻吩含有相对重的硫原子，由于重原子产生旋轨偶合作用发生内转换，所以导致荧光淬灭，而呋喃半导体则不存在旋轨偶合作用导致荧光淬灭的问题，相比于噻吩半导体，具有更加出色的荧光性质，因此可以用来制备有机半导体发光器件，包括OLEDs和有机发光晶体管(OLETs)。(3)呋喃化合物具有较小的芳香性，分子间π-π相互作用较小，所以溶解度相对较大。(4)呋喃是生物可降解材料，可从生物可再生原料来制备，这使得它更适合大规模应用。
本发明结合噻吩衍生物具有较高的电子迁移率以及呋喃衍生物具有较高荧光性能的特点，设计了一种同时含有噻吩官能团和呋喃官能团的半导体材料，所述半导体材料的名称为[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃衍生物，结合在所述[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃上的Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团，所述含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团由于引入了缺电子官能团，从而能够促进[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃具有更强的电子迁移率以及发光效率，因此，本发明提供的半导体材料能够作为有机发光二极管器件的电子功能层，通过真空蒸镀或旋涂法将所述半导体材料制成半导体薄膜，进一步制备出具有高电子迁移率和高荧光效率的有机发光二极管器件。
具体来讲，本发明提供的半导体材料为双侧取代[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃衍生物，所述双侧取代[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃衍生物的分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000071
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团，所述Ar1和Ar2可以为相同的基团或不同的基团。
优选地，所述缺电子基团包括氰基、硝基和卤基。
更优选地，所述半导体材料中，含N的芳香基团包括：
Figure BDA0001734521790000072
Figure BDA0001734521790000073
Figure BDA0001734521790000074
其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15、R16、R17，R18和R19独立地选自氰基、硝基、烷基、芳基或含氮杂环中的一种。
作为举例，本发明提供的半导体材料的分子结构式具体包括：
Figure BDA0001734521790000075
Figure BDA0001734521790000081
Figure BDA0001734521790000091
进一步地，本发明还提供一种分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000092
半导体材料的制备方法，其中，包括步骤：
将苯并噻吩与N-溴代丁二酰亚胺混合，反应生成3-溴苯并噻吩；
将所述3-溴苯并噻吩与双氧水混合，反应生成苯并噻吩氧化物；
将所述苯并噻吩氧化物与苯酚混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000101
的第一中间体；
将所述第一中间体与二异丁基氢化铝混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000102
的第二中间体；
将所述第二中间体溶解在冰乙酸中并加入N-溴代丁二酰亚胺，混合反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000103
的第三中间体；
将所述第三中间体与催化剂PdCl2(PPh3)2混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000104
的第四中间体；
将所述第四中间体与液溴混合，反应生成分子结构式为
Figure BDA0001734521790000105
的第五中间体；
将所述第五中间体与含N芳基硼酸、含N芳基锡、缺电子基团取代的芳香基硼酸或缺电子基团取代的芳香基锡中的一种混合并通过PdCl2(PPh3)2催化剂催化偶联，反应得到分子结构式为
Figure BDA0001734521790000106
的半导体材料，其中，Ar1和Ar2均为Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团。
更进一步地，本发明还提供一种有机发光二极管，其中，包括电子功能层，所述电子功能层采用所述半导体材料制备而成。具体地，所述电子功能层为电子注入层和/或电子传输层。
下面通过具体实施例对本发明一种半导体材料的制备方法做进一步的解释说明：
实施例1
2,7-二(吡啶-2-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000111
其具体制备步骤包括：
将20g(150mmol)苯并噻吩溶解在150mL氯仿中，0℃下分批加入33.2g(186mmol)N-溴代丁二酰亚胺，加毕，在0℃下反应4h之后升至室温继续搅拌24h。加入60mL氯仿，分别用硫代硫酸钠水溶液，饱和碳酸钠和水洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析得3-溴苯并噻吩。
将10g(46mmol)3-溴苯并噻吩溶解在80mL二氯甲烷和80mL三氟乙酸溶液中，在室温下搅拌5分钟之后，加入4mL，35％的双氧水，搅拌至原料反应完全，用饱和碳酸钠溶液中和至中性，分液，有机相用饱和碳酸氢钠和水洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析的化合物3-溴苯并噻吩-1-氧。
将2.3g(10mmol)3-溴苯并噻吩-1-氧，3.4g(20mmol)苯酚，2.76g(20mmol)碳酸钾与30mL无水DMF在70℃条件下搅拌反应过夜，降至室温，浓缩，残留物溶解在50mL二氯甲烷中，用饱和食盐水和水洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析得到3-苯氧基苯并噻吩-1-氧。
将2.54g(8mmol)3-苯氧基苯并噻吩-1-氧溶解在50mL无水甲苯中，在0℃条件下缓慢滴加二异丁基氢化铝(16mmol,13mL,20％的甲苯溶液)，加毕，在65℃下搅拌反应至原料消失，冷却至0℃,用2M的氢氧化钠水溶液中和，二氯甲烷萃取三次，合并有机相，有机相用水洗至中心，无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析得到3-苯氧基苯并噻吩。
将1.82g.6(6mmol)3-苯氧基苯并噻吩溶解在30mL冰乙酸中，加入1.2g(6.6mmol)NBS，搅拌10分钟，继续在55℃下搅拌反应2h。冷却至室温，加入80mL冰水，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，有机相用饱和碳酸钠，饱和食盐水和水洗涤，无水硫酸镁干燥，柱层析得2-溴-3-苯氧基苯并噻吩。
将1.51g(4mmol)2-溴-3-苯氧基苯并噻吩，0.67g(8mmol)醋酸钠溶解在80mLN,N-二甲基乙酰胺中，氮气条件下加入0.14g(0.2mmol)PdCl2(PPh3)2,在140℃条件下搅拌过夜，冷却至室温，加入200mL 1mol/L盐酸，用500mL乙酸乙酯和正己烷(体积比1:1)萃取，有机相用饱和食盐水和水洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩，柱层析得到目标化合物[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
将4.48g,20mmol[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃溶解在250mL氯仿中在0C下100mL含9.6g，60mmol液溴的氯仿溶液，滴加液溴的氯仿溶液，至原料反应完全，加入饱和的硫代硫酸钠水溶液还原过量的液溴。有机相用饱和碳酸氢钠水溶液、水洗涤之后干燥，用石油醚作为洗脱剂柱层析得到得2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和1.84g(15mmol,3当量)吡啶-2-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(吡啶-2-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例2
2,7-二(吡啶-3-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000121
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩和1.84g(15mmol,3当量)吡啶-3-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(吡啶-3-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例3
2,7-二(吡啶-4-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000131
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和1.84g(15mmol,3当量)吡啶-4-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(吡啶-4-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例4
2,7-二(喹啉-3-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000132
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和2.60g(15mmol,3当量)喹啉-3-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(喹啉-3-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例5
2,7-二(喹啉-8-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000141
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和2.60g(15mmol,3当量)喹啉-8-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(喹啉-8-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例6
2,7-二(1,10-邻菲咯啉-3-基)-4-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000151
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.0g(5mmol)2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和3.36g(15mmol,3当量)1,10-邻菲咯啉-3-硼酸溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二(1,10-邻菲咯啉-3-基)-4-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例7
2,7-二-苯并噻唑-4-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000152
其具体制备步骤包括：
采用与实施例1相同的步骤制备2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
氮气保护下，将2,7-二溴[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃(3.8g,10mmol),双联频哪醇硼酸酯(7.62g,30mmol),乙酸钾(3.92g,40mmol)和[1,1′-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷络合物(0.3mmol，0.25g)溶解在100mL二甲基亚砜，用氮气吹洗15分钟，80C下加热10h,冷却至室温，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，有机相用水洗三次，硫酸镁干燥，浓缩，柱层析纯化得2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.38g(5mmol)2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和3.23g(15mmol,3当量)4-溴苯并噻二唑溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二-苯并噻唑-4-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例8
2,7-二苯并噻唑-5-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000161
其具体制备步骤包括：
采用与实施例7相同的步骤制备2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.38g(5mmol)2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和3.23g(15mmol,3当量)5-溴苯并噻二唑溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二-苯并噻唑-5-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例9
2,7-二-(2,4-二苯基-1,3,5-三嗪-6-基)[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的合成流程为：
Figure BDA0001734521790000171
其具体制备步骤包括：
采用与实施例7相同的步骤制备2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃；
将2.38g(5mmol)2,7-二频哪醇硼酸酯基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃和4.00g(15mmol,3当量)2,4-二苯基-6-氯-1,3,5-三嗪溶解在50mL甲苯中，加入10mL 2M的碳酸钾水溶液，用氮气吹吸30min，加入Pd(PPh3)4(2％当量)，在氮气环境下110C下搅拌24h，反应混合物倒入100mL甲醇中，过滤，固体用盐酸和水洗涤。用高真空升华的方式得到2,7-二-苯并噻唑-5-基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃。
实施例10
器件制备及性能测试：
用半导体掩膜版对所述硅片进行掩膜，选取合适的衬底温度，在高真空下进行薄膜的制备。控制半导体材料蒸镀速率，薄膜制备还之后再用电极掩膜版进行电极的蒸镀，电极材料使用Au。用半导体分析仪对制备的有机发光二极管器件性能进行测试。测试Id-Vg和Id-Vd曲线，利用公式下面公式Id＝(W/2L)μTFTCi(Vg-Vth)2进行迁移率的计算。
分别采用现有材料DPh-BTBT以及本发明实施例1、实施例4、实施例6以及实施例9中制备的半导体材料来制备同样的有机薄膜晶体管器件，分别测试其电子迁移率以及荧光量子效率，结果如下所示：
Figure BDA0001734521790000172
Figure BDA0001734521790000181
通过上述实验结果可知，本发明制备的半导体材料与现有
Figure BDA0001734521790000182
(DPh-BTBT)材料均具有较高的电子迁移率，但是本发明提供的材料相较于现有DPh-BTBT材料具有更高的荧光效率。
综上所述，本发明结合噻吩衍生物具有较高的电子迁移率以及呋喃衍生物具有较高荧光性能的特点，设计了一种同时含有噻吩官能团和呋喃官能团的半导体材料，所述半导体材料的分子结构通式为
Figure BDA0001734521790000183
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团，所述Ar1和Ar2由于引入了缺电子官能团，能进一步[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并呋喃的电子传递能力以及发光效率。本发明可有效解决现有半导体材料高电子迁移率与高荧光效率不兼得的问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的。

Claims (5)

1.一种半导体材料，其特征在于，所述半导体材料的分子结构通式为
Figure FDA0003619768600000011
其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团；所述缺电子基团为氰基、硝基和卤基中的一种，所述含N的芳香基团为
Figure FDA0003619768600000012
Figure FDA0003619768600000013
Figure FDA0003619768600000014
中的一种，其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15、R16、R17，R18和R19独立地选自氰基、硝基、烷基、芳基或含氮杂环中的一种。
2.根据权利要求1所述的半导体材料，其特征在于，所述半导体材料为
Figure FDA0003619768600000015
Figure FDA0003619768600000016
Figure FDA0003619768600000021
Figure FDA0003619768600000022
中的一种。
3.一种半导体材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将苯并噻吩与N-溴代丁二酰亚胺混合，反应生成3-溴苯并噻吩；
将所述3-溴苯并噻吩与双氧水混合，反应生成苯并噻吩氧化物；
将所述苯并噻吩氧化物与苯酚混合，反应生成分子结构式为
Figure FDA0003619768600000023
的第一中间体；
将所述第一中间体与二异丁基氢化铝混合，反应生成分子结构式为
Figure FDA0003619768600000024
的第二中间体；
将所述第二中间体溶解在冰乙酸中并加入N-溴代丁二酰亚胺，混合反应生成分子结构式为
Figure FDA0003619768600000025
的第三中间体；
将所述第三中间体与催化剂PdCl2(PPh3)2混合，反应生成分子结构式为
Figure FDA0003619768600000026
的第四中间体；
将所述第四中间体与液溴混合，反应生成分子结构式为
Figure FDA0003619768600000027
的第五中间体；
将所述第五中间体与含N芳基硼酸、含N芳基锡、缺电子基团取代的芳香基硼酸或缺电子基团取代的芳香基锡中的一种混合并通过PdCl2(PPh3)2催化剂催化偶联，反应得到分子结构式为
Figure FDA0003619768600000031
的半导体材料，其中，Ar1和Ar2均为含N的芳香基团或缺电子基团取代的芳香基团。
4.一种有机发光二极管，其特征在于，包括电子功能层，所述电子功能层采用权利要求1-2任一项所述的半导体材料制备而成。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其特征在于，所述电子功能层为电子注入层和/或电子传输层。
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