CN102597045A - 高分子化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及具有特定结构的高分子化合物。
背景技术
近年来,为了防止地球变暖,要求削减向大气中释放的CO2。例如,提倡向在房屋的屋顶使用pn结型的硅系太阳能电池等的太阳能系统的更换,上述硅系太阳能电池中使用的单晶、多晶以及非晶硅,有所谓在其制造过程中需要高温、高真空条件的问题。
另一方面,作为光电转换元件的一个方式的有机薄膜太阳能电池,可以省略在硅系太阳能电池的制造工艺中使用的高温、高真空工艺,存在能仅通过涂布工艺低价制造的可能性,近年来备受注意。作为有机薄膜太阳能电池中使用的高分子化合物,记载了具有重复单元(A)以及重复单元(B)的高分子化合物(专利文献1)。
[化1]
【现有技术文献】
【专利文献】
【非专利文献1】Applied Physics Letters Vol.84,No.101653-1655(2004)
发明内容
【发明要解决的课题】
但是,具有含有上述高分子化合物的有机层的光电转换元件,短路电流密度以及光电转换效率未必充分。
本发明的目的在于,提供一种在用于光电转换元件中所含的有机层的情况下短路电流密度以及光电转换效率增大的高分子化合物。
【用于解决课题的手段】
即,本发明之一提供特征是具有式(1)表示的结构单元且光吸收末端波长为700nm以上的高分子化合物。式(1)表示的结构单元为2价基团。
[化2]
(式中,Ar1以及Ar2相同或不同,表示3价芳香族烃基或3价杂环基。X1以及X2相同或不同,表示-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO2-、-C(R50)(R51)-、-Si(R3)(R4)-、-N(R5)-、-B(R6)-、-P(R7)-或-P(=O)(R8)-。R50、R51、R3、R4、R5、R6、R7以及R8相同或不同,表示氢原子、卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、酰基、酰氧基、酰胺基、酰亚胺基、氨基、取代氨基、取代甲硅烷基、取代甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基硫基、取代甲硅烷基氨基、1价杂环基、杂环氧基、杂环硫基、芳基烯基、芳基炔基、羧基或氰基。其中,X1和X2不相同。另外,X1和Ar2与在构成Ar1的环中相邻的原子键合,X2和Ar1与在构成Ar2的环中相邻的原子键合。)
本发明之二提供含有上述高分子化合物的薄膜。
本发明之三提供含有上述高分子化合物和电子接受性化合物的组合物。
本发明之四提供含有上述组合物的薄膜。
本发明之五提供含有上述组合物和溶剂的墨液。
【发明的效果】
使用本发明的高分子化合物而制造的光电转换元件,由于短路电流密度以及光电转换效率大,所以本发明极为有用。
具体实施方式
以下,详细说明本发明。
本发明的高分子化合物,其特征在于,具有式(1)表示的结构单元且吸收末端波长为700nm以上。
式(1)中,X1、X2相同或不同,表示-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO2-、-C(R50)(R51)-、-Si(R3)(R4)-、-N(R5)-、-B(R6)-、-P(R7)-或-P(=O)(R8)-。其中,X1和X2不相同。
在这里,R50、R51、R3、R4、R5、R6、R7、以及R8相同或不同,表示氢原子、卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、酰基、酰氧基、酰胺基、酰亚胺基、氨基、取代氨基、取代甲硅烷基、取代甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基硫基、取代甲硅烷基氨基、1价杂环基、杂环氧基、杂环硫基、芳基烯基、芳基炔基、羧基或氰基。
在这里,烷基可以是直链状,还可以是支链状,还可以是环烷基。烷基的碳原子数通常为1~30。作为烷基的具体例,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、正己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、庚基、辛基、异辛基、2-乙基己基、3,7-二甲基辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等链状烷基、环戊基、环己基、金刚烷基等环烷基。
烷基氧基可以是直链状,还可以是支链状,还可以是环烷基氧基。烷基氧基可以具有取代基。烷基氧基的碳原子数通常为1~20左右,作为烷基氧基的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂基氧基、三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己基、全氟辛基、甲氧基甲基氧基、2-甲氧基乙基氧基。
需要说明的是,在本说明书中,所谓某基团为“可以具有取代基”的用语,是指某基团所具有的氢原子的一部分或全部可以被取代基取代。所谓“可以具有取代基”的用语,还可以说成是“可以被取代”。例如,“可以具有取代基的2价有机基团”,是指2价有机基团中的氢原子的一部分或者全部可以被取代基取代的2价有机基团,还可以说成是“可以被取代的2价有机基团”。另外,例如,“可以具有取代基的烃基”是指烃基中的氢原子的一部分或者全部可以被取代基取代的烃基,还可以说成是“可以被取代的烃基”。
烷基硫基可以是直链状,还可以是支链状,还可以是环烷基硫基。烷基硫基可以具有取代基。烷基硫基的碳原子数通常为1~20左右,作为烷基硫基的具体例,可以举出甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、异丙基硫基、丁基硫基、异丁基硫基、叔丁基硫基、戊基硫基、己基硫基、环己基硫基、庚基硫基、辛基硫基、2-乙基己基硫基、壬基硫基、癸基硫基、3,7-二甲基辛基硫基、月桂基硫基、三氟甲基硫基。
关于芳基,其碳原子数通常为6~60左右,可以具有取代基。作为芳基的具体例,可以举出苯基、C1~C12烷基氧基苯基(C1~C12烷基表示其碳原子数为1~12。C1~C12烷基优选为C1~C8烷基,更优选C1~C6烷基。C1~C8烷基表示碳原子数1~8的烷基,C1~C6烷基表示碳原子数1~6的烷基。作为C1~C12烷基、C1~C8烷基以及C1~C6烷基的具体例,可以举出上述烷基中说明并例示的基团。以下也相同。)、C1~C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基、五氟苯基。
关于芳氧基,其碳原子数通常为6~60左右,芳香环上可以具有取代基。作为芳氧基的具体例,可以举出苯氧基、C1~C12烷基氧苯氧基、C1~C12烷基苯氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、五氟苯基氧基。
关于芳基硫基,其碳原子数通常为6~60左右,芳香环上可以具有取代基。作为芳基硫基的具体例,可以举出苯基硫基、C1~C12烷基氧基苯基硫基、C1~C12烷基苯基硫基、1-萘基硫基、2-萘基硫基、五氟苯基硫基。
关于芳基烷基,其碳原子数通常为7~60左右,可以具有取代基。作为芳基烷基的具体例,可以举出苯基-C1~C12烷基、C1~C12烷基氧基苯基-C1~C12烷基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基、1-萘基-C1~C12烷基、2-萘基-C1~C12烷基。
关于芳基烷基氧基,其碳原子数通常为7~60左右,可以具有取代基。作为芳基烷基氧基的具体例,可以举出苯基-C1~C12烷基氧基、C1~C12烷基氧基苯基-C1~C12烷基氧基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基氧基、1-萘基-C1~C12烷基氧基、2-萘基-C1~C12烷基氧基。
关于芳基烷基硫基,其碳原子数通常为7~60左右,可以具有取代基。作为芳基烷基硫基的具体例,可以举出苯基-C1~C12烷基硫基、C1~C12烷基氧基苯基-C1~C12烷基硫基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基硫基、1-萘基-C1~C12烷基硫基、2-萘基-C1~C12烷基硫基。
关于酰基,其碳原子数通常为2~20左右。作为酰基的具体例,可以举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、特戊酰基、苯甲酰基、三氟乙酰基、五氟苯甲酰基。
关于酰氧基,其碳原子数通常为2~20左右。作为酰氧基的具体例,可以举出乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、特戊酰氧基、苯甲酰氧基、三氟乙酰氧基、五氟苯甲酰氧基。
关于酰胺基,其碳原子数通常为2~20左右。酰胺基是指从酰胺上除去与氮原子键合的氢原子后得到的基团。作为酰胺基的具体例,可以举出甲酰胺基、乙酰胺基、丙酰胺基、丁酰胺基、苯甲酰胺基、三氟乙酰胺基、五氟苯甲酰胺基、二甲酰胺基、二乙酰胺基、二丙酰胺基、二丁酰胺基、二苯甲酰胺基、二(三氟乙酰胺)基、二五氟苯甲酰胺基。
关于酰亚胺基、是指从酸的酰亚胺除去与氮原子键合的氢原子后得到的基团。作为酰亚胺基的具体例,可以举出琥珀酰亚胺基、苯二甲酰亚胺基等。
关于取代氨基,其碳原子数通常为1~40左右。作为取代氨基的具体例,可以举出甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、二丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、己基氨基、环己基氨基、庚基氨基、辛基氨基、2-乙基己基氨基、壬基氨基、癸基氨基、3,7-二甲基辛基氨基、月桂基氨基、环戊基氨基、二环戊基氨基、环己基氨基、二环己基氨基、吡咯烷基、哌啶基、二(三氟甲基)氨基、苯基氨基、二苯基氨基、C1~C12烷基氧基苯基氨基、二(C1~C12烷基氧基苯基)氨基、二(C1~C12烷基苯基)氨基、1-萘基氨基、2-萘基氨基、五氟苯基氨基、吡啶基氨基、哒嗪基氨基、嘧啶基氨基、吡嗪基氨基、三嗪基氨基、苯基-C1~C12烷基氨基、C1~C12烷基氧基苯基-C1~C12烷基氨基、C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基氨基、二(C1~C12烷基氧基苯基-C1~C12烷基)氨基、二(C1~C12烷基苯基-C1~C12烷基)氨基、1-萘基-C1~C12烷基氨基、2-萘基-C1~C12烷基氨基。
作为取代甲硅烷基的具体例,可以举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三正丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三对二甲苯基甲硅烷基、三苄基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等。
作为取代甲硅烷基氧基的具体例,可以举出三甲基甲硅烷基氧基、三乙基甲硅烷基氧基、三正丙基甲硅烷基氧基、三异丙基甲硅烷基氧基、叔丁基二甲基甲硅烷基氧基、三苯基甲硅烷基氧基、三对二甲苯基甲硅烷基氧基、三苄基甲硅烷基氧基、二苯基甲基甲硅烷基氧基、叔丁基二苯基甲硅烷基氧基、二甲基苯基甲硅烷基氧基等。
作为取代甲硅烷基硫基的具体例,可以举出三甲基甲硅烷基硫基、三乙基甲硅烷基硫基、三正丙基甲硅烷基硫基、三异丙基甲硅烷基硫基、叔丁基二甲基甲硅烷基硫基、三苯基甲硅烷基硫基、三对二甲苯基甲硅烷基硫基、三苄基甲硅烷基硫基、二苯基甲基甲硅烷基硫基、叔丁基二苯基甲硅烷基硫基、二甲基苯基甲硅烷基硫基等。
作为取代甲硅烷基氨基的具体例,可以举出三甲基甲硅烷基氨基、三乙基甲硅烷基氨基、三正丙基甲硅烷基氨基、三异丙基甲硅烷基氨基、叔丁基二甲基甲硅烷基氨基、三苯基甲硅烷基氨基、三对二甲苯基甲硅烷基氨基、三苄基甲硅烷基氨基、二苯基甲基甲硅烷基氨基、叔丁基二苯基甲硅烷基氨基、二甲基苯基甲硅烷基氨基、二(三甲基甲硅烷基)氨基、二(三乙基甲硅烷基)氨基、二(三正丙基甲硅烷基)氨基、二(三异丙基甲硅烷基)氨基、二(叔丁基二甲基甲硅烷基)氨基、二(三苯基甲硅烷基)氨基、二(三对二甲苯基甲硅烷基)氨基、二(三苄基甲硅烷基)氨基、二(二苯基甲基甲硅烷基)氨基、二(叔丁基二苯基甲硅烷基)氨基、二(二甲基苯基甲硅烷基)氨基。
作为1价杂环基,可以举出从呋喃、噻吩、吡咯、吡咯啉、吡咯烷、噁唑、异噁唑、噻唑、异噻唑、咪唑、咪唑啉、咪唑烷、吡唑、吡唑啉、吡唑烷、呋咱、三唑、噻二唑、噁二唑、四唑、吡喃、吡啶、哌啶、噻喃、哒嗪、嘧啶、吡嗪、哌嗪、吗啉、三嗪、苯并呋喃、异苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、吲哚啉、异吲哚啉、色烯、色满、异色满、苯并吡喃、喹啉、异喹啉、喹嗪、苯并咪唑、苯并噻唑、吲唑、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、喹唑烷(quinazolidine)、噌啉、酞嗪、嘌呤、喋啶、咔唑、呫吨、菲啶、吖啶、β-咔啉、萘嵌间二氮杂苯、菲绕啉、噻蒽、吩噻噁、吩噁嗪、吩噻嗪、吩嗪等杂环化合物除去1个氢原子得到的基团。作为1价杂环基,优选1价芳香族杂环基。
作为杂环氧基,可以举出上述1价杂环基键合有氧原子的式(11)表示的基团。作为杂环硫基,可以举出上述1价杂环基键合有硫原子的式(12)表示的基团。
[化3]
Ar7——O——Ar7——S——
(11)(12)
〔式(11)以及式(12)中,Ar7表示1价杂环基。〕
关于杂环氧基,其碳原子数通常为4~60左右。作为杂环氧基的具体例,可以举出噻吩基氧基、C1~C12烷基噻吩基氧基、吡咯基氧基、呋喃基氧基、吡啶基氧基、C1~C12烷基吡啶基氧基、咪唑基氧基、吡唑基氧基、三唑基氧基、噁唑基氧基、噻唑氧基、噻二唑氧基。
关于杂环硫基,其碳原子数通常为4~60左右。作为杂环硫基的具体例,可以举出噻吩基硫基、C1~C12烷基噻吩基硫基、吡咯基硫基、呋喃基硫基、吡啶基硫基、C1~C12烷基吡啶基硫基、咪唑基硫基、吡唑基硫基、三唑基硫基、噁唑基硫基、噻唑硫基、噻二唑硫基。
关于芳基烯基,通常其碳原子数为7~20,作为芳基烯基的具体例,可以举出苯乙烯基。
关于芳基炔基,通常其碳原子数为7~20,作为芳基炔基的具体例,可以举出苯基乙炔基。
作为卤原子的具体例,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
从制造单体的容易程度的观点出发,作为X1,优选-O-、-S-、-C(=O)-,更优选-O-、-C(=O)-,进一步优选-O-。
式(1)中,Ar1以及Ar2分别独立地表示3价芳香族烃基或3价杂环基。如式(1)所示,Ar1具有3个键合部且这些键合部中的1个是与Ar2的键合部,另一个是与X1的键合部,还有一个表示与氢原子或其他原子的键合部。其他原子可以是构成其他结构单元的原子的一部分。如式(1)所示,Ar2具有3个键合部且它们中的1个是与Ar1的键合部,另一个是与X2的键合部,还有一个表示与氢原子或其他原子的键合部。其他原子可以是构成其他结构单元的原子的一部分。
在这里,3价芳香族烃基是指从苯环或稠环除去3个氢原子后剩余的原子团,通常碳原子数为6~60,优选6~20,可例示出下述的3价基团。需要说明的是,芳香族烃基上可以具有取代基,作为取代基,可例示出卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、酰基、酰氧基、酰胺基、酰亚胺基、氨基、取代氨基、取代甲硅烷基、取代甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基硫基、取代甲硅烷基氨基、1价杂环基、芳基烯基、芳基炔基、羧基或氰基。3价芳香族烃基的碳原子数中不包括取代基的碳原子数。在3价芳香族烃基具有取代基且该取代基含有碳原子的情况下,该取代基的碳原子数优选1~40,更优选1~20,进一步优选1~6。
[化4]
[化5]
3价杂环基是指从杂环化合物除去3个氢原子后剩余的原子团,碳原子数通常为4~60,优选4~20。需要说明的是,杂环基上可以具有取代基,杂环基的碳原子数中不包括取代基的碳原子数。作为3价杂环基,优选3价芳香族杂环基。在3价杂环基具有取代基且该取代基含有碳原子的情况下,该取代基的碳原子数优选1~40,更优选1~20,进一步优选1~6。
在这里,杂环化合物是指具有环式结构的有机化合物中构成环的元素不仅是碳原子,而且还在环内含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子等杂原子的有机化合物。
作为3价杂环基,例如可以举出以下的基团。
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
[化16]
在式(201)~式(284)中,R’相同或不同,表示氢原子、卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、取代氨基、酰氧基、酰胺基、芳基烯基、芳基炔基、1价杂环基或氰基。
R”相同或不同,表示氢原子、烷基、芳基、芳基烷基、取代甲硅烷基、酰基或1价杂环基。
关于R’所表示的卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、取代氨基、酰氧基、酰胺基、芳基烯基、芳基炔基、1价杂环基的定义、具体例,与前述的R3所表示的卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、取代氨基、酰氧基、酰胺基、芳基烯基、芳基炔基、1价杂环基的定义、具体例相同。
关于R”所表示的、烷基、芳基、芳基烷基、取代甲硅烷基、1价杂环基的定义、具体例,与前述的R3所表示的烷基、芳基、芳基烷基、取代甲硅烷基、1价杂环基的定义、具体例相同。
式(1)中的X1和Ar2,与构成Ar1的环中相邻的原子(位置)键合,X2和Ar1,与构成Ar2的环中相邻的原子(位置)键合。
作为式(1)所表示的结构单元,优选式(301)~式(464)表示的结构单元(2价基团)以及这些结构单元中所含的芳香族烃环或杂环上还具有取代基的结构单元,更优选Ar1以及Ar2为3价杂环基的结构单元。
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
〔式(301)~式(464)中,R50、R51、R3、R4、R5、R6、R7、以及R8,分别与前述同义。〕
式中,R表示氢原子或取代基。存在多个的R,可以相同或不同,还可以相互键合形成环。在R为取代基的情况下,作为该取代基的例子,可以举出从烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、芳基烯基、芳基炔基、氨基、取代氨基、甲硅烷基、取代甲硅烷基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺基、1价杂环基、羧基、取代羧基、硝基、氰基中选择的基团。这些取代基中所含的氢原子可以被氟原子取代。
关于R所表示的烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、芳基烯基、芳基炔基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺基、1价杂环基的定义、具体例,与前述的R3所表示的烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、芳基烯基、芳基炔基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺基、1价杂环基的定义、具体例相同。
作为取代羧基,通常使用碳原子数2~20的取代羧基,例如可以举出具有甲酯结构的基团、具有乙酯结构的基团、具有丁酯结构的基团等。
本发明的高分子化合物优选除了式(1)表示的结构单元之外,还具有与式(1)表示的结构单元不同的结构单元。此时,优选式(1)表示的结构单元和与式(1)表示的结构单元不同的结构单元形成共轭结构。本发明中的共轭结构是指以不饱和键-单键-不饱和键的顺序成链,π轨道的2个π键相邻,各自的π电子平行配置,π电子在某双键或三键上并不定域,而是π电子在邻近的单键上广泛离域化的状态。在这里,不饱和键是指双键、三键。
作为与式(1)表示的结构单元不同的结构单元,例如可以举出亚芳基、2价杂环基。
在这里,亚芳基是指从芳香族烃除去2个氢原子后得到的原子团,构成环的碳原子数通常为6~60左右,优选6~20。在这里,作为芳香族烃,也包括具有苯环的芳香族烃、具有稠环的芳香族烃、2个以上独立的苯环或稠环直接或借助亚乙烯基等基团键合得到的芳香族烃。
作为亚芳基,可例示出亚苯基(例如下述的式1~3)、萘二基(下述的式4~13)、蒽二基(下述的式14~19)、联苯-二基(下述的式20~25)、三联苯-二基(下述的式26~28)、稠环化合物基团(下述的式29~38)等。稠环化合物基团中包含芴二基(下述的式36~38)。
2价杂环基是指从杂环化合物除去2个氢原子后剩余的原子团,构成环的碳原子数通常为3~60左右。
在这里,杂环化合物是指具有环式结构的有机化合物中构成环的元素不仅是碳原子,而且在环内还含有氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、砷原子等杂原子。
作为2价杂环基,例如可以举出以下的基团。
含有氮作为杂原子的2价杂环基:吡啶二基(下述的式39~44)、二氮杂亚苯基(下述的式45~48)、喹啉二基(下述的式49~63)、喹喔啉二基(下述的式64~68)、吖啶二基(下述的式69~72)、联二吡啶二基(下述的式73~75)、菲绕啉二基(下述的式76~78);
含有硅原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子且具有芴结构的基团(下述的式79~93);
含有硅原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环杂环基(下述的式94~98);
含有硅原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环缩合杂基(下述的式99~110);
含有硅原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环杂环基在其杂原子的α位键合而成为二聚体、低聚物的基团(下述的式111~112);
含有硅原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环杂环基且在其杂原子的α位与苯基键合的基团(下述的式113~119);
在含有氧原子、氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环缩合杂环基上取代有苯基、呋喃基、噻吩基而成的基团(下述的式120~127);
含有氮原子、硫原子、硒原子等作为杂原子的5员环杂环经缩合而成的基团(下述的式128~139);苯环和噻吩环稠合而成的基团(下述的式140~143)等。
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
式1~式143中,R与前述同义。a、b相同或不同,表示重复的数量,通常为1~5,优选为1~3,特别优选为1。
作为与式(1)表示的结构单元不同的结构单元,从光电转换效率的观点出发,优选下述组1的式(A-1)~式(E-1)表示的结构单元。
[化44]
(组1)
〔组1中、Q1表示硫原子、氧原子、硒原子、-N(R30)-或-CR31=CR32-。R30、R31以及R32相同或不同,表示氢原子或取代基。R20~R25相同或不同,表示氢原子或取代基。R20和R21可以连结而形成环状结构。环G~环N表示芳香环。〕
环G~环N所表示的芳香环,可以是单环式芳香环,还可以是多环式芳香环。作为单环式芳香环,例如可以举出苯环、吡咯环、呋喃环、噻吩环、噁唑环、噻唑环、噻二唑环、吡唑环、吡啶环、吡嗪环、咪唑环、三唑环、异噁唑环、异噻唑环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环等的芳香环。其中,环G是苯环。
作为多环式芳香环,可以举出上述的单环式芳香环与任意的环缩合而成的芳香环。作为与单环式芳香环缩合的环,可以举出呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡咯啉环、吡咯烷环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、噻二唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、吡唑环、吡唑啉环、吡唑烷环、呋咱环、三唑环、噻二唑环、噁二唑环、四唑环、吡喃环、吡啶环、哌啶环、噻喃环、利达嗪(リダジン)环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环、吗啉环、三嗪环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、苯并噻吩环、吲哚环、异吲哚环、吲哚嗪环、吲哚啉环、异吲哚啉环、色烯环、色满环、异色满环、苯并吡喃环、喹啉环、异喹啉环、喹嗪环、苯并咪唑环、苯并噻唑环、吲唑环、萘啶环、喹喔啉环、喹唑啉环、喹唑烷(quinazolidine)环、噌啉环、酞嗪环、嘌呤环、喋啶环、咔唑环、呫吨环、菲啶环、吖啶环、β-咔啉环、萘嵌间二氮杂苯环、菲绕啉环、噻蒽环、吩噻噁环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环等。
R30、R31以及R32表示氢原子或取代基。在R30、R31以及R32为取代基的情况下,作为该取代基,优选氟原子、溴原子、氯原子等卤原子,碳原子数1~30的基团。作为该碳原子数1~30的基团的例子,可以举出甲基、乙基、丁基、己基、辛基、十二烷基等烷基,甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等烷基氧基,苯基、萘基等芳基。
在组1中,R20~R25表示氢原子或取代基。在R20~R25为取代基的情况下,作为该取代基,优选氟原子、溴原子、氯原子等卤原子,碳原子数1~30的基团。作为该碳原子数1~30的基团,可以举出甲基、乙基、丁基、己基、辛基、十二烷基等烷基,甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等烷基氧基,苯基、萘基等芳基等。
R20和R21可以相互连结而形成环状结构。作为连结形成的环状结构的具体例,可以举出以下的式(I)~式(III)的结构。
[化45]
在式(I)~式(III)中,R60、R61相同或不同,表示氢原子或取代基。在R60、R61为取代基的情况下,作为该取代基,优选氟原子、溴原子、氯原子等卤原子,碳原子数1~30的基团。作为该取代基的例子,可以举出甲基、乙基、丁基、己基、辛基、十二烷基等烷基,甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等烷基氧基,苯基、萘基等芳基。
X30、X31相同或不同,表示硫原子或硒原子。X30、X31优选为硫原子。Y30~Y35相同或不同,表示氮原子或=CH-。Y30~Y35优选氮原子。
环G~环N可以具有R20~R25以外的取代基,作为该取代基的例子,可以举出氟原子、溴原子、氯原子等卤原子,甲基、乙基、丁基、己基、辛基、十二烷基等烷基,甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等烷基氧基,苯基、萘基等芳基。
组1中所含的结构单元中,从光电转换效率的观点出发,更优选下述组2的式(A-2)~式(E-2)表示的结构单元。
[化46]
(组2)
[化47]
在式(A-2)~式(E-2)中,Q2~Q9相同或不同,表示硫原子、氧原子、硒原子、-N(R30)-或-CR31=CR32-。R30、R31、R32与前述同义。Q2~Q9优选硫原子。Y3、Y4相同或不同,表示氮原子或=CH-。Y3、Y4优选氮原子。
R40~R49相同或不同,表示氢原子或取代基。在R40~R49为取代基的情况下,作为该取代基,优选氟原子、溴原子、氯原子等卤原子,碳原子数1~30的基团。作为该碳原子数1~30的基团,可以举出甲基、乙基、丁基、己基、辛基、十二烷基等烷基,甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等烷基氧基,苯基、萘基等芳基。另外,R40和R41、R42和R43可以分别连结而形成环状结构。
作为R40和R41、R42和R43经连结而形成的环状结构的具体例,可以举出式(I)表示的环状结构、式(II)表示的环状结构。
作为式(A-2)~式(E-2)表示的结构单元,优选式(500)~式(528)表示的基团。
[化48]
[化49]
[化50]
(式中,R、a、b与前述同义)
作为本发明的高分子化合物含有的结构单元的一例,可以举出式(601)~式(640)表示的结构单元。
[化51]
[化52]
(式中,R50、R51、R与前述同义。)
本发明的高分子化合物,可以具有式(601)~式(640)表示的结构单元作为重复单元,可以具有该结构单元的链状结构。另外,还可以具有该结构单元借助亚芳基或2价杂环基结合而成的2价有机基团作为重复单元,还可以具有该2价有机基团的链状结构。作为亚芳基以及2价杂环基,可以举出前述的式1~式143表示的基团。
本发明中的高分子化合物是指重均分子量(Mw)为1000以上的高分子化合物,但优选使用重均分子量为3000~10000000的高分子化合物。重均分子量低于3000时,会在制作器件时的膜形成中产生缺陷,大于10000000时,会有对溶剂的溶解性、制作元件时的涂布性下降的情况。作为重均分子量,进一步优选8000~5000000,特别优选10000~1000000。
需要说明的是,本发明中的重均分子量是指使用凝胶渗透色谱法(GPC)并使用聚苯乙烯的标准试剂算出的聚苯乙烯换算的重均分子量。
本发明的高分子化合物中式(1)表示的结构单元的含量,只要化合物中含有至少1个即可。优选高分子化合物中平均一条高分子链含有2个以上,进一步优选平均一条高分子链含有3个以上。
另外,本发明的高分子化合物,在用于元件的情况下,从制作器件的容易性出发,优选对溶剂的溶解度高。具体而言,本发明的高分子化合物优选具有可以制作含有该高分子化合物0.01重量(wt)%以上的溶液的溶解性,更优选具有可以制作含有该高分子化合物0.1wt%以上的溶液的溶解性,进一步优选具有可以制作含有该高分子化合物0.4wt%以上的溶液的溶解性。
作为本发明的高分子化合物的制造方法,没有特别限制,但从高分子化合物的合成容易度出发,优选使用Suzuki偶联反应的方法、使用Stille偶联反应的方法。
作为使用Suzuki偶联反应的方法,例如可以举出具有如下工序的制造方法:在钯催化剂以及碱的存在下使式(100)表示的1种以上的化合物和式(200)表示的1种以上的化合物发生反应的工序。作为E1,优选2价芳香族基,进一步优选前述的式1~式143表示的基团。
Q100-E1-Q200(100)
〔式中,E1表示含有芳香环的2价基团。Q100以及Q200相同或不同,表示硼酸残基或硼酸酯残基。〕
T1-E2-T2 (200)
〔式中,E2,式(1)表示的基团的结构单元。T1以及T2相同或不同,表示卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基或芳基烷基磺酸酯基。〕
此时,关于反应中使用的式(200)表示的1种以上的化合物的总摩尔数,优选相对于式(100)表示的1种以上的化合物的总摩尔数为过剩。如果使反应中使用的式(200)表示的1种以上的化合物的总摩尔数为1摩尔,优选式(100)表示的1种以上的化合物的总摩尔数为0.6~0.99摩尔,进一步优选0.7~0.95摩尔。
作为硼酸酯残基,可例示出下述式所示的基团等:
[化53]
(式中,Me表示甲基表,Et表示乙基。)
作为式(200)中的、T1以及T2表示的卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。从高分子化合物的合成容易度出发,优选溴原子、碘原子,进一步优选溴原子。
作为式(200)中的、T1以及T2表示的烷基磺酸酯基,可例示出甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基、三氟甲烷磺酸酯基。作为芳基磺酸酯基,可例示出苯磺酸酯基、对甲苯磺酸酯基团。作为芳基烷基磺酸酯基,可例示出苄基磺酸酯基。
具体而言,作为进行Suzuki偶联反应的方法,可以举出在任意的溶剂中使用钯催化剂作为催化剂并在碱的存在下使其反应的方法等。
作为Suzuki偶联反应中使用的钯催化剂,例如可以举出Pd(0)催化剂、Pd(II)催化剂等,具体而言,可以举出[四(三苯基膦)]合钯、乙酸钯类、双(三苯基膦)二氯化钯、乙酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、双(二亚苄基丙酮)钯等,但从反应(聚合)操作的容易度、反应(聚合)速度的观点出发,优选双(三苯基膦)二氯化钯、乙酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯。
关于钯催化剂的添加量,没有特别限定,只要是作为催化剂的有效量即可,但相对于式(100)表示的化合物1摩尔,通常为0.0001摩尔~0.5摩尔,优选0.0003摩尔~0.1摩尔。
在使用乙酸钯类作为Suzuki偶联反应中使用的钯催化剂的情况下,例如可以添加三苯基膦、三(邻甲苯基)膦、三(邻甲氧基苯基)膦等磷化合物作为配体。此时,关于配体的添加量,相对于钯催化剂1摩尔,通常为0.5摩尔~100摩尔,优选0.9摩尔~20摩尔,进一步优选1摩尔~10摩尔。
作为Suzuki偶联反应中使用的碱,可以举出无机碱、有机碱、无机盐等。作为无机碱,例如可以举出碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钡等。作为有机碱,例如可以举出三乙基胺、三丁基胺等。作为无机盐,例如可以举出氟化铯等。
关于碱的添加量,相对于式(100)表示的化合物1摩尔,通常为0.5摩尔~100摩尔,优选0.9摩尔~20摩尔,进一步优选1摩尔~10摩尔。
Suzuki偶联反应通常在溶剂中进行。作为溶剂,可例示出N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲氧基乙烷、四氢呋喃等。从本发明中使用的高分子化合物的溶解性的观点出发,优选甲苯、四氢呋喃。另外,碱可以以水溶液的形式添加,使其以2相系发生反应。在使用无机盐作为碱的情况下,从无机盐的溶解性的观点出发,通常以水溶液的形式使其发生反应。
需要说明的是,在以水溶液的形式添加碱而以2相系使其发生反应的情况下,可以根据需要添加季铵盐等相转移催化剂。
进行Suzuki偶联反应的温度因上述溶剂而不同,但通常为50~160℃左右,从高分子化合物的高分子量化的观点出发,优选60~120℃。另外,可以升温至溶剂的沸点附近使其回流。反应时间也可以将达到目标聚合度时作为终点,但通常为0.1小时~200小时左右。从效率的角度出发优选1小时~30小时左右。
Suzuki偶联反应在氩气、氮气等的惰性气氛下在Pd(0)催化剂不失活的反应体系中进行。例如,在氩气、氮气等下在充分脱气的体系中进行。具体而言,将聚合容器(反应体系)内用氮气加以充分置换,脱气之后,向该聚合容器中加入式(100)表示的化合物、式(200)表示的化合物、双(三苯基膦)二氯化钯(II),进而将聚合容器用氮气加以充分置换,脱气之后,添加了预先用氮气鼓泡而脱气后的溶剂、例如甲苯之后,向该溶液中滴加预先用氮气进行鼓泡而脱气的碱、例如碳酸钠水溶液之后,加热、升温,例如,边在回流温度保持惰性气氛8小时边进行聚合。
作为使用Stille偶联反应的方法,例如可以举出具有如下工序的制造方法:在钯催化剂的存在下使式(300)表示的1种以上的化合物和上述式(200)表示的1种以上的化合物发生反应的工序。作为E3,优选2价芳香族基,进一步优选前述的式1~式143表示的基团。
Q300-E3-Q400 (300)
〔式中,E3表示含有芳香环的2价基团。Q300以及Q400相同或不同,表示有机锡残基。〕
作为有机锡残基,例如可以举出-SnR100 3表示的基团等。在这里,R100表示1价有机基团。作为1价有机基团,例如可以举出烷基、芳基等。
作为烷基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、正己基、异己基、3-甲基戊基、2一甲基戊基、1-甲基戊基、庚基、辛基、异辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等链状烷基,环戊基、环己基、金刚烷基等环烷基。作为芳基,可以举出苯基、萘基等。作为有机锡残基,优选-SnMe3、-SnEt3、-SnBu3、-SnPh3,进一步优选-SnMe3、-SnEt3、-SnBu3。在上述优选例中,Me表示甲基、Et表示乙基、Bu表示丁基、Ph表示苯基。
作为式(200)中的、T1以及T2表示的卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。从高分子化合物的合成容易度出发,优选溴原子、碘原子。
作为式(200)中的、T1以及T2表示的烷基磺酸酯基,可例示出甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基、三氟甲烷磺酸酯基团。作为芳基磺酸酯基,可例示出苯磺酸酯基、对甲苯磺酸酯基团。作为芳基磺酸酯基,可例示出苄基磺酸酯基。
具体而言,例如可以举出在作为催化剂的钯催化剂存在下在任意的溶剂中进行反应的方法。
作为Stille偶联反应中使用的钯催化剂,例如可以举出Pd(0)催化剂、Pd(II)催化剂。具体而言,可以举出[四(三苯基膦)]合钯、乙酸钯类、双(三苯基膦)二氯化钯、乙酸钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、双(二亚苄基丙酮)钯,从反应(聚合)操作的容易度、反应(聚合)速度的观点出发,优选[四(三苯基膦)]合钯、三(二亚苄基丙酮)二钯。
关于Stille偶联反应中使用的钯催化剂的添加量,没有特别限定,只要是作为催化剂的有效量即可,但相对于式(100)表示的化合物1摩尔,通常为0.0001摩尔~0.5摩尔,优选0.0003摩尔~0.2摩尔。
另外,在Stille偶联反应中,也可以根据需要使用配体、催化助剂的。作为配体,例如可以举出三苯基膦、三(邻甲苯基)膦、三(邻甲氧基苯基)膦、三(2-呋喃基)膦等磷化合物,三苯基砷化氢、三苯氧基砷化氢等砷化合物。作为催化助剂,可以举出碘化铜、溴化铜、氯化铜、噻吩-2-甲酸铜(I)等。
在使用配体或催化助剂的情况下,关于配体或催化助剂的添加量,相对于钯催化剂1摩尔,通常为0.5摩尔~100摩尔,优选0.9摩尔~20摩尔,进一步优选1摩尔~10摩尔。
Stille偶联反应通常在溶剂中进行。作为溶剂,可例示出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、二甲氧基乙烷、四氢呋喃等。从本发明中使用的高分子化合物的溶解性的观点出发,优选甲苯、四氢呋喃。
关于进行Stille偶联反应的温度,因上述溶剂而不同,但通常为50~160℃左右,从高分子化合物的高分子量化的观点出发,优选60~120℃。另外,还可以升温至溶剂的沸点附近使其回流。
关于进行上述反应的时间(反应时间),将可以将达到目标聚合度时作为终点即可,通常为0.1小时~200小时左右。从效率的角度出发优选1小时~30小时左右。
Stille偶联反应在氩气、氮气等的惰性气氛下在Pd催化剂不失活的反应体系中进行。例如,在氩气、氮气等下在充分脱气后的体系中进行。具体而言,将聚合容器(反应体系)内用氮气加以充分置换,脱气之后,向该聚合容器中放入式(300)表示的化合物、式(200)表示的化合物、钯催化剂,进而将聚合容器用氮气加以充分置换,脱气之后,添加了预先用氮气进行鼓泡而脱气后的溶剂、例如甲苯之后,根据需要添加配体、催化助剂,然后,加热、升温,例如边在回流温度保持惰性气氛8小时边进行聚合。
上述高分子化合物的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)优选1×103~1×108。在聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103以上的情况下,容易得到强韧的薄膜。另一方面,在为108以下的情况下,溶解性高,容易制作薄膜。
本发明的高分子化合物的末端基团,直接残留聚合活性基团时,用于制作元件时得到的元件的特性、寿命有可能下降,所以可以用稳定的基团加以保护。优选具有与主链的共轭结构连续的共轭键的保护基团,另外,例如可以举出经由亚乙烯基、芳基或杂环基来结合的结构。
本发明的高分子化合物的特征在于,具有式(1)表示的结构单元,该高分子化合物例如可以通过式(1-3)表示的化合物原料之一加以合成。
[化54]
在式(1-3)中,Ar1、Ar2、X1、以及X2,分别与前述同义。W1、W2相同或不同,表示氢原子、卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯残基、锍甲基、鏻甲基、膦酸酯甲基、单卤化甲基、硼酸残基、甲酰基、乙烯基或有机锡残基。
在W1、W2为氢原子的情况下,通过进行氧化聚合,可以制造具有式(1)表示的结构单元的高分子化合物。在氧化聚合中,通常使用催化剂。作为该催化剂,可以使用公知的催化剂。例如,使用金属卤化物和胺配位化合物的混合物(金属卤化物/胺配位化合物)、或金属卤化物等。在这里,作为金属卤化物,例如可以使用铜、铁、钒、或铬等金属的1价、2价、或3价卤化物。作为用于制造胺配位化合物的胺,例如可以使用吡啶、卢剔啶(lutidine)、2-甲基咪唑、N,N,N’,N’-四甲基亚乙基二胺等胺。金属卤化物/胺配位化合物可以通过在溶剂中在氧存在下混合金属卤化物和胺来制造,关于金属卤化物和胺的混合摩尔比,例如为金属卤化物/胺=1/0.1~1/200,优选1/0.3~1/100左右。
作为催化剂,也可以使用氯化铁(Polym.Prep.Japan,Vol.48,309(1999))。进而通过使用铜/胺催化剂系的(J.Org.Chem.,64,2264(1999)、J.Polym.Sci.Part A,Polym.Chem.,37,3702(1999)),可以提高高分子化合物的分子量。
作为氧化聚合中的溶剂,只要是不使催化剂中毒的溶剂,就可以没有特别限制地使用。作为该溶剂,例如可以举出烃溶剂、醚系溶剂、醇类。在这里,作为烃系溶剂,例如可以举出甲苯、苯、二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、萘、四氢化萘。作为醚系溶剂,例如可以举出二乙基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二苯基醚、叔丁基甲基醚。作为醇类,例如可以举出甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇。
关于氧化聚合中的反应温度,通常为-100℃~100℃,优选-50~50℃左右。
另外,在制造共聚物的情况下,可以举出混合2种以上单体而加以聚合的方法、在使1种单体聚合之后添加第2种单体的方法等。通过使用这些方法或将它们加以组合,可以制造嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、多嵌段共聚物、接枝共聚物等。
从官能团转换的容易程度的观点出发,式(1-3)中的W1、W2相同或不同,优选卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯残基、硼酸残基或有机锡残基。
在W1、W2为氢原子的情况下,作为将W1、W2转换成溴原子的方法,可以使用公知的方法,但例如可以举出使W1、W2为氢原子的式(1-3)表示的化合物与溴或N-溴琥珀酰亚胺(NBS)接触而进行溴化的方法。溴化的条件可以任意设定,但例如优选在溶剂中使其与NBS反应的方法,这是因为该方法溴化率高,且溴原子的导入位置的选择性升高。作为此时使用的溶剂,可以举出N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等。反应时间通常为1分钟~10小时左右,反应温度通常为-50℃~50℃左右。关于使用的溴的量,相对于W1、W2为氢原子的式(1-3)表示的化合物1摩尔,优选为1摩尔~5摩尔左右。反应后,进行例如添加水使反应停止之后用有机溶剂提取生成物并将溶剂蒸馏除去等通常的后处理,可以得到W1、W2为溴原子的式(1-3)表示的化合物。生成物的分离后以及精制可以利用基于色谱法的分取、重结晶等方法进行。
本发明的高分子化合物,其特征之一在于光吸收末端波长为700nm以上。本发明中的光吸收末端波长是指用以下的方法求出的值。
测定使用在紫外、可见、近红外的波长区域进行工作的分光光度计(例如,日本分光制、紫外可见近红外分光光度计JASCO-V670)。在使用JASCO-V670的情况下,可测定的波长范围为200~1500nm,所以在该波长范围内进行测定。首先,对用于测定的基板的吸收光谱进行测定。作为基板,使用石英基板、玻璃基板等。接着,在该基板上,由含有第一化合物的溶液或含有第一化合物的熔融体形成含有第一化合物的薄膜。在由溶液进行制膜时,在制膜后进行干燥。然后,得到薄膜和基板的层叠体的吸收光谱。获得薄膜和基板的层叠体的吸收光谱与基板的吸收光谱之差作为薄膜的吸收光谱。
关于该薄膜的吸收光谱,长轴表示第一化合物的吸光度,横轴表示波长。优选按照最大吸收峰的吸光度为0.5~2左右的的方式对薄膜的膜厚进行调节。将吸收峰中波长最长的吸收峰的吸光度设为100%,将包含其50%的吸光度的与横轴(波长轴)平行的直线和该吸收峰的交点且波长长于该吸收峰的峰值波长的交点设为第一点。将包含其25%的吸光度的与波长轴平行的直线和该吸收峰的交点且波长长于该吸收峰的峰值波长的交点设为第二点。将连接第一点和第二点的直线和基线的交点定义为光吸收末端波长。在这里,基线是指波长最长的吸收峰中将该吸收峰的吸光度设为100%,以包含其10%的吸光度的与波长轴平行的直线和该吸收峰的交点且波长长于该吸收峰的峰值波长的交点的波长为基准,连接波长比基准的波长长100nm长的吸收光谱上的第三点和波长比基准的波长长150nm的吸收光谱上的第四点得到的直线。
上述专利文献1记载的作为高分子化合物的由重复单元(A)以及重复单元(B)形成的高分子化合物,光吸收末端波长低于700nm。
从使光吸收末端波长为长波长的观点出发,关于本发明的高分子化合物,除了式(1)表示的结构单元之外,优选式(A-1)~式(E-1)表示的结构单元。通过具有式(A-1)~式(E-1)表示的结构单元,化合物的HOMO和LUMO的带隙变窄,光吸收末端波长成为长波长。
在式(A-1)~式(E-1)表示的结构单元中,从光吸收末端波长为长波长吸收的观点出发,优选式(A-1)表示的结构单元,更优选式(A-2)表示的结构单元。其中,进一步更优选式(511)、式(523)、式(528)表示的基团,特别优选式(511)、式(528)表示的基团。本发明的高分子化合物中,优选与式(1)表示的结构单元不同的结构单元所占的比例为10重量(wt)%以上且低于90wt%。
从使本发明的高分子化合物的光吸收末端波长为长波长吸收的观点出发,式(1)表示的结构单元中,优选式(301)、式(306)、式(307)、式(310)、式(312)、式(318)、式(362)表示的结构单元,进一步优选式(301)、式(318)、式(362)表示的结构单元,特别优选式(301)、式(362)表示的结构单元。本发明的高分子化合物中,优选式(1)表示的结构单元所占的比例为10wt%以上且低于90wt%。
作为本发明的高分子化合物,从使光吸收末端波长为长波长吸收的观点出发,优选具有式(701)~式(708)表示的结构单元。
[化55]
〔式(701)~(708)中,R50、R51、R、a、b与上述同义。〕
本发明的高分子化合物,可以发挥很高的电子和/或空穴传输性,所以在将含有该化合物的有机薄膜用于元件的情况下,可以传输从电极注入的电子、空穴、或由光吸收发生的电荷。可以利用这些特性适当用于光电转换元件、有机薄膜晶体管、有机电致发光元件等各种元件。以下,对这些元件分别加以说明。
<光电转换元件>
具有本发明的高分子化合物的光电转换元件,在至少一方透明或半透明的一对电极间,具有含有本发明的高分子化合物的1层以上的活性层。
作为具有本发明的高分子化合物的光电转换元件的优选实施方式,具有至少一方透明或半透明的一对电极、和由p型有机半导体和n型有机半导体的有机组合物形成的活性层。本发明的高分子化合物优选用作p型有机半导体。对该实施方式的光电转换元件的动作装置进行说明。从透明或半透明的电极入射的光能被富勒烯衍生物等电子接受性化合物(n型有机半导体)和/或本发明的高分子化合物等电子供给性化合物(p型有机半导体)加以吸收,生成电子和空穴结合的激子。生成的激子进行移动,到达电子接受性化合物和电子供给性化合物相邻的异质结界面时,由于界面的各自的HOMO能量以及LUMO能量的差异,电子和空穴会发生分离,产生能够独立活动的电荷(电子和空穴)。产生的电荷分别向电极移动,由此以电能(电流)形式向外部输出。
使用本发明的高分子化合物制造的光电转换元件,通常形成在基板上。该基板在形成电极以及形成有机物的层形成时不发生化学变化即可。作为基板的材料,例如可以举出玻璃、塑料、高分子膜、硅。在为不透明基板的情况下,优选相反的电极(即,远离基板的电极)为透明或半透明。
具有本发明的高分子化合物的光电转换元件的其他实施方式,是在至少一方透明或半透明的一对电极间具有含有本发明的高分子化合物的第一活性层、和与该第一活性层相邻且含有富勒烯衍生物等电子接受性化合物的第二活性层的光电转换元件。
作为上述的透明或半透明的电极材料,可以举出导电性的金属氧化物膜、半透明的金属薄膜等。具体而言,使用利用氧化铟、氧化锌、氧化锡、以及作为它们的复合体的铟·锡·氧化物(ITO)、铟·锌·氧化物等导电性材料制作成的膜、NESA、金、铂、银、铜等,优选ITO、铟·锌·氧化物、氧化锡。作为电极的制作方法,可以举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀敷法等。另外,作为电极材料,可以使用聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等的有机透明导电膜。
一个电极可以不透明,作为该电极的电极材料,可以使用金属、导电性高分子等。作为电极材料的具体例,可以举出锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等金属、以及它们中2个以上的合金、或1种以上的上述金属和从金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨以及锡中选择的1种以上的金属的合金、石墨、石墨层间化合物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。作为合金,可以举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金等。
作为用于改善光电转换效率的机构,可以使用活性层以外的附加的中间层。作为用作中间层的材料,可以举出氟化锂等碱金属、碱土金属的卤化物,氧化钛等氧化物、PEDOT(聚-3,4-乙烯二氧噻吩)等。
<活性层>
上述活性层,可以单独含有一种本发明的高分子化合物,也可以组合含有两种以上。另外,为了提高上述活性层的空穴传输性,也可以在上述活性层中混合使用本发明的高分子化合物以外的化合物作为电子供给性化合物和/或电子接受性化合物。需要说明的是,上述电子供给性化合物、上述电子接受性化合物,由这些化合物的能级的能量水平来相对地决定。
作为上述电子供给性化合物,除了本发明的高分子化合物之外,例如还可以举出吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、茋衍生物、三苯基二胺衍生物、低聚噻吩及其衍生物、聚乙烯基咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、侧链或主链具有芳香族胺残基的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯撑亚乙烯基及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基及其衍生物。
上述电子接受性化合物,本发明的高分子化合物之外、例如,碳材料、氧化钛等的金属氧化物、噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、联苯醌衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属配位化合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲绕啉(浴铜灵(Bathocuproin))等菲衍生物、富勒烯、富勒烯衍生物,优选氧化钛、碳纳米管、富勒烯、富勒烯衍生物,特别优选富勒烯、富勒烯衍生物。
作为富勒烯、富勒烯衍生物,可以举出C60、C70、C76、C78、C84及其衍生物。富勒烯衍生物表示具有取代基的富勒烯。
作为富勒烯衍生物,例如可以举出式(13)表示的化合物、式(14)表示的化合物、式(15)表示的化合物、式(16)表示的化合物。
[化56]
(式(13)~(16)中,Ra是烷基、芳基、具有杂芳基或酯结构的基团。存在多个的Ra可以相同或相异。Rb表示烷基或芳基。存在多个Rb时,它们可以相同或相异。)
关于Ra以及Rb表示的烷基、芳基的定义、具体例,与R3表示的烷基、芳基的定义、具体例相同。
Ra表示的杂芳基,通常碳原子数为3~60,可以举出噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基等。
Ra表示的具有酯结构的基团,例如可以举出式(17)表示的基团。
[化57]
(式中,u1表示1~6的整数,u2表示0~6的整数,Rc表示烷基、芳基或杂芳基。)
关于Rc表示的烷基、芳基、杂芳基的定义、具体例,与Ra表示的烷基、芳基、杂芳基的定义、具体例相同。
作为C60富勒烯的衍生物的具体例,可以举出以下的化合物。
[化58]
作为C70的衍生物的具体例,可以举出如下的化合物。
[化59]
另外,作为富勒烯衍生物的例子,可以举出[6,6]苯基-C61丁酸甲酯(C60PCBM、[6,6]-Phenyl C61butyric acid methyl ester)、[6,6]苯基-C71丁酸甲酯(C70PCBM、[6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester)、[6,6]苯基-C85丁酸甲酯(C84PCBM、[6,6]-Phenyl C85 butyric acid methylester)、[6,6]噻吩基-C61丁酸甲酯([6,6]-Thienyl C61butyric acid methylester)。
在活性层中含有本发明的高分子化合物和富勒烯衍生物的情况下,关于富勒烯衍生物的比例,相对于本发明的高分子化合物100重量份,优选10~1000重量份,更优选20~500重量份。
活性层的厚度通常优选为1nm~100μm,更优选2nm~1000nm,进一步优选5nm~500nm,更优选20nm~200nm。
上述活性层的制造方法,可以用任何方法加以制造,例如可以举出由含有高分子化合物的溶液的成膜、利用真空蒸镀法的成膜方法。
<光电转换元件的制造方法>
光电转换元件的优选制造方法,是制造具有第一电极和第二电极且在该第一电极和该第二电极之间具有活性层的元件的方法,其具有如下工序:利用涂布法在该第一电极上涂布含有本发明的高分子化合物和溶剂的溶液(墨液)而形成活性层的工序、和在该活性层上形成第二电极的工序。
作为利用溶液进行成膜中使用的溶剂,只要是溶解本发明的高分子化合物的溶剂即可。作为该溶剂,例如可以举出甲苯、二甲苯、均三甲基苯、四氢化萘、十氢萘、联二环己烷、正丁基苯、仲丁基苯、叔丁基苯等不饱和烃系溶剂,四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯环己烷、溴环己烷等卤代饱和烃系溶剂,氯苯、二氯苯、三氯苯等卤代不饱和烃系溶剂,四氢呋喃、四氢吡喃等醚系溶剂。本发明的高分子化合物,通常可以在上述溶剂中溶解0.1重量%以上。
在使用溶液进行成膜的情况下,可以使用狭缝涂敷法、刮涂法、旋涂法、浇注法、微凹板涂敷法、凹板涂敷法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂敷法、浸涂法、喷涂法、网板印刷法、凹版印刷、苯胺印刷法、胶版印刷、喷墨涂敷法、分配器印刷法、喷嘴涂敷法、毛细管涂敷法等涂布法,优选狭缝涂敷法、毛细管涂敷法、凹板涂敷法、微凹板涂敷法、棒涂法、刮涂法、喷嘴涂敷法、喷墨涂敷法、旋涂法。
从成膜性的观点出发,优选25℃的溶剂的表面张力大于15mN/m,更优选大于15mN/m且小于100mN/m,进一步优选大于25mN/m且小于60mN/m。
本发明的高分子化合物,也可以用于有机薄膜晶体管。作为有机薄膜晶体管,可以举出具有源电极以及漏电极、成为这些电极间的电流路径的有机半导体层(活性层)、和对通过该电流路径的电流量进行控制的栅电极的构成,有机半导体层由上述的有机薄膜构成。作为这样的有机薄膜晶体管,可举出场效应型、静电感应型等。
场效应型有机薄膜晶体管,优选具有:源电极以及漏电极、成为它们之间的电流路径的有机半导体层(活性层)、对通过该电流路径的电流量及进行控制的栅电极、以及在有机半导体层和栅电极之间配置的绝缘层。特别优选源电极以及漏电极与有机半导体层(活性层)相接而设置,进而夹持与有机半导体层相接的绝缘层而设置有栅电极。在场效应型有机薄膜晶体管中,有机半导体层由含有本发明的高分子化合物的有机薄膜构成。
静电感应型有机薄膜晶体管,优选具有源电极以及漏电极、成为它们之间的电流路径的有机半导体层(活性层)、以及对通过电流路径的电流量进行控制的栅电极,该栅电极设置于有机半导体层中。特别优选源电极、漏电极以及在有机半导体层中设置的栅电极,与有机半导体层相接而设置。在这里,作为栅电极的结构,只要是形成从源电极流向漏电极的电流路径,且能通过向栅电极施加的电压控制流过电流路径的电流量的结构即可,例如可以举出叉指电极。在静电感应型有机薄膜晶体管中,有机半导体层由含有本发明的高分子化合物的有机薄膜构成。
<元件的用途>
使用了本发明的高分子化合物的光电转换元件,通过从透明或半透明的电极照射太阳光等光,在电极间产生光电动势,可以使其作为有机薄膜太阳能电池进行动作。也可以通过将有机薄膜太阳能电池多个集成而用作有机薄膜太阳能电池组件。
另外,在向电极间施加了电压的状态、或者无施加的状态下,从透明或半透明的电极照射光,有光电流流过,可以使其作为有机光传感器进行动作。也可以通过将有机光传感器多个集成而用作有机图像传感器。
上述的有机薄膜晶体管,例如可以用作在电泳显示器、液晶显示器、有机电致发光显示器等的像素控制、或画面亮度的均匀性、画面刷新速度控制中使用的像素驱动元件等。
<太阳能电池组件>
有机薄膜太阳能电池可以采取与以往的太阳能电池组件基本相同的组件结构。太阳能电池组件采用如下结构:通常在金属、陶瓷等的支承基板上构成单体电池,用填充树脂、保护玻璃等覆盖其上,从支承基板的相反侧取入光的结构,但也可以采用如下的结构:支承基板使用强化玻璃等透明材料,在其上构成单体电池而从其透明的支承基板侧取入光的结构。具体而言,已知有称为盖板类型、衬底类型、灌注类型的组件结构、在非晶硅太阳能电池等中使用的基板一体型组件结构等。使用本发明的高分子化合物制造的有机薄膜太阳能电池,也可根据使用目的、使用场所以及环境,适当选择这些组件结构。
代表性的盖板类型或者衬底类型的组件,在单侧或两侧为透明且实施了防反射处理的支承基板之间隔开一定间隔配置单体电池,相邻的单体电池彼此通过金属引线或柔性布线等加以连接,在外缘部配置集电电极,成为将发生的电力取出到外部的结构。在基板和单体电池之间,为了保护单体电池、提高集电效率,可以根据目的以膜或填充树脂的形式使用乙烯乙酸乙烯酯(EVA)等各种塑料材料。另外,在来自外部的冲击少的场所等没有必要用表面硬的材料覆盖的场所使用的情况下,表面保护层由透明塑料膜构成,或通过使上述填充树脂固化而赋予保护功能,可以去除单侧的支承基板。在支承基板的周围,为了确保内部的密封以及组件的刚性,用金属制的框架固定成夹心状,支承基板和框架之间被密封材料加以密封。另外,只要单体电池本身、支承基板、填充材料以及密封材料使用挠性材料,就可以在曲面上构成太阳能电池。在使用了聚合物膜等柔性支承体的太阳能电池的情况下,边送出卷筒状的支承体,边依次形成单体电池,切成所希望的尺寸之后,周缘部用柔性且具有防湿性的材料加以密封,由此可以制作电池主体。另外,也可以为Solar Energy Materials and Solar Cells,48,p383-391记载的称为“SCAF”的组件结构。进而,使用了柔性支承体的太阳能电池也可以粘接固定于曲面玻璃等而使用。
本发明的高分子化合物,也可以用于有机电致发光元件(有机EL元件)。有机EL元件在至少一方为透明或半透明的一对电极间具有发光层。有机EL元件,除了发光层之外,可以含有空穴传输层、电子传输层。该发光层、空穴传输层、电子传输层的任一层中含有本发明的高分子化合物。发光层中,除了本发明的高分子化合物之外,可以含有电荷传输材料(是指电子传输材料和空穴传输材料的总称)。作为有机EL元件,可以举出具有阳极和发光层和阴极的元件,进而可以举出在阴极和发光层之间具有与该发光层相邻且含有电子传输材料的电子传输层的具有阳极、发光层、电子传输层以及阴极的元件,进而可以举出在阳极和发光层之间具有与该发光层相邻且含有空穴传输材料的空穴传输层的具有阳极、空穴传输层、发光层以及阴极的元件,具有阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极的元件等。
实施例
以下,为了进一步详细说明本发明而示出实施例,本发明并不限于这些。
(NMR测定)
关于NMR测定,使化合物溶于氘代氯仿,使用NMR装置(Varian公司制、INOVA300)进行。
(数均分子量以及重均分子量的测定)
关于数均分子量以及重均分子量,利用凝胶渗透色谱法(GPC)(岛津制作所制、商品名:LC-10Avp)求出聚苯乙烯换算的数均分子量以及重均分子量。测定的高分子化合物,以浓度达到约0.5重量%的方式溶于四氢呋喃,向GPC中注入30μL。GPC的洗脱液使用四氢呋喃,以0.6mL/分钟的流速流过。柱是将TSKgel Super HM-H(东曹制)2根和TSKgelSuperH2000(东曹制)1根串联连接。检测器使用了差示折射率检测器(岛津制作所制、商品名:RID-10A)。
参考例1
(化合物1的合成)
[化60]
在烧瓶内的气体被氩置换后的1000mL的四口烧瓶中,放入3-溴噻吩13.0g(80.0mmol)、二乙基醚80mL,制成均匀的溶液。在将该溶液保持在-78℃的情况下,滴加2.6M的正丁基锂(n-BuLi)的己烷溶液31mL(80.6mmol)。在-78℃使其反应2小时之后,滴加将3-噻吩甲醛8.96g(80.0mmol)溶于二乙基醚20mL中得到的溶液。滴加后,在-78℃搅拌30分钟,进而在室温(25℃)下搅拌30分钟。将反应液再次冷却到-78℃,用15分钟滴加2.6M的n-BuLi的己烷溶液62mL(161mmol)。滴加后,将反应液在-25℃搅拌2小时,进而在室温(25℃)下搅拌1小时。然后,将反应液冷却到-25℃,用30分钟滴加将碘60g(236mmol)溶于二乙基醚1000mL中得到的溶液。滴加后,在室温(25℃)下搅拌2小时,添加1当量的硫代硫酸钠水溶液50mL使反应停止。用二乙基醚对反应生成物进行提取之后,用硫酸镁对反应生成物进行干燥,过滤后,浓缩滤液,得到了35g的粗生成物。使用氯仿对粗生成物进行重结晶,从而加以精制,得到了28g的化合物1。
参考例2
(化合物2的合成)
[化61]
向300mL的四口烧瓶中,加入双碘噻吩基甲醇(化合物1)10.5g(23.4mmol)、二氯甲烷150mL,制成均匀的溶液。向该溶液中添加氯铬酸吡啶鎓7.50g(34.8mmol),在室温(25℃)下搅拌10小时。过滤反应液,将不溶物除去后,浓缩滤液,得到了10.0g的化合物2(22.4mmol)。
参考例3
(化合物3的合成)
[化62]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,放入10.0g的化合物2(22.4mmol)、铜粉末6.0g(94.5mmol)、脱水N,N-二甲基甲酰胺(以下,也称为DMF)120mL,在120℃搅拌4小时。反应后,将烧瓶冷却至室温(25℃),使反应液通过硅胶柱,将不溶成分除去。然后,添加水500mL,用氯仿对反应生成物进行提取。用硫酸镁干燥作为氯仿溶液的有机层,过滤有机层,浓缩滤液,得到粗制物。将组合物用硅胶柱(展开液:氯仿)加以精制,得到了3.26g的化合物3。多次进行至此为止的操作。
参考例4
(化合物4的合成)
[化63]
在具备机械式搅拌机且烧瓶内的气体被氩置换后的300mL四口烧瓶中,投入3.85g的化合物3(20.0mmol)、氯仿50mL、三氟醋酸50mL,制成均匀的溶液。向该溶液中添加过硼酸钠一水合物5.99g(60mmol),在室温(25℃)下搅拌45分钟。然后,添加水200mL,用氯仿对反应生成物进行提取,使作为氯仿溶液的有机层通过硅胶柱,用旋转蒸发仪将滤液的溶剂蒸馏除去。使用甲醇使残渣重结晶,得到了534mg的化合物4。
1H NMR in CDCl3(ppm):7.64(d、1H)、7.43(d、1H)、7.27(d、1H)、7.10(d、1H)
参考例5
(化合物5的合成)
[化64]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL的四口烧瓶中,投入534mg的化合物4(2.56mmol)、脱水四氢呋喃(THF)25mL,制成均匀的溶液。将该溶液冷却到-20℃,添加正辛基溴化镁的THF溶液(1M)10.3mL(10.3mmol)。然后,升温至室温(25℃),在室温(25℃)下搅拌1.5小时。然后,添加水50mL使反应停止,用乙酸乙酯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为乙酸乙酯溶液的有机层后,使乙酸乙酯溶液通过硅胶柱,然后,将滤液的溶剂蒸馏除去,得到了433mg的化合物5。
1H NMR in CDCl3(ppm):7.24(d、1H)、7.19(d、1H)、6.98(d、1H)、6.76(d、1H)、1.79(b、4H)、1.32(b、24H)、0.86(s、6H)
参考例6
(化合物6的合成)
[化65]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入433mg的化合物5(0.992mmol)和甲苯15mL制成均匀的溶液。向该溶液中加入对甲苯磺酸钠一水合物57mg,在100℃搅拌4小时。将反应液冷却至室温(25℃)后,添加水50mL,用甲苯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为甲苯溶液的有机层,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了389mg的化合物6(收率93.7%)。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.99(d、1H)、6.94(d、1H)、6.69(d、1H)、6.60(d、1H)、1.80(b、4H)、1.32(b、24H)、0.86(s、6H)
参考例7
(化合物7的合成)
[化66]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入389mg的化合物6(0.929mmol)和12mL的脱水DMF,制成均匀的溶液。将该溶液保持在-20℃,添加N-溴琥珀酰亚胺(以下也称为NBS。)339mg(1.90mmol),在-20℃使其反应3小时,然后,在0℃使其反应1小时。反应后,添加1当量的硫代硫酸钠水溶液50mL使反应停止,用醚对反应生成物进行提取。用硫酸镁干燥作为醚溶液的有机层,过滤后,将溶剂蒸馏除去,得到了粗生成物。将粗生成物用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了315mg的化合物7(收率58.9%)。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.65(s、1H)、6.63(s、1H)、1.81(b、4H)、1.33(b、24H)、0.87(s、6H)
实施例1
(聚合物A的合成)
[化67]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL烧瓶中,添加115.3mg的化合物7(0.200mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole:4,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)(Aldrich公司制)77.6mg(0.200mmol)、甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)60.6mg,使其溶解于甲苯10mL,将得到的甲苯溶液用氩气鼓泡30分钟。然后,添加醋酸钯0.67mg、三(2-甲氧基苯基)膦(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)3.7mg、碳酸钠水溶液(16.7重量(wt)%)2mL,在100℃搅拌1.5小时。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠1g和水10mL,在回流下进行2小时搅拌。反应结束后,将反应液冷却到室温(25℃)附近之后,静置得到的反应液,回收分液后的甲苯层。用水10mL清洗该甲苯层2次,用3%醋酸水10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的甲苯层注入到甲醇中,回收析出的沉淀物。该沉淀物进行减压干燥之后,溶于氯仿中。接着,过滤得到的氯仿溶液,将不溶物除去之后,通入氧化铝柱,进行精制。对得到的氯仿溶液进行减压浓缩之后,注入到甲醇中,使其沉淀,回收生成的沉淀。将该沉淀用甲醇加以清洗之后,进行减压干燥,得到了聚合物40mg。以下,将该聚合物称为聚合物A。关于聚合物A,聚苯乙烯换算的重均分子量为17000,聚苯乙烯换算的数均分子量为5000。
聚合物A的光吸收末端波长为925nm。
参考例8
(化合物5b的合成)
[化68]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL四口烧瓶中,投入1.06g的化合物4(5.09mmol)和30ml的脱水THF,制成均匀的溶液。边将烧瓶保持在-20℃,边添加2-乙基己基溴化镁的醚溶液(1M)12.7mL。然后,用30分钟将温度升至-5℃,在该状态下搅拌30分钟。然后,用10分钟将温度升至0℃,在该状态下搅拌1.5小时。然后,添加水使反应停止,用乙酸乙酯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为乙酸乙酯溶液的有机层,过滤后,使乙酸乙酯溶液通过硅胶柱,将滤液的溶剂蒸馏除去,得到了1.28g的化合物5b。多次进行至此为止的操作。
1H NMR in CDCl3(ppm):7.25(d、1H)、7.20(d、1H)、6.99(d、1H)、6.76(d、1H)、1.76(s、4H)、1.49(b、2H)、1.29-1.04(m、16H)、0.80(s、6H)、0.71(s、6H)
参考例9
(化合物6b的合成)
[化69]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入2.58g的化合物5b和甲苯30mL,制成均匀的溶液。向该溶液中加入对甲苯磺酸钠一水合物100mg,在100℃搅拌1.5小时。将反应液冷却至室温(25℃)后,添加水50mL,用甲苯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为甲苯溶液的有机层,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了741mg的化合物6b。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.98(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.78(s、4H)、1.50(b、2H)、1.30-1.05(m、16H)、0.81(s、6H)、0.72(s、6H)
参考例10
(化合物7b的合成)
[化70]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入741mg的化合物6b(1.77mmol)和20mL的脱水DMF,制成均匀的溶液。将该溶液保持在-30℃,在这里,添加646mg的NBS(3.63mmol),用30分钟从温度-30℃升至-10℃。利用液相色谱法(LC)确认到化合物6b的消失之后,添加水和硫代硫酸钠使反应停止,用醚对反应生成物进行提取。用饱和氯化钠水溶液清洗作为醚溶液的有机层,用硫酸镁进行干燥,过滤后,将溶剂蒸馏除去,得到了粗生成物。将其用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了892mg的化合物7b(收率87.4%)。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.63(1H)、6.59(1H)、1.74(s、4H)、1.50(b、2H)、1.37-1.01(m、16H)、0.87(s、6H)、0.77(s、6H)
实施例2
(聚合物B的合成)
[化71]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,添加890mg的化合物7b(1.54mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole:4,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)(Aldrich公司制)571.8mg(1.47mmol)、甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)250mg,使其溶于甲苯60ml,将得到的甲苯溶液用氩气鼓泡30分钟。然后,添加醋酸钯3.74mg、三(2-甲氧基苯基)膦(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)19.0mg、碳酸钠水溶液(16.7wt%)7.5mL,在70℃搅拌4小时。然后,向反应液中添加苯硼酸50mg,进而在70℃使其反应2小时。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠2g和水20mL,回流下进行2小时搅拌。将水层除去后,用水20ml将有机层清洗2次,用3wt%的醋酸水溶液20mL清洗2次,进而用水20mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物再次溶于邻二氯苯30mL中,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出,过滤聚合物后,进行干燥,得到了精制后的聚合物380mg。以下,将该聚合物称为聚合物B。用GPC测定得到的聚合物B的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=77000、Mn=15000。聚合物B的光吸收末端波长为930nm。
参考例11
(聚合物C的合成)
[化72]
向100mL烧瓶中,添加398.7mg的按照日本特开2004-168999号公报的实施例10的记载而合成的上述化合物9(0.605mmol)和化合物10(4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole:4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑)(Aldrich公司制)160.3mg(0.5451mmol)、甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)200mg,使其溶于甲苯40mL,将得到的甲苯溶液用氩气鼓泡30分钟。然后,添加醋酸钯2.4mg、三(2-甲氧基苯基)膦(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)12.2mg、碳酸钠水溶液(16.7wt%)2mL,在回流下搅拌3小时。然后,向反应液中添加苯硼酸50mg,进而在回流下进行2小时搅拌。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠2g和水20mL,在回流下进行2小时搅拌。反应结束后,将反应液冷却到室温(25℃)附近之后,静置得到的反应液,回收分液后的甲苯层。将该甲苯层用水10mL清洗2次,用3%醋酸水10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的甲苯层注入到甲醇中,回收析出的沉淀物。对该沉淀物进行减压干燥之后,将其溶于氯仿中。接着,过滤得到的氯仿溶液,将不溶物除去之后,通入氧化铝柱进行精制。对得到的氯仿溶液进行减压浓缩之后,注入到甲醇中,使其沉淀,回收生成的沉淀。将该沉淀用甲醇加以清洗之后,减压干燥,得到了聚合物320mg。以下,将该聚合物称为聚合物C。关于聚合物C,聚苯乙烯换算的重均分子量为446000,聚苯乙烯换算的数均分子量为169000。聚合物C的光吸收末端波长为550nm。
实施例3
(墨液以及有机薄膜太阳能电池的制作、评价)
对带有利用溅射法形成的150nm的厚度ITO膜的玻璃基板实施臭氧UV处理,进行了表面处理。接着,将聚合物B以及富勒烯C60PCBM(苯基C61-丁酸甲酯)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、FrontierCarbon公司制)(聚合物B/C60PCBM的重量比=1/3)溶于邻二氯苯中(聚合物B和C60PCBM的总重量为2.0重量%),制造了墨液1。使用该墨液1,旋涂在基板上进行涂布,制作了含有聚合物B的有机膜(膜厚约100nm)。如此制作的有机膜的光吸收末端波长为920nm。然后,利用真空蒸镀机在有机膜上蒸镀氟化锂使其厚度为2nm,接着蒸镀厚度为100nm的Al。得到的有机薄膜太阳能电池的形状为2mm×2mm的正方形。利用太阳光模拟器(分光计器制、商品名OTENTO-SUNII:AMl.5G滤器、放射照度100mW/cm2)对得到的有机薄膜太阳能电池照射一定的光,测定发生的电流和电压,求出光电转换效率、短路电流密度、开放电压、填充因子(fill factor)。Jsc(短路电流密度)为5.64mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.58V,ff(填充因子(曲线因子))为0.36,光电转换效率(η)为1.18%。
实施例4
在实施例3中,使用二甲苯来代替邻二氯苯,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
比较例1
在实施例3中,使用聚合物C代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例12
(化合物5c的合成)
[化73]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL四口烧瓶中,投入1.00g的化合物4(4.80mmol)和30ml的脱水THF,制成均匀的溶液。边将烧瓶保持在-20℃,边添加1M的3,7-二甲基辛基溴化镁的醚溶液12.7mL。然后,用30分钟将温度升至-5℃,在该状态下搅拌30分钟。然后,用10分钟将温度升至0℃,在该状态下搅拌1.5小时。然后,添加水使反应停止,用乙酸乙酯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥乙酸乙酯溶液的有机层,过滤后,使乙酸乙酯溶液通过硅胶柱,将滤液的溶剂蒸馏除去,得到了1.50g的化合物5c。
1H NMR in CDCl3(ppm):8.42(b、1H)、7.25(d、1H)、7.20(d、1H)、6.99(d、1H)、6.76(d、1H)、2.73(b、1H)、1.90(m、4H)、1.58-1.02(b、20H)、0.92(s、6H)、0.88(s、12H)
参考例13
(化合物6c的合成)
[化74]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入1.50g的化合物5c、甲苯30mL,制成均匀的溶液。向该溶液中加入对甲苯磺酸钠一水合物100mg,在100℃搅拌1.5小时。将反应液冷却至室温(25℃)后,添加水50mL,用甲苯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为甲苯溶液的有机层,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了1.33g的化合物6c。多次进行至此为止的操作。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.98(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.89(m、4H)、1.58-1.00(b、20H)、0.87(s、6H)、0.86(s、12H)
参考例14
(化合物11的合成)
[化75]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,投入化合物6c(3.52g、7.41mmol)、N、N-二甲基甲酰胺(DMF)(100mL),制成均匀溶液。在25℃进行30分钟的氩鼓泡之后,冷却至-50℃,添加NBS(1.20g、6.74mmol),用5.5小时升温至25℃。向反应液中添加水50mL,用二乙基醚进行提取,硫酸钠加以干燥后,过滤,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用以己烷为溶剂的硅胶柱加以精制,得到了3.30g的化合物11。
1H NMR(CDCl3(ppm)):0.826(m,18H),1.08-1.47(m,20H),1.95(m,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
参考例15
(化合物12的合成)
[化76]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,投入化合物8(1.11g、2.85mmol)、化合物11(3.16g、5.70mmol)、甲苯(90mL)以及甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)(606mg、1.50mmol),制成均匀溶液,在25℃进行30分钟的氩鼓泡。升温至90℃后,添加醋酸钯(6.7mg、1mol%)、三(2-甲氧基苯基)膦(37.0mg、3.5mol%)。然后,边在100℃进行搅拌,边用30分钟滴加碳酸钠水溶液(16.7wt%、19.0g、30.0mmol)。滴加后,在100℃搅拌2小时。然后,向反应液中添加纯水,分离甲苯层后,用硫酸钠加以干燥,得到了粗生成物。利用将己烷作为展开溶剂的硅胶柱进行粗生成物的精制,得到了2.25g的化合物12。
1H NMR(CDCl3(ppm)):0.826(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(s,2H),7.79(s,2H)
参考例16
(化合物13的合成)
[化77]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入化合物12(2.25g、2.08mmol)、DMF(40mL)以及四氢呋喃(THF)(40mL),制成均匀溶液。冷却至-50℃后,添加NBS(814mg、4.58mmol),用2.5小时升温至0℃。
然后,向反应液中添加纯水,使用己烷进行有机层的提取。然后,向反应液中添加纯水,分离甲苯层后,用硫酸钠加以干燥,得到了粗生成物。利用将己烷作为展开溶剂的硅胶柱进行粗生成物的精制,得到了2.11g的化合物13。
1H-NMR(CDCl3(ppm)):0.826(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
实施例5
(聚合物D的合成)
[化78]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入化合物14(American Dye Source公司制)(96.9mg、0.183mmol)、化合物13(238.6mg、0.192mmol)、甲苯(10mL)以及甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)(60.6mg、0.15mmol),制成均匀溶液,在25℃进行30分钟的氩鼓泡。升温至90℃后,添加醋酸钯(0.67mg、1mol%)、三(2-甲氧基苯基)膦(3.70mg、3.5mol%)。然后,边在100℃进行搅拌,边用30分钟滴加碳酸钠水溶液(16.7wt%、1.90g、3.00mmol)。4小时后,向反应液中添加苯硼酸(3.66mg、0.03mmol)、醋酸钯(0.67mg、1mol%)、三(2-甲氧基苯基)膦(3.70mg、3.5mol%),进而搅拌1小时之后,停止反应。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠2g和水20mL,在回流下进行2小时搅拌。将水层除去后,将有机层用水20ml清洗2次,用3wt%的醋酸水溶液20mL清洗2次,进而用水20mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物再次溶于邻二氯苯30mL中,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出,过滤聚合物后,进行干燥,得到了精制后的聚合物280mg。以下,将该聚合物称为聚合物D。用GPC测定得到的聚合物D的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=116000、Mn=49000。聚合物D的光吸收末端波长为755nm。
实施例6
在实施例3中,使用聚合物A来代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例17
(化合物7c的合成)
[化79]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入1.33g的化合物6c(2.80mmol)、20mL的脱水DMF,制成均匀的溶液。将该溶液保持在-30℃,向其中添加NBS 1040mg(5.84mmol),用30分钟将温度从-30℃升至-10℃。用液相色谱法(LC)确认到化合物6c的消失之后,添加1M硫代硫酸钠水溶液50ml使反应停止,用醚对反应生成物进行提取。用饱和氯化钠水溶液清洗作为醚溶液的有机层,用硫酸镁进行干燥,过滤后,将溶剂蒸馏除去,得到了粗生成物。将其用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了1.65g的化合物7c(93%)。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.66(1H)、6.63(1H)、1.90(m、4H)、1.56-1.02(b、20H)、0.87(s、6H)、0.85(s、12H)
实施例7
(聚合物F的合成)
[化80]
在实施例2中,使用化合物7c代替化合物7b,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了聚合物F。用GPC测定得到的聚合物F的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=54000、Mn=21000。聚合物F的光吸收末端波长为930nm。
实施例8
在实施例3中,使用聚合物F代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
实施例9
(聚合物G的合成)
[化81]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入化合物8(101.7mg、0.262mmol)、化合物13(343.1mg、0.276mmol)、THF(10mL),制成均匀溶液,在25℃进行30分钟的氩鼓泡。升温至60℃后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)。然后,边在THF回流的温度下进行搅拌,边用30分钟滴加碳酸钾水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)。30分钟后,向反应液中添加苯硼酸(3.66mg、0.03mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠2g和水20mL,在回流下进行2小时搅拌。将水层除去后,将有机层用水20ml清洗2次,用3wt%的醋酸水溶液20mL清洗2次,进而用水20mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物再次溶于邻二氯苯30mL中,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出,过滤聚合物后,进行干燥,得到了精制后的聚合物242mg。以下,将该聚合物称为聚合物G。用GPC测定得到的聚合物G的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=39000、Mn=15000。聚合物G的光吸收末端波长为930nm。
实施例10
在实施例3中,使用聚合物G代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
实施例11
(聚合物H的合成)
[化82]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,添加化合物13(265.0mg、0.214mmol)、2,2’-联二吡啶(100mg)、以及甲苯(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,添加双(1,5-环辛二烯)合镍(0)(177mg、0.643mmol),在室温(25℃)下搅拌30分钟之后,停止反应。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1g)以及纯水(10mL),边回流1小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用3重量(wt)%的醋酸水溶液10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了158mg的聚合物H。
关于用GPC测定得到的聚合物H的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为64,000,数均分子量(Mn)为18,000。聚合物H的光吸收末端波长为910nm。
实施例12
在实施例3中,使用聚合物H代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例18
(化合物19的合成)
[化83]
向1000ml三口烧瓶中,投入1,6-二溴芘(化合物18)3.60g(10.0mmol)和300ml的脱水THF,将THF溶液冷却到-78℃,进而用微量注射器滴加正丁基锂(1.6M的己烷溶液)15.0ml。在-78℃状态下搅拌2小时之后,滴加1-溴-3,7-二甲基辛烷5.31g(24.0mmol)。滴加结束后,使其为室温(25℃),使其反应15小时。将得到的反应液缓慢注入到水中而使反应停止,用甲苯对有机层进行提取,对有机层水洗2次。对得到的有机层进行浓缩,用己烷进行重结晶,得到了1.20g的化合物19(2.49mmol)。
参考例19
(化合物20的合成)
[化84]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200ml三口烧瓶中,投入1.00g的化合物19(2.07mmol)、氯仿50ml,室温(25℃)下搅拌使其溶解。室温下向其中滴加将溴0.729g(4.56mmol)溶于氯仿20ml而得到的溶液。搅拌12小时后,进而滴加将溴0.300g(1.88mmol)溶于氯仿10ml而得到的溶液,使其反应5小时。向得到的溶液中添加饱和硫代硫酸钠水溶液100ml,使反应结束,在该状态下室温搅拌,结果析出固体。对析出的固体(不溶物)进行过滤,回收。使得到的固体溶于氯仿和THF的混合溶剂之后,进行热过滤,接着进行重结晶,得到了0.95g的化合物20(1.48mmol)。
参考例20
(化合物21的合成)
[化85]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100ml四口烧瓶中,在氮气氛下分别添加0.90g的化合物20(1.40mmol)、双联频哪醇基二硼烷0.78g(3.08mmol)、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁(dppf)0.049g(0.083mmol)、0.069g的Pd(dppf)2Cl2(0.083mmol)、醋酸钾1.82g(18.5mmol)、1,4-二噁烷15ml,加热到100℃并进行搅拌。12小时后,对反应液进行硅藻土过滤,将溶剂除去。使剩余的固体溶于己烷和甲苯的混合溶剂,添加活性炭,在90℃搅拌2小时。将该混悬液用硅藻土加以热过滤,将溶剂除去之后,用己烷进行重结晶,由此得到了0.523g的化合物21(0.71mmol)。
实施例13
(聚合物I的合成)
[化86]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,添加化合物21(222.0mg、0.302mmol)、化合物13(395.1mg、0.318mmol)、甲苯(10mL)以及甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)(60.6mg、0.15mmol),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。升温至90℃后,添加醋酸钯(0.67mg、0.003mmol)、三(2-甲氧基苯基)膦(3.70mg、0.0105mmol)。然后,边在100℃进行搅拌,边用30分钟滴加碳酸钠水溶液(16.7wt%、1.90g、3.00mmol)。50分钟后,向反应液中添加苯硼酸(3.66mg、0.03mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1g)以及纯水(10mL),边回流1小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用3重量(wt)%的醋酸水溶液10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了392mg的聚合物I。
关于用GPC测定得到的聚合物I的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为103,000,数均分子量(Mn)为50,000。聚合物I的光吸收末端波长为805nm。
实施例14
在实施例3中,使用聚合物I代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例21
(化合物5d的合成)
[化87]
在参考例12中,使用十二烷基溴化镁的醚溶液(1M)代替3,7-二甲基辛基溴化镁的醚溶液(1M),除此之外,以同样的方法进行合成,得到了化合物5d。
1H NMR in CDCl3(ppm):7.24(d、1H)、7.20(d、1H)、6.98(d、1H)、6.77(d、1H)、1.80(b、4H)、1.33(b、40H)、0.87(s、6H)
参考例22
(化合物6d的合成)
[化88]
在参考例13中,使用化合物5d代替化合物5c,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了化合物6d。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.99(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.79(b、4H)、1.31(b、40H)、0.85(s、6H)
参考例23
(化合物11d的合成)
[化89]
在参考例14中,使用化合物6d代替化合物6c,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了化合物11d。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.826(t,12H),1.21(m,72H),1.43(m,8H),1.96(t,8H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
参考例24
(化合物12d的合成)
[化90]
在参考例15中,使用化合物11d代替化合物11,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了化合物12d。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.862(t,12H),1.213(m,72H),1.432(m,8H),1.968(t,8H),6.715(d,2H),7.045(d,2H),7.786(d,4H)
参考例25
(化合物13d的合成)
[化91]
在参考例16中,使用化合物12d代替化合物12,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了化合物13d。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.860(t,12H),1.213(m,72H),1.427(m,8H),1.949(t,8H),6.710(s,2H),7.756(s,4H)
参考例26
(化合物23的合成)
[化92]
向四口烧瓶中添加按照Chemistry of Materials,2006,18(14),pp3237-3241的记载而合成的化合物22(6.847g、10.00mmol)、双联频哪醇基二硼烷(10.16g、40.00mmol)以及二噁烷(150mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。添加1,1’-双(二苯基膦)二茂铁二氯化钯(408.3mg、5mol%)、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁(277.2mg、5mol%)以及作为碱的醋酸钾(3.926g、40.00mmol)之后,加热回流10小时。反应后,用HPLC对反应液进行分析,确认到化合物22的消失。
然后,使用滤器分离难溶于反应液的碱。接着,用旋转蒸发仪将溶剂蒸馏除去。然后,利用使用己烷作为展开溶剂的硅胶柱,进行反应生成物的精制,对得到的成分进行3小时的甲醇清洗,得到了淡褐色粉末。使该粉末溶于己烷(100mL)中之后,在添加了乙醇(100mL)的状态下放置而进行重结晶,得到了1.386g的化合物23。
实施例15
(聚合物J的合成)
[化93]
在烧瓶内的气体被氩置换后的烧瓶中,添加化合物23(223.5mg、0.287mmol)、化合物13d(408.4mg、0.302mmol)、以及THF(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)。边在80℃搅拌边用30分钟滴加碳酸钾水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)。15分钟后,向反应液中添加苯硼酸(3.66mg、0.03mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1g)以及纯水(10mL),边回流1小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用3重量(wt)%的醋酸水溶液10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了359mg的聚合物J。
关于用GPC测定得到的聚合物J的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为80,000,数均分子量(Mn)为25,000。聚合物J的光吸收末端波长为815nm。
实施例16
在实施例3中,使用聚合物J代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
实施例17
(聚合物K的合成)
[化94]
在实施例9中,使用化合物13d代替化合物13,除此之外,以同样的方法进行合成,得到了聚合物K。
用GPC测定得到的聚合物K的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=64000、Mn=22000。聚合物K的光吸收末端波长为930nm。
实施例18
在实施例3中,使用聚合物K代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例27
(化合物24的合成)
[化95]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL四口烧瓶中,投入1.04g的化合物4(5.00mmol)、35ml的脱水THF,制成均匀的溶液。边将烧瓶保持在-20℃,边添加2-己基癸基溴化镁的醚溶液(1M)15.0mL。然后,用30分钟将温度升至-5℃,在该状态下搅拌30分钟。然后,用10分钟将温度升至0℃,在该状态下搅拌1.5小时。然后,添加水使反应停止,用二乙基醚对反应生成物进行提取。用硫酸钠对作为二乙基醚溶液的有机层进行干燥,过滤后,使其通过使用氯仿作为展开溶剂的硅胶柱,将滤液的溶剂蒸馏除去,得到了1.30g的化合物24。
参考例28
(化合物5e的合成)
[化96]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL四口烧瓶中,投入1.30g的化合物24(2.99mmol)和30ml的脱水THF,制成均匀的溶液。边将烧瓶保持在-20℃,边添加3,7-二甲基辛基溴化镁的醚溶液(1M)15.0mL。然后,用30分钟将温度升至-5℃,在该状态下搅拌30分钟。然后,用10分钟将温度升至0℃,在该状态下搅拌1.5小时。然后,添加水使反应停止,用二乙基醚对反应生成物进行提取。用硫酸钠对作为二乙基醚溶液的有机层进行干燥,过滤后,使其通过使用氯仿作为展开溶剂的硅胶柱,将滤液的溶剂蒸馏除去,得到了1.20g的化合物5e。
参考例29
(化合物6e的合成)
[化97]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入1.20g的化合物5e(2.08mmol)、甲苯30mL,制成均匀的溶液。向该溶液中加入对甲苯磺酸钠一水合物100mg,在100℃搅拌1.5小时。将反应液冷却至室温(25℃)后,添加水50mL,用甲苯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥作为甲苯溶液的有机层,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用硅胶柱(溶剂:己烷)加以精制,得到了802mg的化合物6e。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.833(m,15H),1.0-1.5(m,35H),1.850(m,4H),6.688(m,2H),6.966(d,1H),7.028(d,1H)
参考例30
(化合物7e的合成)
[化98]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,投入化合物6e(400mg、0.716mmol)、N、N-二甲基甲酰胺(DMF)(20mL),制成均匀溶液。在25℃进行30分钟的氩鼓泡之后,冷却到-40℃,添加NBS(280.4mg、1.575mmol),用2小时升温到0℃。向反应液中添加水50mL,用二乙基醚进行提取,将提取的二乙基醚溶液用硫酸钠加以干燥后,进行过滤,将溶剂蒸馏除去。将得到的粗生成物用以己烷为溶剂的硅胶柱加以精制,得到了437mg的化合物7e。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.833(m,15H),1.0-1.5(m,35H),1.850(m,4H),6.660(s,1H),6.980(s,1H)
实施例19
(聚合物L的合成)
[化99]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL四口烧瓶中,添加化合物8(110.6mg、0.285mmol)、化合物7e(215.0mg、0.300mmol)、以及四氢呋喃(THF)(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)。边在80℃搅拌边用30分钟滴加碳酸钾水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)。30分钟后,向反应液中添加苯硼酸(3.66mg、0.03mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1g)以及纯水(10mL),边回流1小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用3重量(wt)%的醋酸水溶液10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了242mg的聚合物L。聚合物L的光吸收末端波长为930nm。
实施例20
在实施例3中,使用聚合物L代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
实施例21
在实施例3中,使用聚合物D代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例31
(聚合物M的合成)
[化100]
在烧瓶内的气体被氩置换后的100mL烧瓶中,添加化合物25(9,9-Dioctyl-2,7-dibromofluorene:9,9-二辛基-2,7-二溴芴)(Aldrich公司制)308mg(0.560mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole)(Aldrich公司制)110mg(0.552mmol)、甲基三烷基氯化铵(商品名Aliquat 336(注册商标)、Aldrich公司制)200mg,使其溶于甲苯15mL,将得到的甲苯溶液用氩气鼓泡30分钟。然后,添加醋酸钯4.0mg、三(2-甲氧基苯基)膦(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine:三(2-甲氧基苯基)膦)18.8mg、碳酸钠水溶液(16.7wt%)8.0mL,在100℃搅拌6小时。然后,向反应液中添加苯硼酸50mg,进而在100℃使其反应2小时。然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠1g和水10mL,在回流下进行2小时搅拌。反应结束后,将水层除去,将甲苯层用水20ml清洗2次,用醋酸水溶液(3wt%)20mL清洗2次,进而用水20mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,使得到的聚合物再次溶于甲苯5mL。使甲苯溶液通过氧化铝/硅胶柱而进行精制,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了的聚合物92mg。以下,将该聚合物称为聚合物M。用GPC测定得到的聚合物M的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=45000、Mn=21000。聚合物M的光吸收末端波长为545nm。
(比较例2)
在实施例3中,使用聚合物M代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
参考例32
(化合物26的合成)
[化101]
在烧瓶内的气体被氩置换后的500mL烧瓶中,投入溴化铜(I)5.65g(39.4mmol)、溴化锂6.84g(78.8mmol)、280mL的THF,搅拌而制成混悬液。将烧瓶冷却到-78℃,用10分钟向混悬液中滴加2-乙基己基溴化镁的1M二乙基醚溶液39.4mL。将反应液在-78℃搅拌30分钟之后,在-78℃用10分钟将向反应液中滴加草酰氯2.00g(15.8mmol)。滴加后,将反应液在-78℃搅拌1.5小时,进而在室温(25℃)下搅拌30分钟,向得到的溶液中添加饱和氯化铵水溶液160mL使反应停止。添加乙酸乙酯对有机层进行提取,用硫酸镁对得到的有机层进行干燥,过滤。用旋转蒸发仪对滤液进行浓缩,将得到的油状的物质用硅胶柱加以精制,得到了1.30g的作为淡黄色液体的化合物26。硅胶柱的展开溶剂使用了以容积比99∶1混合己烷和乙酸乙酯得到的溶液。
参考例33
(化合物28的合成)
[化102]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,添加1.33g的化合物26(4.72mmol)、1.20g的按照Chemistry of Materials Vol.8 No.2,(1996)中记载的方法合成的化合物27(4.31mmol)、乙醇60mL,在5小时回流下进行搅拌。然后,将溶剂用旋转蒸发仪蒸馏除去,将得到的深红色的固体用硅胶柱加以精制,得到了1.22g的目标化合物28。硅胶柱的展开溶剂,使用以容积比99∶1混合己烷和氯仿得到的溶液。
参考例34
(化合物29的合成)
[化103]
在烧瓶内的气体被氩置换后的300mL烧瓶中,投入1.22g的化合物28(2.32mmol)、氯仿100mL,制成均匀溶液。将烧瓶保持在-10℃,用30分钟添加0.87g的NBS。将烧瓶恢复到室温,添加饱和硫代硫酸钠水溶液100mL使反应停止。用氯仿对得到的溶液进行提取,用硫酸钠对有机层进行干燥,过滤。用旋转蒸发仪对滤液进行浓缩,将得到的蜡状固体用硅胶柱加以精制,得到了1.00g的目标化合物29。硅胶柱的展开溶剂使用以容积比98∶2混合庚烷和氯仿得到的溶液。
实施例22
(聚合物N的合成)
[化104]
在参考例11中,通过使用化合物29代替化合物10,而得到了聚合物N。关于聚合物N,聚苯乙烯换算的重均分子量为126000,聚苯乙烯换算的数均分子量为56000。聚合物N的光吸收末端波长为765nm。
实施例23
在实施例3中,使用聚合物N代替聚合物B,除此之外,以相同的方法制作元件,并进行评价。结果示于表1。
【表1】
光电转换元件评价结果
实施例24
(有机晶体管的制作)
对于具有厚度300nm的硅的热氧化膜、和高浓度掺杂有锑的n-型硅的硅基板,在丙酮中进行10分钟超声波清洗之后,照射20分钟的臭氧UV。然后,将用微量注射器向甲苯10mL中添加5滴十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液,旋涂到硅基板上,由此对热氧化膜的表面实施硅烷处理。硅的热氧化膜作为栅极绝缘层起作用,高浓度掺杂有锑的硅作为栅电极起作用。
接着,将聚合物J溶于邻二氯苯,制备聚合物J的浓度为0.5重量%的溶液,用薄膜滤器对该溶液进行过滤,制作了涂布液。利用旋涂法将该涂布液涂布在上述经硅烷处理的n-型硅基板上,形成了厚度为约60nm的聚合物J的涂布膜。然后,将该涂布膜在氮气氛中以170℃加热30分钟,形成了聚合物J的有机半导体薄膜形成。
接着,在有机半导体薄膜上配置金属掩模,利用真空蒸镀法在有机半导体薄膜上依次层叠三氧化钼以及金,制作具有三氧化钼和金的层叠结构的源电极以及漏电极,由此制造了有机晶体管。
使用半导体特性评价系统(半导体参数分析仪4200-SCS、KEITHLEY公司制)测定了有机晶体管的电特性。如果使施加给栅电极的负的栅电压增加,则负的漏电流也增加,所以能够确认到有机晶体管是p型有机晶体管。有机晶体管中的载流子的饱和场效应迁移率μ,使用表示有机晶体管的电特性的饱和区域中的漏电流Id的下述式(a)算出。
Id=(W/2L)μCi(Vg-Vt)2…(a)
(式中,L表示有机晶体管的沟道长,W表示有机晶体管的沟道宽度,Ci表示栅极绝缘膜的每单位面积的容量,Vg表示栅电压,Vt表示栅电压的阈值电压。)
载流子的场效应迁移率(载流子迁移率)为0.074cm2/Vs,接通/断开电流比为106。
实施例25
除了使用聚合物G代替聚合物J之外,以与实施例24相同的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.153cm2/Vs,接通/断开电流比为106。
实施例26
除了使用聚合物I代替聚合物J之外,以与实施例24相同的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为6.80×10-4cm2/Vs,接通/断开电流比为104。
实施例27
除了使用聚合物H代替聚合物J之外,以与实施例24相同的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.029cm2/Vs,接通/断开电流比为105。
实施例28
除了使用聚合物L代替聚合物J之外,以与实施例24相同的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为5.49×10-3cm2/Vs,接通/断开电流比为104。
实施例29
除了使用聚合物D代替聚合物J之外,以与实施例24相同的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为3.80×10-3cm2/Vs,接通/断开电流比为105。
实施例30
实施例24中,使用聚合物F代替聚合物J,使用β-PTS(β-苯基三氯硅烷)代替十八烷基三氯硅烷,使用氯仿代替邻二氯苯,使热处理温度为120℃来代替170℃,除此之外,以同样的方法制作有机晶体管元件,对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为7.3×10-3cm2/Vs,接通/断开电流比为104。
【表2】
有机晶体管元件评价结果
参考例35
(化合物30的合成)
[化105]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入2.16g的化合物6c(4.55mmol)、100mL的脱水THF,制成均匀的溶液。将该溶液保持在-78℃,用10分钟向该溶液中滴加2.6M的正丁基锂的己烷溶液4.37mL(11.4mmol)。滴加后,在-78℃搅拌30分钟,接着,在室温(25℃)下搅拌2小时。然后,将烧瓶冷却到-78℃添加,三丁基锡氯化物4.07g(12.5mmol)。添加后,在-78℃搅拌30分钟,接着,室温(25℃)下搅拌3小时。然后,添加水200ml使反应停止,用乙酸乙酯对反应生成物进行提取。用硫酸钠干燥乙酸乙酯溶液的有机层,过滤后,用旋转蒸发仪对滤液进行浓缩,将溶剂蒸馏除去。将得到的油状物质用硅胶柱加以精制(展开溶剂:己烷)。关于硅胶柱的硅胶,使用预先在含有5wt%的三乙基胺的己烷中浸渍5分钟然后用己烷洗涤后的硅胶。精制后,得到了3.52g的化合物30(3.34mmol)。
1H NMR in CDCl3(ppm):6.72(d、1H)、6.68(d、1H)、1.95-1.80(b、4H)、1.65-1.00(b、56H)、0.90-0.83(m、36H)
参考例36
(化合物31的合成)
[化106]
在500ml烧瓶中投入4,5-二氟-1,2-二氨基苯(东京化成工业制)10.2g(70.8mmol)、吡啶150mL,制成均匀溶液。在将烧瓶保持在0℃的情况下,向烧瓶内滴加氯化亚硫酰氯16.0g(134mmol)。滴加后,将烧瓶加热到25℃,进行6小时的反应。然后,添加水250ml,用氯仿对反应生成物进行提取。用硫酸钠对作为氯仿溶液的有机层进行干燥,过滤。用旋转蒸发仪对滤液进行浓缩,利用重结晶对析出的固体进行精制。重结晶的溶剂使用甲醇。精制后,得到了10.5g的化合物31(61.0mmol)。
1H NMR(CDCl3、ppm):7.75(t、2H)
19F NMR(CDCl3、ppm):-128.3(s、2F)
参考例37
(化合物32的合成)
[化107]
在100mL烧瓶中投入2.00g的化合物31(11.6mmol)、铁粉0.20g(3.58mmol),将烧瓶加热到90℃。用1小时向该烧瓶中滴加溴31g(194mmol)。滴加后,在90℃搅拌38小时。然后,将烧瓶冷却至室温(25℃),投入氯仿100mL加以稀释。将得到的溶液注入到5wt%的亚硫酸钠水溶液300mL,搅拌1小时。用分液漏斗对得到的混合液的有机层进行分离,用氯仿对水层提取3次。将得到的提取液与先前分离的有机层一起用硫酸钠加以干燥。过滤后,用旋转蒸发仪对滤液进行浓缩,将溶剂蒸馏除去。使得到的黄色的固体溶于加热到55℃的甲醇90mL,然后,冷却到25℃。对析出的结晶进行过滤回收,然后,室温(25℃)下进行减压干燥,得到了1.50g的化合物32。
19F NMR(CDCl3、ppm):-118.9(s、2F)
实施例31
(聚合物P的合成)
[化108]
在烧瓶内的气体被氩置换后的200mL烧瓶中,投入500mg的化合物30(0.475mmol)、141mg化合物32(0.427mmol)、甲苯32ml,制成均匀溶液。将得到的甲苯溶液用氩气鼓泡30分钟。然后,向甲苯溶液中添加三(二亚苄基丙酮)二钯6.52mg(0.007mmol)、三(2-甲苯甲酰基)膦13.0mg,在100℃搅拌6小时。然后,向反应液中添加溴苯500mg,进而搅拌5小时。然后,将烧瓶冷却到25℃,将反应液注入到甲醇300mL中。对析出的聚合物进行过滤并回收,将得到的聚合物投入圆筒滤纸中,使用索克斯累特提取器,用甲醇、丙酮以及己烷分别提取5小时。使圆筒滤纸内残留的聚合物溶于甲苯100mL,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠2g和水40mL,在8小时回流下进行搅拌。将水层除去后,将有机层用水50ml清洗2次,接着,用3wt%的醋酸水溶液50mL清洗2次,接着,用水50mL清洗2次,接着,用5%氟化钾水溶液50mL清洗2次,接着,用水50mL清洗2次,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,使得到的聚合物再次溶于邻二氯苯50mL,使其通过氧化铝/硅胶柱。将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出,过滤聚合物后,进行干燥,得到了精制后的聚合物185mg。以下,将该聚合物称为聚合物P。用GPC测定得到的聚合物P的分子量(聚苯乙烯换算)为Mw=29000、Mn=14000。聚合物P的光吸收末端波长为890nm。
实施例32
(墨液以及有机薄膜太阳能电池的制作、评价)
对带有利用溅射法形成的150nm的厚度ITO膜的玻璃基板实施臭氧UV处理,从而进行了表面处理。接着,将聚合物P以及富勒烯C60PCBM(苯基C61-丁酸甲酯)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、FrontierCarbon公司制)以C60PCBM相对于聚合物P的重量比为3的方式溶于邻二氯苯,制造了墨液2。在墨液2中,关于聚合物P和C60PCBM的总重量,相对于墨液2的重量为2.0重量%。使用该墨液2,通过旋涂在基板上进行涂布,制作了含有聚合物P的有机膜。该有机膜的膜厚约为100nm。对有机膜的光吸收末端波长进行了测定,结果为890nm。然后,利用真空蒸镀机在有机膜上以2nm的膜厚蒸镀氟化锂,接着以100nm的膜厚蒸镀Al。得到的有机薄膜太阳能电池的形状,为2mm×2mm的正方形。使用太阳光模拟器(分光计器制、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5G滤器、放射照度100mW/cm2),向得到的有机薄膜太阳能电池照射一定的光,对发生的电流和电压进行测定,求出光电转换效率、短路电流密度、开放端电压、填充因子(曲线因子)。Jsc(短路电流密度)为12.2mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.71V,ff(填充因子(曲线因子))为0.64,光电转换效率(η),5.54%。
实施例33
(墨液以及有机薄膜太阳能电池的制作、评价)
在实施例32中,使用富勒烯C70PCBM([6,6]苯基-C71丁酸甲酯([6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester))代替富勒烯C60PCBM,除此之外,以同样的方法制作有机薄膜太阳能电池,求出光电转换效率、短路电流密度、开放端电压、填充因子(曲线因子)。有机膜的光吸收末端波长为890nm,Jsc(短路电流密度)为15.9mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.715V,ff(填充因子(曲线因子))为0.59,光电转换效率(η)为6.72%。
【表3】
光电转换元件评价结果
参考例38
(化合物36的合成)
[化109]
向四口烧瓶中添加12.30g的化合物32(37.28mmol)、双(联频哪醇基)二硼烷23.67g(93.20mmol)、醋酸钾9.15g(93.20mmol)、以及二噁烷500mL,在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。向反应液中添加二苯基膦基二茂铁二氯化钯1.52g(1.86mmol)、二苯基膦基二茂铁1.03mg(1.86mmol)之后,加热回流60小时。回流后,利用液相色谱法确认到原料的消失。对反应液进行硅藻土过滤,分离出不溶成分之后,使滤液干燥而将溶剂除去,得到了褐色固体。向得到的褐色固体中添加热己烷200mL并过滤,使滤液干燥而将溶剂除去,得到了粗结晶。接下来,用己烷对粗结晶进行重结晶。进行2次重结晶,得到了3.12g的化合物36。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):1.45(s,24H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-117(s,2F)
参考例39
(化合物37的合成)
[化110]
使用四口烧瓶,添加化合物11(1.352g、2.442mmol)、以及四氢呋喃(25mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(21.6mg、0.024mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(27.4mg、0.094mmol)、以及磷酸钾水溶液(2mol/L、5.90g、11.79mmol)。边在80℃搅拌边用20分钟滴加将化合物36(0.500g、1.179mmol)溶于四氢呋喃(10mL)得到的溶液。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进行己烷提取,进行展开溶剂使用了己烷的柱精制之后,通过干燥得到了665mg的37。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.82m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.92(d,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-125(s,2F)
参考例40
(化合物38的合成)
[化111]
使用四口烧瓶,添加化合物37(657mg、0.588mmol)、四氢呋喃(THF)(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到0℃后,添加NBS(230mg、1.30mmol),升温至40℃。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,得到了685mg的化合物38。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.82(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.73(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-129(s,2F)
参考例41
(化合物39的合成)
[化112]
使用四口烧瓶,添加镁(3.50g、144.1mmol)、四氢呋喃(72mL)、3,7,11-三甲基十二烷基溴化物(20.98g、72.03mmol),制备了格氏试剂(1mol/L)。使用其他的四口烧瓶,添加化合物4(5.00g、24.01mmol)、四氢呋喃(200mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-40℃后,添加先前制备的格氏试剂,边升温至0℃边进行搅拌,3小时后确认到原料的消失。
向体系中加入水,进行氯仿提取,在进行了使用氯仿的柱精制之后,进行干燥,由此得到了含有化合物39的混合油。
参考例42
(化合物40的合成)
[化113]
使用四口烧瓶,添加含有参考例42中合成的所有化合物39的混合油、甲苯(100mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。接着,添加对甲苯磺酸一水合物(500mg)之后,升温至120℃,进行搅拌,1小时后确认到原料的消失。向体系中加入水,使用乙酸乙酯进行提取。在进行使用了己烷的柱精制之后,进行干燥,由此得到了15.6g的化合物40。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.80~0.88(m,24H),0.97~1.62(m,34H),1.87(q,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
参考例43
(化合物41的合成)
[化114]
使用四口烧瓶,添加化合物40(7.995g、13.00mmol)、四氢呋喃(160mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-30℃后,添加N-溴琥珀酰亚胺(1.85g,10.4mmol),在-10℃搅拌2小时,由此90%的原料消失,所以停止反应。向体系中加入水,进行二乙基醚提取,进行使用了己烷的柱精制。通过干燥得到了7.47g的化合物41。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.82~0.88(m,24H),0.95~1.60(m,34H),1.82(q,4H),6.64(s.1H).6.65(s.1H).6.98(d.1H)
参考例44
(化合物42的合成)
[化115]
使用四口烧瓶中,添加化合物41(1.729g、2.491mmol)、以及二氯甲烷(25mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(21.6mg、0.024mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(27.4mg、0.094mmol)、以及磷酸钾水溶液(2mol/L、5.90g、11.79mmol)。边在45℃搅拌,边用20分钟滴加将化合物36(0.500g、1.179mmol)溶于二氯甲烷(20mL)得到的溶液。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进行己烷提取,进行展开溶剂使用了己烷的柱精制之后,通过干燥得到了1.21g的化合物42。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.70-0.95(m,48H),0.96-1.60(m,68H),1.97(m,8H),6.72(d,2H),7.08(d,2H),7.93(d,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-125(s,2F)
参考例45
(化合物43的合成)
[化116]
使用四口烧瓶,添加化合物42(1.214g、0.868mmol)、四氢呋喃(THF)(40mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到0℃后,添加NBS(340mg、1.91mmol),升温至40℃。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,得到了1.23g的化合物43。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.65-0.96(m,48H),0.98-1.62(m,68H),1.95(m,8H),6.73(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-129(s,2F)
参考例46
(化合物44的合成)
[化117]
使用四口烧瓶,添加化合物11d(3.388g、5.556mmol)、以及二氯甲烷(50mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(86.4mg、0.094mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(109.5mg、0.377mmol)、以及磷酸钾水溶液(2mol/L、11.79g、23.58mmol)。边在45℃搅拌,边用20分钟滴加将化合物36(1.000g、2.358mmol)溶于二氯甲烷(50mL)得到的溶液。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进行己烷提取,进行展开溶剂使用了己烷的柱精制之后,通过干燥得到了1.88g的化合物44。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.86(t,12H),0.95-1.50(m,80H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.92(d,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-125(s,2F)
参考例47
(化合物45的合成)
[化118]
使用四口烧瓶,添加化合物44(1.884g、1.532mmol)、四氢呋喃(THF)(60mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到0℃后,添加NBS(600mg、3.37mmol),升温至40℃。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,得到了1.88g的化合物45。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.86(t,12H),1.18-1.50(m,80H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-129(s,2F)
参考例48
(化合物46的合成)
[化119]
使用四口烧瓶,添加化合物4(6.00g、28.81mmol)、四氢呋喃(240mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-40℃后,添加正十五烷基溴化镁(0.5mol/L四氢呋喃溶液、173mL),边升温至0℃边进行搅拌,3小时后确认到原料的消失。
向体系中加入水,进行氯仿提取,在进行使用了氯仿的柱精制之后,进行干燥,由此得到了含有化合物46的混合油。
参考例49
(化合物47的合成)
[化120]
使用四口烧瓶,添加含有参考例48中合成的全部化合物46的混合油、甲苯(120mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。接着,添加对甲苯磺酸一水合物(600mg)之后,升温至120℃,进行搅拌,1小时后确认到原料的消失。向体系中加入水,使用乙酸乙酯进行提取。在进行使用了己烷的柱精制之后,进行干燥,由此得到了18.4g的化合物47。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.82(t,6H),1.21(m,48H),1.43(m,4H),1.96(t,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
参考例50
(化合物48的合成)
[化121]
使用四口烧瓶,添加化合物47(23.2g,37.8mmol)、四氢呋喃(340mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-30℃后,添加N-溴琥珀酰亚胺(6.05g,34.0mmol),在-10℃搅拌2小时,由此90%的原料消失,所以停止反应。向体系中加入水,进行二乙基醚提取,进行使用了己烷的柱精制。通过干燥得到了23.3g的化合物48。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.83(t,6H),1.23(m,48H),1.44(m,4H),1.98(t,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
参考例51
(化合物49的合成)
[化122]
使用四口烧瓶,添加化合物48(1.695g、2.442mmol)、以及二氯甲烷(50mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(21.6mg、0.024mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(27.4mg、0.094mmol)、以及磷酸钾水溶液(2mol/L、5.90g、11.79mmol)。边在45℃搅拌,边用20分钟滴加将化合物36(0.500g、1.179mmol)溶于二氯甲烷(10mL)得到的溶液。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进行己烷提取,进行展开溶剂使用了己烷的柱精制之后,通过干燥得到了1.00g的49。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.90-1.46(m,104H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.93(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-125(s,2F)
参考例52
(化合物50的合成)
[化123]
使用四口烧瓶,添加化合物49(1.001g、0.716mmol)、四氢呋喃(THF)(30mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到0℃后,添加NBS(280mg、1.573mmol),升温至40℃。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,得到了1.04g的化合物50。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,104H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-129(s,2F)
参考例53
(化合物51的合成)
[化124]
使用四口烧瓶,添加镁(3.50g、144.1mmol)、四氢呋喃(72mL)、正十八烷基溴化物(24.01g、72.03mmol),制备格氏试剂(1mol/L)。使用另外的四口烧瓶,添加化合物4(5.00g、24.01mmol)、四氢呋喃(200mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-40℃后,添加先前制备的格氏试剂,边升温至0℃边进行搅拌,3小时后确认到原料的消失。
向体系中加入水,进行氯仿提取,在进行使用了氯仿的柱精制之后,进行干燥,由此得到了含有化合物51的混合油。
参考例54
(化合物52的合成)
[化125]
使用四口烧瓶,添加含有参考例53中合成的化合物51的全部混合油、甲苯(200mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。接着,添加对甲苯磺酸一水合物(1000mg)之后,升温至120℃,进行搅拌,1小时后确认到原料的消失。向体系中加入水,使用乙酸乙酯进行提取。在进行使用了己烷的柱精制之后,进行干燥,由此得到了23.1g的化合物52。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.81(t,6H),1.21(m,60H),1.43(m,4H),1.96(t,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
参考例55
(化合物53的合成)
[化126]
使用四口烧瓶,添加化合物52(1.500g、2.145mmol)、四氢呋喃(150mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到-30℃后,添加N-溴琥珀酰亚胺(343.3mg、1.931mmol),在-10℃搅拌2小时,由此90%的原料消失,所以停止反应。向体系中加入水,进行二乙基醚提取,进行使用了己烷的柱精制。通过干燥得到了1.657g的化合物53。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.83(t,6H),1.21(m,60H),1.43(m,4H),1.97(t,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.97(s,1H)
参考例56
(化合物54的合成)
[化127]
使用四口烧瓶,添加化合物53(1.657g、2.129mmol)、以及二氯甲烷(22mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(38.8mg、0.042mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(49.2mg、0.170mmol)、以及磷酸钾水溶液(2mol/L、5.30g、10.60mmol)。边在45℃搅拌,边用20分钟滴加将化合物36(0.450g、1.061mmol)溶于二氯甲烷(20mL)得到的溶液。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进行己烷提取,进行展开溶剂使用了己烷的柱精制之后,通过干燥得到了1.657g的54。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.95-1.53(m,128H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.08(d,2H),7.93(d,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-125(s,2F)
参考例57
(化合物55的合成)
[化128]
使用四口烧瓶,添加化合物54(1.166g、0.744mmol)、四氢呋喃(THF)(120mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。冷却到0℃后,添加NBS(291mg、1.64mmol),升温至40℃。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,得到了1.18g的化合物55。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,128H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl3,δ(ppm)):-129(s,2F)
参考例58
(化合物56的合成)
[化129]
使用四口烧瓶,添加化合物8(1.501g、3.868mmol)、化合物41(6.045g、8.710mmol)、以及四氢呋喃(150mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。随后向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(70.8mg、0.0773mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(89.7mg、0.309mmol)。边在45℃搅拌反应液,边用10分钟滴加磷酸钾水溶液(2mol/L、19.36g、38.65mmol)。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进而添加己烷进行有机层的提取,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的精制之后,通过干燥有机层而得到了5.432g的化合物56。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.70-0.86(m,48H),0.90-1.60(m,68H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(d,2H),7.80(d,2H)
参考例59
(化合物57的合成)
[化130]
使用四口烧瓶,添加化合物56(5.265g、3.865mmol)、四氢呋喃(THF)(100mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。将反应液冷却到-30℃后,添加NBS(1.513g、8.501mmol),用30分钟升温至-10℃,1小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,由此得到了4.24g的化合物57。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.77-0.91(m,48H),0.95-1.60(m,68H),1.96(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
参考例60
(化合物58的合成)
[化131]
使用四口烧瓶,添加化合物8(6.36g、16.39mmol)、化合物48(23.32g、33.60mmol)、以及四氢呋喃(600mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(300.2mg、0.328mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(380.5mg、1.311mmol)。边在45℃搅拌反应液,边用10分钟滴加磷酸钾水溶液(2mol/L、81.97g、163.94mmol)。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进而添加己烷进行有机层的提取,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的精制之后,通过干燥有机层而得到了15.02g的化合物58。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.90-1.46(m,104H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(d,2H),7.80(d,2H)
参考例61
(化合物59的合成)
[化132]
使用四口烧瓶,添加化合物58(15.89g、11.66mmol)、四氢呋喃(THF)(320mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。将反应温度冷却到-30℃后,添加NBS(4.57g、25.68mmol),用30分钟升温至-10℃,利用液相色谱法1小时后确认到原料的消失。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,由此得到了15.24g的化合物59。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.93-1.52(m,104H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
参考例62
(化合物60的合成)
[化133]
使用四口烧瓶,添加化合物8(1.164g、3.000mmol)、化合物53(4.669g、6.000mmol)、以及四氢呋喃(100mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(27.47mg、0.030mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(34.82mg、0.120mmol)。边在45℃搅拌反应液,边用10分钟滴加磷酸钾水溶液(2mol/L、15.00g、30.00mmol)。2小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。向体系中加入水,进而添加己烷进行有机层的提取,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的精制之后,通过干燥有机层而得到了2.985g的化合物60。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.95-1.53(m,128H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.76(d,2H),7.80(d,2H)
参考例63
(化合物61的合成)
[化134]
使用四口烧瓶,添加化合物60(2.985g、1.950mmol)、四氢呋喃(THF)(60mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。将反应液冷却到-30℃后,添加NBS(970mg、4.875mmol),用30分钟升温至-10℃,1小时后,利用液相色谱法确认到原料的消失。1小时后确认到原料的消失。然后,向反应液中添加硫代硫酸钠水溶液,使用己烷进行有机层的提取。然后,利用展开溶剂使用了己烷的柱进行有机层的分离,对分离得到的成分进行干燥,由此得到了2.72g的化合物61。
1H-NMR(CDCl3,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,128H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.78(s,2H)
实施例34
(聚合物V的合成)
[化135]
使用四口烧瓶,添加化合物38(191.3mg、0.150mmol)、以及二氯甲烷(24mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(2.75mg、0.003mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(3.48mg、0.012mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、0.8g、1.6mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物36(63.6mg、0.150mmol)溶于二氯甲烷(6mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(15.0mg、0.123mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1g)以及纯水(10mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水50ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)50mL清洗2次,进而用水50mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了50mg的聚合物V。
关于用GPC测定得到的聚合物V的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为25,000,数均分子量(Mn)为10,000。聚合物V的吸收端波长为940nm。
实施例35
(聚合物W的合成)
[化136]
使用四口烧瓶,添加化合物43(440.0mg、0.280mmol)、以及二氯甲烷(50mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)、磷钾水溶液(2mol/L、1.5g、3.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物36(120.0mg、0.280mmol)溶于二氯甲烷(12mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(150mg、1.23mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(10g)以及纯水(100mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水500ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)200mL清洗2次,进而用水200mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了150mg的聚合物W。
关于用GPC测定得到的聚合物W的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为8,500,数均分子量(Mn)为4,000。聚合物W的吸收端波长为940nm。
实施例36
(聚合物X的合成)
[化137]
使用四口烧瓶,添加化合物43(50.5mg、0.032mmol)、以及四氢呋喃(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.5g、3.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加溶于四氢呋喃(5mL)中得到的化合物8(12.4mg、0.032mmol)的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(30.0mg、0.246mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1.5g)以及纯水(13.5mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水15ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)15mL清洗2次,进而用水15mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了24mg的聚合物X。
关于用GPC测定得到的聚合物X的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为25,000,数均分子量(Mn)为10,000。聚合物X的吸收端波长为940nm。
实施例37
(聚合物Y的合成)
[化138]
使用四口烧瓶,添加化合物45(416.3mg、0.300mmol)、以及二氯甲烷(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(10.99mg、0.012mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(13.93mg、0.048mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.5g、3.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物36(127.2mg、0.300mmol)溶于二氯甲烷(10mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(30.0mg、0.246mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(2.5g)以及纯水(22.5mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水30ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)30mL清洗2次,进而用水30mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了156mg的聚合物Y。
关于用GPC测定得到的聚合物Y的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为76,000,数均分子量(Mn)为31,000。聚合物Y的吸收端波长为940nm。
实施例38
(聚合物Z的合成)
[化139]
使用四口烧瓶,添加化合物45(277.5mg、0.200mmol)、以及四氢呋喃(40mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(3.66mg、0.004mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(4.64mg、0.016mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.0g、2.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物8(77.6mg、0.200mmol)溶于四氢呋喃(10mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(20.0mg、0.164mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1.0g)以及纯水(9.0mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了44mg的聚合物Z。
关于用GPC测定得到的聚合物Z的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为35,000,数均分子量(Mn)为15,000。聚合物Z的吸收端波长为950nm。
实施例39
(聚合物Z2的合成)
[化140]
使用四口烧瓶,添加化合物50(311.2mg、0.200mmol)、以及二氯甲烷(10mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(7.32mg、0.008mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(9.28mg、0.032mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.0g、2.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加溶于二氯甲烷(10mL)中得到的化合物36(84.8mg、0.200mmol)的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(20.0mg、0.164mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1.7g)以及纯水(15.0mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水20ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)20mL清洗2次,进而用水20mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了197mg的聚合物Z2。
关于用GPC测定得到的聚合物Z2的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为240,000,数均分子量(Mn)为90,000。聚合物Z2的吸收端波长为950nm。
实施例40
(聚合物Z3的合成)
[化141]
使用四口烧瓶,添加化合物50(252.2mg、0.162mmol)、以及四氢呋喃(20mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(3.66mg、0.004mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(4.64mg、0.016mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.0g、2.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加溶于四氢呋喃(10mL)中得到的化合物8(62.9mg、0.162mmol)的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(20.0mg、0.164mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1.0g)以及纯水(9.0mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了165mg的聚合物Z3。
关于用GPC测定得到的聚合物Z3的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为300,000,数均分子量(Mn)为100,000。聚合物Z3的吸收端波长为950nm。
实施例41
(聚合物Z4的合成)
[化142]
使用四口烧瓶,添加化合物55(344.9mg、0.200mmol)、以及四氢呋喃(12mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(3.66mg、0.004mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(4.64mg、0.016mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.0g、2.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物8(77.6mg、0.200mmol)溶于四氢呋喃(10mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(20.0mg、0.164mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(1.0g)以及纯水(9.0mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水10ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)10mL清洗2次,进而用水10mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了236mg的聚合物Z4。
关于用GPC测定得到的聚合物Z4的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为101,000,数均分子量(Mn)为32,000。聚合物Z4的吸收端波长为940nm。
实施例42
(聚合物Z5的合成)
[化143]
使用四口烧瓶,添加化合物57(455.3mg、0.300mmol)、以及四氢呋喃(30mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.50mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(7.0mg、0.024mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.5g、3.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加溶于四氢呋喃(10mL)中得到的化合物8(122.3mg、0.315mmol)的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(30.0mg、0.246mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(2.5g)以及纯水(22.5mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水30ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)30mL清洗2次,进而用水30mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了343.9mg的聚合物Z5。
关于用GPC测定得到的聚合物Z5的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为70,000,数均分子量(Mn)为27,000。聚合物Z5的吸收端波长为940nm。
实施例43
(聚合物Z6的合成)
[化144]
使用四口烧瓶,添加化合物59(912.0mg、0.600mmol)、以及四氢呋喃(42mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(5.49mg、0.006mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(6.96mg、0.024mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、3.0g、6.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物8(232.9mg、0.600mmol)溶于四氢呋喃(18mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(60.0mg、0.492mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(5.0g)以及纯水(45.0mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水60ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)60mL清洗2次,进而用水60mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了779.0mg的聚合物Z6。
关于用GPC测定得到的聚合物Z6的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为116,000,数均分子量(Mn)为40,000。聚合物Z6的吸收端波长为950nm。
实施例44
(聚合物Z7的合成)
[化145]
使用四口烧瓶,添加化合物61(506.5mg、0.300mmol)、以及四氢呋喃(21mL),在室温(25℃)下进行30分钟的氩鼓泡。然后,向反应液中添加三(二亚苄基丙酮)钯(2.75mg、0.003mmol)、[三(叔丁基)鏻]四氟硼酸盐(3.48mg、0.012mmol)、磷酸钾水溶液(2mol/L、1.5g、3.0mmol)。边在油浴温度40℃下搅拌反应液,边用10分钟滴加化合物8(116.4mg、0.300mmol)溶于四氢呋喃(9mL)中得到的溶液,搅拌30分钟。然后,向反应液中添加苯硼酸(30.0mg、0.246mmol),进而搅拌1小时之后,停止反应。需要说明的是,反应是在氩气氛下进行的。
然后,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠(2.5g)以及纯水(22.5mL),边回流3小时边进行搅拌。将反应液中的水层除去后,将有机层用水30ml清洗2次,用醋酸水溶液(3重量(wt)%)30mL清洗2次,进而用水30mL清洗2次,注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,将得到的聚合物溶于甲苯,使其通过氧化铝/硅胶柱,将得到的溶液注入到甲醇中而使聚合物析出。过滤聚合物后,进行干燥,得到了440.5mg的聚合物Z7。
关于用GPC测定得到的聚合物Z7的分子量(聚苯乙烯换算),重均分子量(Mw)为55,000,数均分子量(Mn)为20,000。聚合物Z7的吸收端波长为940nm。
实施例45
(有机晶体管的制作)
将具有厚度300nm的热氧化膜的高浓度掺杂的n-型硅基板,在丙酮中进行10分钟超声波清洗之后,照射20分钟臭氧UV。然后,旋涂在甲苯10ml中以5滴(用微量注射器采取并滴加)的比例而稀释的β-苯乙基三氯硅烷,由此对热氧化膜表面实施了硅烷处理。
接着,将聚合物X溶于邻二氯苯,制备聚合物X的浓度为0.5重量%的溶液,用薄膜滤器对该溶液进行过滤,制作了涂布液。利用旋涂法将该涂布液涂布到上述经表面处理的基板上,形成了聚合物X的涂布膜(厚度:约30nm)。进而将该涂布膜在氮气氛中以170℃热处理30分钟,由此形成了聚合物X的有机半导体薄膜。
进而,利用使用了金属掩模的真空蒸镀法,在有机半导体薄膜上,制作从有机半导体薄膜侧起具有三氧化钼以及金的层叠结构的源电极以及漏电极,由此制造了有机晶体管。
实施例46
(有机晶体管的评价)
使用有机晶体管的电特性、半导体参数分析仪4200(KEITHLEY公司制)进行了测定。其结果,发现使用了聚合物X的有机晶体管的漏电流(Id)相对于漏电压(Vd)的变化曲线良好,在使施加给栅电极的负的栅电压增加时,负的漏电流也增加,所以可以确认有机晶体管是p型有机晶体管。有机晶体管中的载流子的场效应迁移率μ,使用表示有机晶体管的电特性的饱和区域中的漏电流Id的下述式(a)算出。
Id=(W/2L)μCi(Vg-Vt)2…(a)
(式中,L表示有机晶体管的沟道长,W表示有机晶体管的沟道宽度,Ci表示栅极绝缘膜的每单位面积的容量,Vg表示栅电压,Vt表示栅电压的阈值电压。)
其结果,发现载流子的场效应迁移率(载流子迁移率)为0.03cm2/Vs,接通/断开电流比为105。结果示于表4。
实施例47
除了使用聚合物Y代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.07cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例48
除了使用聚合物Z代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.06cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例49
除了使用聚合物Z2代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.13cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例50
除了使用聚合物Z3代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.25cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例51
除了使用聚合物Z4代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.12cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例52
除了使用聚合物Z5代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.04cm2/Vs,接通/断开电流比为105。结果示于表4。
实施例53
除了使用聚合物Z6代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.32cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
实施例54
除了使用聚合物K代替聚合物X之外,以与实施例45相同的方法制作有机晶体管元件,以与实施例46相同的方法对晶体管特性进行了评价。载流子迁移率为0.30cm2/Vs,接通/断开电流比为106。结果示于表4。
【表4】
有机晶体管元件评价结果
实施例55
(墨液以及有机薄膜太阳能电池的制作、评价)
对带有利用溅射法形成的150nm的厚度ITO膜的玻璃基板实施臭氧UV处理,进行了表面处理。接着,将聚合物X以及富勒烯C60PCBM(苯基C61-丁酸甲酯)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、FrontierCarbon公司制)按照C60PCBM的重量相对于聚合物X的重量的比为3的方式溶于邻二氯苯,制造了墨液。相对于墨液的重量,聚合物X和C60PCBM的总重量为2.0重量%。利用旋涂将该墨液涂布到玻璃基板上,制作了含有聚合物X的有机膜。膜厚为约100nm。如此制作的有机膜的光吸收端波长为940nm。然后,利用真空蒸镀机在有机膜上以2nm的膜厚蒸镀氟化锂,接着以100nm的膜厚蒸镀Al,制造了有机薄膜太阳能电池制造。得到的有机薄膜太阳能电池的形状为2mm×2mm的正方形。使用太阳光模拟器(分光计器制、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5G滤器、放射照度100mW/cm2),向得到的有机薄膜太阳能电池照射一定的光,对发生的电流和电压进行测定,求出光电转换效率、短路电流密度、开放电压、填充因子。Jsc(短路电流密度)为11.20mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.62V,ff(填充因子(曲线因子))为0.67,光电转换效率(η)为4.63%。结果示于表5。
实施例56
除了使用聚合物Y代替聚合物W之外,以与实施例55相同的方法制作墨液以及有机薄膜太阳能电池,并进行评价。Jsc(短路电流密度)为5.00mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.69V,ff(填充因子(曲线因子))为0.56,光电转换效率(η)为1.96%。结果示于表5。
实施例57
除了使用聚合物Z2代替聚合物W之外,以与实施例55相同的方法制作墨液以及有机薄膜太阳能电池,并进行评价。Jsc(短路电流密度)为6.67mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.71V,ff(填充因子(曲线因子))为0.66,光电转换效率(η)为3.11%。结果示于表5。
实施例58
除了使用聚合物Z3代替聚合物W之外,以与实施例55相同的方法制作墨液以及有机薄膜太阳能电池,并进行评价。Jsc(短路电流密度)为10.73mA/cm2,Voc(开放端电压)为0.58V,ff(填充因子(曲线因子))为0.65,光电转换效率(η)为4.02%。结果示于表5。
表5
光电转换元件评价结果
Claims (10)
1.一种高分子化合物,其具有式(1)表示的结构单元且光吸收末端波长为700nm以上,
[化1]
式中,Ar1以及Ar2相同或不同,表示3价芳香族烃基或3价杂环基,X1以及X2相同或不同,表示-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO2-、-C(R50)(R51)-、-Si(R3)(R4)-、-N(R5)-、-B(R6)-、-P(R7)-或-P(=O)(R8)-,R50、R51、R3、R4、R5、R6、R7以及R8相同或不同,表示氢原子、卤原子、烷基、烷基氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷基氧基、芳基烷基硫基、酰基、酰氧基、酰胺基、酰亚胺基、氨基、取代氨基、取代甲硅烷基、取代甲硅烷基氧基、取代甲硅烷基硫基、取代甲硅烷基氨基、1价杂环基、杂环氧基、杂环硫基、芳基烯基、芳基炔基、羧基或氰基,其中,X1和X2不相同,另外,X1和Ar2,与构成Ar1的环中相邻的原子键合,X2和Ar1,与构成Ar2的环中相邻的原子键合。
2.如权利要求1所述的高分子化合物,其中,
还具有式(A-1)、式(B-1)、式(C-1)、式(D-1)或式(E-1)表示的结构单元,
[化2]
式(A-1)~式(E-1)中,Q1表示硫原子、氧原子、硒原子、-N(R30)-或-CR31=CR32-,R30、R31以及R32相同或不同,表示氢原子或取代基,R20~R25相同或不同,表示氢原子或取代基,R20和R21可以连结而形成环状结构,环G~环N相同或不同,表示芳香环。
4.如权利要求1所述的高分子化合物,其中,
X2是-C(R50)(R51)-。
5.如权利要求1所述的高分子化合物,其中,
X1是-O-。
6.一种薄膜,其中,
含有权利要求1所述的高分子化合物。
7.一种组合物,其中,
含有权利要求1所述的高分子化合物和电子接受性化合物。
8.如权利要求7所述的组合物,其中,
电子接受性化合物是富勒烯衍生物。
9.一种薄膜,其中,
含有权利要求7所述的组合物。
10.一种墨液,其中,
含有权利要求7所述的组合物和溶剂。
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Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120718 |