JP2015510539A5 - - Google Patents

Claims (23)

1. 下記の式（Ａ）を有する少なくとも１つのヘテロアセンモノマー単位と、下記の式（Ｂ）を有する少なくとも１つのモノマー単位との混合物を含む、多環芳香族炭化水素コポリマー（ＰＡＨＣ）。
   

   

   

   （式中、式（Ａ）のモノマーは、純粋なシス異性体もしくは純粋なトランス異性体、またはシス異性体とトランス異性体の混合物であってよく；
   Ｙ¹とＹ²は、独立してＯ、Ｓ、Ｓｅ、またはＮＲ’’’’であり、
   Ｒ’’’’は、Ｈ、または環状、直鎖状、もしくは分枝状のＣ₁〜Ｃ₁₀アルキル基であり、
   Ｒ ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、およびＲ¹⁴の各々は、同一でも異なっていてもよく、独立して、水素；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₁−Ｃ₄₀アルキル基；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₂−Ｃ₄₀アルケニル基；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₂−Ｃ₄₀アルキニル基；随意に置換されたＣ₃−Ｃ₄₀シクロアルキル基；随意に置換されたＣ₆−Ｃ₄₀アリール基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀複素環基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀ヘテロアリール基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀アルコキシ基；随意に置換されたＣ₆−Ｃ₄₀アリールオキシ基；随意に置換されたＣ₇−Ｃ₄₀アルキルアリールオキシ基；随意に置換されたＣ₂−Ｃ₄₀アルコキシカルボニル基；随意に置換されたＣ₇−Ｃ₄₀アリールオキシカルボニル基；シアノ基（−ＣＮ）；カルバモイル基（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ¹⁵Ｒ¹⁶）；カルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ¹⁷）；カルボキシル基（−ＣＯ₂Ｒ¹⁸）；シアネート基（−ＯＣＮ）；イソシアノ基（−ＮＣ）；イソシアネート基（−ＮＣＯ）；チオシアネート基（−ＳＣＮ）もしくはチオイソシアネート基（−ＮＣＳ）；随意に置換されたアミノ基；ヒドロキシ基；ニトロ基；ＣＦ₃基；ハロ基（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ）；−ＳＲ¹⁹；−ＳＯ₃Ｈ；−ＳＯ₂Ｒ²⁰；−ＳＦ₅；随意に置換されたシリル基；−ＳｉＨ₂Ｒ²²基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、−ＳｉＨＲ²²Ｒ²³基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル、または−Ｓｉ（Ｒ²²）_x（Ｒ²³）_y（Ｒ²⁴）_z基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル部分を表し；
   各Ｒ²²基は、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル基、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルケニル基、および置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基からなる群より独立して選ばれ；
   各Ｒ²³基は、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル基、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルケニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、および置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基からなる群より独立して選ばれ；
   Ｒ²⁴は、水素、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基、置換Ｃ₅−Ｃ₂₀アリール基、置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀アリールアルキレン基、アセチル基、ならびに環中にＯ、Ｎ、Ｓ、およびＳｅのうち少なくとも１つを含む置換または非置換Ｃ₃−Ｃ₂₀複素環からなる群より独立して選ばれ；
   ｘ＝１または２であり；ｙ＝１または２であり；ｚ＝０または１であり；（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝３であり；
   Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰の各々は、独立して、Ｈを表すか、または１つ以上のヘテロ原子を随意に含む随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀カルビル基もしくはヒドロカルビル基を表し；
   Ｒ¹⁷は、ハロゲン原子もしくはＨを表すか、または、１つ以上のヘテロ原子を随意に含
   む随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀カルビル基もしくはＣ₁−Ｃ₄₀ヒドロカルビル基を表し；
   ｋとｌは、独立して０、１、または２であり；
   Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、およびＲ¹¹のうち少なくとも２つは、式（Ａ）または（Ｂ）を有する別のモノマー単位との−＊で表される結合であり、
   Ａｒ₁、Ａｒ₂、およびＡｒ₃は、同一でも異なっていてもよく、その各々は、異なる繰り返し単位に存在する場合は独立して、随意に置換されたＣ_6-40芳香族基（単環または多環）を表す。）
2. Ａｒ ₁ 、Ａｒ ₂ 、およびＡｒ ₃ のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの極性基または極性化性の基で置換されている、請求項１に記載のＰＡＨＣ。
3. 前記コポリマー中のすべてのモノマー単位（Ａ）および（Ｂ）の総計に対して、少なくとも２０〜４０％のモノマー（Ａ）と、少なくとも６０〜８０％のモノマー（Ｂ）とを含む、請求項１または２に記載のＰＡＨＣ。
4. Ｒ²＝Ｒ¹⁰であり、Ｒ²とＲ¹⁰は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、随意にフッ素化もしくは全フッ素置換され１〜２０個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキル、随意にフッ素化もしくは全フッ素置換され１〜２０個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ、または随意にフッ素化もしくは全フッ素置換され６〜３０個の炭素原子を有するアリールを表す、請求項１〜３のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
5. 前記コポリマーは、１０００Ｈｚ時の誘電率が１．５超である、請求項１〜４のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
6. Ｒ¹、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、およびＲ¹⁴基のうちの少なくとも１つは、（トリ−Ｃ_1-20ヒドロカルビルシリル）Ｃ_1-4アルキニル−基である、請求項１〜５のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
7. 下記の式（Ａ１）または（Ａ２）を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
   

   

   

   （式中、Ｒ²⁵、Ｒ²⁶、およびＲ²⁷は、Ｃ₁−Ｃ₆アルキルとＣ₂−Ｃ₆アルケニルからなる群より独立して選ばれる。）
8. Ｒ ²⁵ 、Ｒ ²⁶ 、およびＲ ²⁷ は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、１−プロペニル、および２−プロペニルからなる群より独立して選ばれる、請求項７のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
9. 前記ヘテロアセンモノマー単位は下記の式（Ａ３）および（Ａ４）を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
   

   
10. 前記モノマー単位（Ｂ）は、同一でも異なっていてもよい前記Ａｒ₁、Ａｒ₂、およびＡｒ₃を有し、その各々は、異なる繰り返し単位に存在する場合は独立して、随意に置換されたＣ_6-20芳香族基（単環または多環）を表し、Ａｒ₁、Ａｒ₂、およびＡｒ₃のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つ以上の極性基または極性化性の基で置換され、モノマー単位（Ｂ）の数であるｎがｎ＝１〜２０である、請求項１〜９のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
11. 前記１つ以上の極性基または極性化性の基は、ニトロ基；ニトリル基；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で置換されたＣ_1-40アルキル基；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネ
    ート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたＣ_1-40アルコキシ基；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたＣ_1-40カルボン酸基；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたＣ_2-40カルボン酸エステル；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたスルホン酸；ニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたスルホン酸エステル；シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、チオイソシアネート基；およびニトロ基、ニトリル基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、またはチオイソシアネート基で随意に置換されたアミノ基；ならびにこれらの組み合わせからなる群より独立して選ばれる、請求項１０に記載のＰＡＨＣ。
12. Ａｒ₁、Ａｒ₂、およびＡｒ₃はすべてフェニルであり、該すべてのフェニルは、メトキシ、シアノメチル、ＣＮ、およびこれらの混合からなる群より選ばれる１つまたは２つの基で独立して置換されてよく、モノマー単位（Ｂ）の数であるｎがｎ＝１〜１０である、請求項１０または１１に記載のＰＡＨＣ。
13. 下記の１つ以上のモノマー（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｄ’）、および／または（Ｅ）をさらに含む、請求項１〜１２のいずれかに記載のＰＡＨＣ。
    

    

    

    

    （式中、Ｒ^1'、Ｒ^2'、Ｒ^3'、Ｒ^4'、Ｒ^5'、Ｒ^6'、およびＲ^7'の各々は、同一でも異なっていてもよく、請求項１で定義されているＲ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、およびＲ⁷と同一の群から選ばれ；
    ｎ’＝１〜３であり；
    前記コポリマー中の全モノマー単位の総重量に対して、モノマー（Ａ）は少なくとも２０重量％の量で存在し、モノマー（Ｂ）は少なくとも６０重量％の量で存在し、残り部分はモノマー（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｄ’）、および／または（Ｅ）で構成される。）
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載のＰＡＨＣと、ポリアセン小分子と、を含む有機半導体組成物であって、該ＰＡＨＣの１０００Ｈｚ時の誘電率は３．４〜８．０である、有機半導体組成物。
15. 請求項１〜１３のいずれかに記載のＰＡＨＣと、ポリアセン小分子と、を含む有機半導体組成物であって、該ＰＡＨＣの１０００Ｈｚ時の誘電率は３．４〜４．５である、有機半導体組成物。
16. 請求項１〜１３のいずれかに記載の多環芳香族炭化水素コポリマー（ＰＡＨＣ）を含み、１０００Ｈｚ時の誘電率が３〜６．５である、有機半導体組成物。
17. １０００Ｈｚ時の誘電率が３．４〜８である有機結合剤を含む、請求項１６に記載の有機半導体組成物。
18. 請求項１〜１７のいずれかに記載のＰＡＨＣまたは有機半導体組成物を含む、有機半導体層。
19. 請求項１〜１８のいずれかに記載のＰＡＨＣ、有機半導体組成物、または半導体層を含む、電子デバイス。
20. 有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、光検出器、有機光起電力（ＯＰＶ）電池、センサー、レーザー、記憶素子、および論理回路から選ばれる、請求項１９に記載の電子デバイス。
21. 請求項１〜１７のいずれかに記載のＰＡＨＣまたは有機半導体組成物を含む、インク。
22. 多環芳香族炭化水素コポリマー（ＰＡＨＣ）の製造方法であって、下記の構造（Ａ’）から選ばれる少なくとも１つのヘテロアセンモノマー単位と、アリールアミンモノマー（Ｂ’）とを含有する組成物を共重合させることを含む、製造方法。
    

    

    

    （式中、式（Ａ）のモノマーは、純粋なシス異性体もしくは純粋なトランス異性体、またはシス異性体とトランス異性体の混合物であってよく；
    Ｙ¹とＹ²は、独立してＯ、Ｓ、Ｓｅ、またはＮＲ’’’’であり、
    Ｒ’’’’は、Ｈ、または環状、直鎖状、もしくは分枝状のＣ₁〜Ｃ₁₀アルキル基であり、
    Ｒ ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、およびＲ¹⁴の各々は、同一でも異なっていてもよく、独立して、水素；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₁−Ｃ₄₀アルキル基；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₂−Ｃ₄₀アルケニル基；分枝もしくは非分枝の置換もしくは非置換Ｃ₂−Ｃ₄₀アルキニル基；随意に置換されたＣ₃−Ｃ₄₀シクロアルキル基；随意に置換されたＣ₆−Ｃ₄₀アリール基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀複素環基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀ヘテロアリール基；随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀アルコキシ基；随意に置換されたＣ₆−Ｃ₄₀アリールオキシ基；随意に置換されたＣ₇−Ｃ₄₀アルキルアリールオキシ基；随意に置換されたＣ₂−Ｃ₄₀アルコキシカルボニル基；随意に置換されたＣ₇−Ｃ₄₀アリールオキシカルボニル基；シアノ基（−ＣＮ）；カルバモイル基（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ¹⁵Ｒ¹⁶）；カルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ¹⁷）；カルボキシル基（−ＣＯ₂Ｒ¹⁸）；シアネート基（−ＯＣＮ）；イソシアノ基（−ＮＣ）；イソシアネート基（−ＮＣＯ）；チオシアネート基（−ＳＣＮ）もしくはチオイソシアネート基（−ＮＣＳ）；随意に置換されたアミノ基；ヒドロキシ基；ニトロ基；ＣＦ₃基；ハロ基（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ）；−ＳＲ¹⁹；−ＳＯ₃Ｈ；−ＳＯ₂Ｒ²⁰；−ＳＦ₅；随意に置換されたシリル基；−ＳｉＨ₂Ｒ²²基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、−ＳｉＨＲ²²Ｒ²³基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル、または−Ｓｉ（Ｒ²²）_x（Ｒ²³）_y（Ｒ²⁴）_z基で置換されたＣ₂−Ｃ₁₀アルキニル部分を表し；
    各Ｒ²²基は、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル基、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルケニル基、および置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基からなる群より独立して選ばれ；
    各Ｒ²³基は、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₁−Ｃ₁₀アルキル基、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルケニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、および置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基からなる群より独立して選ばれ；
    Ｒ²⁴は、水素、分枝または非分枝の置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₁₀アルキニル基、置換または非置換Ｃ₂−Ｃ₂₀シクロアルキル基、置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀シクロアルキルアルキレン基、置換Ｃ₅−Ｃ₂₀アリール基、置換または非置換Ｃ₆−Ｃ₂₀アリールアルキレン基、アセチル基、ならびに環中にＯ、Ｎ、Ｓ、およびＳｅのうち少なくとも１つを含む置換または非置換Ｃ₃−Ｃ₂₀複素環からなる群より独立して選ばれ；
    ｘ＝１または２であり；ｙ＝１または２であり；ｚ＝０または１であり；（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝３であり；
    Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、およびＲ²⁰の各々は、独立して、Ｈを表すか、または１つ以上のヘテロ原子を随意に含む随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀カルビル基もしくはヒドロカルビル基を表し；
    Ｒ¹⁷は、ハロゲン原子もしくはＨを表すか、または、１つ以上のヘテロ原子を随意に含む随意に置換されたＣ₁−Ｃ₄₀カルビル基もしくはＣ₁−Ｃ₄₀ヒドロカルビル基を表し；
    ｋとｌは、独立して０または１であり；
    Ａｒ₁、Ａｒ₂、およびＡｒ₃は、同一でも異なっていてもよく、その各々は、異なる繰り返し単位に存在する場合は独立して、随意に置換されたＣ_6-40芳香族基（単環または多環）を表し；
    Ｘ’は、ハロゲン原子または環状ホウ酸エステル基（cyclic borate group）であり；
    Ｚ’は、ハロゲン原子である。）
23. Ａｒ ₁ 、Ａｒ ₂ 、およびＡｒ ₃ のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの極性基または極性化性の基で置換されている、請求項２２に記載の多環芳香族炭化水素コポリマー（ＰＡＨＣ）の製造方法。