JP2017502158A - 共役ポリマー - Google Patents

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Abstract

本発明は、1種以上の3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン系単位と1種以上のピラジノ[2,3−g]キノキサリン系単位とを含有する新規な共役ポリマー、それらの製造方法及びそれに使用される反応物又は中間体、それらを含有するポリマーブレンド、混合物及び配合物、有機電子(OE)デバイス、とりわけ有機光起電力(OPV)デバイス及び有機光検出器(OPD)中の有機半導体としてのポリマー、ポリマーブレンド、混合物及び配合物の使用、ならびにこれらのポリマー、ポリマーブレンド、混合物又は配合物を含むOEデバイス、OPVデバイス及びOPDデバイスに関する。

Description

本発明は、1種以上の3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン系単位と1種以上のピラジノ[2,3−g]キノキサリン系単位とを含有する新規な共役ポリマー、それらの製造方法及びそれに使用される反応物又は中間体、それらを含有するポリマーブレンド、混合物及び配合物、有機電子(OE:organic electronic)デバイス、とりわけ有機光起電力(OPV:organic photovoltaic)デバイス及び有機光検出器(OPD:organic photodetector)中の有機半導体としてのポリマー、ポリマーブレンド、混合物及び配合物の使用の使用、ならびにこれらのポリマー、ポリマーブレンド、混合物又は配合物を含むOEデバイス、OPVデバイス及びOPDデバイスに関する。
近年、より汎用性が高く、より低コストの電子デバイスを製造するために、有機半導体(OSC:organic semiconducting)材料が開発されてきた。このような材料は、ほんの数例挙げれば、有機電界効果トランジスタ(OFET:organic field effect transistor)、有機発光ダイオード(OLED:organic light emitting diode)、有機光検出器(OPD)、有機光起電力(OPV)セル、センサ、記憶素子及び論理回路を含む、様々なデバイス又は装置に応用される。有機半導体材料は、典型的には、薄層の形態、例えば、厚さが50〜300nmの薄層の形態で電子デバイス中に存在する。
特定の重要な分野の1つには、有機光起電力装置(OPV)がある。共役ポリマーは、スピンキャスト、ディップコート又はインクジェット印刷などの溶液処理法によるデバイスの製造を可能にするため、OPVに使用されてきた。溶液処理は、無機薄膜デバイスの製造に使用される蒸着法と比較して安価にかつ大規模に行うことができる。現在、ポリマー系の光起電力デバイスは、8%を上回る効率を達成している。
しかし、従来技術で開示されたOPVデバイス又はOPDデバイスに使用されるポリマーには依然として、バンドギャップを小さくすること、とりわけ溶液からの加工性の向上、OPVセル効率の向上、及び安定性の向上等のさらなる改善の余地がある。
従って、とりわけ大量生産に好適な方法での合成が容易であり、良好な構造組織化特性及び成膜性を示し、良好な電子特性、とりわけ高い電荷キャリア移動度、良好な加工性、とりわけ有機溶媒に対する高い溶解性、及び空気中での高い安定性を示す、有機半導体(OSC)ポリマーが依然として必要とされている。とりわけOPVセルに使用するために、従来技術のポリマーと比較して、光活性層による集光性の改善が可能で、高いセル効率をもたらし得る、バンドギャップの小さいOSC材料が必要とされている。
本発明の目的は、とりわけ大量生産に好適な方法による合成が容易であり、とりわけ、良好な加工性、高い安定性、有機溶媒に対する良好な溶解性、高い電荷キャリア移動度、及び小さいバンドギャップを示す有機半導体材料として使用される化合物を提供することであった。本発明の別の目的は、専門家が使用可能なOSC材料のプールを拡大することであった。本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から専門家には直ちに明白となる。
本発明の発明者らは、以下で開示され特許請求される共役ポリマーを提供することにより、上記の目的の1つ以上を達成できることを見出した。これらのポリマーは、7位が置換されている3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン単位(以下で「
シラシクロペンタジチオフェン」とも称される)、又はその炭素、窒素、もしくはゲルマニウム誘導体を含み、2位、3位、7位及び8位の1つ以上が置換されているピラジノ[2,3−g]キノキサリン単位(以下で「ビスキノキサリン」とも称される)をさらに含む。
これらのポリマーは、光起電力用途に使用するのにとりわけ好適である。電子供与性シラシクロペンタジチオフェン単位と電子受容性ビスキノキサリン単位とをコポリマー、即ち、「供与体−受容体」ポリマーに組み込むことにより、バンドギャップを小さくすることができ、それによりバルクヘテロ接合(BHJ:bulk heterojunction)光起電力デバイスの集光性の改善が可能となる。電子受容性単位を変えることにより、コポリマーの溶解性及び電子特性をさらに調整することができる。
7,7−ビスアルキル−シラシクロペンタジチオフェン系の共役ポリマー及びコポリマーが特許文献1に開示されている。しかし、以下で特許請求するビスキノキサリンとのコポリマーは開示されていない。
特許文献2は、シラシクロペンタジチオフェン単位を供与体単位及び受容体単位として含む、供与体−受容体コポリマーを開示している。受容体単位が非置換ベンゾチアジアゾール単位であり、950nmで約2%のEQEが得られる特定のコポリマーが開示されている。しかし、ベンゾチアジアゾール単位には可溶化基がないため、得られたコポリマーは溶解性が低いことが判明した。特許文献2はさらに、とりわけ、非置換ビスキノキサリン単位も含む、列挙した複素環式芳香族基から受容体単位を選択できることを開示している。しかし、このような単位の具体例は記載されていない。また、置換ビスキノキサリン単位も、又はそれを含むコポリマーも開示されていない。
非特許文献1は、5,10−ビスチオフェン−2,3,7,8−テトラフェニルビスキノキサリン単位と9,9−ビスアルキルフルオレン単位とを含むコポリマーを開示している。
非特許文献2は、2個のチオフェン単位が隣接した2,3,7,8−四置換ビスキノキサリン単位を含むポリマーを開示している。
特許文献3はビスキノキサリン単位を開示しているが、非置換及びアルキン置換のチオフェン隣接ビスキノキサリンco−カルバゾールポリマーのみ例示している。
本発明で開示され、以下で特許請求される共役ポリマーは、これまで従来技術において開示も又は提案もされなかった。
国際公開第2010/016986A1号パンフレット 国際公開第2010/022058A1号パンフレット 国際公開第2010/114116A1号パンフレット
F.チョウ(F.Zhang)ら、材料化学誌(J.Mater.Chem.)、2008年、第18巻、p.5468〜5474 A.P.ズームベルト(A.P.Zoombelt)ら、材料化学誌(J.Mater.Chem.)、2009年、第19巻、p.5336〜5342
本発明は、1種以上の式Iの2価の単位及び1種以上の式IIの2価の単位
(式中、XはSiR、CR、NR又はGeRであり、かつR1〜8は、互いに独立してH、又は置換されていてもよいC原子数1〜40のカルビル基もしくはヒドロカルビル基を示し、R及びRの少なくとも1つはHと異なり、かつR〜Rの少なくとも1つはHと異なる)
を含む共役ポリマーに関する。
本発明はさらに、1種以上の式Iの単位及び1種以上の式IIの単位を含む1種以上のポリマーと、好適には有機溶媒から選択される1種以上の溶媒とを含む配合物に関する。
本発明はさらに、1種以上の式Iの単位又は1種以上の式IIの単位を含有し、置換されていてもよいアリーレン単位及びヘテロアリーレン単位から選択される1種以上の単位をさらに含有する共役ポリマーに関する。
本発明はさらに、1種以上の式Iの単位及び1種以上の式IIの単位を含有し、反応して前述及び後述の共役ポリマーを生成することができる1種以上の反応性基をさらに含有するモノマーにも関する。
本発明はさらに、電子供与体又はp型半導体としての本発明のポリマーの使用にも関する。
本発明はさらに、半導体材料、配合物、ポリマーブレンド、デバイス又はデバイスの構成要素中の電子供与体成分としての本発明のポリマーの使用にも関する。
本発明はさらに、本発明のポリマーを電子供与体成分として含み、好適には電子受容性を有する1種以上の化合物又はポリマーをさらに含む半導体材料、配合物、ポリマーブレンド、デバイス又はデバイスの構成要素に関する。
本発明はさらに、本発明の1種以上のポリマーと、好適には半導体特性、電荷輸送性、正孔もしくは電子輸送性、正孔もしくは電子阻止性、導電性、光導電性又は発光性の1つ以上を有する化合物から選択される1種以上の追加の化合物とを含む混合物又はポリマー
ブレンドにも関する。
本発明はさらに、本発明の1種以上のポリマーと、1種以上のn型有機半導体化合物、好適にはフラーレン又は置換フラーレンから選択される化合物とを含む、前述及び後述の混合物又はポリマーブレンドにも関する。
本発明はさらに、本発明の1種以上のポリマー、配合物、混合物又はポリマーブレンドと、任意選択的に、好適には有機溶媒から選択される1種以上の溶媒とを含む配合物に関する。
本発明はさらに、電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料もしくは発光材料としての、光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネッセンスデバイスもしくは光ルミネッセンスデバイスにおける、又はこのようなデバイスの構成要素における、又はこのようなデバイスもしくは構成要素を備える組立体における本発明のポリマー、配合物、混合物又はポリマーブレンドの使用にも関する。
本発明はさらに、本発明のポリマー、配合物、混合物又はポリマーブレンドを含む、電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料又は発光材料にも関する。
本発明はさらに、本発明のポリマー、配合物、混合物もしくはポリマーブレンドを含む、又は本発明の電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料もしくは発光材料を含む、光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネッセンスデバイスもしくは光ルミネッセンスデバイス、又はその構成要素、又はそれを備える組立体にも関する。
光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネッセンスデバイス及び光ルミネッセンスデバイスとしては、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機薄膜トランジスタ(OTFT:organic thin film transistor)、有機発光ダイオード(OLED)、有機発光トランジスタ(OLET)、有機光起電力デバイス(OPV)、有機光検出器(OPD)、有機太陽電池、レーザダイオード、ショットキーダイオード、光導電体及び光検出器が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記デバイスの構成要素としては、電荷注入層、電荷輸送層、中間層、平坦化層、帯電防止膜、高分子電解質膜(PEM:polymer electrolyte membrane)、導電性基板及び導電性パターンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
このようなデバイス又は構成要素を備える組立体としては、集積回路(IC:integrated circuit)、無線識別(RFID:radio frequency identification)タグもしくはセキュリティマーキング又はそれらを含むセキュリティデバイス、フラットパネルディスプレイ又はそのバックライト、電子写真デバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイス、センサデバイス、バイオセンサ及びバイオチップが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
さらに、本発明の化合物、ポリマー、配合物、混合物又はポリマーブレンドは、電池、ならびにDNA配列を検出及び識別するための構成要素又はデバイス中の電極材料として使用することもできる。
実施例1のポリマー1とPC70BMとのブレンドを含む、実施例4のOPDデバイスのJ−V曲線を示す図である。 実施例2のポリマー2とPC70BMとのブレンドを含む、実施例4のOPDデバイスのJ−V曲線を示す図である。 実施例3のポリマー3とPC70BMとのブレンドを含む、実施例4のOPDデバイスのJ−V曲線を示す図である。
本発明のポリマーは、合成が容易であり、有利な特性を示す。それらは、デバイスの製造プロセスに良好な加工性、有機溶媒に対する高い溶解性を示し、溶液処理法を用いる大規模生産にとりわけ好適である。同時に、それらは、小さいバンドギャップ、高い電荷キャリア移動度、BHJ太陽電池中では高い外部量子効率、例えばフラーレンとのp/n型ブレンドに使用される場合は良好なモルフォロジー、高い酸化安定性、及び電子デバイス中では長い寿命を示し、有機電子OEデバイス、とりわけ、電力変換効率の高いOPVデバイス用に有望な材料である。
特に、以前開示されたシラシクロペンタジチオフェン又はビスキノキサリン系ポリマーと比較して、本発明のポリマーは以下の改善された特性を示す:
i)シラシクロペンタジチオフェン供与体とビスキノキサリンとの間にスペーサ単位がないためHOMO準位が高くなり、ポリマーのバンドギャップが小さくなる。
ii)シラシクロペンタジチオフェン単位の使用は、以前報告されたビスチオフェン単位の代替と考えることができるが、シラシクロペンタジチオフェン単位の使用には、骨格が平面配置に固定されるため、回転度が小さくなり、従って骨格に沿った共役が改善され、ポリマーのバンドギャップが小さくなるなどのさらなる利点がある。
iii)追加のモノマー単位の使用はポリマーのエネルギー準位を微調整する手段となるため、能動層のポリマーとn型材料(即ち、フラーレン、グラフェン、金属酸化物)との間の電子移動プロセスにおけるエネルギー損失が低減する。
iv)R〜R置換基のさらなる変種により、さらなるエネルギー準位微調整が可能となるため、能動層のポリマーとn型材料(即ち、フラーレン、グラフェン、金属酸化物)との間の電子移動プロセスにおけるエネルギー損失も低減する。
v)ランダム及び統計ブロックコポリマーを得るために追加のモノマーを使用すると、無秩序さが増加し、溶液の、とりわけ非ハロゲン化溶媒中でのエントロピーの改善をもたらす。
vi)ビスキノキサリン単位のR〜R置換基のさらなる変種により、従来技術で開示されたシラシクロペンタジチオフェン単位とベンゾチアジアゾール単位とのコポリマーと比較して、ポリマー溶解性の調整が可能となる。
vii)シラシクロペンタジチオフェン単位とビスキノキサリン単位との間に追加のチオフェン単位があると、得られたポリマーの溶解性が低下し、従ってこれらの基をなくすと比較的溶解性の高いポリマーが得られる。
式I及び式IIの単位、それらの官能性誘導体、化合物、ホモポリマー、及びコポリマーの合成は、当業者に既知であり、文献に記載されている方法に基づいて、さらに後述するように達成することができる。
本明細書で使用する場合、「ポリマー」という用語は、高い相対分子質量を有する分子
を意味するものと理解され、その構造は、低い相対分子質量を有する分子から、実際に又は概念的に誘導される単位の複数の繰り返しを本質的に含む(純正応用化学(Pure Appl.Chem.)、1996年、第68巻、p.2291)。「オリゴマー」という用語は、中間の相対分子質量を有する分子を意味するものと理解され、その構造は、比較的低い相対分子質量を有する分子から、実際に又は概念的に誘導される少数の単位を本質的に含む(純正応用化学(Pure Appl.Chem.)、1996年、第68巻、p.2291)。本明細書で使用する場合、好適な意味では、ポリマーは、1個超、即ち、少なくとも2個の繰り返し単位、好適には5個以上の繰り返し単位を有する化合物を意味するものと理解され、オリゴマーは、1個超かつ10個未満、好適には5個未満の繰り返し単位を有する化合物を意味するものと理解される。
さらに、本明細書で使用する場合、「ポリマー」という用語は、1つ以上の異なるタイプの繰り返し単位(最小の分子構成単位)からなる骨格(「主鎖」とも称される)を包含する分子を意味するものと理解され、「オリゴマー」、「コポリマー」、及び「ホモポリマー」等の公知の用語を含む。さらに、ポリマーという用語は、ポリマー自体の他に、開始剤由来の残渣、触媒及びこのようなポリマーの合成に付随する他の要素を含むものと理解され、このような残渣は共有結合によりポリマーに組み込まれないものと理解される。さらに、このような残渣及び他の要素は、通常は重合後の精製工程中に除去されるが、典型的にはポリマーと混合又は混和(co−mingled)されるため、ポリマーを容器間又は溶媒もしくは分散媒間で移動させるとき、それらは一般的にポリマーと共に残存する。
本明細書で使用する場合、ポリマー又は繰り返し単位を示す式中で、アスタリスク()は、ポリマー骨格中の隣接単位又は末端基への化学結合を意味するものと理解される。例えば、ベンゼン環又はチオフェン環のような環中で、アスタリスク()は、隣接する環に縮合しているC原子を意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、「繰り返し単位(repeat unit)」、「繰り返し単位(repeating unit)」及び「モノマー単位」という用語は、互換的に使用され、最小構成単位である繰り返し構成単位(CRU:constitutional repeating unit)を意味するものと理解され、その繰り返しにより、規則性高分子、規則性オリゴマー分子、規則性ブロック又は規則性鎖が構成される(純正応用化学(Pure Appl.Chem.)、1996年、第68巻、p.2291)。さらに本明細書で使用する場合、「単位」という用語は、それ自体で繰り返し単位となっていてもよく、又は他の単位と一緒に繰り返し構成単位を形成してもよい構造単位を意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、「末端基」は、ポリマー骨格の末端となる基を意味するものと理解される。「骨格の末端位の」という表現は、一方側がこのような末端基に結合し、他方側が別の繰り返し単位に結合している2価の単位又は繰り返し単位を意味するものと理解される。このような末端基は、エンドキャップ基、又は重合反応に関与しなかったポリマー骨格を形成するモノマーに結合している反応性基、例えば、下記に定義するRR1又はRR2の意味を有する反応性基等を含む。
本明細書で使用する場合、「エンドキャップ基」という用語は、ポリマー骨格の末端基に結合している、又はそれに置き換わっている基を意味するものと理解される。エンドキャップ基は、エンドキャッピング法によりポリマーに導入することができる。エンドキャッピングは、例えば、ポリマー骨格の末端基を、例えば、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリール、アルキルスタンナンもしくはアリールスタンナン、又はボロン酸アルキルもしくはボロン酸アリールのような一官能性化合物(「エンドキャップ剤」)と反応
させることにより行うことができる。エンドキャップ剤は、例えば、重合反応後に添加することができる。あるいは、重合反応前又は重合反応中に、反応混合物にエンドキャップ剤をin situで添加することができる。in situでエンドキャップ剤を添加することにより重合反応を停止させることもでき、従って、生成するポリマーの分子量を制御することもできる。典型的なエンドキャップ基には、例えば、H、フェニル及び低級アルキルがある。
本明細書で使用する場合、「低分子」という用語は、典型的には、ポリマーが生成するようにモノマー化合物を反応させることができる反応性基を含有せず、モノマーの形態で使用されるように指定されているモノマー化合物を意味するものと理解される。それと対照的に、「モノマー」という用語は、特記しない限り、ポリマーが生成するようにモノマー化合物を反応させることができる1個以上の反応性官能基を有するモノマー化合物を意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、「供与体」又は「供与性」及び「受容体」又は「受容性」という用語は、それぞれ電子供与体又は電子受容体を意味するものと理解される。「電子供与体」は、電子を別の化合物又は化合物の別の原子団に供与する化学成分を意味するものと理解される。「電子受容体」は、別の化合物又は化合物の別の原子団からそれに移動した電子を受容する化学成分を意味するものと理解される。国際純正・応用化学連合(International Union of Pure and Applied Chemistry)、化学技術の概説(Compendium of Chemical Technology)、ゴールド・ブック(Gold Book)、第2.3.2版、2012年8月19日、p.477及び480も参照されたい。
本明細書で使用する場合、「n型」又は「n型半導体」という用語は、伝導電子密度が移動可能な正孔の密度を超えている外因性半導体を意味するものと理解され、「p型」又は「p型半導体」という用語は、移動可能な正孔の密度が伝導電子密度を超えている外因性半導体を意味するものと理解される(J.シューリス(J.Thewlis)、コンサイス物理学辞典(Concise Dictionary of Physics)、ペルガモン・プレス(Pergamon Press)、オックスフォード、1973年も参照されたい)。
本明細書で使用する場合、「脱離基」という用語は、特定の反応に関与する分子の残部又は主要部であると見なされるものの中の原子から脱離する原子又は基(帯電していても、又は帯電していなくてもよい)を意味するものと理解される(純正応用化学(Pure
Appl.Chem.)、1994年、第66巻、p.1134も参照されたい)。
本明細書で使用する場合、「共役」という用語は、sp混成を(又は任意選択的にsp混成も)有するC原子を主に含有する化合物(例えば、ポリマー)を意味するものと理解され、これらのC原子はヘテロ原子で置き換えられていてもよい。最も簡単な場合、これは、例えば、交互のC−C単結合及び二重結合(又は三重結合)を有する化合物であるが、例えば、1,4−フェニレンのような芳香族単位を有する化合物も含む。これに関して、「主に」という用語は、共役の中断をもたらし得る、自然に(自発的に)生じる欠陥を有する又は設計により含まれる欠陥を有する化合物も共役化合物と見なされることを意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、特記しない限り、分子量は数平均分子量M又は重量平均分子量Mとして記載され、それはゲル浸透クロマトグラフィー(GPC:gel permeation chromatography)により、テトラヒドロフラン、トリクロロメタン(TCM、クロロホルム)、クロロベンゼン、又は1,2,4−トリクロロベ
ンゼンなどの溶離液溶媒中でポリスチレン標準物質を用いて測定される。特記しない限り、1,2,4−トリクロロベンゼンが溶媒として使用される。繰り返し単位の総数とも称される、重合度nは、n=M/M(式中、Mは数平均分子量であり、Mは単一の繰り返し単位の分子量である)と記載される数平均重合度を意味するものと理解され、J.M.G.カウィー(J.M.G.Cowie)著、ポリマー:最新材料の化学及び物理学(Polymer:Chemistry&Physics of Modern Materials)、ブラッキー(Blackie)、グラスゴー、1991年を参照されたい。
本明細書で使用する場合、「カルビル基」という用語は、少なくとも1個の炭素原子を含み、炭素以外の原子を全く含まない(例えば、−C≡C−等)か、又はB、N、O、S、P、Si、Se、As、TeもしくはGeなどの少なくとも1個の炭素以外の原子と結合していてもよい(例えば、カルボニルなど)、1価又は多価の任意の有機部分を意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、「ヒドロカルビル基」という用語は、1個以上のH原子をさらに含有し、任意選択的に、例えばB、N、O、S、P、Si、Se、As、Te又はGeのような1個以上のヘテロ原子を含有するカルビル基を意味するものと理解される。
本明細書で使用する場合、「ヘテロ原子」という用語は、H原子又はC原子ではない有機化合物中の原子を意味するものと理解され、好適にはB、N、O、S、P、Si、Se、As、Te又はGeを意味するものと理解される。
C原子数3以上の鎖を含むカルビル基又はヒドロカルビル基は、直鎖、分岐鎖及び/又は環状であってもよく、スピロ結合及び/又は縮合環を含み得る。
好適なカルビル基及びヒドロカルビル基としては、それぞれ置換されていてもよいC原子数1〜40、好適には1〜25、非常に好適には1〜18のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ及びアルコキシカルボニルオキシ、さらに置換されていてもよいC原子数5〜40、好適には5〜25のアリール又はアリールオキシ、さらに、それぞれ置換されていてもよいC原子数6〜40、好適には7〜40のアルキルアリールオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシ及びアリールオキシカルボニルオキシが挙げられ、これらの基は全て、1個以上のヘテロ原子、好適にはB、N、O、S、P、Si、Se、As、Te及びGeから選択されるものを含有してもよい。
他の好適なカルビル基又はヒドロカルビル基としては、例えば:C〜C40アルキル基、C〜C40フルオロアルキル基、C〜C40アルコキシ基又はオキサアルキル基、C〜C40アルケニル基、C〜C40アルキニル基、C〜C40アリル基、C〜C40アルキルジエニル基、C〜C40ポリエニル基、C〜C40ケトン基、C〜C40エステル基、C〜C18アリール基、C〜C40アルキルアリール基、C〜C40アリールアルキル基、C〜C40シクロアルキル基、及びC〜C40シクロアルケニル基等が挙げられる。前述の基の中で、それぞれ、C〜C20アルキル基、C〜C20フルオロアルキル基、C〜C20アルケニル基、C〜C20アルキニル基、C〜C20アリル基、C〜C20アルキルジエニル基、C〜C20ケトン基、C〜C20エステル基、C〜C12アリール基、及びC〜C20ポリエニル基が好適である。
また、炭素原子を有する基とヘテロ原子を有する基との組み合わせ、例えば、シリル基、好適にはトリアルキルシリル基で置換されているアルキニル基、好適にはエチニル基等も含まれる。
カルビル基又はヒドロカルビル基は非環状基であっても、又は環状基であってもよい。カルビル基又はヒドロカルビル基が非環状基である場合、それは直鎖であっても、又は分岐鎖であってもよい。カルビル基又はヒドロカルビル基が環状基である場合、それは非芳香族炭素環基もしくは非芳香族複素環基であっても、又はアリール基もしくはヘテロアリール基であってもよい。
前述及び後述の非芳香族炭素環基は、飽和又は不飽和であり、好適には環C原子数4〜30である。前述及び後述の非芳香族複素環基は好適には環C原子数4〜30であり、環炭素原子の1個以上がヘテロ原子、好適にはN、O、S、Si及びSeから選択されるヘテロ原子で、又は−S(O)−基もしくは−S(O)−基で置き換えられていてもよい。非芳香族炭素環基及び非芳香族複素環基は単環式又は多環式であり、縮合環も含有してもよく、好適には1、2、3又は4個の縮合環又は非縮合環を含有してもよく、1個以上の基Lで置換されていてもよく、
Lは、ハロゲン、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)NR00、−C(=O)X、−C(=O)R、−NH、−NR00、−SH、−SR、−SOH、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、置換されていてもよいシリル、又は、置換されていてもよく、かつ1個以上のヘテロ原子を含んでもよいC原子数1〜40のカルビルもしくはヒドロカルビルから選択され、好適には、フッ素化されていてもよいC原子数1〜20のアルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル又はアルコキシカルボニルオキシであり、
はハロゲン、好適にはF、Cl又はBrであり、及び
、R00は、互いに独立してH又はC原子数1〜40の置換されていてもよいカルビル基もしくはヒドロカルビル基を示し、好適にはH又はC原子数1〜12のアルキルを示す。
好適な置換基Lは、ハロゲン、最適にはF、又はC原子数1〜16のアルキル、アルコキシ、オキサアルキル、チオアルキル、フルオロアルキル及びフルオロアルコキシ、又はC原子数2〜16のアルケニルもしくはアルキニルから選択される。
好適な非芳香族炭素環基又は非芳香族複素環基は、テトラヒドロフラン、インダン、ピラン、ピロリジン、ピペリジン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジヒドロフラン−2−オン、テトラヒドロピラン−2−オン及びオキセパン−2−オンである。
前述及び後述のアリール基は、好適には環C原子数4〜30であり、単環式又は多環式であり、また縮合環も含有してもよく、好適には1、2、3又は4個の縮合環又は非縮合環を含有し、前述の1個以上の基Lで置換されていてもよい。
前述及び後述のヘテロアリール基は好適には環C原子数4〜30であり、その環炭素原子の1個以上がヘテロ原子、好適にはN、O、S、Si及びSeから選択されるもので置き換えられており、単環式又は多環式であり、また縮合環も含有してもよく、好適には1、2、3又は4個の縮合環又は非縮合環を含有し、前述の1個以上の基Lで置換されていてもよい。
本明細書で使用する場合、「アリーレン」は、2価のアリール基を意味するものと理解され、「ヘテロアリーレン」は2価のヘテロアリール基を意味するものと理解され、それらには前述及び後述のアリール及びヘテロアリールの全ての好適な意味が含まれる。
好適なアリール基及びヘテロアリール基は、さらに1個以上のCH基がNで置き換えられていてもよいフェニル、ナフタレン、チオフェン、セレノフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、フルオレン及びオキサゾールであり、これらは全て、非置換であっても、前述のLで一置換又は多置換されていてもよい。非常に好適な環は、フェニル、ピロール、好適にはN−ピロール、フラン、ピリジン、好適には2−ピリジン又は3−ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアゾール、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、イソチアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チオフェン、好適には2−チオフェン、セレノフェン、好適には2−セレノフェン、チエノ[3,2−b]チオフェン、チエノ[2,3−b]チオフェン、フロ[3,2−b]フラン、フロ[2,3−b]フラン、セレノ[3,2−b]セレノフェン、セレノ[2,3−b]セレノフェン、チエノ[3,2−b]セレノフェン、チエノ[3,2−b]フラン、インドール、イソインドール、ベンゾ[b]フラン、ベンゾ[b]チオフェン、ベンゾ[1,2−b;4,5−b’]ジチオフェン、ベンゾ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン、キノール、2−メチルキノール、イソキノール、キノキサリン、キナゾリン、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイソチアゾール、ベンズイソキサゾール、ベンゾキサジアゾール、ベンゾキサゾール、ベンゾチアジアゾール、4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン、7H−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレンから選択され、これらは全て、非置換であっても、前述のLで一置換又は多置換されていてもよい。アリール基及びヘテロアリール基のその他の例としては、下記に示す基から選択されるものがある。
アルキル基、又はアルコキシ基、即ち、その末端CH基が−O−で置き換えられている基は、直鎖であっても又は分岐鎖であってもよい。それは、好適には直鎖で、C原子数2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、又は18であり、従って、好適には、例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクトキシ、デコキシ、ドデコキシ、テトラデコキシ、ヘキサデコキシ、オクタデコキシ、さらには、メチル、ノニル、ウンデシル、トリデシル、ペンタデシル、ヘプタデシル、ノナデシル、メトキシ、ノノキシ、ウンデコキシ、トリデコキシ、ペンタデコキシ、又はヘプタデコキシがある。
アルケニル基、即ち、1個以上のCH基が−CH=CH−で置き換えられている基は、直鎖であっても又は分岐鎖であってもよい。それは、好適には直鎖で、C原子数2〜10であり、従って、好適にはビニル、プロパ−1−エニル又はプロパ−2−エニル、ブタ−1−エニル、ブタ−2−エニル又はブタ−3−エニル、ペンタ−1−エニル、ペンタ−2−エニル、ペンタ−3−エニル又はペンタ−4−エニル、ヘキサ−1−エニル、ヘキサ−2−エニル、ヘキサ−3−エニル、ヘキサ−4−エニル又はヘキサ−5−エニル、ヘプタ−1−エニル、ヘプタ−2−エニル、ヘプタ−3−エニル、ヘプタ−4−エニル、ヘプタ−5−エニル又はヘプタ−6−エニル、オクタ−1−エニル、オクタ−2−エニル、オクタ−3−エニル、オクタ−4−エニル、オクタ−5−エニル、オクタ−6−エニル又はオクタ−7−エニル、ノナ−1−エニル、ノナ−2−エニル、ノナ−3−エニル、ノナ−4−エニル、ノナ−5−エニル、ノナ−6−エニル、ノナ−7−エニル又はノナ−8−エニル、デカ−1−エニル、デカ−2−エニル、デカ−3−エニル、デカ−4−エニル、デカ−5−エニル、デカ−6−エニル、デカ−7−エニル、デカ−8−エニル又はデカ−9−エニルである。
とりわけ好適なアルケニル基は、C〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニル、C〜C−4−アルケニル、C〜C−5−アルケニル及びC−6−アルケニル、特に、C〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニル及び
〜C−4−アルケニルである。特に好適なアルケニル基の例としては、ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、4−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4E−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、5−ヘキセニル、及び6−ヘプテニル等がある。C原子数5以下の基が一般的に好適である。
オキサアルキル基、即ち、1個のCH基が−O−で置き換えられている基には、好適には、例えば直鎖2−オキサプロピル(=メトキシメチル)、2−オキサブチル(=エトキシメチル)もしくは3−オキサブチル(=2−メトキシエチル)、2−オキサペンチル、3−オキサペンチルもしくは4−オキサペンチル、2−オキサヘキシル、3−オキサヘキシル、4−オキサヘキシルもしくは5−オキサヘキシル、2−オキサヘプチル、3−オキサヘプチル、4−オキサヘプチル、5−オキサヘプチルもしくは6−オキサヘプチル、2−オキサオクチル、3−オキサオクチル、4−オキサオクチル、5−オキサオクチル、6−オキサオクチルもしくは7−オキサオクチル、2−オキサノニル、3−オキサノニル、4−オキサノニル、5−オキサノニル、6−オキサノニル、7−オキサノニルもしくは8−オキサノニル、又は2−オキサデシル、3−オキサデシル、4−オキサデシル、5−オキサデシル、6−オキサデシル、7−オキサデシル、8−オキサデシルもしくは9−オキサデシルがある。
1個のCH基が−O−で置き換えられており、1個のCH基が−C(O)−で置き換えられているアルキル基中で、これらの基は好適には隣接している。従って、これらの基は一緒にカルボニルオキシ基−C(O)−O−又はオキシカルボニル基−O−C(O)−を形成する。好適にはこの基は、直鎖で、C原子数2〜6である。従って、それは、好適にはアセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセチルオキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセチルオキシエチル、2−プロピオニルオキシエチル、2−ブチリルオキシエチル、3−アセチルオキシプロピル、3−プロピオニルオキシプロピル、4−アセチルオキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)エチル、3−(メトキシカルボニル)プロピル、3−(エトキシカルボニル)プロピル、4−(メトキシカルボニル)ブチルである。
2個以上のCH基が−O−及び/又は−C(O)O−で置き換えられているアルキル基は、直鎖であっても又は分岐鎖であってもよい。それは、好適には直鎖で、C原子数3〜12である。従って、それは、好適にはビスカルボキシメチル、2,2−ビスカルボキシエチル、3,3−ビスカルボキシプロピル、4,4−ビスカルボキシブチル、5,5−ビスカルボキシペンチル、6,6−ビスカルボキシヘキシル、7,7−ビスカルボキシヘプチル、8,8−ビスカルボキシオクチル、9,9−ビスカルボキシノニル、10,10−ビスカルボキシデシル、ビス(メトキシカルボニル)メチル、2,2−ビス(メトキシカルボニル)エチル、3,3−ビス(メトキシカルボニル)プロピル、4,4−ビス(メトキシカルボニル)ブチル、5,5−ビス(メトキシカルボニル)ペンチル、6,6−ビス(メトキシカルボニル)ヘキシル、7,7−ビス(メトキシカルボニル)ヘプチル、8,8−ビス(メトキシカルボニル)オクチル、ビス(エトキシカルボニル)メチル、2,2−ビス(エトキシカルボニル)エチル、3,3−ビス(エトキシカルボニル)プロピル、4,4−ビス(エトキシカルボニル)ブチル、5,5−ビス(エトキシカルボニル)ヘキシルである。
チオアルキル基、即ち、1個のCH基が−S−で置き換えられている基は、好適には
直鎖チオメチル(−SCH)、1−チオエチル(−SCHCH)、1−チオプロピル(=−SCHCHCH)、1−(チオブチル)、1−(チオペンチル)、1−(チオヘキシル)、1−(チオヘプチル)、1−(チオオクチル)、1−(チオノニル)、1−(チオデシル)、1−(チオウンデシル)、1−(チオドデシル)、1−(チオテトラデシル)、1−(チオヘキサデシル)、又は1−(チオオクタデシル)であり、好適にはsp混成ビニル炭素原子に隣接するCH基が置き換えられているものである。
フルオロアルキル基は、パーフルオロアルキルC2i+1(式中、iは1〜15の整数である)、特にCF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、C1021、C1225、C1429、C1633、又はC1835であり、非常に好適にはC13であるか、又は部分的にフッ素化されたC原子数1〜15のアルキル、特に1,1−ジフルオロアルキルであり、これらは全て直鎖又は分岐鎖である。
アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、オキサアルキル基、チオアルキル基、カルボニル基及びカルボニルオキシ基はアキラル基であっても又はキラル基であってもよい。特に好適なキラル基は、例えば、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、2−メチルブチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、2−ブチルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルドデシル、7−デシルノナデシル、特に、2−メチルブチル、2−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、2−ブチルオクトキシオ、2−ヘキシルデコキシ、2−オクチルドデコキシ、1−メチルヘキソキシ、2−オクチルオキシ、2−オキサ−3−メチルブチル、3−オキサ−4−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、2−ヘキシル、2−オクチル、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メトキシオクトキシ、6−メチルオクトキシ、6−メチルオクタノイルオキシ、5−メチルヘプチルオキシカルボニル、2−メチルブチリルオキシ、3−メチルバレロイルオキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−クロロプロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチリルオキシ、2−クロロ−4−メチルバレリルオキシ、2−クロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メチル−3−オキサペンチル、2−メチル−3−オキサヘキシル、1−メトキシプロピル−2−オキシ、1−エトキシプロピル−2−オキシ、1−プロポキシプロピル−2−オキシ、1−ブトキシプロピル−2−オキシ、2−フルオロオクチルオキシ、2−フルオロデシルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル、2−フルオロメチルオクチルオキシである。2−エチルヘキシル、2−ブチルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルドデシル、2−ヘキシル、2−オクチル、2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシル、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル及び1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシが非常に好適である。
好適なアキラル分岐鎖基は、イソプロピル、イソブチル(=メチルプロピル)、イソペンチル(=3−メチルブチル)、tert.ブチル、イソプロポキシ、2−メチルプロポキシ及び3−メチルブトキシである。
好適な実施形態では、アルキル基は、互いに独立して、1個以上のH原子がFで置き換えられていてもよいC原子数1〜30の第一級、第二級、もしくは第三級アルキルもしくはアルコキシ、又はアルキル化もしくはアルコキシル化されていてもよい環原子数4〜30のアリール、アリールオキシ、ヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシから選択される。このタイプの非常に好適な基は、次式
(式中、「ALK」はフッ素化されていてもよく、好適には、C原子数1〜20、好適にはC原子数1〜12の線状のアルキル又はアルコキシ、第三級基の場合、非常に好適にはC原子数1〜9のものを示し、破線は、これらの基が結合している環への結合を示す)
からなる群から選択される。これらの基の中で、全てのALK部分基が同一のものがとりわけ好適である。
本明細書で使用する場合、「ハロゲン」又は「Hal」は、F、Cl、Br又はI、好適にはF、Cl又はBrを含む。
本明細書で使用する場合、−CO−、−C(=O)−及び−C(O)−は、カルボニル基、即ち、構造、
を有する基を意味するものと理解される。
上記及び下記で、Y及びYは、互いに独立して、H、F、Cl又はCNである。
上記及び下記で、R及びR00は、互いに独立して、H、又はC原子数1〜40の置換されていてもよいカルビル基もしくはヒドロカルビル基であり、好適にはH又はC原子数1〜12のアルキルを示す。
好適な式Iの単位は、XがSiRのものである。
他の好適な式Iの単位は、R及びRがHと異なるものである。
他の好適な式Iの単位は、R及びRがHのものである。
他の好適な式Iの単位は、R及びRが、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニルからなる群から選択されるものであり、とりわけR及びRがHのものである。
他の好適な式Iの単位は、R及びRが、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択されるものであり、とりわけR及びRがHのものである。
他の好適な式Iの単位は、R及び/又はRが、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、C原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニル、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよい環原子数4〜30のアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ又はヘテロアリールオキシからなる群から選択されるものである。
他の好適な式Iの単位は、R及び/又はRが、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択されるものであり、とりわけR及びRがHのものである。
好適な式IIの単位は、R、R、R及びRがHと異なるものである。
他の好適な式IIの単位は、R、R、R及びRが、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニルからなる群から選択されるものである。
他の好適な式IIの単位は、R、R、R及びRが、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択されるものである。
〜Rの1つ以上がアリール(オキシ)又はヘテロアリール(オキシ)基である場合、それは好適には、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよい、フェニル、ピロール、フラン、ピリジン、チアゾール、チオフェン、チエノ[3,2−b]チオフェン又はチエノ[2,3−b]チオフェンから選択される。
〜Rの1つ以上が、アルキル化又はアルコキシル化されているアリール(オキシ)又はヘテロアリール(オキシ)基である場合、これは、好適にはそれがC原子数1〜20の直鎖又は分岐鎖の1個以上のアルキル基又はアルコキシ基で置換されており、1個以上のH原子がF原子で置換されていてもよいことを意味する。
本発明の好適なポリマーは、式I及びIIの単位の他に、好適には1個以上の基Rで置換されていてもよい環原子数5〜30のアリーレン基又はヘテロアリーレン基から選択される1種以上の繰り返し単位を含み、式中、
は、出現毎に同一であるか又は異なり、F、Br、Cl、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(O)NR00、−C(O)X、−C(O)R、−C(O)OR、−NH、−NR00、−SH、−SR、−SOH、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、置換されていてもよいシリル、置換されていてもよく、かつ1個以上のヘテロ原子を含んでもよいC原子数1〜40のカルビル又はヒドロカルビルであり、
及びR00は、互いに独立して、Hであるか、又は置換されていてもよいC1〜40カルビルもしくはヒドロカルビルであり、好適にはH又はC原子数1〜12のアルキル
を示し、
はハロゲン、好適にはF、Cl又はBrである。
は好適には、出現毎に同一であるか又は異なり、H、C原子数1〜30の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキルであって、O原子及び/又はS原子が互いに直接結合しないように、1個以上のCH基が−O−、−S−、−C(O)−、−C(S)−、−C(O)−O−、−O−C(O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CHR=CR00−、−CY=CY−、もしくは−C≡C−で置き換えられていてもよく、1個以上のH原子がF、Cl、Br、IもしくはCNで置き換えられていてもよいアルキルを示すか、又は置換されていてもよい、好適にはハロゲンでもしくは前述のアルキル基もしくは環状アルキル基の1個以上で置換されていてもよい環原子数4〜20のアリール、ヘテロアリール、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシを示す。
本発明の共役ポリマーは、好適には式III:
−[(D)−(A)−(Ar−(Ar III
(式中、
Dは式Iの単位であり、
Aは式IIの単位であり、
Ar、Arは、互いに独立して、好適には前述の1個以上の基Rで置換されていてもよい環原子数5〜30のアリーレン基又はヘテロアリーレン基を示し、
a、b、c、dは、互いに独立して、0、1、2又は3であり、少なくとも1個の繰り返し単位ではa及びdの少なくとも一方が0と異なり、
nは>1の整数である)
から選択される。
好適な実施形態では、式IIIのポリマー中、全ての繰り返し単位でa及びdは好適には1である。別の好適な実施形態では、式IIIのポリマーは、aが1であり、dが0である繰り返し単位と、aが0であり、dが1である繰り返し単位とからなる。
式IIIの好適なポリマーは、次の部分式:
(式中、X及びR1〜8は式I及び式IIの意味又は前述及び後述の好適な意味の1つを有し、Ar、Ar、b、c及びnは式IIIの意味を有し、
x1は、>0かつ≦1であり、
x2は、>0かつ≦1であり、
yは、≧0かつ<1であり、
zは、≧0かつ<1であり、及び
x1+x2+y+zは1である)
から選択される。
部分式IV1〜IV4のポリマーでは、Xは好適にはSiである。さらに、部分式IV1〜IV4のポリマーでは、R及びRは好適にはHであり、R、R、R、R、R及びRは好適には、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニルからなる群から選択される。
式IV1、IV2及びIV4のポリマーでは、bは好適には0又は1であり、非常に好適には0である。式IV3のポリマーでは、b+cは好適には0又は1であり、非常に好適には0である。
式IV2〜IV4のポリマーでは、x1は好適には0.1〜0.9であり、非常に好適には0.3〜0.7である。
式IV2〜IV4のポリマーでは、x2は好適には0.1〜0.9であり、非常に好適には0.3〜0.7である。
好適な実施形態では、式IV3のポリマー中、y及びzは>0である。
別の好適な実施形態では、式IV3のポリマー中、yは>0であり、zは0である。
別の好適な実施形態では、式IV3のポリマー中、y=z=0である。
式IV3のポリマー中で、y又はzが>0である場合、それは好適には0.1〜0.6であり、非常に好適には0.1〜0.3である。
本発明のポリマーでは、繰り返し単位の総数nは好適には2〜10,000である。繰り返し単位の総数nは好適には≧5、非常に好適には≧10、最適には≧50であり、かつ好適には≦500、非常に好適には≦1,000、最適には≦2,000であり、前述のnの下限と上限の任意の組み合わせが含まれる。
本発明のポリマーは、統計又はランダムコポリマー、交互コポリマー及びブロックコポリマー、ならびにこれらの組み合わせを含む。
式III及び式IV1〜IV4の好適なポリマーは、式V
T1−鎖−RT2
(式中、「鎖」は、式III及び式IV1〜IV4のポリマー鎖を示し、RT1及びRT2は互いに独立して、前述のRの意味の1つを有するか、又は互いに独立して、H、F、Br、Cl、I、−CHCl、−CHO、−CR’=CR’’、−SiR’R’’R’’’、−SiR’X’X’’、−SiR’R’’X’、−SnR’R’’R’’’、−BR’R’’、−B(OR’)(OR’’)、−B(OH)、−O−SO−R’、−C≡CH、−C≡C−SiR’、−ZnX’もしくはエンドキャップ基を示し、X’及びX’’はハロゲンを示し、R’、R’’及びR’’’は互いに独立して、前述のRの意味の1つを有し、かつR’、R’’及びR’’’の2つはそれらが結合しているヘテロ原子と一緒に環を形成してもよい)
から選択される。
好適なエンドキャップ基RT1及びRT2は、H、C1〜20アルキル、又は置換されていてもよいC6〜12アリールもしくはC2〜10ヘテロアリールであり、非常に好適にはH又はフェニルである。
式III、式IV1〜IV4及び式Vで表されるポリマーでは、x1、x2、y及びzは、それぞれ単位D、A、Ar及びArのモル分率を示し、nは重合度又は繰り返し
単位の総数を示す。これらの式は、D、A、Ar及びArからなるブロックコポリマー、統計又はランダムコポリマー、及び交互コポリマーを含む。
本発明はさらに、式VI
R1−(Ar−(D)−(Ar−(A)−(Ar−RR2 VI
(式中、D、A、Ar、Ar、b、c及びdは式IIIの意味を有し、aは1、2又は3、好適には1であり、かつRR1及びRR2は好適には、互いに独立して、Cl、Br、I、O−トシレート、O−トリフレート、O−メシレート、O−ノナフレート、−SiMeF、−SiMeF、−O−SO、−B(OZ、−CZ=C(Z、−C≡CH、−C≡C−Si(Z、−ZnX及び−Sn(Zからなる群から選択され、式中、Xはハロゲン、好適にはCl、Br又はIであり、Z1〜4は、それぞれ置換されていてもよいアルキル及びアリール、好適にはC〜C12アルキル及びC〜C10アリールからなる群から選択され、かつ2個の基Zはまた、B原子及びO原子と一緒に環状基を形成してもよい)
のモノマーに関する。
次式
R1−Ar−D−Ar−A−RR2 VI1
R1−D−A−RR2 VI2
R1−A−RR2 VI3
R1−Ar−A−RR2 VI4
R1−Ar−A−Ar−RR2 VI5
(式中、D、A、Ar、Ar、RR1及びRR2は、式VIで定義した通りである)のモノマーがとりわけ好適である。
式I、II、III、IV1〜IV4、V、VI、VI1〜VI5及びそれらの部分式(式中、Ar及び/又はArは、次式

(式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、互いに独立してHを示すか、又は前述及び後述のRの意味の1つを有する)
からなる群から選択されるアリーレン又はヘテロアリーレン、好適には電子供与性を有するものを示す)
の繰り返し単位、モノマー及びポリマーがとりわけ好適である。
式I、II、III、IV1〜IV4、V、VI、及びそれらの部分式
(式中、Ar及び/又はArは、次式

(式中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、互いに独立してHを示すか、又は前述及び後述のRの意味の1つを有する)
からなる群から選択される、アリーレン又はヘテロアリーレン、好適には電子受容性を有するものを示す)
の繰り返し単位、モノマー及びポリマーがさらに好適である。
次に挙げる好適な実施形態から選択される、式I〜VI及びそれらの部分式の繰り返し単位、モノマー及びポリマーがさらに好適である:
− yは>0かつ<1であり、zは0であり、
− yは>0かつ<1であり、zは>0かつ<1であり、
− nは5以上、好適には10以上、非常に好適には50以上、かつ2,000以下、好適には500以下である。
− Mは5,000以上、好適には8,000以上、非常に好適には10,000以上、好適には300,000以下、非常に好適には100,000以下であり、
− 全ての基RはHを示し、
− 少なくとも1個の基RはHと異なり、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、C原子数1〜30の第1級アルキル、C原子数3〜30の第2級アルキル、及びC原子数4〜30の第3級アルキルからなる群から選択され、これらの基では全て、1個以上のH原子がFで置き換えられていてもよく、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、C原子数1〜30の第1級アルコキシ又はスルファニルアルキル、C原子数3〜30の第2級アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数4〜30の第3級アルコキシ又はスルファニルアルキルからなる群から選択され、これらの基では全て、1個以上のH原子がFで置き換えられていてもよく、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル及びアルキルカルボニルオキシからなる群から選択され、これらは全て直鎖又は分岐鎖であり、フッ素化されていてもよく、C原子数2〜30であり、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、F、Cl、Br、I、CN、R、−C(O)−R、−C(O)−O−R、又は−O−C(O)−R、−SO−R、−SO−Rを示し、式中、Rは、隣接していない1個以上のC原子が−O−、−S−、−C(O)−、−C(O)−O−、−O−C(O)−、−O−C(O)−O−、−SO−、−SO−、−CR=CR00−もしくは−C≡C−で置き換えられていてもよく、かつ1個以上のH原子がF、Cl、Br、IもしくはCNで置き換えられていてもよいC原子数1〜30の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキルであるか、又はRは、非置換であるか、もしくは1個以上のハロゲン原子もしくは前述の1個以上の基Rで置換されている環原子数4〜30のアリールもしくはヘテロアリールであり、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよい環原子数4〜30のアリール及びヘテロアリールからなる群から選択され、
− Rは、出現毎に同一であるか又は異なり、それぞれアルキル化又はアルコキシル化されていてもよい環原子数4〜30のアリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択され、
− R及びR00は、H又はC〜C10アルキルから選択され、
− R及びRは、互いに独立して、H、ハロゲン、−CHCl、−CHO、−CH=CH、−SiR’R’’R’’’、−SnR’R’’R’’’、−BR’R’’、−B(OR’)(OR’’)、−B(OH)、P−Sp、C〜C20アルキル、C〜C20アルコキシ、C〜C20アルケニル、C〜C20フルオロアルキル及び置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール、好適にはフェニルから選択され、
− RR1及びRR2は、互いに独立して、Cl、Br、I、O−トシレート、O−トリフレート、O−メシレート、O−ノナフレート、−SiMeF、−SiMeF、−O−SO、−B(OZ、−CZ=C(Z、−C≡CH、−C≡C−Si(Z、−ZnX及び−Sn(Z(式中、Xはハロゲン、好適にはCl、Br、又はIであり、Z1〜4は、それぞれ置換されていてもよいアルキル及びアリール、好適にはC〜C12アルキル及びC〜C10アリールからなる群から選択され
、かつ2個の基Zはまた、B原子及びO原子と一緒に環状基を形成してもよい)からなる群から選択される。
本発明のポリマー及びモノマーは、当業者に既知であり、文献に記載されている方法に従って、又はそれと同様に合成することができる。他の製造方法は、実施例から分かる。例えば、ポリマーは、好適には、山本カップリング、鈴木カップリング、スティルカップリング、薗頭カップリング、ヘックカップリング、又はブッフバルト(Buchwald)カップリングなどのアリール−アリールカップリング反応で製造することができる。鈴木カップリング、スティルカップリング、C−H活性化カップリング及び山本カップリングがとりわけ好適である。重合してポリマーの繰り返し単位を形成するモノマーは、当業者に既知の方法に従って製造することができる。
好適には、ポリマーは、前述及び後述の式VI又はそれらの部分式のモノマーから製造される。
本発明の別の態様は、式I1及び式I2の1種以上の同一のもしくは異なるモノマー単位、又は式VIもしくは式VI1〜式VI5から選択される1種以上のモノマーを互いに、及び/又は1種以上のコモノマーと重合反応で、好適にはアリール−アリールカップリング反応でカップリングさせることによるポリマーの製造方法である。
好適で好適なモノマー及びコモノマーは、次式
R1−Ar−D−Ar−A−RR2 VI1
R1−D−A−RR2 VI2
R1−A−RR2 VI3
R1−Ar−A−RR2 VI4
R1−Ar−A−Ar−RR2 VI5
R1−D−RR2 VII
R1−Ar−RR2 VIII
R1−Ar−RR2 IX
(式中、D、A、Ar及びArは、式IIIで定義した通りであり、かつRR1及びRR2は、式VIで定義した通りである)
から選択される。
式VI、V1〜VI5及びVII〜IXから選択される1種以上のモノマーをアリール−アリールカップリング反応でカップリングさせることによるポリマーの製造方法が非常に好ましく、式中、好適にはRR1及びRR2は、H、Cl、Br、I、−B(OZ及び−Sn(Zから選択される。
前述及び後述の方法に使用される好適なアリール−アリールカップリング及び重合方法は、山本カップリング、熊田カップリング、根岸カップリング、鈴木カップリング、スティルカップリング、薗頭カップリング、ヘックカップリング、C−H活性化カップリング、ウルマンカップリング又はブッフバルトカップリングである。鈴木カップリング、根岸カップリング、スティルカップリング及び山本カップリングがとりわけ好適である。鈴木カップリングは、例えば、国際公開第00/53656A1号パンフレットに記載されている。根岸カップリングは、例えば、化学会誌(J.Chem.Soc.)、ケミカル・コミュニケーションズ(Chem.Commun.)、1977年、p.683〜684に記載されている。山本カップリングは、例えば、T.ヤマモト(T.Yamamoto)ら著、ポリマーサイエンスの進歩(Progress in Polymer Science)、1993年、第17巻、p.1153〜1205又は国際公開第2004/022626A1号パンフレットに記載されている。スティルカップリングは、例えば、Z.バオ(Z.Bao)ら著、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc)、1995
年、第117巻、p.12426〜12435に記載されている。C−H活性化は、例えば、M.ルクレール(M.Leclerc)ら著、アンゲヴァンテ・ケミー・インターナショナル・エディション(Angew.Chem.Int.Ed.)、2012年、第51巻、p.2068〜2071に記載されている。例えば、山本カップリングを使用する場合、好適には、2個の反応性ハロゲン化物基を有するモノマーを使用する。鈴木カップリングを使用する場合、好適には2個の反応性ボロン酸基もしくはボロン酸エステル基又は2個の反応性ハロゲン化物基を有する式IIの化合物を使用する。スティルカップリングを使用する場合、好適には、2個の反応性スタンナン基又は2個の反応性ハロゲン化物基を有するモノマーを使用する。根岸カップリングを使用する場合、好適には、2個の反応性有機亜鉛基又は2個の反応性ハロゲン化物基を有するモノマーを使用する。C−H活性化重合により線状ポリマーを合成する場合、好適には、少なくとも1個の反応性基が活性化された水素結合である前述のモノマーを使用する。
とりわけ鈴木、根岸又はスティルカップリングに好適な触媒は、Pd(0)錯体又はPd(II)塩から選択される。好適なPd(0)錯体は、Pd(PhP)などの少なくとも1つのホスフィン配位子を有するものである。別の好適なホスフィン配位子はトリス(o−トルイル)ホスフィンである、即ち、Pd(o−TolP)である。好適なPd(II)塩としては、酢酸パラジウム、即ち、Pd(OAc)が挙げられる。あるいは、Pd(0)錯体は、Pd(0)ジベンジリデンアセトン錯体、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、又はPd(II)塩、例えば、酢酸パラジウムをホスフィン配位子、例えば、トリフェニルホスフィン、トリス(o−トルイル)ホスフィン又はトリ(tert−ブチル)ホスフィンと混合することにより製造することができる。鈴木重合は、塩基、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、水酸化リチウム、リン酸カリウム、又は、炭酸テトラエチルアンモニウムもしくは水酸化テトラエチルアンモニウムなどの有機塩基の存在下で行われる。山本重合は、Ni(0)錯体、例えば、ビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)を使用する。
鈴木、スティル又はC−H活性化カップリング重合を使用して、ホモポリマーならびに統計コポリマー、交互コポリマー及びブロックランダムコポリマーを製造することができる。統計コポリマー又はブロックコポリマーは、例えば、上記式VI又はその部分式のモノマーから製造することができ、式中、反応性基の一方はハロゲンであり、他方の反応性基は、C−H活性化結合、ボロン酸基もしくはボロン酸誘導体基、又はアルキルスタンナンである。統計コポリマー、交互コポリマー及びブロックコポリマーの合成は、例えば、国際公開第03/048225A2号パンフレット又は国際公開第2005/014688A2号パンフレットに詳述されている。
前述のハロゲン基の代替として、式−O−SO(式中、Zは前述の通りである)の脱離基を使用することができる。このような脱離基の特定の好適な例としては、トシレート、メシレート及びトリフレートがある。
7,7−ビス−(2−アルキル)−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレンモノマーの合成については、以前、例えば、J.コウ(J.Hou)ら、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc.)2008年、第130巻、p.16144〜16145に記載された。
スキーム1及びスキーム2に2,3,7,8−テトラアルキルピラジノ[2,3−g]キノキサリンモノマーの合成を例示的に示す。
スキーム1
a)Br、HBr、b)HNO、CFSOH、c)Zn/AcOH、次いで、R5/7−C(O)−C(O)−R5/8(式中、R5〜8は前述の通りである)。
スキーム2
a)トルエン、ピリジン、R5/7−C(O)−C(O)−R5/8、b)NaHCO、クロロホルム、Br(式中、R5〜8は前述の通りである)。
スキーム3に交互、ランダム及び統計ブロックコポリマーの合成を例示的に示す。
スキーム3
(式中、X1=BrかつX2=SnR、又はX1=BrかつX2=B(OR)、又はX1=SnRかつX2=Br、又はX1=B(OR)かつX2=Br、又はX1=HかつX2=Brであり、Ar1〜2は置換されていてもよいアリール又はヘテロアリールであり、a+b+c+d≧0である。)
前述及び後述のポリマーの製造方法は、本発明の別の態様である。
本発明の化合物及びポリマーは、例えば、モノマー化合物と一緒に又は電荷輸送性、半導体特性、導電性、光導電性及び/又は発光半導体特性を有する他のポリマーと一緒に、又は、例えば、OLEDデバイス中の中間層もしくは電荷阻止層として使用される正孔阻止性又は電子阻止性を有するポリマーと共に、混合物又はポリマーブレンド中に使用することができる。従って、本発明の別の態様は、本発明の1種以上のポリマーと、前述の特性の1つ以上を有する他の1種以上のポリマーとを含むポリマーブレンドに関する。これらのブレンドは、従来技術に記載され、当業者に既知の従来の方法により製造することができる。典型的には、ポリマーを互いに混合するか、又は好適な溶媒に溶解し、その溶液を合わせる。
本発明の別の態様は、前述及び後述の1種以上の低分子、ポリマー、混合物又はポリマーブレンドと、1種以上の有機溶媒とを含む配合物に関する。
好適な溶媒は、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン、エーテル及びこれらの混合物である。使用できるその他の溶媒としては、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、メシチレン、クメン、シメン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン、デカリン、2,6−ルチジン、2−フルオロ−m−キシレン、3−フルオロ−o−キシレン、2−クロロベンゾトリフルオライド、N,N−ジメチルホルムアミド、2−クロロ−6−フルオロトルエン、2−フルオロアニソール、アニソール、2,3−ジメチルピラジン、4−フルオロアニソール、3−フルオロアニソール、3−トリフルオロメチルアニソール、2−メチルアニソール、フェネトール、4−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−フルオロ−3−メチルアニソール、2−フルオロベンゾニトリル、4−フルオロベラトロール、2,6−ジメチルアニソール、3−フルオロベンゾニトリル、2,5−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール、ベンゾニトリル、3,5−ジメチルアニソール、N,N−ジメチルアニリン、安息香酸エチル、1−フルオロ−3,5−ジメトキシベンゼン、1−メチルナフタレン、N−メチルピロリドン、3−フルオロベンゾトリフルオライド、ベンゾトリフルオライド、ジオキサン、トリフルオロメトキシベンゼン、4−フルオロベンゾトリフルオライド、3−フルオロピリジン、トルエン、2−フルオロトルエン、2−フルオロベンゾトリフルオライド、3−フルオロトルエン、4−イソプロピルビフェニル、フェニルエーテル、ピリジン、4−フルオロトルエン、2,5−ジフルオロトルエン、1−クロロ−2,4−ジフルオロベンゼン、2−フルオロピリジン、3−クロロフルオロベンゼン、1−クロロ−2,5−ジフルオロベンゼン、4−クロロフルオロベンゼン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、2−クロロフルオロベンゼン、p−キシレン、m−キシレン、o−キシレン、又はo−、m−、及びp−異性体の混合物が挙げられる。比較的極性の低い溶媒が一般的に好適である。インクジェット印刷には、高沸点の溶媒及び溶媒混合物が好適である。スピンコートには、キシレン及びトルエンのようなアルキル化ベンゼンが好適である。
とりわけ好適な溶媒の例としては、ジクロロメタン、トリクロロメタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、アニソール、モルホリン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、1,4−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラリン、デカリン、インダン、安息
香酸メチル、安息香酸エチル、メシチレン及び/又はこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
溶液中の化合物又はポリマーの濃度は、好適には0.1〜10重量%、より好適には0.5〜5重量%である。任意選択的に、溶液はまた、例えば国際公開第2005/055248A1号パンフレットに記載のように、レオロジー特性を調節するために1種以上の結合剤も含む。
適切な混合及びエージングを行った後、溶液を次の分類:完全な溶液、境界線上にある溶液又は不溶性の1つとして評価する。溶解性と不溶性を区分する溶解性パラメータ−水素結合限界を示す輪郭線を引く。溶解性領域に入る「完全な」溶媒は、「クローリー、J.D.(Crowley,J.D.)、ティーグ、G.S.Jr.(Teague,G.S.Jr.)及びレーベ、J.W.Jr.(Lowe,J.W.Jr.)著、ジャーナル・オブ・ペイント・テクノロジー(Journal of Paint Technology)、1966年、第38巻(496号)、p.296」に発表されているような文献値から選択することができる。また、溶媒ブレンドが使用されてもよく、それらは「溶媒(Solvents)、W.H.エリス(W.H.Ellis)著、塗装技術協会連盟(Federation of Societies for Coatings Technology)、p.9〜10、1986年」に記載のように識別することができる。このような手順により、本発明のポリマーを両方とも溶解する「非」溶媒のブレンドを得ることができるが、ブレンド中に少なくとも1種の真の溶媒を有することが望ましい。
本発明の化合物及びポリマーはまた、前述及び後述のデバイス中のOSCパターン層に使用することもできる。最新のマイクロエレクトロニクスにおける用途には、費用(比較的多いデバイス/比較的大きい単位面積)及び電力消費を低減するために、小さい構造又はパターンを形成することが一般的に望ましい。本発明のポリマーを含む薄層のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィー、電子線リソグラフィー又はレーザパターニングにより行うことができる。
電子デバイス又は電子光学デバイス中の薄層として使用するために、本発明の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド又は配合物を任意の好適な方法で堆積させることができる。真空蒸着法よりもデバイスを液体塗布する方が望ましい。溶液堆積法がとりわけ好適な。本発明の配合物は、幾つかの液体塗布法の使用を可能にする。好適な堆積法としては、ディップコート、スピンコート、インクジェット印刷、ノズルプリンティング、凸版印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、ドクターブレードコート、ローラ印刷、リバースローラ印刷、オフセット平版印刷、乾式オフセット平版印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレーコート、カーテンコート、刷毛塗り、スロットダイコート又はパッド印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
高解像度層及びデバイスを製造する必要がある場合、インクジェット印刷が特に好適である。予め製造されたデバイス基板に本発明の選択された配合物をインクジェット印刷又はマイクロディスペンスにより塗工してもよい。好適には、アプリオン(Aprion)、日立工機(Hitachi−Koki)、インクジェット・テクノロジー(InkJet Technology)、オン・ターゲット・テクノロジー(On Target Technology)、ピコジェット(Picojet)、スペクトラ(Spectra)、トライデント(Trident)、ザール(Xaar)により供給されるものなどの工業用圧電プリントヘッドを使用して、有機半導体層を基板に塗工してもよい。さらに、ブラザー(Brother)、エプソン(Epson)、コニカ(Konica)、セイコーインスツル(Seiko Instruments)、東芝テック(Toshiba TEC)製のものなどの準工業用ヘッド、又はマイクロドロップ(Microdro
p)及びマイクロファブ(Microfab)製のものなどの単一ノズルマイクロディスペンサーを使用してもよい。
インクジェット印刷又はマイクロディスペンスにより塗工するために、化合物又はポリマーを好適な溶媒にまず溶解しなければならない。溶媒は、前述の要件を満たさなければならず、選択されるプリントヘッドに悪影響を及ぼしてはならない。さらに、プリントヘッド内での溶液の乾燥によって起こる操作性の問題を防止するために、溶媒の沸点は、100℃超、好適には140℃超、より好適には150℃超でなければならない。前述の溶媒以外に、好適な溶媒としては、置換及び非置換キシレン誘導体、ジC1〜2アルキルホルムアミド、置換及び非置換アニソール及び他のフェノールエーテル誘導体、置換ピリジン、置換ピラジン、置換ピリミジン、置換ピロリドンなどの置換複素環化合物、置換及び非置換N,N−ジ−C1〜2アルキルアニリン及び他のフッ素化又は塩素化芳香族化合物が挙げられる。
インクジェット印刷により本発明の化合物又はポリマーを堆積させるのに好適な溶媒には、1個以上の置換基で置換されたベンゼン環を有するベンゼン誘導体が含まれ、ここで、1個以上の置換基の中の総C原子数は少なくとも3である。例えば、ベンゼン誘導体は1個のプロピル基又は3個のメチル基で置換されていてもよく、どちらの場合も合計で少なくとも3個の炭素原子が存在する。このような溶媒は、溶媒を化合物又はポリマーと共に含むインクジェット液の形成を可能にし、それによりジェットの詰まり及びスプレー時の成分の分離が低減又は防止される。溶媒としては、次に挙げる例:ドデシルベンゼン、1−メチル−4−tert−ブチルベンゼン、テルピネオール、リモネン、イソズレン、テルピノレン、シメン、ジエチルベンゼンから選択されるものを挙げることができる。溶媒は、溶媒混合物、即ち、2種以上の溶媒の組み合わせであってもよく、各溶媒の沸点は、好適には100℃超、より好適には140℃超である。このような溶媒により、堆積層の成膜が向上し、層中の欠陥が低減する。
インクジェット液(即ち、溶媒、結合剤、及び半導体化合物の混合物)の20℃における粘度は、好適には1〜100mPa・s、より好適には1〜50mPa・s、最適には1〜30mPa・sである。
本発明のポリマーブレンド及び配合物は、例えば界面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱泡剤、反応性であっても又は非反応性であってもよい希釈剤、補助剤、着色剤、染料もしくは顔料、増感剤、安定剤、ナノ粒子又は禁止剤(inhibitors)から選択される他の1種以上の成分又は添加剤をさらに含むことができる。
本発明への化合物及びポリマーは、光学、電子光学、電子、エレクトロルミネッセンス又は光ルミネッセンス構成要素又はデバイス中の電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料又は発光材料として有用である。これらのデバイス中に、本発明のポリマーは典型的には薄層又は薄膜として塗工される。
従って、本発明はまた、電子デバイス中での半導体化合物、ポリマー、ポリマーブレンド、配合物又は層の使用も提供する。配合物は、様々なデバイス及び装置中の高移動度半導体材料として使用することができる。配合物は、例えば、半導体層又は膜の形態で使用することができる。従って、別の態様では、本発明は電子デバイスに使用される半導体層を提供し、この層は、本発明の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド又は配合物を含む。層又は膜は、約30ミクロン未満であってもよい。様々な電子デバイス用途には、その厚みは厚み約1ミクロン未満であってもよい。層は、例えば電子デバイスの一部に、前述の溶液塗布法又は印刷法のいずれかにより堆積されてもよい。
本発明はさらに、本発明の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド、配合物又は有機半導体層を含む電子デバイスを提供する。とりわけ好適なデバイスは、OFET、TFT、IC、論理回路、キャパシタ、RFIDタグ、OLED、OLET、OPED、OPV、OPD、太陽電池、レーザダイオード、光導電体、光検出器、電子写真デバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイス、センサデバイス、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止膜、導電性基板及び導電性パターンである。
とりわけ好適な電子デバイスは、OFET、OLED、OPVデバイス及びOPDデバイス、特に、バルクヘテロ接合(BHJ)OPVデバイスである。OFETでは、例えば、ドレインとソースとの間の能動半導体チャネルが本発明の層を備えてもよい。別の例として、OLEDデバイス中で、電荷(正孔又は電子)注入又は輸送層が本発明の層を備えてもよい。
OPVデバイス又はOPDデバイスに使用するために、本発明のポリマーは、好適にはp型(電子供与体)半導体及びn型(電子受容体)半導体を含む又は含有する、より好適にはそれらから本質的になる、非常に好適にはそれらだけからなる配合物として使用される。p型半導体は、本発明のポリマーで構成される。n型半導体は、酸化亜鉛(ZnO)、亜鉛スズ酸化物(ZTO)、酸化チタン(TiO)、酸化モリブデン(MoO)、酸化ニッケル(NiO)、もしくはセレン化カドミウム(CdSe)などの無機材料であっても、又はグラフェン、カーボンナノチューブ、もしくは、非置換フラーレンもしくは置換フラーレン、例えば、非置換C60、インデン−C60フラーレンビス付加体、例えばICBA−C60等、もしくは、例えばG.ユー(G.Yu)、J.ガオ(J.Gao)、J.C.フンメレン(J.C.Hummelen)、F.ウドル(F.Wudl)、A.J.ヒーガ(A.J.Heeger)著、サイエンス(Science)、1995年、第270巻、p.1789以降に開示されており、下記に示す構造を有する「PCBM−C60」もしくは「C60PCBM」としても知られる(6,6)−フェニル酪酸メチルエステル誘導体化メタノC60フラーレン、もしくは、例えばC61フラーレン基、C70フラーレン基、もしくはC71フラーレン基を有する構造類似化合物、もしくは有機ポリマー(例えば、コークレイ、K.M.(Coakley,K.M.)及びマギー、M.D.(McGehee,M.D.)著、材料化学(Chem.Mater.)、2004年、第16巻、p.4533参照)などの有機材料であってもよい。n型半導体は、上記の有機及び/又は無機材料の組み合わせで構成することもできる。
好適には本発明のポリマーを、式XI
(式中、
は、n個の炭素原子から構成され、1種以上の原子が中に閉じ込められていてもよいフラーレンを示し、
付加体は、任意の連結性でフラーレンCに付加した第1の付加体であり、
付加体は、任意の連結性でフラーレンCに付加した第2の付加体、又は第2の付加体の組み合わせであり、
kは整数≧1であり、
Iは0であるか、≧1の整数であるか、又は>0の非整数である)
のフラーレン又は置換フラーレンなどのn型半導体とブレンドして、OPVデバイス又はOPDデバイス中の能動層を形成する。
式XI及びその部分式中、kは、好適には1、2、3、又は4、非常に好適には1又は2を示す。
式XI及びその部分式中のフラーレンCは、任意の数n個の炭素原子から構成されてもよい。好適には、式XI及びその部分式の化合物では、フラーレンCを構成する炭素原子の数nは、60、70、76、78、82、84、90、94又は96、非常に好適には60又は70である。
式XI及びその部分式中のフラーレンCは、好適には、炭素系フラーレン、内包フラーレン、又はこれらの混合物から、非常に好適には炭素系フラーレンから選択される。
好適な炭素系フラーレンとしては、(C60−1h)[5,6]フラーレン、(C70−D5h)[5,6]フラーレン、(C76−D2*)[5,6]フラーレン、(C84−D2*)[5,6]フラーレン、(C84−D2d)[5,6]フラーレン、又は前述の炭素系フラーレンの2種以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
内包フラーレンは、好適にはメタロフラーレンである。好適なメタロフラーレンとしては、La@C60、La@C82、Y@C82、ScN@C80、YN@C80、Sc@C80、又は前述のメタロフラーレンの2種以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
好適にはフラーレンCは、[6,6]及び/又は[5,6]結合が置換されており、好適には少なくとも1個の[6,6]結合が置換されている。
式XI及びその部分式中で「付加体」と称される第1及び第2の付加体は、好適には次式
(式中、
ArS1、ArS2は、互いに独立して、単環式又は多環式であり、前述及び後述のRの意味の1つを有する1個以上の同一の又は異なる置換基で置換されていてもよい、環原子数5〜20、好適には5〜15のアリール基又はヘテロアリール基を示し、
S1、RS2、RS3、RS4及びRS5は、互いに独立して、H、CNを示すか、又は前述及び後述のRの意味の1つを有する)
から選択される。
式XIの好適な化合物は、次の部分式:

(式中、RS1、RS2、RS3、RS4、RS5、及びRS6は、互いに独立してHを示すか、又は前述及び後述のRの意味の1つを有する)
から選択される。
同様に好適には、本発明のポリマーを他のタイプのn型半導体、例えば、グラフェン、金属酸化物、例えばZnO、TiO、ZTO、MoO、NiO等、量子ドット、例えばCdSeもしくはCdS等、又は共役ポリマー、例えば国際公開第2013142841A1号パンフレットに記載のポリナフタレンジイミドもしくはポリペリレンジイミド等とブレンドして、OPVデバイス又はOPDデバイス中の能動層を形成する。
デバイスは、好適には、透明又は半透明基板上の能動層の一方側に第1の透明電極又は半透明電極を、能動層の他方側に第2の金属電極又は半透明電極をさらに備える。
好適には、デバイス特性が向上するように、本発明の能動層を追加の有機化合物及び無機化合物とさらにブレンドする。例えば、先端材料(Adv.Mater.)、2013年、第25巻(17号)、p.2385〜2396及び先端エネルギー材料(Adv.Ener.Mater.)10.1002/aenm.201400206に記載の近接場効果(即ち、プラズモン効果)により集光性を改善するためのAuもしくはAgナノ粒子又はAuもしくはAgナノプリズムなどの金属粒子、例えば、Adv.Mater.2013,25(48),7038−7044に記載の光導電性を改善するための2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンなどの分子ドーパント、又は、例えば、国際公開第2012095796A1号パンフレット及び国際公開第2013021971A1号パンフレットに記載の2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、シュウ酸アニリド類、ヒドロキシフェニルトリアジン類、メロシアニン類、ヒンダーゾフェノール、N−アリールチオモルホリン、N−アリールチオモルホリン−1−オキサイド、N−アリールチオモルホリン−1,1−ジオキサイド、N−アリール−チアゾリジン、N−アリールチアゾリジン−1−オキサイド、N−アリールチアゾリジン−1,1−ジオキサイド及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのUV吸収剤及び/又は抗ラジカル剤(anti−radical agent)及び/又は酸化防止剤からなる安定剤が例示される。
デバイスは、好適には、例えば材料化学誌(J.Mater.Chem.)、2011,21,12331に記載のUV−可視光変換層、又は、例えば応用物理学誌(J.Appl.Phys.)2013年、第113巻、p.124509に記載のNIR−可視もしくはIR−NIR光変換層をさらに含んでもよい。
さらに好適にはOPVデバイス又はOPDデバイスは、能動層と第1又は第2の電極との間に、例えばZTO、MoO、NiOのような金属酸化物、例えばPEDOT:PSS及びポリピロール−ポリスチレンスルホン酸(PPy:PSS)のようなドープされた共役ポリマー、例えばポリトリアリールアミン(PTAA)のような共役ポリマー、例えばN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)(1,1’−ビフェニル)−4,4’ジアミン(NPB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)のような有機化合物、例えば酸化グラフェン及びグラフェン量子ドットのようなグラフェン系材料などの材料を含む、正孔輸送層及び/又は電子阻止層として機能する、あるいは、例えばZnO、TiO、AZO(アルミニウムをドープした酸化亜鉛)のような金属酸化物、例えばLiF、NaF、CsFのような塩、例えばポリ[3−(6−トリメチルアンモニウムヘキシル)チオフェン]、ポリ(9,9−ビス(2−エチルヘキシル)フルオレン]−b−ポリ[3−(6−トリメチルアンモニウムヘキシル)チオフェン]、もしくはポリ[(9,9−ビス(3’−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル)−2,7−フルオレン)−alt−2,7−(9,9−ジオクチルフルオレン)]のような共役ポリマー電解質、例えばポリ(
エチレンイミン)のようなポリマー、又は、例えばトリス(8−キノリノラト)−アルミニウム(III)(Alq)、フェナントロリン誘導体のような有機化合物、又は例えば先端エネルギー材料(Adv.Energy Mater.)、2012年、第2巻、p.82〜86に記載のようなC60もしくはC70系フラーレンなどの材料を含む、正孔阻止層及び/又は電子輸送層として機能する、1つ以上の追加のバッファ層を備える。
本発明のポリマーとフラーレン又は修飾フラーレンとのブレンド又は混合物中で、比ポリマー:フラーレンは、好適には重量で5:1〜1:5、より好適には重量で1:1〜1:3、最適には重量で1:1〜1:2である。ポリマー結合剤も1〜99重量%含むことができる。結合剤の例としては、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルメタクリレート(PMMA)が挙げられる。
BHJ OPVデバイス中の薄層を形成するために、本発明の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド又は配合物を任意の好適な方法で堆積させることができる。真空蒸着法よりもデバイスを液体塗布する方が望ましい。溶液堆積法がとりわけ好適である。本発明の配合物は、幾つかの液体塗布法の使用を可能にする。好適な堆積法としては、ディップコート、スピンコート、インクジェット印刷、ノズルプリンティング、凸版印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、ドクターブレードコート、ローラ印刷、リバースローラ印刷、オフセット平版印刷、乾式オフセット平版印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレーコート、カーテンコート、刷毛塗り、スロットダイコート又はパッド印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。OPVデバイス及びOPVモジュールの製造には、例えば、スロットダイコート、及びスプレーコート等のフレキシブル基板に適合する面積印刷(area printing)法が好適である。
本発明のポリマーとPCBMのようなC60又はC70フラーレン又は修飾フラーレンとのブレンド又は混合物を含有する好適な溶液又は配合物を製造しなければならない。配合物を製造する際、好適な溶媒の選択は、p型とn型の両方の成分の完全な溶解を確実にし、選択した印刷法により導入される境界条件(例えば、レオロジー特性)を考慮して行わなければならない。
この目的には、有機溶媒が一般的に使用される。典型的な溶媒は、芳香族溶媒、ハロゲン化溶媒又は塩素化溶媒(塩素化芳香族溶媒を含む)であってもよい。例としては、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、四塩化炭素、トルエン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、アニソール、モルホリン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、1,4−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラリン、デカリン、インダン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、メシチレン及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
OPVデバイスは、例えば、文献から既知のどのタイプのものであってもよい(例えば、ヴァルトアウフ(Waldauf)ら著、アプライド・フィジクス・レターズ(Appl.Phys.Lett.)、2006年、第89巻、p.233517参照)。
本発明の第1の好適なOPVデバイスは、次の層(最下部から最上部の順に):
− 任意選択的に基板、
− アノードとして機能する、仕事関数の大きい電極、好適には、例えばITOのような金属酸化物を含む電極、
− 任意選択的な導電性ポリマー層又は正孔輸送層、好適には、例えばPEDOT:P
SS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸)、又はTBD(N,N’−ダイフェニル−N−N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’ビフェニル−4,4’−ジアミン)又はNBD(N,N’−ジフェニル−N−N’−ビス(1−ナフチルフェニル)−1,1’ビフェニル−4,4’−ジアミン)などの有機ポイマー又はポリマーブレンドを含む層、
− 例えば、p型/n型二重層として、又は別個のp型層及びn型層として、又は、BHJを形成するブレンドもしくはp型及びn型半導体として存在し得る、p型及びn型有機半導体を含む、「能動層」とも称される層、
− 任意選択的に電子輸送性を有する層、例えばLiFを含む層、
− カソードとして機能する、仕事関数の小さい電極、好適には、例えばアルミニウムのような金属を含む電極
を備え、
電極の少なくとも1つ、好適にはアノードは可視光線透過性であり、
p型半導体は本発明のポリマーである。
本発明の第2の好適なOPVデバイスは逆型OPVデバイスであり、次の層(最下部から最上部の順に):
− 任意選択的に基板、
− カソードとして機能する、仕事関数の大きい金属電極又は金属酸化物電極、例えばITOを含む電極、
− 正孔阻止性を有する層、好適にはTiO又はZnのような金属酸化物を含む層、
− 例えば、p型/n型二重層として、又は別個のp型層及びn型層として、又は、BHJを形成するブレンドもしくはp型及びn型半導体として存在し得る、電極間に位置するp型及びn型有機半導体を含む能動層、
− 任意選択的な導電性ポリマー層又は正孔輸送層、好適には、例えばPEDOT:PSS又はTBD又はNBDなどの有機ポイマー又はポリマーブレンドを含む層、
− アノードとして機能する、例えば銀のような仕事関数の大きい金属を含む電極
を備え、
電極の少なくとも1つ、好適にはカソードは可視光線透過性であり、
p型半導体は本発明のポリマーである。
本発明のOPVデバイスでは、p型及びn型半導体材料は、好適には、前述のポリマー/フラーレン系のような材料から選択される。
能動層を基板上に堆積させるとき、それは、ナノスケールレベルで相分離するBHJを形成する。ナノスケール相分離に関する論述については、デンラー(Dennler)ら著、IEEE会報(Proceedings of the IEEE)、2005年、第93巻(8号)、p.1429又はホッピー(Hoppe)ら著、アドバンスト・ファンクショナル・マテリアルズ(Adv.Func.Mater)、2004年、第14巻(10号)、p.1005を参照されたい。その場合、ブレンドのモルフォロジー及びその結果としてOPVデバイスの性能を最適化するために、任意選択的なアニール処理工程が必要となり得る。
デバイスの性能を最適化する別の方法は、適切に相分離を促進するように高沸点添加剤を含み得るOPV(BHJ)デバイス製造用の配合物を製造することである。高効率太陽電池を得るために、1,8−オクタンジチオール、1,8−ジヨードオクタン、ニトロベンゼン、クロロナフタレン、及び他の添加剤が使用されてきた。例は、J.ピート(J.Peet)ら著、ネイチャー・マテリアルズ(Nat.Mater)、2007年、第6巻、p.497又はフレシェ(Frechet)ら著、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc)、2010年、第132巻、p.7595〜7597に開示されている。
本発明の化合物、ポリマー、配合物及び層は、OFET中に半導体チャネルとして使用するのにも好適である。従って、本発明はまた、ゲート電極と、絶縁(又はゲート絶縁体)層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極とを接続する有機半導体チャネルとを備えるOFETも提供し、有機半導体チャネルは本発明の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド、配合物又は有機半導体層を含む。OFETのその他の特徴は当業者に周知である。
OSC材料がゲート誘電体電極とドレイン電極及びソース電極との間に薄膜として配置されているOFETが公知であり、例えば、米国特許第5,892,244号明細書、米国特許第5,998,804号明細書、米国特許第6,723,394号明細書及び背景技術のセクションで引用した参考文献に記載されている。本発明の化合物の溶解特性、従って大きい表面の加工性を用いて低コストで製造できる等の利点があるため、これらのFETの好適な用途には、集積回路、TFTディスプレイ及びセキュリティ用途などがある。
OFETデバイス中のゲート電極、ソース電極及びドレイン電極ならびに絶縁層及び半導体層はどのような順番で配置されてもよいが、但し、ソース電極とドレイン電極は絶縁層によりゲート電極から分離されており、ゲート電極と半導体層は両方とも絶縁層に接触しており、ソース電極とドレイン電極は両方とも半導体層に接触している。
本発明のOFETデバイスは、好適には:
− ソース電極、
− ドレイン電極、
− ゲート電極、
− 半導体層、
− 1つ以上のゲート絶縁体層、
− 任意選択的に基板
を備え、半導体層は好適には、前述及び後述の化合物、ポリマー、ポリマーブレンド又は配合物を含む。
OFETデバイスは、トップゲートデバイスであっても、又はボトムゲートデバイスであってもよい。OFETデバイスの好適な構造及び製造方法は当業者に既知であり、例えば米国特許出願公開第2007/0102696A1号明細書などの文献に記載されている。
ゲート絶縁体層は、好適には、例えば市販のサイトップ(Cytop)809M(登録商標)又はサイトップ(Cytop)107M(登録商標)(旭硝子(Asahi Glass)製)のようなフルオロポリマーを含む。好適には、ゲート絶縁体層は、例えば、スピンコート、ドクターブレード、ワイヤバーコート、スプレーコートもしくはディップコート、又は他の既知の方法により、絶縁体材料と、1個以上のフルオロ原子を有する1種以上の溶媒(フルオロ溶媒)、好適にはパーフルオロ溶媒とを含む配合物から堆積される。好適なパーフルオロ溶媒は、例えば、FC75(登録商標)(アクロス(Acros)から入手可能、カタログ番号12380)である。他の好適なフルオロポリマー及びフルオロ溶媒、例えば、パーフルオロポリマーであるテフロン(Teflon)AF(登録商標)1600もしくは2400(デュポン(DuPont)製)又はフルオロペル(Fluoropel)(登録商標)(サイトニック(Cytonix)製)又はパーフルオロ溶媒であるFC43(登録商標)(アクロス(Acros)、番号12377)等が、従来技術で既知である。例えば、米国特許出願公開第2007/0102696A1号明細書又は米国特許第7,095,044号明細書に開示されている、1.0〜5.0、非
常に好適には1.8〜4.0の低い誘電率(又は比誘電率)を有する有機誘電体材料(「低k材料」)がとりわけ好適である。
セキュリティ用途では、トランジスタ又はダイオードのような、本発明の半導体材料を有するOFET及び他のデバイスをRFIDタグ又はセキュリティマーキングに使用して、銀行券、クレジットカードもしくはIDカード、国家ID書類、ライセンスのような重要な書類、又は、切手、切符、株、小切手等のような貨幣価値を有する任意の製品の認証及び偽造防止を行うことができる。
あるいは、本発明の材料をOLEDに、例えば、フラットパネルディスプレイ用途のアクティブ表示材料として、又は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイのバックライトとして使用することができる。一般的なOLEDは多層構造を使用して実現される。発光層は、一般的に1つ以上の電子輸送層及び/又は正孔輸送層間に挟持される。電圧を印加することにより、電子及び正孔が電荷キャリアとして発光層の方に移動し、そこで、それらが再結合することにより、発光層中に含有されている発光団(lumophor)単位の励起、従って、ルミネッセンスが生じる。本発明の化合物、材料及び膜を、それらの電気的特性及び/又は光学特性に応じて、電荷輸送層の1つ以上及び/又は発光層に使用することができる。さらに、本発明の化合物、材料及び膜がそれ自体でエレクトロルミネッセンス特性を示すか、又はエレクトロルミネッセンス基もしくは化合物を含む場合、発光層にそれらを使用することがとりわけ有利である。OLEDに使用するのに好適なモノマー、オリゴマー及びポリマー化合物又は材料の選択、キャラクタリゼーション、及び処理は当業者に公知であり、例えば、ミュラー(Mueller)ら著、シンセティック・メタルズ(Synth.Metals)、2000年、第111〜112巻、p.31〜34、アルカラ(Alcala)著、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス(J.Appl.Phys.)、2000年、第88巻、p.7124〜7128、及びそれらに引用されている文献を参照されたい。
別の用途によれば、本発明の材料、とりわけ光ルミネッセンス特性を示すものを、光源の材料として、例えば、欧州特許第0889350A1号明細書に、又はC.ウェーダー(C.Weder)ら著、サイエンス(Science)、1998年、第279巻、p.835〜837により記載されているディスプレイデバイスに使用することができる。
本発明の別の態様は、本発明の化合物の酸化型と還元型の両方に関する。電子を失うこと又は受け取ることのいずれかにより、高導電性の、非常に非局在化したイオン型が生成する。これは、一般的なドーパントに暴露すると生じ得る。好適なドーパント及びドーピング法は、例えば、欧州特許第0528662号明細書、米国特許第5,198,153号明細書又は国際公開第96/21659号パンフレットから当業者に既知である。
ドーピングプロセスは、典型的には、酸化剤又は還元剤を用いて酸化還元反応で半導体材料の処理を行い、材料中に非局在化したイオン中心を形成することを含意し、それに対応する対イオンは適用されたドーパントに由来する。好適なドーピング法には、例えば、大気圧又は減圧でのドーピング蒸気への暴露、ドーパントを含有する溶液中での電気化学的ドーピング、ドーパントを半導体材料と接触させて熱拡散させること、及び半導体材料へのドーパントのイオン注入法が含まれる。
電子をキャリアとして使用する場合、好適なドーパントとしては、例えば、ハロゲン(例えば、I、Cl、Br、ICl、ICl、IBr及びIF)、ルイス酸(例えば、PF、AsF、SbF、BF、BCl、SbCl、BBr及びSO)、プロトン酸、有機酸、又はアミノ酸(例えば、HF、HCl、HNO、HSO、HClO、FSOH及びClSOH)、遷移金属化合物(例えば、FeCl
FeOCl、Fe(ClO、Fe(4−CHSO、TiCl、ZrCl、HfCl、NbF、NbCl、TaCl、MoF、MoCl、WF、WCl、UF及びLnCl(式中、Lnはランタノイドである)、アニオン(例えば、Cl、Br、I、I 、HSO 、SO 2−、NO 、ClO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 、FeCl 、Fe(CN) 3−、及び、アリール−SO などの様々なスルホン酸のアニオン)がある。正孔をキャリアとして使用する場合、ドーパントの例としては、カチオン(例えば、H、Li、Na、K、Rb及びCs)、アルカリ金属(例えば、Li、Na、K、Rb、及びCs)、アルカリ土類金属(例えば、Ca、Sr及びBa)、O、XeOF、(NO )(SbF )、(NO )(SbCl )、(NO )(BF )、AgClO、HIrCl、La(NO・6HO、FSOOOSOF、Eu、アセチルコリン、R、(Rはアルキル基である)、R(Rはアルキル基である)、RAs(Rはアルキル基である)、及びR(Rはアルキル基である)がある。
本発明の化合物の導電型は、OLED用途における電荷注入層及びITO平坦化層、フラットパネルディスプレイ及びタッチスクリーン用の膜、帯電防止膜、印刷導電性基板、印刷回路基板などの電子用途におけるパターン又は導電路(tracts)ならびにコンデンサを含む用途に、有機「金属」として使用することができるが、それらに限定されるものではない。
本発明の化合物及び配合物はまた、例えば、コラー(Koller)ら著、ネイチャー・フォトニクス(Nat.Photonics)、2008年、第2巻、p.684に記載の有機プラズモン発光ダイオード(OPED:organic plasmon−emitting diode)に使用するのに好適となり得る。
別の用途によれば、本発明の材料は、例えば、米国特許出願公開第2003/0021913号明細書に記載のLCDデバイス又はOLEDデバイス中の配向層に、又は配向層として、単独で又は他の材料と一緒に使用することができる。本発明の電荷輸送化合物を使用すると、配向層の導電率を向上させることができる。LCDに使用する場合、このような導電率の向上により、スイッチング可能なLCDセル中での有害な残留dcの影響を低減し、画像の焼き付きを抑えることができるか、又は例えば強誘電性LCD中では、強誘電性LCの自発分極電荷のスイッチングにより生じる残留電荷を低減することができる。配向層上に設けられる発光材料を含むOLEDデバイス中に使用すると、このような導電率の向上により、発光材料のエレクトロルミネッセンスの強度が増大し得る。メソゲン性又は液晶性を有する本発明の化合物又は材料は、前述の配向した異方性膜を形成することができ、それは前記異方性膜上に設けられる液晶媒体中での配向を誘導又は向上させる配向層としてとりわけ有用である。本発明の材料はまた、米国特許出願公開第2003/0021913A1号明細書に記載の、光配向層中に又は光配向層として使用される光異性化可能な化合物及び/又は発色団と組み合わせることもできる。
別の用途によれば、本発明の材料、とりわけそれらの水溶性誘導体(例えば、極性又はイオン性側鎖基を有するもの)又はイオンドープ型は、DNA配列を検出及び識別するための化学センサ又は材料として使用することができる。このような用途は、例えば、L.チェン(L.Chen)、D.W.マクブランチ(D.W.McBranch)、H.ワン(H.Wang)、R.ヘルゲソン(R.Helgeson)、F.ウドル(F.Wudl)及びD.G.ホイットン(D.G.Whitten)著、米国科学アカデミー紀要(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.)、1999年、第96号、p.12287;D.ワン(D.Wang)、X.ゴン(X.Gong)、P.S.ヒーガ(P.S.Heeger)、F.リニンスランド(F.Rininsland)、G.C
.バザン(G.C.Bazan)及びA.J.ヒーガ(A.J.Heeger)著、米国科学アカデミー紀要(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.)、2002年、第99巻、p.49;N.ディチェザレ(N.DiCesare)、M.R.ピノー(M.R.Pinot)、K.S.シャンツェ(K.S.Schanze)及びJ.R.ラコヴィチ(J.R.Lakowicz)著、ラングミュアー(Langmuir)、2002年、第18巻、p.7785;D.T.マクウェイド(D.T.McQuade)、A.E.プーレン(A.E.Pullen)、T.M.スワガー(T.M.Swager)著、ケミカル・レビューズ(Chem.Rev.)、2000年、第100巻、p.2537に記載されている。
特記しない限り、本明細書で使用する場合、複数形の用語は本明細書では単数形も含むものと解釈されるべきであり、またその逆も同様である。
本明細書の詳細な説明及び特許請求の範囲全体を通して、「含む(comprise)」及び「含有する(contain)」という用語ならびにそれらの用語の変形、例えば、「含む(comprising)」及び「含む(comprises)」は、「含むが、それらに限定されるものではない」ことを意味し、他の構成要素を排除しようとするものではない(及び、排除しない)。
本発明の前述の実施形態の変形を行い得るが、それらは依然として本発明の範囲に入ることが分かるであろう。本明細書で開示される各特徴は、特記しない限り、同じ目的、均等な目的、又は類似の目的に役立つ代替の特徴で置き換えることができる。従って、特記しない限り、開示される各特徴は、包括的な一連の均等な特徴又は類似の特徴の一例に過ぎない。
このような特徴及び/又は工程の少なくとも幾つかが相互に排他的である組み合わせを除き、本明細書に開示される特徴は全て、任意の組み合わせで組み合わせることができる。特に、本発明の好適な特徴は本発明の全ての態様に適用可能であり、任意の組み合わせで使用することができる。同様に、必須ではない組み合わせで記載されている特徴は別々に(組み合わせずに)使用することもできる。
上記及び下記で、特記しない限り、パーセンテージは重量パーセントであり、温度は摂氏度で記載される。比誘電率ε(「誘電率」)の値は、20℃、1,000Hzで測定した値を表す。
以下の実施例を参照することにより本発明をより詳細に説明するが、それらは説明を目的とするに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例1
ポリ{7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン}−alt−2,3,7,8−テトラメチルピラジノ[2,3−g]キノキサリンP1は次のように製造した。
1a)5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラメチルピラジノ[2,3−g]キノキサリン
4,7−ジブロモ−5,6−ジニトロベンゾ[1,2,5]チアジアゾール(2.30g、5.99mmol)と亜鉛(11.90g、181.99mmol)とを酢酸(240cm)と水(1cm)とに懸濁した懸濁液を60℃で2時間加熱し、23℃に冷却し、濾過して固体を除去する。濾液にブタン−2,3−ジオン(2.04cm、23.23mmol)を添加し、反応混合物を23℃で3.5日間撹拌する。溶媒を減圧留去し、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム、次いで3%メタノール/クロロホルム)で精製して黄色固体を得る。アセトニトリル/テトラヒドロフランから固体を再結晶して黄色粉末を得、それをカラムクロマトグラフィー(溶離液:25%酢酸エチル/クロロホルム)で精製して黄色固体を得、それをメタノールでトリチュレートする。濾過により固体を回収し、生成物を黄色粉末状固体として得る(180mg、8%)。
H NMR(300MHz、CDCl、ppm)2.91(s、12H、CH)。1b)ポリ{7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン}−alt−2,3,7,8−テトラメチルピラジノ[2,3−g]キノキサリンP1
5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラメチルピラジノ[2,3−g]キノキサリン(108.1mg、0.273mmol)、7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−2,5−ビストリメチルスタンナニル−7H−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン(203.2mg、0.273mmol)、トリ−o−トルイルホスフィン(13.3mg、0.043mmol)及びトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(10.0mg、0.010mmol)を秤量してフラスコに入れ、真空/窒素パージを3回行う。脱気したクロロベンゼン(3.4cm)を添加し、混合物を窒素で15分間さらにパージする。予熱した油浴で、500rpmで撹拌しながら反応混合物を140℃に3時間25分間加熱する。反応混合物を約65℃に冷却し、その溶液を反応フラスコのメタノール洗浄液(3×10cm)と共にメタノール(75cm)に注ぐ。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(2×50cm)で洗浄して黒色固体を得る。ポリマーの洗浄は、アセトン、石油(petrol)(40−60)、シクロヘキサン及びクロロホルムでソックスレー抽出することにより行う。撹拌したメタノール(100cm)中にクロロホルム画分を沈殿させる。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(50cm)で洗浄し、真空乾燥して生成物を黒色固体(140mg、79%)として得る。GPC(50℃、クロロベンゼン):M=17.0kg.mol−1;M=38.9kg.mol−1;PDI=2.29。
実施例2
ポリ{7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペ
ンタ[a]ペンタレン}−alt−2,3,7,8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリンP2は次のように製造した。
2a)2,3.7.8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリン
トルエン(12.5cm)とピリジン(17.5cm)との溶液に、ベンゼン−1,2,4,5−テトラアミンテトラヒドロクロリド(1.00g;3.52mmol)及び1,2−ジフェニルエタン−1,2−ジオン(1.85g;8.80mmol)を添加し、反応混合物を25℃で48時間撹拌する。メタノール(50cm)の添加により反応混合物を沈殿させ、その固体を濾過により回収し、追加のメタノールで洗浄し、生成物を黄色粉末状固体(1.31g、76%)として得る。
H NMR(300MHz、CDCl、ppm)9.04(s,2H,CH),7.63(dd,J=8.0,2.0,8H,ArH),7.42(m,12H,ArH)。2b)5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリン
2,3,7,8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリン(1.03g;2.12mmol)と炭酸水素ナトリウム(0.36g;4.23mmol)とをクロロホルム(20cm)に溶解した溶液に0℃で臭素(0.22cm、4.23mmol)を添加する。反応混合物を50℃に加温し、この温度で16時間撹拌する。追加の炭酸水素ナトリウム(0.36g;4.23mmol)と臭素(0.22cm、4.23mmol)を添加し、反応混合物を50℃で20時間加熱する。反応混合物にメタノール(20cm)を添加し、沈殿物を濾過により回収し、熱テトラヒドロフラン/アセトニトリル及びジクロロメタンで洗浄し、乾燥して生成物を粉末状黄色固体(0.90g、66%)として得る。
2c)ポリ{7,7−ビス−2−エチルヘキシル)−3.4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン}−alt−2,3,7,8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリンP2
5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラフェニルピラジノ[2,3−g]キノキサリン(167.9mg、0.261mmol)、7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−2,5−ビストリメチルスタンナニル−7H−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン(200.0mg、0.269mmol)、トリ−o−トルイルホスフィン(9.8mg、0.032mmol)及びトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.9mg、0.005mmol)を秤量してフラスコに入れ、真空/窒素パージを3回行う。脱気したトルエン(13.0cm)を添加し、混合物を窒素で10分間さらにパージする。予熱した油浴で、500rpmで撹拌しながら、反応混合
物を100℃に16時間加熱する。反応混合物を約65℃に冷却し、その溶液を反応フラスコのメタノール洗浄液(3×10cm)と共にメタノール(100cm)に注ぐ。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(2×50cm)で洗浄して黒色固体を得る。ポリマーの洗浄は、アセトン、石油(40−60)、シクロヘキサン及びクロロホルムでソックスレー抽出することにより行う。撹拌したメタノール(100cm)中にクロロホルム画分を沈殿させる。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(50cm)で洗浄し、真空乾燥して生成物を黒色固体(173mg、71%)として得る。GPC(50℃、クロロベンゼン):M=7.2kg.mol−1;M=12.4kg.mol−1;PDI=1.72。
実施例3
ポリ{7,7−ビス−(2−エチルヘキシル)−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン}−alt−2,3,7,8−テトラキス(3−オクチルオキシフェニル)ピラジノ[2,3−g]キノキサリンP3は次のように製造した。
5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラキス(3−オクチルオキシフェニル)ピラジノ[2,3−g]キノキサリンは、オーガニック・レターズ(Org.Lett.)、2010年12月20日、p.4470〜4473に記載のように製造した。
5,10−ジブロモ−2,3,7,8−テトラキス(3−オクチルオキシフェニル)ピラジノ[2,3−g]キノキサリン(194.3mg、0.168mmol)、7,7−ビス(2−エチルヘキシル)−2,5−ビストリメチルスタンナニル−7H−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレン(125.0mg、0.168mmol)、トリ−o−トルイルホスフィン(6.1mg、0.020mmol)及びトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(3.1mg、0.003mmol)を秤量してフラスコに入れ、真空/窒素パージを3回行う。脱気したトルエン(8.1cm)を添加し、混合物を窒素で10分間さらにパージする。予熱した油浴で、500rpmで撹拌しながら、反応混合物を100℃に1時間30分加熱した後、120℃にさらに21時間加熱する。反応混合物を約65℃に冷却し、その溶液を反応フラスコのメタノール洗浄液(3×10cm)と共にメタノール(100cm)に注ぐ。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(2×50cm)で洗浄して黒色固体を得る。ポリマーの洗浄は、アセトン及び石油(40−60)でソックスレー抽出することにより行う。石油(40−60)画分を減圧濃縮し、撹拌したメタノール(100cm)中に沈殿させる。濾過によりポリマーを回収し、メタノール(50cm)で洗浄し、真空乾燥して、生成物を
黒色固体(136mg、57%)として得る。GPC(50℃、クロロベンゼン):M=18.7kg.mol−1;M=26.8kg.mol−1;PDI=1.43。
実施例4
ポリマーP1、P2及びP3のバルクヘテロ接合有機光検出器デバイス(OPD)
ドットサイズ50mmで予めパターニングされたITO基板上にOPDデバイスを製造する。受け取ったITOガラス基板の清浄化は、通常のガラス清浄化法を用いることにより、即ち、Dycon90溶液中で超音波浴にて30分間清浄化した後、DI洗浄を3回行い、DI水中で超音波浴にてさらに30分間清浄化することにより行った。
CsCO+PVP(1%メタノール溶液から)、又はZnO NP(1%エタノール分散液から)の層を2000rpmの速度で1分間堆積させ、100℃で10分間アニールした。
ポリマー:PC70BM(1:1又は1:3)の能動層(ポリマー10mgとPC70BM10〜30mgをoDCBに溶解した溶液から製膜、その場合、使用前に密封瓶内で溶液を70℃に保温し、終夜撹拌した)は、ブレードコート法(K101コントロール・コータ・システム(Control Coater System))により基板温度70℃で順次堆積させた。ブレードと基板との距離は15〜50μm、速度0.2m.min−1に設定した。100℃で10分間能動層をアニールした。厚みは約500nmである。
MoO層は、真空中で電子線を用いてMoO粉末源から能動層の上に堆積させたが、その厚みは約15nmである。
最終製造工程では、シャドーマスクを通してAg金属電極を加熱蒸着させ(thermally deposited)、金属ドットは底部ITOドットと一致した。厚みは約50nmである。
図1にP1を用いたOPDデバイスの1つの典型的なJ−V曲線を示し、図2にP2を用いたOPDデバイスの1つの典型的なJ−V曲線を示し、図3にP3を用いたOPDデバイスの1つの典型的なJ−V曲線を示す。

Claims (21)

  1. 1種以上の式Iの単位及び1種以上の式IIの単位
    (式中、XはSiR、CR、NR又はGeRであり、かつR1〜8は、互いに独立してH、又は置換されていてもよいC原子数1〜40のカルビル基もしくはヒドロカルビル基を示し、R及びRの少なくとも1つはHと異なり、かつR〜Rの少なくとも1つはHと異なる)
    を含むポリマー。
  2. 式I中、XがSiである、請求項1に記載のポリマー。
  3. 前記式Iの単位中、R及びRがHであり、かつR及びRが、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニルからなる群から選択され、及び
    前記式IIの単位中、R、R、R及びRが、それぞれ非置換であるか又は1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキル、アルコキシ又はスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖又は分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ又はアルキルオキシカルボニルからなる群から選択される
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリマー。
  4. 前記式Iの単位中、R及びRがHであり、かつR及びRが、それぞれ非置換であるかもしくは1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル、アルコキシもしくはスルファニルアルキル、C原子数2〜30の直鎖もしくは分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルキルオキシカルボニルからなる群から選択されるか、又は、それぞれフッ素化、アルキル化もしくはアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択され、及び
    前記式IIの単位中、R、R、R及びRは、それぞれフッ素化、アルキル化又はアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロア
    リール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択される
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリマー。
  5. 5〜30個の環原子を有し、かつ好適には1個以上の基Rで置換されていてもよいアリーレン基及びヘテロアリーレン基から選択される1種以上の単位をさらに含み、
    が出現毎に同一であるか又は異なり、F、Br、Cl、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(O)NR00、−C(O)X、−C(O)R、−NH、−NR00、−SH、−SR、−SOH、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、置換されていてもよいシリル、置換されていてもよく、かつ1個以上のヘテロ原子を含んでもよいC原子数1〜40のカルビル又はヒドロカルビルであり、
    及びR00が、互いに独立して、Hであるか、又は置換されていてもよいC1〜40のカルビルもしくはヒドロカルビルであり、
    が、ハロゲン、好適にはF、Cl又はBrである
    ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリマー。
  6. 式III:
    −[(D)−(A)−(Ar−(Ar III
    (式中、
    Dは式Iの単位であり、
    Aは式IIの単位であり、
    Ar、Arは、互いに独立して、好適には前述の1個以上の基Rで置換されていてもよい環原子数5〜30のアリーレン基又はヘテロアリーレン基を示し、
    a、b、c、dは、互いに独立して、0、1、2又は3であり、少なくとも1個の繰り返し単位でa及びdの少なくとも一方が0と異なり、
    nは>1の整数である)
    から選択されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリマー。
  7. 次の部分式:
    (式中、X及びR1〜8は請求項1、2又は3に記載の意味を有し、Ar、Ar、b、c及びnは請求項5に記載の意味を有し、
    x1は>0かつ≦1であり、
    x2は>0かつ≦1であり、
    yは≧0かつ<1であり、
    zは≧0かつ<1であり、及び
    x1+x2+y+zは1である)
    から選択されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリマー。
  8. XがSiRであり、R及びRがHであり、かつR、R、R、R、R及びRが、それぞれ非置換であるかもしくは1個以上のF原子で置換されている、C原子数1〜30の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル、アルコキシもしくはスルファニルアルキル、及びC原子数2〜30の直鎖もしくは分岐鎖のアルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルキルオキシカルボニル、又は、それぞれフッ素化、アルキル化もしくはアルコキシル化されていてもよく、かつ4〜30個の環原子を有するアリール、ヘテロアリール、アリールオキシ及びヘテロアリールオキシからなる群から選択される、請求項7に記載のポリマー。
  9. 式V
    T1−鎖−RT2
    (式中、「鎖」は、請求項5又は6に記載の式III又は式VI1〜VI4から選択されるポリマー鎖であり、RT1及びRT2は互いに独立して、請求項4に記載のRの意味の1つを有するか、又は互いに独立して、H、F、Br、Cl、I、−CHCl、−CHO、−CR’=CR’’、−SiR’R’’R’’’、−SiR’X’X’’、−SiR’R’’X’、−SnR’R’’R’’’、−BR’R’’、−B(OR’)(OR’’)、−B(OH)、−O−SO−R’、−C≡CH、−C≡C−SiR’、−ZnX’もしくはエンドキャップ基を示し、X’及びX’’はハロゲンを示し、R’、R’’及びR’’’は互いに独立して、請求項4に記載のRの意味の1つを有し、かつR’、R’’及びR’’’の2つはそれらが結合しているヘテロ原子と一緒に環を形成してもよい)
    から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリマー。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の1種以上のポリマーと、半導体特性、電荷輸送性、正孔/電子輸送性、正孔/電子阻止性、導電性、光導電性又は発光性を有する1種以上の化合物又はポリマーとを含む混合物又はポリマーブレンド。
  11. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の1種以上のポリマーと、1種以上のn型有機半導体化合物とを含むことを特徴とする、請求項10に記載の混合物又はポリマーブレンド。
  12. 前記n型有機半導体化合物がフラーレン又は置換フラーレンであることを特徴とする、請求項11に記載の混合物又はポリマーブレンド。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の1種以上のポリマー、混合物又はポリマーブレンドと、好適には有機溶媒から選択される1種以上の溶媒とを含む配合物。
  14. 光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネッセンスデバイスもしくは光ルミネッセンスデバイスにおける、又は前記デバイスの構成要素における、又は前記デバイスもしくは構成要素を備える組立体における、電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料又は発光材料としての請求項1〜13のいずれか一項に記載のポリマー、混合物、ポリマーブレンド又は配合物の使用。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載のポリマー、配合物、混合物又はポリマーブレンドを含む、電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料又は発光材料。
  16. 電荷輸送材料、半導体材料、導電性材料、光導電性材料もしくは発光材料を含む、又は請求項1〜15のいずれか一項に記載のポリマー、混合物、ポリマーブレンドもしくは配合物を含む、光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、エレクトロルミネッセンスデバイスもしくは光ルミネッセンスデバイス、又はその構成要素、又はそれを備える組立体。
  17. 前記デバイスが有機電界効果トランジスタ(OFET)、薄膜トランジスタ(TFT)、有機発光ダイオード(OLED)、有機発光トランジスタ(OLET)、有機光起電力デバイス(OPV)、有機光検出器(OPD)、有機太陽電池、レーザダイオード、ショットキーダイオード、及び光導電体から選択され、前記構成要素が電荷注入層、電荷輸送層、中間層、平坦化層、帯電防止膜、高分子電解質膜(PEM)、導電性基板、導電性パターンから選択され、かつ前記組立体が集積回路(IC)、無線識別(RFID)タグもしくはセキュリティマーキング又はそれらを含むセキュリティデバイス、フラットパネルディスプレイ又はそのバックライト、電子写真デバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイス、センサデバイス、バイオセンサ及びバイオチップから選択される、請求項16に記載のデバイス、その構成要素、又はそれを備える組立体。
  18. OFET、バルクヘテロ接合(BHJ)OPVデバイス又は逆型BHJ OPVデバイスである、請求項17に記載のデバイス。
  19. 式VI
    R1−(Ar−(D)−(Ar−(A)−(Ar−RR2 VI
    (式中、D、A、Ar、Ar、b、c及びdは請求項6に記載の意味を有し、aは1、2又は3であり、かつRR1及びRR2は互いに独立して、Cl、Br、I、O−トシレート、O−トリフレート、O−メシレート、O−ノナフレート、−SiMeF、−SiMeF、−O−SO、−B(OZ、−CZ=C(Z、−C≡CH、−C≡C−Si(Z、−ZnX及び−Sn(Zからなる群から選択され、式中、Xはハロゲン、好適にはCl、Br又はIであり、Z1〜4は、それぞれ置換されていてもよいアルキル及びアリール、好適にはC〜C12アルキル及びC〜C10アリールからなる群から選択され、かつ2個の基Zはまた、B原子及びO原子と一緒に環状基を形成してもよい)
    のモノマー。
  20. 次式
    R1−Ar−D−Ar−A−RR2 VI1
    R1−D−A−RR2 VI2
    R1−D−A−RR2 VI3
    R1−Ar−A−RR2 VI4
    R1−Ar−A−Ar−RR2 VI5
    (式中、D、A、Ar、Ar、RR1及びRR2は、請求項19に記載の通りである)
    から選択される、請求項19に記載のモノマー。
  21. 次式
    R1−Ar−D−Ar−A−RR2 VI1
    R1−D−A−RR2 VI2
    R1−A−RR2 VI3
    R1−Ar−A−RR2 VI4
    R1−Ar−A−Ar−RR2 VI5
    R1−D−RR2 VII
    R1−Ar−RR2 VIII
    R1−Ar−RR2 IX
    (式中、D、A、Ar及びArは、請求項19に記載の通りであり、かつRR1及びRR2は、Cl、Br、I、−B(OZ及び−Sn(Zから選択される)
    から選択される1種以上のモノマーを、アリール−アリールカップリング反応で互いにカップリングさせることによる、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
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