JP2021127398A - Polymer, composition, ink, and photoelectric conversion element - Google Patents

Polymer, composition, ink, and photoelectric conversion element Download PDF

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Abstract

To provide a polymer compound which, when used in a photoelectric conversion element, renders high EQE possible in a given range of wavelengths not shorter than 1,000 nm.SOLUTION: A polymer compound comprises a constituent unit represented by a formula (1) and a constituent unit represented by a formula (2). (In the formulae, X1 and X2 each independently represent a sulfur atom or an oxygen atom, Z represents a nitrogen atom or a group represented by -C(Ra)=, and R1, R2, R3, and Ra independently represent H, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or the like).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高分子化合物、組成物、インク、及び光電変換素子に関する。 The present invention relates to polymeric compounds, compositions, inks, and photoelectric conversion elements.

光電変換素子は、例えば、省エネルギー、二酸化炭素の排出量の低減の観点から極めて有用なデバイスであり、注目されている。 The photoelectric conversion element is attracting attention because it is an extremely useful device from the viewpoint of energy saving and reduction of carbon dioxide emissions, for example.

光電変換素子に用いられる電子供与性化合物として、例えば、下記の高分子化合物が知られている(特許文献1:ポリマー1、非特許文献1)。 As the electron donating compound used in the photoelectric conversion element, for example, the following polymer compounds are known (Patent Document 1: Polymer 1, Non-Patent Document 1).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

前記ポリマー1において、Rは2−エチルヘキシルを表す。Rは3,7−ジメチルオクチルを表す。 In the polymer 1, R 1 represents 2-ethylhexyl. R 2 represents 3,7-dimethyloctyl.

特開2015−172131号公報JP-A-2015-172131

Macromolecules,2013,46(9),3384−3390Macromolecules, 2013, 46 (9), 3384-3390

近年、赤外線を検出する、イメージセンサ、生体認証装置などの装置の需要が伸びている。これらの装置に用いられる光電変換素子は、各装置の種類に応じて、波長1000nm以上の所定の波長範囲の光を効率よく電気信号に変換できることが求められる。 In recent years, there has been an increasing demand for devices such as image sensors and biometric authentication devices that detect infrared rays. The photoelectric conversion element used in these devices is required to be able to efficiently convert light in a predetermined wavelength range having a wavelength of 1000 nm or more into an electric signal, depending on the type of each device.

しかし、汎用される、シリコンなどの無機半導体を利用した光電変換素子は、波長1000nm以上の光に対する外部量子効率(EQE)が通常数%以下である。特殊な無機半導体を利用した光電変換素子のなかには、波長1000nm以上の光に対するEQEが、比較的高い素子もあるが、製造コストが大きい。
一方、有機高分子化合物を利用した光電変換素子は、一般に無機半導体を利用した光電変換素子と比較して、製造コストが小さい。しかし、特許文献1及び非特許文献1に記載された前記の有機高分子化合物を用いた光電変換素子は、波長1000nm以上の光に対するEQEが非常に小さかった。
However, a general-purpose photoelectric conversion element using an inorganic semiconductor such as silicon usually has an external quantum efficiency (EQE) of several percent or less for light having a wavelength of 1000 nm or more. Among the photoelectric conversion elements using special inorganic semiconductors, there are elements having a relatively high EQE for light having a wavelength of 1000 nm or more, but the manufacturing cost is high.
On the other hand, a photoelectric conversion element using an organic polymer compound generally has a lower manufacturing cost than a photoelectric conversion element using an inorganic semiconductor. However, the photoelectric conversion element using the organic polymer compound described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 has a very small EQE for light having a wavelength of 1000 nm or more.

したがって、光電変換素子に利用した場合に、波長1000nm以上の所定の波長範囲において高いEQEを実現できる、高分子化合物が求められる。 Therefore, there is a need for a polymer compound capable of achieving high EQE in a predetermined wavelength range of 1000 nm or more when used in a photoelectric conversion element.

本発明者は、前記課題を解決するべく、鋭意検討した結果、特定の構成単位を含む高分子化合物により、前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下を提供する。
As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that the above-mentioned problems can be solved by a polymer compound containing a specific structural unit, and has completed the present invention.
That is, the present invention provides the following.

[1] 式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む、高分子化合物。

Figure 2021127398
(式中、
及びXは、それぞれ独立して、硫黄原子又は酸素原子を表し、
Zは、窒素原子、又は、−C(R)=で表される基を表し、
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、
水素原子、
ハロゲン原子、
置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
置換基を有していてもよいアルケニル基、
置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
置換基を有していてもよいアルキニル基、
置換基を有していてもよいシクロアルキニル基、
置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、
置換基を有していてもよいアルキルチオ基、
置換基を有していてもよいアリール基、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基、
置換基を有していてもよいアリールチオ基、
置換基を有していてもよい1価の複素環基、
−C(=O)−Rで表される基、又は
−SO−Rで表される基を表し、
及びRは、それぞれ独立して、
水素原子、
置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよいアリール基、
置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基、又は
置換基を有していてもよい1価の複素環基を表す。)
[2] 式(1)で表される構成単位と、式(2)で表される構成単位とが、直接結合した単位を含む、[1]に記載の高分子化合物。
[3] 構成単位が、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位のみからなる、[1]又は[2]に記載の高分子化合物。
[4] Zが、窒素原子である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の高分子化合物。
[5] X及びXが、それぞれ硫黄原子である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の高分子化合物。
[6] R、R、及びRが、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアルキル基である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の高分子化合物。
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の高分子化合物と、n型半導体材料とを含む、組成物。
[8] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の高分子化合物と、n型半導体材料と、溶媒とを含む、インク。
[9] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の高分子化合物を含む、光電変換素子。
[10] 光検出素子である、[9]に記載の光電変換素子。
[11] [9]又は[10]に記載の光電変換素子を含む、イメージセンサ。
[12] [9]又は[10]に記載の光電変換素子を含む、生体認証装置。 [1] A polymer compound containing a structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (2).
Figure 2021127398
(During the ceremony,
X 1 and X 2 independently represent a sulfur atom or an oxygen atom, respectively.
Z represents a nitrogen atom or a group represented by −C (Ra) =.
R 1, R 2, R 3 , and R a are each independently,
Hydrogen atom,
Halogen atom,
Alkyl groups, which may have substituents,
Cycloalkyl groups, which may have substituents,
An alkenyl group which may have a substituent,
Cycloalkenyl groups, which may have substituents,
An alkynyl group, which may have a substituent,
Cycloalkynyl groups, which may have substituents,
Alkyloxy groups, which may have substituents,
Alkylthio groups, which may have substituents,
Aryl groups that may have substituents,
Aryloxy groups, which may have substituents,
Arylthio groups, which may have substituents,
A monovalent heterocyclic group which may have a substituent,
Represents a group represented by -C (= O) -R b or a group represented by -SO 2- R c .
R b and R c are independent of each other.
Hydrogen atom,
Alkyl groups, which may have substituents,
Aryl groups that may have substituents,
Alkyloxy groups, which may have substituents,
Represents an aryloxy group which may have a substituent or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent. )
[2] The polymer compound according to [1], which comprises a unit in which the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) are directly bonded.
[3] The polymer compound according to [1] or [2], wherein the structural unit comprises only the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2).
[4] The polymer compound according to any one of [1] to [3], wherein Z is a nitrogen atom.
[5] The polymer compound according to any one of [1] to [4], wherein X 1 and X 2 are sulfur atoms, respectively.
[6] The polymer according to any one of [1] to [5], wherein R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups which may independently have a substituent. Compound.
[7] A composition containing the polymer compound according to any one of [1] to [6] and an n-type semiconductor material.
[8] An ink containing the polymer compound according to any one of [1] to [6], an n-type semiconductor material, and a solvent.
[9] A photoelectric conversion element containing the polymer compound according to any one of [1] to [6].
[10] The photoelectric conversion element according to [9], which is an optical detection element.
[11] An image sensor including the photoelectric conversion element according to [9] or [10].
[12] A biometric authentication device including the photoelectric conversion element according to [9] or [10].

本発明によれば、光電変換素子に利用した場合に、波長1000nm以上の所定の波長範囲において高いEQEを実現できる、高分子化合物;該高分子化合物を含む組成物;該高分子化合物を含むインク;該高分子化合物を含む光電変換素子;を提供できる。 According to the present invention, a polymer compound capable of achieving high EQE in a predetermined wavelength range of 1000 nm or more when used in a photoelectric conversion element; a composition containing the polymer compound; an ink containing the polymer compound. A photoelectric conversion element containing the polymer compound; can be provided.

図1は、光電変換素子の構成例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a photoelectric conversion element. 図2は、イメージ検出部の構成例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of an image detection unit. 図3は、指紋検出部の構成例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of the fingerprint detection unit.

[用語の説明]
以下、本明細書における用語について説明する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が、1×10以上1×10以下である重合体を意味する。なお、高分子化合物に含まれる構成単位は、合計100モル%である。
[Explanation of terms]
Hereinafter, terms in the present specification will be described.
The “polymer compound” means a polymer having a molecular weight distribution and having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1 × 10 3 or more and 1 × 108 or less. The structural units contained in the polymer compound are 100 mol% in total.

「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在している、原料モノマーに由来する残基を意味する。 The “constituent unit” means a residue derived from a raw material monomer, which is present at least one in the polymer compound.

「水素原子」は、軽水素原子であっても、重水素原子であってもよい。 The "hydrogen atom" may be a light hydrogen atom or a deuterium atom.

「ハロゲン原子」の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。 Examples of "halogen atoms" include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

「置換基を有していてもよい」態様には、化合物又は基を構成するすべての水素原子が無置換の場合、及び1個以上の水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されている場合の両方の態様が含まれる。 In the "may have substituents" embodiment, all hydrogen atoms constituting the compound or group are unsubstituted, and some or all of one or more hydrogen atoms are substituted with substituents. Both aspects, if any, are included.

置換基の例としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、シクロアルキニル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、1価の複素環基、置換アミノ基、アシル基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、置換オキシカルボニル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、及びニトロ基が挙げられる。 Examples of substituents include halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, cycloalkynyl group, alkyloxy group, cycloalkyloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, aryl group, Examples thereof include an aryloxy group, an arylthio group, a monovalent heterocyclic group, a substituted amino group, an acyl group, an imine residue, an amide group, an acidimide group, a substituted oxycarbonyl group, a cyano group, an alkylsulfonyl group, and a nitro group. ..

「アルキル基」は、直鎖状でもあっても分岐状であってもよい。アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜30である。 The "alkyl group" may be linear or branched. The alkyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkyl group is usually 1 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル墓、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、4,4−ジメチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、3,7,11−トリメチルドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、イコシル基が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl grave, n-pentyl group, isopentyl group, 2-. Methylbutyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, 4,4-dimethylpentyl group, heptyl group, Octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, 3,7,11-trimethyldodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group, An icosyl group can be mentioned.

置換基を有するアルキル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたアルキル基(例、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、4,4,4,−トリフルオロブチル基、−CH−(CF−CFで表される基、−(CF−CH−CFで表される基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基)、1個以上の水素原子が塩素原子により置換されたアルキル基(例、トリクロロメチル基、4,4,4−トリクロロブチル基)、アルキルオキシ基により置換されたアルキル基、アリール基により置換されたアルキル基が挙げられる。 Examples of alkyl groups having substituents are alkyl groups in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms (eg, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, 4,4,4, -trifluorobutyl group). , -CH 2- (CF 2 ) 2- CF 3 group,-(CF 2 ) 2- CH 2- CF 3 group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl Group), an alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a chlorine atom (eg, a trichloromethyl group, a 4,4,4-trichlorobutyl group), an alkyl group substituted with an alkyloxy group, or an aryl group. Alkyl groups that have been added can be mentioned.

「シクロアルキル基」は、単環の基であってもよく、多環の基であってもよい。シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30である。シクロアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、アダマンチル基が挙げられる。 The "cycloalkyl group" may be a monocyclic group or a polycyclic group. The cycloalkyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkyl group is usually 3 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent. Specific examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and an adamantyl group.

置換基を有するシクロアルキル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたシクロアルキル基、アルキル基により置換されたシクロアルキル基、アルキルオキシ基により置換されたシクロアルキル基が挙げられる。 Examples of cycloalkyl groups having a substituent include a cycloalkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group substituted with an alkyl group, and a cycloalkyl group substituted with an alkyloxy group. Can be mentioned.

「アルケニル基」は、直鎖状でもあってもよく、分岐状であってもよい。アルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜30である。 The "alkenyl group" may be linear or branched. The alkenyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkenyl group is usually 2 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アルケニル基の具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基が挙げられる。 Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 1-propenyl group, a 2-propenyl group, a 2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 3-pentenyl group, a 4-pentenyl group, a 1-hexenyl group and a 5-hexenyl group. , 7-octenyl group.

置換基を有するアルケニル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたアルケニル基、C1〜C12アルキルオキシ基により置換されたアルケニル基が挙げられる。「C1〜C12アルキル」は、その炭素原子数が1〜12であることを示す。さらに、「Cm〜Cnアルキル」は、その炭素原子数がm〜nであることを示す。以下も同様である。 Examples of the alkenyl group having a substituent include an alkenyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and an alkenyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a C1 to C12 alkyloxy group. "C1 to C12 alkyl" indicates that the number of carbon atoms is 1 to 12. Further, "Cm to Cn alkyl" indicates that the number of carbon atoms is m to n. The same applies to the following.

「シクロアルケニル基」は、単環の基であってもよく、多環の基であってもよい。シクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30である。 The "cycloalkenyl group" may be a monocyclic group or a polycyclic group. The cycloalkenyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkenyl group is usually 3 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

シクロアルケニル基の具体例としては、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基が挙げられる。 Specific examples of the cycloalkenyl group include a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cycloheptenyl group.

置換基を有するシクロアルケニル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたシクロアルケニル基、C1〜C12アルキル基により置換されたシクロアルケニル基、C1〜C12アルキルオキシ基により置換されたシクロアルケニル基が挙げられる。 Examples of cycloalkenyl groups having substituents include cycloalkenyl groups in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, cycloalkenyl groups substituted with C1-C12 alkyl groups, and C1-C12 alkyloxy groups. Cycloalkenyl groups that have been added can be mentioned.

「アルキニル基」は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。アルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜30である。 The "alkynyl group" may be linear or branched. The alkynyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkynyl group is usually 2 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アルキニル基の具体例としては、1−エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−メチル−1−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、7−オクチニル基が挙げられる。 Specific examples of the alkynyl group include 1-ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 3-methyl-1-butynyl group, 3-pentynyl group and 4-pentynyl. Groups include 1-hexynyl group, 5-hexynyl group and 7-octynyl group.

置換基を有するアルキニル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたアルキニル基、C1〜C12アルキルオキシ基により置換されたアルキニル基が挙げられる。 Examples of the alkynyl group having a substituent include an alkynyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and an alkynyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a C1 to C12 alkyloxy group.

「シクロアルキニル基」は、単環の基であってもよく、多環の基であってもよい。シクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30である。
シクロアルキニル基の具体例としては、シクロペンチニル基、シクロヘキシニル基、シクロヘプチニル基、シクロオクチニル基が挙げられる。
The "cycloalkynyl group" may be a monocyclic group or a polycyclic group. The cycloalkynyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkynyl group is usually 3 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.
Specific examples of the cycloalkynyl group include a cyclopentynyl group, a cyclohexynyl group, a cycloheptinyl group, and a cyclooctynyl group.

置換基を有するシクロアルキニル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたシクロアルキニル基、C1〜C12アルキル基により置換されたシクロアルキニル基、C1〜C12アルキルオキシ基により置換されたシクロアルキニル基が挙げられる。 Examples of cycloalkynyl groups having substituents include cycloalkynyl groups in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, cycloalkynyl groups substituted with C1-C12 alkyl groups, and C1-C12 alkyloxy groups. Cycloalkynyl groups that have been used can be mentioned.

「アルキルオキシ基」は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。アルキルオキシ基は、置換基を有していてもよい。アルキルオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜30である。 The "alkyloxy group" may be linear or branched. The alkyloxy group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkyloxy group is usually 1 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アルキルオキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ドデシルオキシ基、3,7,11−トリメチルドデシルオキシ基が挙げられる。 Specific examples of the alkyloxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propyloxy group, an isopropyloxy group, an n-butyloxy group, an isobutyloxy group, a tert-butyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group and a heptyloxy group. , Octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, dodecyloxy group, 3,7,11-trimethyldodecyloxy group.

置換基を有するアルキルオキシ基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたアルキルオキシ基(例、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基)、アルキルオキシ基により置換されたアルキルオキシ基(例、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基)が挙げられる。 Examples of alkyloxy groups having substituents include alkyloxy groups in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms (eg, trifluoromethoxy group, pentafluoroethoxy group, perfluorobutoxy group, perfluorohexyloxy). Groups, perfluorooctyloxy groups), alkyloxy groups substituted with alkyloxy groups (eg, methoxymethyloxy groups, 2-methoxyethyloxy groups).

「シクロアルキルオキシ基」が有するシクロアルキル基は、単環の基であってもよく、多環の基であってもよい。シクロアルキルオキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキルオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30である。 The cycloalkyl group contained in the "cycloalkyloxy group" may be a monocyclic group or a polycyclic group. The cycloalkyloxy group may have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkyloxy group is usually 3 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

シクロアルキルオキシ基の具体例としては、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基が挙げられる。 Specific examples of the cycloalkyloxy group include a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, and a cycloheptyloxy group.

置換基を有するシクロアルキル基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたシクロアルキルオキシ基、及びC1〜C12アルキル基により置換されたシクロアルキルオキシ基が挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group having a substituent include a cycloalkyloxy group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and a cycloalkyloxy group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a C1 to C12 alkyl group.

「アルキルチオ基」は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。アルキルチオ基は、置換基を有していてもよい。アルキルチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜30である。 The "alkylthio group" may be linear or branched. The alkylthio group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylthio group is usually 1 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、n−ブチルチオ基、イソブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基、ドデシルチオ基が挙げられる。 Specific examples of the alkylthio group include methylthio group, ethylthio group, n-propylthio group, isopropylthio group, n-butylthio group, isobutylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, heptylthio group, octylthio group, 2 Examples thereof include a-ethylhexylthio group, a nonylthio group, a decylthio group, a 3,7-dimethyloctylthio group and a dodecylthio group.

置換基を有するアルキルチオ基の例としては、トリフルオロメチルチオ基が挙げられる。 Examples of alkylthio groups having a substituent include a trifluoromethylthio group.

「シクロアルキルチオ基」が有するシクロアルキル基は、単環の基であってもよく、多環の基であってもよい。シクロアルキルチオ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキルチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30である。 The cycloalkyl group contained in the "cycloalkylthio group" may be a monocyclic group or a polycyclic group. The cycloalkylthio group may have a substituent. The number of carbon atoms of the cycloalkylthio group is usually 3 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.

シクロアルキルチオ基の具体例としては、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基、シクロヘプチルチオ基が挙げられる。 Specific examples of the cycloalkylthio group include a cyclopentylthio group, a cyclohexylthio group, and a cycloheptylthio group.

置換基を有するシクロアルキルチオ基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたシクロアルキルチオ基、C1〜C12アルキル基により置換されたシクロアルキルチオ基が挙げられる。 Examples of the cycloalkylthio group having a substituent include a cycloalkylthio group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and a cycloalkylthio group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a C1 to C12 alkyl group.

「アリール基」は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子を1個除いた残りの原子団を意味する。したがって、アリール基は置換基を有していてもよい。 The "aryl group" means the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom constituting a ring from an aromatic hydrocarbon which may have a substituent. Therefore, the aryl group may have a substituent.

アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60である。
アリール基の具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、2−フェニルフェニル基、3−フェニルフェニル基、4−フェニルフェニル基が挙げられる。
The number of carbon atoms of the aryl group is usually 6 to 60, not including the number of carbon atoms of the substituent.
Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthryl group, a 2-anthryl group, a 9-anthryl group, a 1-pyrenyl group, a 2-pyrenyl group, and a 4-pyrenyl group. , 2-Fluorenyl group, 3-Fluorenyl group, 4-Fluorenyl group, 2-Phenylphenyl group, 3-Phenylphenyl group, 4-Phenylphenyl group.

置換基を有するアリール基の例としては、1個以上の水素原子がフッ素原子により置換されたアリール基(例、ペンタフルオロフェニル基)、1個以上の水素原子が塩素原子により置換されたアリール基(例、3,4,5−トリクロロフェニル)、C1〜C12アルキルオキシフェニル基、C1〜C12アルキルフェニル基、C1〜C12アルキルスルホニルフェニル基、シアノフェニル基が挙げられる。 Examples of an aryl group having a substituent include an aryl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom (eg, a pentafluorophenyl group), and an aryl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a chlorine atom. (Example, 3,4,5-trichlorophenyl), C1-C12 alkyloxyphenyl group, C1-C12 alkylphenyl group, C1-C12 alkylsulfonylphenyl group, cyanophenyl group can be mentioned.

「アリールオキシ基」は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60である。 The "aryloxy group" may have a substituent. The number of carbon atoms of the aryloxy group is usually 6 to 60, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、1−アントリルオキシ基、9−アントリルオキシ基、及び1−ピレニルオキシ基が挙げられる。 Specific examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, a 1-anthryloxy group, a 9-anthryloxy group, and a 1-pyrenyloxy group.

置換基を有するアリールオキシ基の例としては、C1〜C12アルキルオキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフェノキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。 Examples of the aryloxy group having a substituent include a C1-C12 alkyloxyphenoxy group, a C1-C12 alkylphenoxy group, and a pentafluorophenyloxy group.

「アリールチオ基」は、置換基を有していてもよい。アリールチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60である。 The "arylthio group" may have a substituent. The number of carbon atoms of the arylthio group is usually 6 to 60, not including the number of carbon atoms of the substituent.

アリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基が挙げられる。 Specific examples of the arylthio group include a phenylthio group, a 1-naphthylthio group, and a 2-naphthylthio group.

置換基を有するアリールチオ基の具体例としては、C1〜C12アルキルオキシフェニルチオ基、C1〜C12アルキルフェニルチオ基、及びペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。 Specific examples of the arylthio group having a substituent include a C1-C12 alkyloxyphenylthio group, a C1-C12 alkylphenylthio group, and a pentafluorophenylthio group.

「1価の複素環基」は、置換基を有していてもよい複素環式化合物から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子を1個除いた残りの原子団を意味する。したがって、1価の複素環基は、置換基を有していてもよい。 The "monovalent heterocyclic group" means the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to the carbon atom constituting the ring from the heterocyclic compound which may have a substituent. Therefore, the monovalent heterocyclic group may have a substituent.

1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜60であり、好ましくは4〜20である。 The number of carbon atoms of the monovalent heterocyclic group is usually 2 to 60, preferably 4 to 20, excluding the number of carbon atoms of the substituent.

1価の複素環基を構成するための複素環式化合物の例としては、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリン、プラゾリジン、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、チオピラン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、モルホリン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、クロメン、クロマン、イソクロマン、ベンゾピラン、キノリン、イソキノリン、キノリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、キサンテン、フェナントリジン、アクリジン、β−カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン、チアントレン、フェノキサチイン、フェノキサジン、フェノチアジン、フェナジンが挙げられる。 Examples of heterocyclic compounds for constructing a monovalent heterocyclic group include furan, thiophene, pyrrol, pyrrolin, pyrrolidine, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazole, imidazoline, imidazolidine, pyrazole, pyrazoline. , Prazolysin, Frazan, Triazole, Thiasiazol, Oxazole, Tetrazole, Pyran, pyridine, Piperidine, Thiopirane, Pyridazine, Pyrimidine, Pyrazine, Piperazine, Morpholine, Triazin, Benzofuran, Isobenzofuran, Benzothiophene, Indol, Isoindole, Indridin , Indolin, Isoindrin, Chromen, Chroman, Isochroman, Benzopyran, Kinolin, Isoquinoline, Kinolidine, Benzoimidazole, Benzothiazole, Indazole, Naftilidine, Kinoxalin, Kinazoline, Kinazolidine, Synnoline, Phthalazine, Purine, Pteridine, Carbazole, Xanthene, Phenant Examples thereof include lysine, aclysine, β-carbolin, perimidine, phenanthroline, thianthrane, phenoxatiin, phenoxazine, phenothiazine and phenazine.

1価の複素環基の具体例としては、チエニル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジニル基、トリアジニル基が挙げられる。 Specific examples of the monovalent heterocyclic group include a thienyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, a pyrrolyl group, a frill group, a pyridyl group, a pyrazil group, a piperidyl group, a quinolyl group, an isoquinolyl group, a pyrimidinyl group and a triazinyl group. ..

置換基を有する1価の複素環基の例としては、1個以上の水素原子がC1〜C12アルキル基により置換された1価の複素環基、1個以上の水素原子がC1〜C12アルキルオキシ基により置換された1価の複素環基が挙げられる。 As an example of a monovalent heterocyclic group having a substituent, a monovalent heterocyclic group in which one or more hydrogen atoms are substituted with C1 to C12 alkyl groups, and one or more hydrogen atoms are C1 to C12 alkyloxy. Examples include monovalent heterocyclic groups substituted with groups.

「置換アミノ基」とは、置換基を有するアミノ基を意味する。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、アリール基、1価の複素環基が好ましい。置換アミノ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜30である。
置換アミノ基の例としては、ジアルキルアミノ基(例、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基)、ジアリールアミノ基(例、ジフェニルアミノ基、ビス(4−メチルフェニル)アミノ基、ビス(4−tert−ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミノ基)が挙げられる。
"Substituent amino group" means an amino group having a substituent. As the substituent contained in the amino group, an alkyl group, an aryl group and a monovalent heterocyclic group are preferable. The number of carbon atoms of the substituted amino group is usually 1 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent.
Examples of substituted amino groups include dialkylamino groups (eg, dimethylamino group, diethylamino group), diarylamino groups (eg, diphenylamino group, bis (4-methylphenyl) amino group, bis (4-tert-butylphenyl). ) Amino group, bis (3,5-di-tert-butylphenyl) amino group).

「アシル基」は、置換基を有していてもよい。アシル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜20であり、好ましくは2〜18である。アシル基の具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、トリフルオロアセチル基、及びペンタフルオロベンゾイル基が挙げられる。 The "acyl group" may have a substituent. The number of carbon atoms of the acyl group is usually 2 to 20, preferably 2 to 18, not including the number of carbon atoms of the substituent. Specific examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, a pivaloyl group, a benzoyl group, a trifluoroacetyl group, and a pentafluorobenzoyl group.

「イミン残基」とは、イミンから、炭素原子−窒素原子二重結合を構成する炭素原子又は窒素原子に直接結合する水素原子を1個除いた残りの原子団を意味する。「イミン化合物」とは、分子内に、炭素原子−窒素原子二重結合を有する有機化合物を意味する。イミン化合物の例としては、アルジミン、ケチミン、及びアルジミン中の炭素原子−窒素原子二重結合を構成する窒素原子に結合している水素原子が、アルキル基などで置換された化合物が挙げられる。 "Imine residue" means the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom or a nitrogen atom constituting a carbon atom-nitrogen atom double bond from imine. The "imine compound" means an organic compound having a carbon atom-nitrogen atom double bond in the molecule. Examples of imine compounds include compounds in which the hydrogen atom bonded to the nitrogen atom constituting the carbon atom-nitrogen atom double bond in aldimine, ketimine, and aldimine is replaced with an alkyl group or the like.

イミン残基の炭素原子数は、通常2〜20であり、好ましくは2〜18である。イミン残基の例としては、下記の構造式で表される基が挙げられる。 The number of carbon atoms of the imine residue is usually 2 to 20, preferably 2 to 18. Examples of imine residues include groups represented by the following structural formulas.

Figure 2021127398
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「アミド基」は、アミドから窒素原子に結合した水素原子を1個除いた残りの原子団を意味する。アミド基の炭素原子数は、通常1〜20であり、好ましくは1〜18である。アミド基の具体例としては、ホルムアミド基、アセトアミド基、プロピオアミド基、ブチロアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、ペンタフルオロベンズアミド基、ジホルムアミド基、ジアセトアミド基、ジプロピオアミド基、ジブチロアミド基、ジベンズアミド基、ジトリフルオロアセトアミド基、及びジペンタフルオロベンズアミド基が挙げられる。 The "amide group" means the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom from the amide. The number of carbon atoms of the amide group is usually 1 to 20, preferably 1 to 18. Specific examples of the amide group include formamide group, acetamide group, propioamide group, butyroamide group, benzamide group, trifluoroacetamide group, pentafluorobenzamide group, diformamide group, diacetamide group, dipropioamide group, dibutyroamide group and dibenzamide group. , Ditrifluoroacetamide group, and dipentafluorobenzamide group.

「酸イミド基」とは、酸イミドから窒素原子に結合した水素原子を1個除いた残りの原子団を意味する。酸イミド基の炭素原子数は、通常4〜20である。酸イミド基の具体例としては、下記の構造式で表される基が挙げられる。 The "acidimide group" means the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom from the acidimide. The number of carbon atoms of the acidimide group is usually 4 to 20. Specific examples of the acidimide group include a group represented by the following structural formula.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

「置換オキシカルボニル基」とは、R’−O−(C=O)−で表される基を意味する。ここで、R’は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、又は1価の複素環基を表し、これらは置換基を有していてもよい。 The "substituted oxycarbonyl group" means a group represented by R'-O- (C = O)-. Here, R'represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, or a monovalent heterocyclic group, which may have a substituent.

置換オキシカルボニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜60であり、好ましくは2〜48である。 The number of carbon atoms of the substituted oxycarbonyl group is usually 2 to 60, preferably 2 to 48, not including the number of carbon atoms of the substituent.

置換オキシカルボニル基の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、3,7−ジメチルオクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、ペンタフルオロエトキシカルボニル基、パーフルオロブトキシカルボニル基、パーフルオロヘキシルオキシカルボニル基、パーフルオロオクチルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、ナフトキシカルボニル基、及びピリジルオキシカルボニル基が挙げられる。 Specific examples of the substituted oxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, an isobutoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonyl group, a pentyloxycarbonyl group, and a hexyloxycarbonyl group. Group, cyclohexyloxycarbonyl group, heptyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, 2-ethylhexyloxycarbonyl group, nonyloxycarbonyl group, decyloxycarbonyl group, 3,7-dimethyloctyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, tri Examples thereof include a fluoromethoxycarbonyl group, a pentafluoroethoxycarbonyl group, a perfluorobutoxycarbonyl group, a perfluorohexyloxycarbonyl group, a perfluorooctyloxycarbonyl group, a phenoxycarbonyl group, a naphthoxycarbonyl group, and a pyridyloxycarbonyl group.

「アルキルスルホニル基」は、直鎖状でもあってもよく、分岐状であってもよい。アルキルスルホニル基は、置換基を有していてもよい。アルキルスルホニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜30である。アルキルスルホニル基の具体例としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、及びドデシルスルホニル基が挙げられる。 The "alkylsulfonyl group" may be linear or branched. The alkylsulfonyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylsulfonyl group is usually 1 to 30, not including the number of carbon atoms of the substituent. Specific examples of the alkylsulfonyl group include a methylsulfonyl group, an ethylsulfonyl group, and a dodecylsulfonyl group.

[1.高分子化合物]
本発明の一実施形態に係る高分子化合物は、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む。式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位は、2価の基である。以下、本発明の一実施形態に係る高分子化合物を、高分子化合物Pともいう。
[1. Polymer compound]
The polymer compound according to one embodiment of the present invention includes a structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (2). The structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) are divalent groups. Hereinafter, the polymer compound according to the embodiment of the present invention is also referred to as a polymer compound P.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式中の各記号は、下記の意味を表す。下記の各記号の意味及び例示は、互いに自由に組み合わせることができる。 Each symbol in the formula has the following meaning. The meanings and examples of the symbols below can be freely combined with each other.

及びXは、それぞれ独立して、硫黄原子又は酸素原子を表す。好ましくは、X及びXは、それぞれ硫黄原子である。 X 1 and X 2 independently represent a sulfur atom or an oxygen atom. Preferably, X 1 and X 2 are sulfur atoms, respectively.

Zは、窒素原子、又は、−C(R)=で表される基を表し、好ましくは窒素原子である。 Z represents a nitrogen atom or a group represented by −C (Ra ) =, and is preferably a nitrogen atom.

、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキニル基、置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよい1価の複素環基、−C(=O)−Rで表される基、又は−SO−Rで表される基を表す。 R 1, R 2, R 3 , and R a are each independently hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, which may have a substituent cycloalkyl group, An alkenyl group which may have a substituent, a cycloalkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, a cycloalkynyl group which may have a substituent, An alkyloxy group which may have a substituent, an alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, An arylthio group which may have a substituent, a monovalent heterocyclic group which may have a substituent, a group represented by -C (= O) -R b , or -SO 2- R c. Represents a group represented by.

及びRは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、又は置換基を有していてもよい1価の複素環基を表す。 R b and R c are independently hydrogen atoms, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and an alkyloxy which may have a substituent. It represents a group, an aryloxy group which may have a substituent, or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent.

、R、R、及びRにより表されるハロゲン原子は、好ましくはフッ素原子である。 Halogen atom represented by R 1, R 2, R 3 , and R a is preferably a fluorine atom.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアルキル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜20のアルキル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜15のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜10のアルキル基である。ここで、アルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and alkyl group which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, an alkyl having 1 to 20 carbon atoms It is a group, more preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent. It is an alkyl group of 1 to 10, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the alkyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるアルキル基が有していてもよい置換基は、好ましくは、ハロゲン原子であり、より好ましくはフッ素原子及び/又は塩素原子である。 R 1, R 2, R 3 , and Examples of the substituent that the alkyl group have represented by R a is preferably a halogen atom, more preferably a fluorine atom and / or chlorine atoms.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいシクロアルキル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数3〜10のシクロアルキル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数5〜6のシクロアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、シクロヘキシル基である。ここで、シクロアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and cycloalkyl group which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, a C 3-10 carbon atoms It is a cycloalkyl group, more preferably a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a cyclohexyl group, which may have a substituent. be. Here, the number of carbon atoms of the cycloalkyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアルケニル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数2〜10のアルケニル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数2〜6のアルケニル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、2−プロペニル基又は5−ヘキセニル基である。ここで、アルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and an alkenyl group optionally having a substituent represented by R a may preferably have a substituent, an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms It is a group, more preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a 2-propenyl group or 5 which may have a substituent. -Hexenyl group. Here, the number of carbon atoms of the alkenyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいシクロアルケニル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数3〜10のシクロアルケニル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜7のシクロアルケニル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、シクロヘキセニル基又はシクロヘプテニル基である。ここで、シクロアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and substituents may cycloalkenyl group which may have a represented by R a may preferably have a substituent, a C 3-10 carbon atoms It is a cycloalkenyl group, more preferably a cycloalkenyl group having 6 to 7 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a cyclohexenyl group which may have a substituent. Or it is a cycloheptenyl group. Here, the number of carbon atoms of the cycloalkenyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるシクロアルケニル基が有していてもよい置換基は、好ましくはC1〜C12アルキル基である。 R 1, R 2, R 3 , and substituents may have a cycloalkenyl group represented by R a preferably is C1~C12 alkyl group.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアルキニル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数2〜10のアルキニル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数5〜6のアルキニル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、5−ヘキシニル基又は3−メチル−1−ブチニル基である。ここで、アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and alkynyl which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, an alkynyl having 2 to 10 carbon atoms It is a group, more preferably an alkynyl group having 5 to 6 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a 5-hexynyl group or 3 which may have a substituent. -Methyl-1-butynyl group. Here, the number of carbon atoms of the alkynyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいシクロアルキニル基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜10のシクロアルキニル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数7〜8のシクロアルキニル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、シクロヘプチニル基又はシクロオクチニル基である。ここで、シクロアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and R a good cycloalkynyl group which may have a substituent represented by may preferably have a substituent group, of 6 to 10 carbon atoms It is a cycloalkynyl group, more preferably a cycloalkynyl group having 7 to 8 carbon atoms which may have a substituent, and even more preferably a cycloheptinyl group or which may have a substituent. It is a cyclooctynyl group. Here, the number of carbon atoms of the cycloalkynyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるシクロアルキニル基が有していてもよい置換基は、好ましくはC1〜C12アルキル基である。 R 1, R 2, R 3 , and substituents which may be possessed by cycloalkynyl group represented by R a preferably is C1~C12 alkyl group.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアルキルオキシ基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜10のアルキルオキシ基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜8のアルキルオキシ基であり、更に好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、3−メチルブチルオキシ、又は2−エチルヘキシルオキシ基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。ここで、アルキルオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and alkyl group which may have a substituent represented by R a preferably may have a substituent group, having 1 to 10 carbon atoms It is an alkyloxy group, more preferably an alkyloxy group having 1 to 8 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, or 3-methyl. It is a butyloxy or 2-ethylhexyloxy group, and these groups may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the alkyloxy group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアルキルチオ基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜3のアルキルチオ基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、メチルチオ基又はプロピルチオ基である。ここで、アルキルチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and alkylthio group which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, alkylthio of 1 to 6 carbon atoms It is a group, more preferably an alkylthio group having 1 to 3 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a methylthio group or a propylthio group, which may have a substituent. be. Here, the number of carbon atoms of the alkylthio group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアリール基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜15のアリール基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、フェニル基又はナフチル基である。ここで、アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and an aryl group which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, an aryl having 6 to 15 carbon atoms It is a group, more preferably a phenyl group or a naphthyl group which may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the aryl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるアリール基が有していてもよい置換基は、好ましくは、ハロゲン原子(例、塩素原子、フッ素原子)、C1〜C12アルキル基(例、メチル基、トリフルオロメチル基、tert−ブチル基、オクチル基、ドデシル基)、C1〜C12アルキルオキシ基(例、メトキシ基、エトキシ基、オクチルオキシ基)、C1〜C12アルキルスルホニル基(例、ドデシルスルホニル基)、及び/又はシアノ基である。 R 1, R 2, R 3 , and substituents may be aryl groups have represented by R a preferably include a halogen atom (e.g., chlorine atom, fluorine atom), Cl -C 12 alkyl group ( Examples, methyl group, trifluoromethyl group, tert-butyl group, octyl group, dodecyl group), C1-C12 alkyloxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, octyloxy group), C1-C12 alkylsulfonyl group (eg) , Dodecylsulfonyl group), and / or a cyano group.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアリールオキシ基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜15のアリールオキシ基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、フェニルオキシ基又はアントラセニルオキシ基である。ここで、アリールオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and an aryloxy group optionally having a substituent represented by R a may preferably have a substituent group, the number 6 to 15 carbon atoms It is an aryloxy group, more preferably a phenyloxy group or an anthrasenyloxy group which may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the aryloxy group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるアリールオキシ基が有していてもよい置換基は、好ましくは、C1〜C12アルキル基であり、より好ましくはC1〜C6アルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。 R 1, R 2, R 3 , and the substituent which may be an aryloxy group have represented by R a is preferably a C1~C12 alkyl group, more preferably C1~C6 alkyl group Yes, more preferably a methyl group.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよいアリールチオ基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜10のアリールチオ基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよいフェニルチオ基である。ここで、アリールチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R 1, R 2, R 3 , and optionally arylthio group optionally having a substituent represented by R a may preferably have a substituent, an arylthio of 6 to 10 carbon atoms It is a group, more preferably a phenylthio group which may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the arylthio group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

、R、R、及びRにより表されるアリールチオ基が有していてもよい置換基は、好ましくは、C1〜C12アルキル基であり、より好ましくはC1〜C6アルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。
る。
R 1, R 2, R 3 , and the substituent which may be arylthio group have represented by R a is preferably a C1~C12 alkyl group, more preferably be a C1~C6 alkyl group , More preferably a methyl group.
NS.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよい1価の複素環基は、好ましくは、置換基を有していてもよい、5員又は6員である、1価の複素環基である。5員である1価の複素環基の例としては、チエニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、及びピロリジニル基が挙げられる。6員である1価の複素環基の例としては、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、モルホリニル基、及びテトラヒドロピラニル基が挙げられる。 R 1, R 2, R 3, and the heterocyclic group of monovalent which may have a substituent represented by R a may preferably have a substituent, 5- or 6 It is a member, a monovalent heterocyclic group. Examples of the 5-membered monovalent heterocyclic group include a thienyl group, a frill group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a thiazolyl group, an isothiazolyl group, an oxazolyl group, an isooxazolyl group, and a pyrrolidinyl group. Examples of the 6-membered monovalent heterocyclic group include a pyridyl group, a pyrazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridadinyl group, a piperidyl group, a piperazinyl group, a morpholinyl group, and a tetrahydropyranyl group.

、R、R、及びRにより表される置換基を有していてもよい1価の複素環基は、より好ましくは、チエニル基、フリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピリジル基、又はピラジル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。 R 1, R 2, R 3, and R a heterocyclic group may monovalent optionally having a substituent represented by is more preferably, a thienyl group, a furyl group, a thiazolyl group, an oxazolyl group, pyridyl It is a group or a pyrazil group, and these groups may have a substituent.

、R、R、及びRにより表される1価の複素環基が有していてもよい置換基は、好ましくは、C1〜C12アルキル基(例、メチル基、トリフルオロメチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基)である。 R 1, R 2, R 3, and monovalent substituent which may be a heterocyclic group optionally having represented by R a preferably, Cl -C 12 alkyl group (e.g., methyl group, trifluoromethyl Group, propyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group).

及びRは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアルキル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜15のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜10のアルキル基であり、更に好ましくは、R及びRは、同時に、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜10のアルキル基である。 R 1 and R 2 are alkyl groups each independently which may have a substituent, and more preferably, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may have a substituent. Yes, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, and even more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may have a substituent. It is a group, and more preferably, R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, which may have a substituent at the same time.

は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜15のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜10のアルキル基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜8のアルキル基である。 R 3 is preferably an alkyl group which may have a substituent, more preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may have a substituent, and further preferably. , An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may have a substituent. Preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, which may have a substituent.

ここで、アルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 Here, the number of carbon atoms of the alkyl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

は、好ましくは、水素原子である。 Ra is preferably a hydrogen atom.

は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアルキルオキシ基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキルオキシ基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基であり、更に好ましくは、メチル基、エチル基、2−メチルプロピル基、オクチル基、ドデシル基、又はエトキシ基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。ここで、アルキル基及びアルキルオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R b is preferably an alkyl group which may have a substituent or an alkyloxy group which may have a substituent, and more preferably a carbon atom which may have a substituent. It is an alkyl group having the number 1 to 12, or an alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably, the number of carbon atoms, which may have a substituent. It is an alkyloxy group having 1 to 12 alkyl groups or an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, which may have a substituent, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a 2-methylpropyl group or an octyl group. , Dodecyl group, or ethoxy group, and these groups may have a substituent. Here, the number of carbon atoms of the alkyl group and the alkyloxy group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜12のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜10のアリール基であり、更に好ましくは、置換基を有していてもよい、炭素原子数1〜8のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい、炭素原子数6〜15のアリール基であり、更に好ましくは、メチル基、オクチル基、2−メチルプロピル基、又はフェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。ここで、アルキル基及びアリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まない。 R c is preferably an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent, and more preferably, the number of carbon atoms which may have a substituent. It is an alkyl group of 1 to 12 or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and more preferably, it may have a substituent and has 1 to 1 carbon atoms. It is an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, which may have an alkyl group of 8 or a substituent, and more preferably a methyl group, an octyl group, a 2-methylpropyl group, or a phenyl group. , These groups may have substituents. Here, the number of carbon atoms of the alkyl group and the aryl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.

式(1)で表される構成単位の具体例としては、下記式(1−1)〜(1−24)で表される構成単位が挙げられる。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (1) include the structural units represented by the following formulas (1-1) to (1-24).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式(1)で表される構成単位としては、式(1−2)〜式(1−11)で表される構成単位が好ましく、式(1−2)〜式(1−8)で表される構成単位がより好ましく、式(1−5)で表される構成単位が更に好ましい。 As the structural unit represented by the formula (1), the structural unit represented by the formulas (1-2) to (1-11) is preferable, and the structural units represented by the formulas (1-2) to (1-8) are represented. The structural unit to be formed is more preferable, and the structural unit represented by the formula (1-5) is further preferable.

式(2)で表される構成単位の具体例としては、式(2−1)〜式(2−42)で表される構成単位が挙げられる。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (2) include the structural units represented by the formulas (2-1) to (2-42).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式(2)で表される構成単位としては、式(2−1)〜式(2−30)で表される構成単位が好ましく、式(2−2)〜式(2−7)で表される構成単位がより好ましく、式(2−3)で表される構成単位が更に好ましい。 As the structural unit represented by the formula (2), the structural unit represented by the formulas (2-1) to (2-30) is preferable, and the structural units represented by the formulas (2-2) to (2-7) are represented. The structural unit to be formed is more preferable, and the structural unit represented by the formula (2-3) is further preferable.

高分子化合物Pは、好ましくは、式(1)で表される構成単位と、式(2)で表される構成単位とが、直接結合した単位を含む。以下、かかる単位を、単位(I−II)ともいう。 The polymer compound P preferably contains a unit in which the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) are directly bonded. Hereinafter, such a unit is also referred to as a unit (I-II).

単位(I−II)は、式(1)で表される構成単位と、式(2)で表される構成単位とが、他の構成単位を介さずに直接結合により結合している単位である。
単位(I−II)の例としては、下記式(I−II−1)〜式(I−II−4)で表される単位が挙げられる。
The unit (I-II) is a unit in which the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) are directly combined without going through other structural units. be.
Examples of the unit (I-II) include units represented by the following formulas (I-II-1) to (I-II-4).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式(I−II−1)〜式(I−II−4)において、X、X、Z、R、R、及びRは、前記と同じ意味を表す。 In formulas (I-II-1) to (I-II-4), X 1 , X 2 , Z, R 1 , R 2 , and R 3 have the same meanings as described above.

高分子化合物Pは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位以外の、任意の構成単位を含みうる。好ましい態様では、高分子化合物Pは、構成単位が、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位のみからなる。 The polymer compound P may contain any structural unit other than the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2). In a preferred embodiment, the polymer compound P comprises only the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2).

高分子化合物Pの重量平均分子量は、好ましくは1×10以上、より好ましくは3×10、更に好ましくは1×10以上であり、好ましくは1×10以下、より好ましくは1×10以下、更に好ましくは1×10以下である。ここで、高分子化合物Pの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、移動相としてテトラヒドロフランを用いて、ポリスチレンの標準試料を用いて算出した重量平均分子量を意味する。 The weight average molecular weight of the polymer compound P is preferably 1 × 10 3 or more, more preferably 3 × 10 3 , still more preferably 1 × 10 4 or more, preferably 1 × 108 or less, more preferably 1 ×. 10 7 or less, more preferably 1 × 10 6 or less. Here, the weight average molecular weight of the polymer compound P means a weight average molecular weight calculated by using gel permeation chromatography (GPC), using tetrahydrofuran as a mobile phase, and using a standard polystyrene sample.

[2.高分子化合物の製造方法]
高分子化合物Pの製造方法としては、特に制限されるものではないが、高分子化合物Pの合成の容易さからは、Suzukiカップリング反応やStilleカップリング反応などを用いる方法が好ましい。
[2. Method for producing polymer compound]
The method for producing the polymer compound P is not particularly limited, but a method using a Suzuki coupling reaction, a Stille coupling reaction, or the like is preferable from the viewpoint of easiness of synthesizing the polymer compound P.

Suzukiカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(100):
100−E−Q200 (100)
〔式中、Eは、式(1)で表される2価の基を表す。Q100及びQ200は、同一又は相異なり、ボロン酸残基(−B(OH))又はホウ酸エステル残基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物と、式(200):
−E−T (200)
〔式中、Eは、式(2)で表される2価の基を表す。T及びTは、同一又は相異なり、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基又はアリールアルキルスルホネート基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物とを、パラジウム触媒及び塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。Eとして好ましくは、前述の式(1−1)〜式(1−24)で表される基が挙げられる。Eとして好ましくは、前述の式(2−1)〜式(2−42)で表される基が挙げられる。
As a method using the Suzuki coupling reaction, for example, the formula (100):
Q 100- E 1- Q 200 (100)
[In the formula, E 1 represents a divalent group represented by the formula (1). Q 100 and Q 200 are the same or different and represent a boronic acid residue (-B (OH) 2) or boric acid ester residue. ]
One or more compounds represented by and formula (200):
T 1- E 2- T 2 (200)
[In the formula, E 2 represents a divalent group represented by the formula (2). T 1 and T 2 are the same or different and represent a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group or an aryl alkyl sulfonate group. ]
Examples thereof include a production method having a step of reacting one or more kinds of compounds represented by (2) in the presence of a palladium catalyst and a base. Preferred examples of E 1 include groups represented by the above formulas (1-1) to (1-24). Preferred examples of E 2 include groups represented by the above formulas (2-1) to (2-42).

この場合、反応に用いる式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計が、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、過剰であることが好ましい。反応に用いる式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計を1モルとすると、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計が0.6〜0.99モルであることが好ましく、0.7〜0.95モルであることが更に好ましい。 In this case, the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (200) used in the reaction is excessive with respect to the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (100). Is preferable. Assuming that the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (200) used in the reaction is 1 mol, the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (100) is 0.6 to 0. It is preferably 99 mol, more preferably 0.7 to 0.95 mol.

ホウ酸エステル残基の例としては、下記式で表される基が挙げられる。 Examples of boric acid ester residues include groups represented by the following formulas.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。 In the formula, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.

式(200)における、T及びTで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。高分子化合物Pの合成の容易さからは、臭素原子、ヨウ素原子であることが好ましく、臭素原子であることが更に好ましい。 Examples of the halogen atom represented by T 1 and T 2 in the formula (200) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. From the viewpoint of easiness of synthesizing the polymer compound P, it is preferably a bromine atom or an iodine atom, and more preferably a bromine atom.

式(200)における、T及びTで表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基が例示される。アリールアルキルスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が例示される。 Examples of the alkylsulfonate group represented by T 1 and T 2 in the formula (200) include a methanesulfonate group, an ethanesulfonate group, and a trifluoromethanesulfonate group. Examples of the aryl sulfonate group include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group. Examples of the arylalkylsulfonate group include a benzylsulfonate group.

具体的には、Suzukiカップリング反応を行う方法としては、任意の溶媒中において、触媒としてパラジウム触媒を用い、塩基の存在下で反応させる方法等が挙げられる。 Specifically, examples of the method for carrying out the Suzuki coupling reaction include a method in which a palladium catalyst is used as a catalyst in an arbitrary solvent and the reaction is carried out in the presence of a base.

Suzukiカップリング反応に使用するパラジウム触媒としては、例えば、Pd(0)触媒、Pd(II)触媒等が挙げられ、具体的には、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム等が挙げられるが、反応(重合)操作の容易さ、反応(重合)速度の観点からは、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
パラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(100)で表される化合物1モルに対して、通常、0.0001モル〜0.5モル、好ましくは0.0003モル〜0.1モルである。
Examples of the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction include a Pd (0) catalyst, a Pd (II) catalyst and the like. Specifically, palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetates, dichlorobis (Triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium and the like can be mentioned, but from the viewpoint of ease of reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) speed. , Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are preferred.
The amount of the palladium catalyst added is not particularly limited and may be an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 mol to 0.5 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (100). It is preferably 0.0003 mol to 0.1 mol.

Suzukiカップリング反応に使用するパラジウム触媒としてパラジウムアセテート類を用いる場合は、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン等のリン化合物を配位子として添加することができる。この場合、配位子の添加量は、パラジウム触媒1モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モル、更に好ましくは1モル〜10モルである。 When palladium acetates are used as the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction, for example, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, and tri (o-methoxyphenyl) phosphine are added as ligands. can do. In this case, the amount of the ligand added is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, and more preferably 1 mol to 10 mol with respect to 1 mol of the palladium catalyst. be.

Suzukiカップリング反応に使用する塩基としては、無機塩基、有機塩基、無機塩等が挙げられる。無機塩基としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化バリウム等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。無機塩としては、例えば、フッ化セシウム等が挙げられる。
塩基の添加量は、式(100)で表される化合物1モルに対して、通常、0.5モル〜100モル、好ましくは0.9モル〜20モル、更に好ましくは1モル〜10モルである。
Examples of the base used in the Suzuki coupling reaction include inorganic bases, organic bases, and inorganic salts. Examples of the inorganic base include potassium carbonate, sodium carbonate, barium hydroxide and the like. Examples of the organic base include triethylamine and tributylamine. Examples of the inorganic salt include cesium fluoride and the like.
The amount of the base added is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, and more preferably 1 mol to 10 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (100). be.

Suzukiカップリング反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が例示される。高分子化合物Pの溶解性の観点からは、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。また、塩基は、水溶液として加え、2相系で反応させてもよい。塩基として無機塩を用いる場合は、無機塩の溶解性の観点から、通常、水溶液として加えて反応させる。
なお、塩基を水溶液として加え、2相系で反応させる場合は、必要に応じて、第4級アンモニウム塩などの相間移動触媒を加えてもよい。
The Suzuki coupling reaction is usually carried out in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solubility of the polymer compound P, toluene and tetrahydrofuran are preferable. Further, the base may be added as an aqueous solution and reacted in a two-phase system. When an inorganic salt is used as the base, it is usually added as an aqueous solution for reaction from the viewpoint of the solubility of the inorganic salt.
When the base is added as an aqueous solution and the reaction is carried out in a two-phase system, a phase transfer catalyst such as a quaternary ammonium salt may be added, if necessary.

Suzukiカップリング反応を行う温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50〜160℃程度であり、高分子化合物Pの高分子量化の観点から、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。反応時間は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間〜200時間程度である。1時間〜30時間程度が効率的で好ましい。 The temperature at which the Suzuki coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and is preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound P. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and reflux may be carried out. The reaction time may be set to the end point when the desired degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 hour to 200 hours. About 1 hour to 30 hours is efficient and preferable.

Suzukiカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下、Pd(0)触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式(100)で表される化合物、式(200)で表される化合物、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、トルエンを加えた後、この溶液に、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した塩基、例えば、炭酸ナトリウム水溶液を滴下した後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で8時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。 The Suzuki coupling reaction is carried out in a reaction system in which the Pd (0) catalyst is not inactivated under an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. For example, the system is sufficiently degassed with argon gas, nitrogen gas, or the like. Specifically, after sufficiently substituting the inside of the polymerization vessel (reaction system) with nitrogen gas and degassing, the compound represented by the formula (100) and the compound represented by the formula (200) are placed in the polymerization vessel. Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) was charged, and the polymerization vessel was sufficiently replaced with nitrogen gas, degassed, and then bubbled with nitrogen gas in advance to add a degassed solvent such as toluene. After that, a base degassed by bubbling with nitrogen gas in advance, for example, an aqueous sodium carbonate solution is added dropwise to this solution, and then heated and heated, for example, while maintaining an inert atmosphere at a reflux temperature for 8 hours. Polymerize.

Stilleカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(300):
300−E−Q400 (300)
〔式中、Eは、式(1)で表される2価の基を表す。Q300及びQ400は、同一又は相異なり、有機スズ残基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物と、下記式(400):
−E−T (400)
〔式中、Eは、式(2)で表される2価の基を表す。T及びTは、同一又は相異なり、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基又はアリールアルキルスルホネート基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物とを、パラジウム触媒の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。Eとして好ましくは、前述の式(1−1)〜式(1−24)で表される基が挙げられる。Eとして好ましくは、前述の式(2−1)〜式(2−42)で表される基が挙げられる。
As a method using the Stille coupling reaction, for example, the formula (300):
Q 300- E 3- Q 400 (300)
[In the formula, E 3 represents a divalent group represented by the formula (1). Q 300 and Q 400 are the same or different and represent an organotin residue. ]
One or more compounds represented by and the following formula (400):
T 3- E 4- T 4 (400)
[In the formula, E 4 represents a divalent group represented by the formula (2). T 3 and T 4 represent the same or different, halogen atom, alkyl sulfonate group, aryl sulfonate group or aryl alkyl sulfonate group. ]
Examples thereof include a production method having a step of reacting one or more kinds of compounds represented by (2) in the presence of a palladium catalyst. Preferred examples of E 3 include groups represented by the above formulas (1-1) to (1-24). Preferred examples of E 4 include groups represented by the above formulas (2-1) to (2-42).

有機スズ残基としては、例えば、−SnR100 で表される基等が挙げられる。ここでR100は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられる。
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル墓、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、イコシル基などが挙げられる。シクロアルキル基の例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基などが挙げられる。アリール基の例としてはフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。有機スズ残基として好ましくは−SnMe、−SnEt、−SnBu、−SnPhであり、更に好ましくは−SnMe、−SnEt、−SnBuである。上記好ましい例において、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基を表す。
Examples of the organotin residue include a group represented by −SnR 100 3. Here, R 100 represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group and the like.
Examples of alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl gravel, n-pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl. Group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, Examples thereof include a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tetradecyl group, a hexadecyl grave, an octadecyl group, and an icosyl group. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group and the like. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. Preferably -SnMe 3 as organotin residue, -SnEt 3, -SnBu 3, an -SnPh 3, more preferably -SnMe 3, -SnEt 3, is -SnBu 3. In the above preferred example, Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.

式(400)における、T及びTで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。高分子化合物Pの合成の容易さからは、臭素原子、ヨウ素原子であることが好ましい。 Examples of the halogen atom represented by T 3 and T 4 in the formula (400) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. From the viewpoint of easiness of synthesizing the polymer compound P, it is preferably a bromine atom or an iodine atom.

式(400)における、T及びTで表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が例示される。 In the formula (400), as the alkyl sulfonate group represented by T 3 and T 4, methanesulfonate group, ethanesulfonate group, a trifluoromethane sulfonate group are exemplified. Examples of the aryl sulfonate group include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group. Examples of the aryl sulfonate group include a benzyl sulfonate group.

具体的には、触媒として、例えば、パラジウム触媒下で任意の溶媒中で反応する方法が挙げられる。
Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒としては、例えば、Pd(0)触媒、Pd(II)触媒が挙げられる。具体的には、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウムが挙げられ、反応(重合)操作の容易さ、反応(重合)速度の観点からは、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(400)で表される化合物1モルに対して、通常、0.0001モル〜0.5モル、好ましくは0.0003モル〜0.2モルである。
Specifically, as the catalyst, for example, a method of reacting in an arbitrary solvent under a palladium catalyst can be mentioned.
Examples of the palladium catalyst used in the Stille coupling reaction include a Pd (0) catalyst and a Pd (II) catalyst. Specific examples thereof include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetates, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, and bis (dibenzylideneacetone) palladium. From the viewpoint of ease of reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate, palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are preferable.
The amount of the palladium catalyst added to the Stille coupling reaction is not particularly limited and may be an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (400). It is from mol to 0.5 mol, preferably 0.0003 mol to 0.2 mol.

Stilleカップリング反応において、必要に応じて配位子や助触媒を用いることもできる。配位子としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2−フリル)ホスフィン等のリン化合物やトリフェニルアルシン、トリフェノキシアルシン等の砒素化合物が挙げられる。助触媒の例としてはヨウ化銅、臭化銅、塩化銅、2−テノイル酸銅(I)などが挙げられる。
配位子又は助触媒を用いる場合、配位子又は助触媒の添加量は、パラジウム触媒1モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モル、更に好ましくは1モル〜10モルである。
If necessary, a ligand or a co-catalyst can be used in the Stille coupling reaction. Examples of the ligand include phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine, and tris (2-furyl) phosphine, and triphenylarsine and triphenyloxyarsine. Examples include arsenic compounds. Examples of co-catalysts include copper iodide, copper bromide, copper chloride, copper 2-tenoylate (I) and the like.
When a ligand or co-catalyst is used, the amount of the ligand or co-catalyst added is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, based on 1 mol of the palladium catalyst. , More preferably 1 mol to 10 mol.

Stilleカップリング反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒の例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。高分子化合物Pの溶解性の観点からは、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。 The Stille coupling reaction is usually carried out in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solubility of the polymer compound P, toluene and tetrahydrofuran are preferable.

Stilleカップリング反応を行う温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50〜160℃程度であり、高分子化合物Pの高分子量化の観点から、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
前記反応を行う時間(反応時間)は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間〜200時間程度である。1時間〜30時間程度が効率的で好ましい。
The temperature at which the Stille coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and is preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound P. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and reflux may be carried out.
The time for carrying out the reaction (reaction time) may be the end point when the desired degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 hour to 200 hours. About 1 hour to 30 hours is efficient and preferable.

Stilleカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下、Pd触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式(300)で表される化合物、式(400)で表される化合物、パラジウム触媒を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、トルエンを加えた後、必要に応じて配位子や助触媒を加え、その後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で6〜8時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。 The Stille coupling reaction is carried out in a reaction system in which the Pd catalyst is not inactivated under an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. For example, the system is sufficiently degassed with argon gas, nitrogen gas, or the like. Specifically, after sufficiently substituting the inside of the polymerization vessel (reaction system) with nitrogen gas and degassing, the compound represented by the formula (300) and the compound represented by the formula (400) are placed in the polymerization vessel. A palladium catalyst is charged, the polymerization vessel is sufficiently replaced with nitrogen gas, degassed, and then bubbled with nitrogen gas in advance to add a degassed solvent, for example, toluene, and then coordinated as necessary. The compound and co-catalyst are added, and then the mixture is heated and heated, and polymerized at a reflux temperature for 6 to 8 hours while maintaining an inert atmosphere.

式(200)、式(300)で表される化合物は、例えば、国際公開第2011/052709号に記載の方法により製造することができる。
式(400)で表される化合物は、例えば、米国特許出願公開第2013/0137848号明細書に記載の方法により製造することができる。
式(100)で表される化合物は、例えば、米国特許出願公開第2013/0137848号明細書に記載の方法及び国際公開第2011/052709号に記載の方法により製造することができる。
The compounds represented by the formulas (200) and (300) can be produced, for example, by the method described in International Publication No. 2011/05/2709.
The compound represented by the formula (400) can be produced, for example, by the method described in US Patent Application Publication No. 2013/0137848.
The compound represented by the formula (100) can be produced, for example, by the method described in US Patent Application Publication No. 2013/0137848 and the method described in International Publication No. 2011/052709.

[3.高分子化合物を含む組成物]
本実施形態の組成物は、前記高分子化合物Pと、n型半導体材料とを含む。本実施形態の組成物に含まれる高分子化合物Pの例、及び好ましい例については、前記[1.高分子化合物]において説明したとおりである。
[3. Compositions Containing Polymer Compounds]
The composition of the present embodiment contains the polymer compound P and an n-type semiconductor material. Examples of the polymer compound P contained in the composition of the present embodiment and preferred examples are described in [1. Polymer compound] as described above.

組成物に含まれうるn型半導体材料は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。 The n-type semiconductor material that can be contained in the composition may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound.

低分子化合物であるn型半導体材料(電子受容性化合物)の例としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、C60フラーレン等のフラーレン及びその誘導体、並びに、バソクプロイン等のフェナントレン誘導体が挙げられる。 Examples of n-type semiconductor materials (electron-accepting compounds) that are low molecular weight compounds include oxadiazole derivatives, anthracinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, and tetracyano. anthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, fullerene and derivatives thereof such as C 60 fullerene, and phenanthrene derivatives such as bathocuproine Can be mentioned.

高分子化合物であるn型半導体材料(電子受容性化合物)の例としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、並びに、ポリフルオレン及びその誘導体が挙げられる。 Examples of n-type semiconductor materials (electron-accepting compounds) that are polymer compounds include polyvinylcarbazole and its derivatives, polysilane and its derivatives, polysiloxane derivatives having an aromatic amine structure in the side chain or main chain, polyaniline and its derivatives. Examples thereof include derivatives, polythiophene and its derivatives, polypyrrole and its derivatives, polyphenylene vinylene and its derivatives, polythienylene vinylene and its derivatives, polyquinolin and its derivatives, polyquinoxalin and its derivatives, and polyfluorene and its derivatives.

n型半導体材料としては、フラーレン及びフラーレン誘導体から選ばれる1種以上が好ましく、フラーレン誘導体であることがより好ましい。 As the n-type semiconductor material, one or more selected from fullerenes and fullerene derivatives are preferable, and fullerene derivatives are more preferable.

フラーレンの例としては、C60フラーレン、C70フラーレン、C76フラーレン、C78フラーレン、及びC84フラーレンが挙げられる。フラーレン誘導体の例としては、これらのフラーレンの誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体とは、フラーレンの少なくとも一部が修飾された化合物を意味する。 Examples of fullerenes include C 60 fullerenes, C 70 fullerenes, C 76 fullerenes, C 78 fullerenes, and C 84 fullerenes. Examples of fullerene derivatives include these fullerene derivatives. A fullerene derivative means a compound in which at least a part of fullerene is modified.

フラーレン誘導体の例としては、下記式(N−1)〜式(N−4)で表される化合物が挙げられる。 Examples of fullerene derivatives include compounds represented by the following formulas (N-1) to (N-4).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

式(N−1)〜式(N−4)中、
は、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、又はエステル構造を有する基を表す。複数あるRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
は、アルキル基、又はアリール基を表す。複数あるRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
In equations (N-1) to (N-4),
RX represents an alkyl group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group, or a group having an ester structure. A plurality of RXs may be the same as or different from each other.
RY represents an alkyl group or an aryl group. A plurality of RYs may be the same as or different from each other.

で表される1価の複素環基の例としては、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、キノリル基、及びイソキノリル基が挙げられる。 Examples of the monovalent heterocyclic group represented by R X is thienyl group, a pyrrolyl group, a furyl group, a pyridyl group, quinolyl group, and isoquinolyl group.

で表されるエステル構造を有する基の例としては、式(E1)で表される基が挙げられる。 Examples of groups having an ester structure represented by R X is a group represented by the formula (E1).

Figure 2021127398
Figure 2021127398

(式中、u1は、1〜6の整数を表し、u2は、0〜6の整数を表し、Rは、アルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表す。) (In the formula, u1 represents an integer of 1 to 6, u2 represents an integer of 0 to 6, and R Z represents an alkyl group, an aryl group or a monovalent heterocyclic group.)

60フラーレン誘導体の例としては、下記の化合物が挙げられる。 Examples of C 60 fullerene derivatives include the following compounds.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

70フラーレン誘導体の例としては、下記の化合物が挙げられる。 Examples of C 70 fullerene derivatives include the following compounds.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

フラーレン誘導体の具体例としては、[6,6]−フェニル−C61酪酸メチルエステル(C60PCBM、[6,6]−Phenyl C61 butyric acid methyl ester)、[6,6]−フェニル−C71酪酸メチルエステル(C70PCBM、[6,6]−Phenyl C71 butyric acid methyl ester)、[6,6]−フェニル−C85酪酸メチルエステル(C84PCBM、[6,6]−Phenyl C85 butyric acid methyl ester)、及び[6,6]−チエニル−C61酪酸メチルエステル([6,6]−Thienyl C61 butyric acid methyl ester)が挙げられる。 Specific examples of the fullerene derivative include [6,6] -phenyl-C61 butyrate methyl ester (C 60 PCBM, [6, 6] -Phenyl C61 butyric acid methyl ester), [6,6] -phenyl-C71 methyl butyrate. Ester (C 70 PCBM, [6,6] -Phenyl C71 butyric acid ester) , [6,6] -Phenyl-C85 butyrate methyl ester (C 84 PCBM, [6,6] -Phenyl C85 butyric acid ester) , And [6,6] -thienyl-C61 butyrate methyl ester ([6,6] -Thienyl C61 butyric acid methyl ester).

組成物における、高分子化合物Pの、n型半導体材料に対する重量比率(高分子化合物P/n型半導体材料)は、特に限定されないが、好ましくは1/100以上、より好ましくは10/100以上、更に好ましくは20/100以上、更に好ましくは40/100以上であり、好ましくは100/1以下、より好ましくは100/10以下、更に好ましくは100/20以下、更に好ましくは100/40以下である。 The weight ratio of the polymer compound P to the n-type semiconductor material (polymer compound P / n-type semiconductor material) in the composition is not particularly limited, but is preferably 1/100 or more, more preferably 10/100 or more. It is more preferably 20/100 or more, further preferably 40/100 or more, preferably 100/1 or less, more preferably 100/10 or less, still more preferably 100/20 or less, still more preferably 100/40 or less. ..

組成物は、高分子化合物P及びn型半導体材料の他に、本発明の目的及び効果を損なわない限度において、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、吸収した光により電荷を発生させる機能を増感するためのため増感剤、紫外線からの安定性を増すための光安定剤といった任意の成分が含まれていてもよい。 In addition to the polymer compound P and the n-type semiconductor material, the composition has a function of generating an electric charge by a surfactant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and absorbed light as long as the object and effect of the present invention are not impaired. It may contain any component such as a sensitizer for sensitizing and a light stabilizer for increasing the stability from ultraviolet rays.

組成物は、高分子化合物P及びn型半導体材料に加えて、溶媒を含む、インクの態様としうる。本明細書において、インクとは、着色していてもよく、着色していなくともよく、塗布法に用いられる液状の組成物を意味する。インクにおいて、高分子化合物P及びn型半導体材料、並びに任意成分は、全部が溶媒に溶解していなくてもよく、インクは、これら成分の分散液の形態であってもよい。インクについては、更に後述する。 The composition may be in the form of an ink comprising a solvent in addition to the polymeric compound P and the n-type semiconductor material. In the present specification, the ink may or may not be colored, and means a liquid composition used in the coating method. In the ink, the polymer compound P and the n-type semiconductor material, and any component may not be completely dissolved in the solvent, and the ink may be in the form of a dispersion liquid of these components. The ink will be described later.

[4.光電変換素子]
高分子化合物Pは、1000nm以上の波長域に、吸収を有しうる。したがって、活性層に高分子化合物Pを含む光電変換素子は、1000nm以上の波長域における光を、電気信号に変換しうる。以下、高分子化合物Pを含む光電変換素子について詳細に説明する。
[4. Photoelectric conversion element]
The polymer compound P may have absorption in the wavelength range of 1000 nm or more. Therefore, the photoelectric conversion element containing the polymer compound P in the active layer can convert light in the wavelength range of 1000 nm or more into an electric signal. Hereinafter, the photoelectric conversion element containing the polymer compound P will be described in detail.

高分子化合物Pを含む光電変換素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に、高分子化合物Pを含む1層以上の活性層を有する。
高分子化合物Pを含む光電変換素子の好ましい形態としては、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、p型半導体材料とn型半導体材料とを含む組成物から形成される活性層を有する。高分子化合物Pは、p型の有機半導体材料として用いることが好ましい。したがって、本実施形態に係る光電変換素子は、好ましくは、高分子化合物Pと、n型半導体材料とを含む活性層を有する。p型半導体材料(電子供与性化合物)、n型半導体材料(電子受容性化合物)は、これらの化合物のエネルギー準位のエネルギーレベルから相対的に決定される。
The photoelectric conversion element containing the polymer compound P has one or more active layers containing the polymer compound P between a pair of electrodes whose at least one is transparent or translucent.
A preferred form of the photoelectric conversion element containing the polymer compound P is an active layer formed of a pair of electrodes whose at least one is transparent or translucent, and a composition containing a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material. Have. The polymer compound P is preferably used as a p-type organic semiconductor material. Therefore, the photoelectric conversion element according to the present embodiment preferably has an active layer containing the polymer compound P and the n-type semiconductor material. The p-type semiconductor material (electron-donating compound) and the n-type semiconductor material (electron-accepting compound) are relatively determined from the energy level of the energy level of these compounds.

ここで、本実施形態の光電変換素子が取り得る構成例について説明する。図1は、本実施形態の光電変換素子の構成を模式的に示す図である。 Here, a configuration example that the photoelectric conversion element of the present embodiment can take will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a photoelectric conversion element of the present embodiment.

図1に示されるように、光電変換素子10は、支持基板11に設けられている。光電変換素子10は、支持基板11に接するように設けられている第一の電極12と、第一の電極12に接するように設けられている電子輸送層13と、電子輸送層13に接するように設けられている活性層14と、活性層14に接するように設けられている正孔輸送層15と、正孔輸送層15に接するように設けられている第二の電極16とを備えている。この構成例では、第二の電極16に接するように封止部材17が更に設けられている。第一の電極12では、外部回路に電子が送出される。第二の電極16では、外部回路から電子が流入する。
以下、本実施形態の光電変換素子に含まれうる構成要素について具体的に説明する。
As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion element 10 is provided on the support substrate 11. The photoelectric conversion element 10 is in contact with the first electrode 12 provided in contact with the support substrate 11, the electron transport layer 13 provided in contact with the first electrode 12, and the electron transport layer 13. The active layer 14 provided in the above, the hole transport layer 15 provided in contact with the active layer 14, and the second electrode 16 provided in contact with the hole transport layer 15 are provided. There is. In this configuration example, the sealing member 17 is further provided so as to be in contact with the second electrode 16. At the first electrode 12, electrons are sent to an external circuit. At the second electrode 16, electrons flow in from an external circuit.
Hereinafter, the components that can be included in the photoelectric conversion element of the present embodiment will be specifically described.

(基板)
光電変換素子は、通常、基板(支持基板)上に形成される。また、更に基板(封止基板)により封止される場合もある。基板には、通常、一対の電極のうちの一方が形成される。基板の材料は、特に有機化合物を含む層を形成する際に化学的に変化しない材料であれば特に限定されない。
(substrate)
The photoelectric conversion element is usually formed on a substrate (support substrate). Further, it may be further sealed by a substrate (sealing substrate). Usually, one of a pair of electrodes is formed on the substrate. The material of the substrate is not particularly limited as long as it is a material that does not chemically change when forming a layer containing an organic compound.

基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコンが挙げられる。不透明な基板が用いられる場合には、不透明な基板側に設けられる電極とは反対側の電極(換言すると、不透明な基板から遠い側の電極)が透明又は半透明の電極とされることが好ましい。 Examples of the substrate material include glass, plastic, polymer film, and silicon. When an opaque substrate is used, it is preferable that the electrode on the side opposite to the electrode provided on the opaque substrate side (in other words, the electrode on the side far from the opaque substrate) is a transparent or translucent electrode. ..

(電極)
光電変換素子は、一対の電極である第一の電極及び第二の電極を含んでいる。一対の電極のうち、少なくとも一方の電極は、光を入射させるために、透明又は半透明の電極とすることが好ましい。
(electrode)
The photoelectric conversion element includes a first electrode and a second electrode, which are a pair of electrodes. Of the pair of electrodes, at least one electrode is preferably a transparent or translucent electrode in order to allow light to enter.

透明又は半透明の電極の材料の例としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜が挙げられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、NESA等の導電性材料、金、白金、銀、銅が挙げられる。透明又は半透明である電極の材料としては、ITO、IZO、酸化スズが好ましい。また、電極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体などの有機化合物が材料として用いられる透明導電膜を用いてもよい。透明又は半透明の電極は、第一の電極であっても第二の電極であってもよい。 Examples of the material of the transparent or translucent electrode include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film. Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and conductive materials such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and NESA, which are composites thereof, gold, platinum, silver, and the like. Copper is mentioned. As a transparent or translucent electrode material, ITO, IZO, and tin oxide are preferable. Further, as the electrode, a transparent conductive film using an organic compound such as polyaniline and its derivative, polythiophene and its derivative as a material may be used. The transparent or translucent electrode may be the first electrode or the second electrode.

一対の電極のうちの一方の電極が透明又は半透明であれば、他方の電極は光透過性の低い電極であってもよい。光透過性の低い電極の材料の例としては、金属、及び導電性高分子が挙げられる。光透過性の低い電極の材料の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びこれらのうちの2種以上の合金、又は、これらのうちの1種以上の金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン及び錫からなる群から選ばれる1種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が挙げられる。合金としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、及びカルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。 If one of the pair of electrodes is transparent or translucent, the other electrode may be an electrode having low light transmission. Examples of materials for electrodes having low light transmission include metals and conductive polymers. Specific examples of materials for electrodes with low light transmission include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, ytterbium, indium, cerium, samarium, and europium. Metals such as terbium and ytterbium, and two or more alloys of these, or one or more of these metals, and gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten and tin. Examples include alloys with one or more metals selected from the group consisting of, graphite, graphite interlayer compounds, polyaniline and its derivatives, polythiophene and its derivatives. Examples of the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, and calcium-aluminum alloy.

(活性層)
活性層は、高分子化合物Pを含み、好ましくは更にn型半導体材料を含む。活性層は、高分子化合物Pを、1種単独で含んでいてもよく、2種以上の任意の組み合わせで含んでいてもよい。
活性層が含みうる高分子化合物Pの例及び好ましい例は、[1.高分子化合物]において説明した例及び好ましい例と同様である。
活性層が含みうるn型半導体材料の例及び好ましい例は、[3.高分子化合物を含む組成物]において説明した例及び好ましい例と同様である。
(Active layer)
The active layer contains the polymer compound P, and preferably further contains an n-type semiconductor material. The active layer may contain the polymer compound P alone or in any combination of two or more.
Examples of the polymer compound P that can be contained in the active layer and preferable examples are described in [1. It is the same as the example described in [Polymer compound] and the preferred example.
Examples of n-type semiconductor materials that can be contained in the active layer and preferable examples are described in [3. The same applies to the examples described in [Composition Containing Polymer Compounds] and the preferred examples.

(中間層)
図1に示されるとおり、本実施形態の光電変換素子は、光電変換効率などの特性を向上させるための構成要素として、例えば、電荷輸送層(電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層)などの中間層(バッファー層)を備えていることが好ましい。
(Middle class)
As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion element of the present embodiment has, for example, a charge transport layer (electron transport layer, hole transport layer, electron injection layer, etc.) as a component for improving characteristics such as photoelectric conversion efficiency. It is preferable to have an intermediate layer (buffer layer) such as a hole injection layer).

また、中間層に用いられる材料の例としては、カルシウムなどの金属、酸化モリブデン、酸化亜鉛などの無機酸化物半導体、及びPEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))とPSS(ポリ(4−スチレンスルホネート))との混合物(PEDOT:PSS)が挙げられる。 Examples of materials used for the intermediate layer include metals such as calcium, inorganic oxide semiconductors such as molybdenum oxide and zinc oxide, and PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) and PSS (poly (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)). 4-styrene sulfonate)) and a mixture (PEDOT: PSS) can be mentioned.

中間層は、従来公知の任意好適な形成方法により形成することができる。中間層は、真空蒸着法や塗布法などにより形成することができる。 The intermediate layer can be formed by any conventionally known suitable forming method. The intermediate layer can be formed by a vacuum vapor deposition method, a coating method, or the like.

図1に示されるように、光電変換素子は、第一の電極と活性層との間に、中間層として、電子輸送層を備えることが好ましい。電子輸送層は、活性層から第一の電極へと電子を輸送する機能を有する。 As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion element preferably includes an electron transport layer as an intermediate layer between the first electrode and the active layer. The electron transport layer has a function of transporting electrons from the active layer to the first electrode.

第一の電極に接して設けられる電子輸送層を、特に電子注入層という場合がある。第一の電極に接して設けられる電子輸送層(電子注入層)は、活性層で発生した電子の第一の電極への注入を促進する機能を有する。 The electron transport layer provided in contact with the first electrode may be particularly referred to as an electron injection layer. The electron transport layer (electron injection layer) provided in contact with the first electrode has a function of promoting the injection of electrons generated in the active layer into the first electrode.

電子輸送層は、電子輸送性材料を含む。電子輸送性材料の例としては、エトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)、フルオレン構造を含む高分子化合物、カルシウムなどの金属、金属酸化物が挙げられる。 The electron transport layer contains an electron transport material. Examples of electron-transporting materials include ethoxylated polyethyleneimine (PEIE), polymer compounds containing a fluorene structure, metals such as calcium, and metal oxides.

フルオレン構造を含む高分子化合物の例としては、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)−オルト−2,7−(9,9’−ジオクチルフルオレン)](PFN)及びPFN−P2が挙げられる。 Examples of polymer compounds containing a fluorene structure include poly [(9,9-bis (3'-(N, N-dimethylamino) propyl) -2,7-fluorene) -ortho-2,7- (9). , 9'-Dioctylfluorene)] (PFN) and PFN-P2.

金属酸化物の例としては、酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化ニオブが挙げられる。金属酸化物としては、亜鉛を含む金属酸化物が好ましく、中でも酸化亜鉛が好ましい。 Examples of metal oxides include zinc oxide, gallium-doped zinc oxide, aluminum-doped zinc oxide, titanium oxide and niobium oxide. As the metal oxide, a metal oxide containing zinc is preferable, and zinc oxide is particularly preferable.

その他の電子輸送性材料の例としては、ポリ(4−ビニルフェノール)、ペリレンジイミドが挙げられる。 Examples of other electron-transporting materials include poly (4-vinylphenol) and perylene diimide.

図1に示されるように、本実施形態の光電変換素子は、第二の電極と活性層との間に、中間層として正孔輸送層を備えていることが好ましい。正孔輸送層は、活性層から第二の電極へと正孔を輸送する機能を有する。正孔輸送層は、第二の電極に接していてもよい。正孔輸送層は活性層に接していてもよい。 As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion element of the present embodiment preferably includes a hole transport layer as an intermediate layer between the second electrode and the active layer. The hole transport layer has a function of transporting holes from the active layer to the second electrode. The hole transport layer may be in contact with the second electrode. The hole transport layer may be in contact with the active layer.

第二の電極に接して設けられる正孔輸送層を、特に正孔注入層という場合がある。第二の電極に接して設けられる正孔輸送層(正孔注入層)は、第二の電極への正孔の注入を促進する機能を有する。正孔輸送層(正孔注入層)は、活性層に接していてもよい。 The hole transport layer provided in contact with the second electrode may be particularly referred to as a hole injection layer. The hole transport layer (hole injection layer) provided in contact with the second electrode has a function of promoting the injection of holes into the second electrode. The hole transport layer (hole injection layer) may be in contact with the active layer.

正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む。正孔輸送性材料の例としては、ポリチオフェン及びその誘導体、芳香族アミン化合物、芳香族アミン残基を有する構成単位を含む高分子化合物、CuSCN、CuI、NiO、酸化タングステン(WO)及び酸化モリブデン(MoO)が挙げられる。 The hole transport layer contains a hole transport material. Examples of hole-transporting materials include polythiophene and its derivatives, aromatic amine compounds, polymer compounds containing structural units having aromatic amine residues, CuSCN, CuI, NiO, tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide. (MoO 3 ) can be mentioned.

本実施形態に係る光電変換素子は、中間層が電子輸送層及び正孔輸送層であって、基板(支持基板)、第一の電極、電子輸送層、活性層、正孔輸送層、第二の電極がこの順に互いに接するように積層された構成を有することが好ましい。 In the photoelectric conversion element according to the present embodiment, the intermediate layers are an electron transport layer and a hole transport layer, and the substrate (support substrate), the first electrode, the electron transport layer, the active layer, the hole transport layer, and the second It is preferable to have a structure in which the electrodes of the above are laminated so as to be in contact with each other in this order.

(封止部材)
本実施形態の光電変換素子は、封止部材を更に含み、かかる封止部材により封止された封止体とすることが好ましい。
封止部材は任意好適な従来公知の部材を用いることができる。封止部材の例としては、基板(封止基板)であるガラス基板とUV硬化性樹脂などの封止材(接着剤)との組み合わせが挙げられる。
(Sealing member)
It is preferable that the photoelectric conversion element of the present embodiment further includes a sealing member and is a sealed body sealed by such a sealing member.
Any suitable conventionally known member can be used as the sealing member. Examples of the sealing member include a combination of a glass substrate which is a substrate (sealing substrate) and a sealing material (adhesive) such as a UV curable resin.

封止部材は、1層以上の層構造である封止層であってもよい。封止層を構成する層の例としては、ガスバリア層、ガスバリア性フィルムが挙げられる。 The sealing member may be a sealing layer having a layer structure of one or more layers. Examples of the layer constituting the sealing layer include a gas barrier layer and a gas barrier film.

封止層は、水分を遮断する性質(水蒸気バリア性)又は酸素を遮断する性質(酸素バリア性)を有する材料により形成することが好ましい。封止層の材料として好適な材料の例としては、三フッ化ポリエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、脂環式ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの有機材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボンなどの無機材料などが挙げられる。 The sealing layer is preferably formed of a material having a property of blocking water (water vapor barrier property) or a property of blocking oxygen (oxygen barrier property). Examples of suitable materials for the sealing layer include polyethylene trifluoride, polyethylene trifluorochloride (PCTFE), polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, alicyclic polyolefin, ethylene-vinyl alcohol copolymer and the like. Examples include organic materials, inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, and diamond-like carbon.

封止部材は、通常、光電変換素子が適用される、例えば下記適用例のデバイスに組み込まれる際において実施される加熱処理に耐え得る材料により構成される。 The sealing member is usually made of a material that can withstand the heat treatment performed when the photoelectric conversion element is applied, for example, when it is incorporated into the device of the following application example.

[5.光電変換素子の製造方法]
本実施形態の光電変換素子の製造方法は、特に限定されない。本実施形態の光電変換素子は、構成要素を形成するにあたり選択された材料に好適な形成方法を組み合わせることにより製造することができる。
[5. Manufacturing method of photoelectric conversion element]
The method for manufacturing the photoelectric conversion element of the present embodiment is not particularly limited. The photoelectric conversion element of the present embodiment can be manufactured by combining a suitable forming method with a material selected for forming a component.

以下、本発明の実施形態として、基板(支持基板)、第一の電極、電子輸送層、活性層、正孔輸送層、第二の電極がこの順に互いに接する構成を有する光電変換素子の製造方法について説明する。 Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a photoelectric conversion element having a configuration in which a substrate (support substrate), a first electrode, an electron transport layer, an active layer, a hole transport layer, and a second electrode are in contact with each other in this order. Will be described.

(基板を用意する工程)
本工程では、例えば第一の電極が設けられた支持基板を用意する。また、既に説明した電極の材料により形成された導電性の薄膜が設けられた基板を市場より入手し、必要に応じて、導電性の薄膜をパターニングして第一の電極を形成することにより、第一の電極が設けられた支持基板を用意することができる。
(Process to prepare the board)
In this step, for example, a support substrate provided with the first electrode is prepared. Further, a substrate provided with a conductive thin film formed of the electrode material described above is obtained from the market, and if necessary, the conductive thin film is patterned to form the first electrode. A support substrate provided with the first electrode can be prepared.

本実施形態に係る光電変換素子の製造方法において、支持基板上に第一の電極を形成する場合の第一の電極の形成方法は特に限定されない。第一の電極は、既に説明した材料を、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、めっき法、塗布法などの従来公知の任意好適な方法によって、第一の電極を形成すべき構成上に形成することができる。 In the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the present embodiment, the method for forming the first electrode when forming the first electrode on the support substrate is not particularly limited. The first electrode has a structure in which the first electrode is formed by a conventionally known arbitrary suitable method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, or a coating method from the material already described. Can be formed into.

(電子輸送層の形成工程)
光電変換素子の製造方法は、活性層と第一の電極との間に設けられる電子輸送層(電子注入層)を形成する工程を含んでいてもよい。
(Formation process of electron transport layer)
The method for manufacturing a photoelectric conversion element may include a step of forming an electron transport layer (electron injection layer) provided between the active layer and the first electrode.

電子輸送層の形成方法は特に限定されない。電子輸送層の形成工程をより簡便にする観点からは、従来公知の任意好適な塗布法によって電子輸送層を形成することが好ましい。電子輸送層は、例えば、既に説明した電子輸送層の材料と溶媒とを含む塗布液を用いる塗布法、真空蒸着法などにより形成することができる。 The method of forming the electron transport layer is not particularly limited. From the viewpoint of simplifying the process of forming the electron transport layer, it is preferable to form the electron transport layer by a conventionally known arbitrary suitable coating method. The electron transport layer can be formed by, for example, a coating method using a coating liquid containing the material and solvent of the electron transport layer, a vacuum deposition method, or the like, which has already been described.

(活性層の形成工程)
本実施形態の光電変換素子の製造方法においては、電子輸送層上に活性層が形成される。主要な構成要素である活性層は、任意好適な従来公知の形成工程により形成することができる。本実施形態において、活性層は、インク(塗布液)を用いる塗布法により製造することが好ましい。
(Process of forming active layer)
In the method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present embodiment, an active layer is formed on the electron transport layer. The active layer, which is a main component, can be formed by any suitable conventionally known forming step. In the present embodiment, the active layer is preferably produced by a coating method using an ink (coating liquid).

以下、本発明の光電変換素子の主たる構成要素である活性層の形成工程が含む工程(i)及び工程(ii)、並びに活性層の形成工程に用いられうるインクについて説明する。 Hereinafter, the steps (i) and (ii) included in the step of forming the active layer, which is a main component of the photoelectric conversion element of the present invention, and the ink that can be used in the step of forming the active layer will be described.

工程(i)
インクを塗布対象に塗布する方法としては、任意好適な塗布法を用いることができる。塗布法としては、スロットダイコート法、スリットコート法、ナイフコート法、スピンコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、インクジェット印刷法、ノズルコート法、又はキャピラリーコート法が好ましく、スロットダイコート法、スリットコート法、スピンコート法、キャピラリーコート法、又はバーコート法がより好ましく、スロットダイコート法、スリットコート法、又はスピンコート法が更に好ましい。
Step (i)
As a method of applying the ink to the application target, any suitable application method can be used. As the coating method, a slot die coating method, a slit coating method, a knife coating method, a spin coating method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, an inkjet printing method, a nozzle coating method, or a capillary coating method is preferable. The die coating method, the slit coating method, the spin coating method, the capillary coating method, or the bar coating method is more preferable, and the slot die coating method, the slit coating method, or the spin coating method is further preferable.

(インク)
活性層形成用のインクは、溶液であってもよく、分散液、エマルション(乳濁液)、サスペンション(懸濁液)などの分散液であってもよい。以下、活性層形成用のインクについて説明する。なお、バルクヘテロジャンクション型活性層の形成用のインクを例にとって説明する。よって、活性層形成用のインクは、p型半導体材料としての高分子化合物Pとn型半導体材料とを含み、更には少なくとも1種又は2種以上の溶媒を含む。
(ink)
The ink for forming the active layer may be a solution, or may be a dispersion liquid such as a dispersion liquid, an emulsion (emulsion liquid), or a suspension (suspension). Hereinafter, the ink for forming the active layer will be described. An ink for forming a bulk heterojunction type active layer will be described as an example. Therefore, the ink for forming the active layer contains the polymer compound P as the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material, and further contains at least one type or two or more types of solvents.

活性層形成用のインクは、高分子化合物P及びn型半導体材料それぞれを1種のみ含んでいてもよく、2種以上を任意の割合の組み合わせで含んでいてもよい。 The ink for forming the active layer may contain only one kind of each of the polymer compound P and the n-type semiconductor material, or may contain two or more kinds in any combination of two or more kinds.

インクが含みうる溶媒の例としては、芳香族炭化水素溶媒、ケトン溶媒、及びエステル溶媒、これらの混合溶媒が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン(例、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン)、トリメチルベンゼン(例、メシチレン、1,2,4−トリメチルベンゼン(プソイドクメン))、ブチルベンゼン(例、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン)、メチルナフタレン(例、1−メチルナフタレン)、テトラリン及びインダンが挙げられる。 Examples of the solvent that the ink can contain include an aromatic hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, and a mixed solvent thereof. Specific examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene, xylene (eg, o-xylene, m-xylene, p-xylene), trimethylbenzene (eg, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene (psoidoctene)), Included are butylbenzene (eg, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene), methylnaphthalene (eg, 1-methylnaphthalene), tetraline and indane.

ケトン溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、プロピオフェノンが挙げられる。 Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, and propiophenone.

エステル溶媒の例としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸フェニル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、安息香酸ブチル、及び安息香酸ベンジルが挙げられる。 Examples of ester solvents include ethyl acetate, butyl acetate, phenyl acetate, ethyl cellsolve acetate, methyl benzoate, butyl benzoate, and benzyl benzoate.

(任意の成分)
インクには、高分子化合物P及びn型半導体材料の他に、本発明の目的及び効果を損なわない限度において、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、吸収した光により電荷を発生させる機能を増感するための増感剤、紫外線からの安定性を増すための光安定剤といった任意の成分が含まれていてもよい。
(Arbitrary ingredient)
In addition to the polymer compound P and n-type semiconductor materials, the ink has a function of generating electric charges by a surfactant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and absorbed light as long as the object and effect of the present invention are not impaired. It may contain any component such as a sensitizer for sensitizing and a light stabilizer for increasing the stability from ultraviolet rays.

(濃度)
インクにおける、高分子化合物P及びn型半導体材料の合計の濃度は、0.01重量%以上20重量%以下であることが好ましく、0.01重量%以上10重量%以下であることがより好ましく、0.01重量%以上5重量%以下であることが更に好ましく、0.1重量%以上5重量%以下であることが特に好ましい。インク中、高分子化合物P及びn型半導体材料は溶解していても分散していてもよい。高分子化合物P及びn型半導体材料は、少なくとも一部が溶解していることが好ましく、全部が溶解していることがより好ましい。
(concentration)
The total concentration of the polymer compound P and the n-type semiconductor material in the ink is preferably 0.01% by weight or more and 20% by weight or less, and more preferably 0.01% by weight or more and 10% by weight or less. , 0.01% by weight or more and 5% by weight or less is more preferable, and 0.1% by weight or more and 5% by weight or less is particularly preferable. The polymer compound P and the n-type semiconductor material may be dissolved or dispersed in the ink. It is preferable that at least a part of the polymer compound P and the n-type semiconductor material is dissolved, and more preferably all of them are dissolved.

(インクの調製)
インクは、公知の方法により調製することができる。例えば、溶媒にn型半導体材料及び高分子化合物Pを添加する方法、溶媒に高分子化合物Pを添加し、別の溶媒にn型半導体材料を添加してから、各材料が添加された各溶媒を混合する方法などにより、調製することができる。
(Ink preparation)
The ink can be prepared by a known method. For example, a method of adding an n-type semiconductor material and a polymer compound P to a solvent, a method of adding a polymer compound P to a solvent, adding an n-type semiconductor material to another solvent, and then each solvent to which each material is added. Can be prepared by a method of mixing the above.

溶媒、高分子化合物P、及びp型半導体材料を、溶媒の沸点以下の温度まで加温して混合してもよい。 The solvent, the polymer compound P, and the p-type semiconductor material may be heated and mixed to a temperature equal to or lower than the boiling point of the solvent.

溶媒と高分子化合物P及びp型半導体材料とを混合した後、得られた混合物をフィルターを用いてろ過し、得られたろ液をインクとして用いてもよい。フィルターとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂で形成されたフィルターを用いることができる。 After mixing the solvent with the polymer compound P and the p-type semiconductor material, the obtained mixture may be filtered with a filter, and the obtained filtrate may be used as an ink. As the filter, for example, a filter formed of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) can be used.

活性層形成用のインクは、光電変換素子及びその製造方法に応じて選択された塗布対象に塗布される。活性層形成用のインクは、光電変換素子の製造工程において、光電変換素子が有する機能層であって、活性層が存在し得る機能層に塗布されうる。よって、活性層形成用のインクの塗布対象は、製造される光電変換素子の層構成及び層形成の順序によって異なる。例えば、光電変換素子が、基板、第一の電極、電子輸送層、活性層、正孔輸送層、第二の電極が積層された層構成を有しており、より左側に記載された層が先に形成される場合、活性層形成用のインクの塗布対象は、電子輸送層となる。また、例えば、光電変換素子が、基板、第二の電極、正孔輸送層、活性層、電子輸送層、第一の電極が積層された層構成を有しており、より左側に記載された層が先に形成される場合、活性層形成用のインクの塗布対象は、正孔輸送層となる。 The ink for forming the active layer is applied to a coating target selected according to the photoelectric conversion element and its manufacturing method. The ink for forming the active layer can be applied to the functional layer of the photoelectric conversion element in the manufacturing process of the photoelectric conversion element, and the functional layer in which the active layer can exist can be applied. Therefore, the target of applying the ink for forming the active layer differs depending on the layer structure and the order of layer formation of the photoelectric conversion element to be manufactured. For example, the photoelectric conversion element has a layer structure in which a substrate, a first electrode, an electron transport layer, an active layer, a hole transport layer, and a second electrode are laminated, and the layer described on the left side is When formed first, the target of application of the ink for forming the active layer is the electron transport layer. Further, for example, the photoelectric conversion element has a layer structure in which a substrate, a second electrode, a hole transport layer, an active layer, an electron transport layer, and a first electrode are laminated, and is described on the left side. When the layer is formed first, the target of application of the ink for forming the active layer is the hole transport layer.

工程(ii)
インクの塗膜から、溶媒を除去する方法、すなわち塗膜から溶媒を除去して固化する方法としては、任意好適な方法を用いることができる。溶媒を除去する方法の例としては、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でホットプレートを用いて直接的に加熱する方法、熱風乾燥法、赤外線加熱乾燥法、フラッシュランプアニール乾燥法、減圧乾燥法などの乾燥法が挙げられる。
Process (ii)
Any suitable method can be used as a method for removing the solvent from the coating film of the ink, that is, a method for removing the solvent from the coating film and solidifying it. Examples of the method for removing the solvent include a method of directly heating with a hot plate in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas, a hot air drying method, an infrared heating drying method, a flash lamp annealing drying method, and a vacuum drying method. Such a drying method can be mentioned.

本実施形態の光電変換素子の製造方法は、複数の活性層を含む光電変換素子を製造する方法であってもよく、工程(i)及び工程(ii)が複数回繰り返される方法であってもよい。 The method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present embodiment may be a method for manufacturing a photoelectric conversion element including a plurality of active layers, or a method in which steps (i) and (ii) are repeated a plurality of times. good.

(正孔輸送層の形成工程)
本実施形態の光電変換素子の製造方法は、活性層上に設けられた正孔輸送層(正孔注入層)を形成する工程を含んでいる。
(Formation process of hole transport layer)
The method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present embodiment includes a step of forming a hole transport layer (hole injection layer) provided on the active layer.

正孔輸送層の形成方法は特に限定されない。正孔輸送層の形成工程をより簡便にする観点からは、従来公知の任意好適な真空蒸着法によって正孔輸送層を形成することが好ましい。 The method of forming the hole transport layer is not particularly limited. From the viewpoint of simplifying the step of forming the hole transport layer, it is preferable to form the hole transport layer by a conventionally known arbitrary suitable vacuum vapor deposition method.

(第二の電極の形成工程)
第二の電極の形成方法は特に限定されない。第二の電極は、例えば、上記例示の電極の材料を、塗布法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、めっき法など従来公知の任意好適な方法によって、正孔輸送層上に形成することができる。以上の工程により、本実施形態の光電変換素子が製造される。
(Forming process of the second electrode)
The method for forming the second electrode is not particularly limited. In the second electrode, for example, the material of the above-exemplified electrode is formed on the hole transport layer by any conventionally known suitable method such as a coating method, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a plating method. can do. The photoelectric conversion element of the present embodiment is manufactured by the above steps.

(封止体の形成工程)
封止体の形成にあたり、本実施形態では、従来公知の任意好適な封止材(接着剤)及び基板(封止基板)を用いる。具体的には、製造された光電変換素子の周辺を囲むように、支持基板上に、例えばUV硬化性樹脂などの封止材を塗布した後、封止材により隙間なく貼り合わせた後、UV光の照射などの選択された封止材に好適な方法を用いて支持基板と封止基板との間隙に光電変換素子を封止することにより、光電変換素子の封止体を得ることができる。
(Process of forming a sealed body)
In forming the encapsulant, in the present embodiment, a conventionally known arbitrary suitable encapsulant (adhesive) and substrate (encapsulating substrate) are used. Specifically, a sealing material such as a UV curable resin is applied onto the support substrate so as to surround the periphery of the manufactured photoelectric conversion element, and then bonded with the sealing material without gaps, and then UV. A encapsulated body of the photoelectric conversion element can be obtained by sealing the photoelectric conversion element in the gap between the support substrate and the sealing substrate by using a method suitable for the selected sealing material such as light irradiation. ..

(光電変換素子の適用例)
本実施形態に係る光電変換素子は、光検出素子として、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、入退室管理システム、デジタルカメラ、及び医療機器などの種々の電子装置が備える検出部(センサ)に適用することができる。
特に、本実施形態に係る光電変換素子は、イメージセンサ及び生体認証装置に適用されうる。
(Application example of photoelectric conversion element)
The photoelectric conversion element according to the present embodiment is used as an optical detection element in a detection unit (sensor) provided in various electronic devices such as a workstation, a personal computer, a personal digital assistant, an entrance / exit management system, a digital camera, and a medical device. Can be applied.
In particular, the photoelectric conversion element according to the present embodiment can be applied to an image sensor and a biometric authentication device.

本実施形態の光電変換素子は、上記例示の電子装置が備える、例えば、X線撮像装置及びCMOSイメージセンサなどの固体撮像装置用のイメージ検出部(例えば、X線センサなどのイメージセンサ)、指紋検出部、顔検出部、静脈検出部及び虹彩検出部などの生体の一部分の所定の特徴を検出する検出部(例えば、近赤外線センサ)、パルスオキシメータなどの光学バイオセンサの検出部などに好適に適用することができる。 The photoelectric conversion element of the present embodiment includes, for example, an image detection unit (for example, an image sensor such as an X-ray sensor) for a solid-state image pickup device such as an X-ray image pickup device and a CMOS image sensor, and a fingerprint, which are included in the above-exemplified electronic device. Suitable for a detection unit (for example, a near infrared sensor) that detects a predetermined feature of a part of a living body such as a detection unit, a face detection unit, a vein detection unit, and an iris detection unit, and a detection unit of an optical biosensor such as a pulse oximeter. Can be applied to.

以下、本実施形態に係る光電変換素子が好適に適用され得る検出部のうち、固体撮像装置用のイメージ検出部、生体認証装置(例えば指紋認証装置など)のための指紋検出部の構成例について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, among the detection units to which the photoelectric conversion element according to the present embodiment can be suitably applied, a configuration example of an image detection unit for a solid-state imaging device and a fingerprint detection unit for a biometric authentication device (for example, a fingerprint authentication device) will be described. , Will be described with reference to the drawings.

(イメージ検出部)
図2は、固体撮像装置用のイメージ検出部の構成例を模式的に示す図である。
(Image detector)
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of an image detection unit for a solid-state image sensor.

イメージ検出部1は、CMOSトランジスタ基板20と、CMOSトランジスタ基板20を覆うように設けられている層間絶縁膜30と、層間絶縁膜30上に設けられている、本発明の実施形態に係る光電変換素子10と、層間絶縁膜30を貫通するように設けられており、CMOSトランジスタ基板20と光電変換素子10とを電気的に接続する層間配線部32と、光電変換素子10を覆うように設けられている封止層40と、封止層40上に設けられているカラーフィルター50とを備えている。 The image detection unit 1 is a photoelectric conversion according to an embodiment of the present invention, which is provided on a CMOS transistor substrate 20, an interlayer insulating film 30 provided so as to cover the CMOS transistor substrate 20, and an interlayer insulating film 30. It is provided so as to penetrate the element 10 and the interlayer insulating film 30, and is provided so as to cover the interlayer wiring portion 32 that electrically connects the CMOS transistor substrate 20 and the photoelectric conversion element 10 and the photoelectric conversion element 10. The sealing layer 40 and the color filter 50 provided on the sealing layer 40 are provided.

CMOSトランジスタ基板20は、従来公知の任意好適な構成を設計に応じた態様で備えている。 The CMOS transistor substrate 20 includes a conventionally known arbitrary suitable configuration in a mode according to the design.

CMOSトランジスタ基板20は、基板の厚さ内に形成されたトランジスタ、コンデンサなどを含み、種々の機能を実現するためのCMOSトランジスタ回路(MOSトランジスタ回路)などの機能素子を備えている。 The CMOS transistor substrate 20 includes transistors, capacitors, and the like formed within the thickness of the substrate, and includes functional elements such as a CMOS transistor circuit (MOS transistor circuit) for realizing various functions.

機能素子としては、例えば、フローティングディフュージョン、リセットトランジスタ、出力トランジスタ、選択トランジスタが挙げられる。 Examples of the functional element include a floating diffusion, a reset transistor, an output transistor, and a selection transistor.

このような機能素子、配線などにより、CMOSトランジスタ基板20には、信号読み出し回路などが作り込まれている。 A signal readout circuit and the like are built in the CMOS transistor substrate 20 by such functional elements and wiring.

層間絶縁膜30は、例えば酸化シリコン、絶縁性樹脂などの従来公知の任意好適な絶縁性材料により構成することができる。層間配線部32は、例えば、銅、タングステンなどの従来公知の任意好適な導電性材料(配線材料)により構成することができる。層間配線部32は、例えば、配線層の形成と同時に形成されるホール内配線であっても、配線層とは別途形成される埋込みプラグであってもよい。 The interlayer insulating film 30 can be made of any conventionally known suitable insulating material such as silicon oxide or an insulating resin. The interlayer wiring portion 32 can be made of, for example, any conventionally known suitable conductive material (wiring material) such as copper and tungsten. The interlayer wiring portion 32 may be, for example, an in-hole wiring formed at the same time as the formation of the wiring layer, or an embedded plug formed separately from the wiring layer.

封止層40は、光電変換素子10を機能的に劣化させるおそれのある酸素、水などの有害物質の浸透を防止又は抑制できることを条件として、従来公知の任意好適な材料により構成することができる。封止層40は、既に説明した封止部材17と同様の構成とすることができる。 The sealing layer 40 can be made of any conventionally known suitable material, provided that the permeation of harmful substances such as oxygen and water that may functionally deteriorate the photoelectric conversion element 10 can be prevented or suppressed. .. The sealing layer 40 can have the same structure as the sealing member 17 described above.

カラーフィルター50としては、従来公知の任意好適な材料により構成され、かつイメージ検出部1の設計に対応した例えば原色カラーフィルターを用いることができる。また、カラーフィルター50としては、原色カラーフィルターと比較して、厚さを薄くすることができる補色カラーフィルターを用いることもできる。補色カラーフィルターとしては、例えば(イエロー、シアン、マゼンタ)の3種類、(イエロー、シアン、透明)の3種類、(イエロー、透明、マゼンタ)の3種類、及び(透明、シアン、マゼンタ)の3種類が組み合わされたカラーフィルターを用いることができる。これらは、カラー画像データを生成できることを条件として、光電変換素子10及びCMOSトランジスタ基板20の設計に対応した任意好適な配置とすることができる。 As the color filter 50, for example, a primary color filter that is made of a conventionally known arbitrary suitable material and that corresponds to the design of the image detection unit 1 can be used. Further, as the color filter 50, a complementary color filter that can be thinner than the primary color filter can also be used. Complementary color filters include, for example, three types (yellow, cyan, magenta), three types (yellow, cyan, transparent), three types (yellow, transparent, magenta), and three types (transparent, cyan, magenta). Color filters that combine types can be used. These can be arbitrarily arranged in a manner corresponding to the design of the photoelectric conversion element 10 and the CMOS transistor substrate 20, provided that color image data can be generated.

カラーフィルター50を介して光電変換素子10が受光した光は、光電変換素子10によって、受光量に応じた電気信号に変換され、電極を介して、光電変換素子10外に受光信号、すなわち撮像対象に対応する電気信号として出力される。 The light received by the photoelectric conversion element 10 via the color filter 50 is converted into an electric signal according to the amount of light received by the photoelectric conversion element 10, and the light received signal outside the photoelectric conversion element 10 via the electrode, that is, an image pickup target. Is output as an electric signal corresponding to.

次いで、光電変換素子10から出力された受光信号は、層間配線部32を介して、CMOSトランジスタ基板20に入力され、CMOSトランジスタ基板20に作り込まれた信号読み出し回路により読み出され、図示しないさらなる任意好適な従来公知の機能部によって信号処理されることにより、撮像対象に基づく画像情報が生成される。 Next, the light receiving signal output from the photoelectric conversion element 10 is input to the CMOS transistor substrate 20 via the interlayer wiring unit 32, and is read out by a signal readout circuit built in the CMOS transistor substrate 20, which is not shown. Image information based on the imaging target is generated by signal processing by any suitable conventionally known functional unit.

(指紋検出部)
図3は、表示装置に一体的に構成される指紋検出部の構成例を模式的に示す図である。
(Fingerprint detector)
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of a fingerprint detection unit integrally configured with a display device.

携帯情報端末の表示装置2は、本発明の実施形態に係る光電変換素子10を主たる構成要素として含む指紋検出部100と、当該指紋検出部100上に設けられ、所定の画像を表示する表示パネル部200とを備えている。 The display device 2 of the mobile information terminal includes a fingerprint detection unit 100 including the photoelectric conversion element 10 according to the embodiment of the present invention as a main component, and a display panel provided on the fingerprint detection unit 100 and displaying a predetermined image. It is provided with a unit 200.

この構成例では、表示パネル部200の表示領域200aと略一致する領域に指紋検出部100が設けられている。換言すると、指紋検出部100の上方に、表示パネル部200が一体的に積層されている。 In this configuration example, the fingerprint detection unit 100 is provided in an area that substantially coincides with the display area 200a of the display panel unit 200. In other words, the display panel unit 200 is integrally laminated above the fingerprint detection unit 100.

表示領域200aのうちの一部の領域においてのみ指紋検出を行う場合には、当該一部の領域のみに対応させて指紋検出部100を設ければよい。 When fingerprint detection is performed only in a part of the display area 200a, the fingerprint detection unit 100 may be provided corresponding to only the part of the display area 200a.

指紋検出部100は、本発明の実施形態に係る光電変換素子10を本質的な機能を奏する機能部として含む。指紋検出部100は、図示されていない保護フィルム(protection film)、支持基板、封止基板、封止部材、バリアフィルム、バンドパスフィルター、赤外線カットフィルムなどの任意好適な従来公知の部材を所望の特性が得られるような設計に対応した態様で備え得る。指紋検出部100には、既に説明したイメージ検出部の構成を採用することもできる。 The fingerprint detection unit 100 includes the photoelectric conversion element 10 according to the embodiment of the present invention as a functional unit that performs an essential function. The fingerprint detection unit 100 desires any suitable conventionally known member such as a protective film (projection film), a support substrate, a sealing substrate, a sealing member, a barrier film, a bandpass filter, and an infrared cut film (not shown). It can be provided in a manner corresponding to the design so that the characteristics can be obtained. For the fingerprint detection unit 100, the configuration of the image detection unit already described can also be adopted.

光電変換素子10は、表示領域200a内において、任意の態様で含まれ得る。例えば、複数の光電変換素子10が、マトリクス状に配置されていてもよい。 The photoelectric conversion element 10 may be included in any aspect within the display region 200a. For example, a plurality of photoelectric conversion elements 10 may be arranged in a matrix.

光電変換素子10は、既に説明したとおり、支持基板11に設けられており、支持基板11には、例えばマトリクス状に電極(陽極又は陰極)が設けられている。 As described above, the photoelectric conversion element 10 is provided on the support substrate 11, and the support substrate 11 is provided with electrodes (anode or cathode) in a matrix, for example.

光電変換素子10が受光した光は、光電変換素子10によって、受光量に応じた電気信号に変換され、電極を介して、光電変換素子10外に受光信号、すなわち撮像された指紋に対応する電気信号として出力される。 The light received by the photoelectric conversion element 10 is converted into an electric signal according to the amount of light received by the photoelectric conversion element 10, and the light received signal outside the photoelectric conversion element 10 via the electrode, that is, the electricity corresponding to the captured fingerprint. It is output as a signal.

表示パネル部200は、この構成例では、タッチセンサーパネルを含む有機エレクトロルミネッセンス表示パネル(有機EL表示パネル)として構成されている。表示パネル部200は、例えば有機EL表示パネルの代わりに、バックライトなどの光源を含む液晶表示パネルなどの任意好適な従来公知の構成を有する表示パネルにより構成されていてもよい。 In this configuration example, the display panel unit 200 is configured as an organic electroluminescence display panel (organic EL display panel) including a touch sensor panel. The display panel unit 200 may be configured by, for example, instead of the organic EL display panel, a display panel having an arbitrary suitable conventionally known configuration such as a liquid crystal display panel including a light source such as a backlight.

表示パネル部200は、既に説明した指紋検出部100上に設けられている。表示パネル部200は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)220を本質的な機能を奏する機能部として含む。表示パネル部200は、さらに任意好適な従来公知のガラス基板といった基板(支持基板210又は封止基板240)、封止部材、バリアフィルム、円偏光板などの偏光板、タッチセンサーパネル230などの任意好適な従来公知の部材を所望の特性に対応した態様で備え得る。 The display panel unit 200 is provided on the fingerprint detection unit 100 already described. The display panel unit 200 includes an organic electroluminescence element (organic EL element) 220 as a functional unit that performs an essential function. The display panel unit 200 is further optionally suitable such as a substrate (support substrate 210 or sealing substrate 240) such as a conventionally known glass substrate, a sealing member, a barrier film, a polarizing plate such as a circular polarizing plate, and a touch sensor panel 230. Suitable conventionally known members may be provided in a manner corresponding to the desired characteristics.

以上説明した構成例において、有機EL素子220は、表示領域200aにおける画素の光源として用いられるとともに、指紋検出部100における指紋の撮像のための光源としても用いられる。 In the configuration example described above, the organic EL element 220 is used as a light source for pixels in the display area 200a and also as a light source for fingerprint imaging in the fingerprint detection unit 100.

ここで、指紋検出部100の動作について簡単に説明する。
指紋認証の実行時には、表示パネル部200の有機EL素子220から放射される光を用いて指紋検出部100が指紋を検出する。具体的には、有機EL素子220から放射された光は、有機EL素子220と指紋検出部100の光電変換素子10との間に存在する構成要素を透過して、表示領域200a内である表示パネル部200の表面に接するように載置された手指の指先の皮膚(指表面)によって反射される。指表面によって反射された光のうちの少なくとも一部は、間に存在する構成要素を透過して光電変換素子10によって受光され、光電変換素子10の受光量に応じた電気信号に変換される。そして、変換された電気信号から、指表面の指紋についての画像情報が構成される。
Here, the operation of the fingerprint detection unit 100 will be briefly described.
When fingerprint authentication is executed, the fingerprint detection unit 100 detects a fingerprint using the light emitted from the organic EL element 220 of the display panel unit 200. Specifically, the light emitted from the organic EL element 220 passes through a component existing between the organic EL element 220 and the photoelectric conversion element 10 of the fingerprint detection unit 100, and is displayed within the display area 200a. It is reflected by the skin (finger surface) of the fingertips of the fingers placed so as to be in contact with the surface of the panel portion 200. At least a part of the light reflected by the finger surface passes through the components existing between them and is received by the photoelectric conversion element 10, and is converted into an electric signal according to the amount of light received by the photoelectric conversion element 10. Then, image information about the fingerprint on the finger surface is constructed from the converted electric signal.

表示装置2を備える携帯情報端末は、従来公知の任意好適なステップにより、得られた画像情報と、予め記録されていた指紋認証用の指紋データとを比較して、指紋認証を行う。 The portable information terminal provided with the display device 2 performs fingerprint authentication by comparing the obtained image information with the fingerprint data for fingerprint authentication recorded in advance by an arbitrary suitable step known conventionally.

以下、本発明を更に詳細に説明するために実施例を示す。本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。 Hereinafter, examples will be shown in order to explain the present invention in more detail. The present invention is not limited to the examples described below. Unless otherwise specified, the operations described below were performed under normal temperature and pressure conditions.

[評価方法]
(数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定)
化合物の数平均分子量及び重量平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(島津製作所製、商品名:LC−10Avp)によりポリスチレン換算の値として求めた。測定条件は下記のとおりである。
試料:測定する化合物を、約0.5重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解して試料を調製した。
注入量:30μL
移動相:テトラヒドロフラン
流速:0.6mL/分
カラム:TSKgel SuperHM−H(東ソー製)2本とTSKgel SuperH2000(東ソー製)1本とを直列に繋げたカラムを用いた。
検出器:示差屈折率検出器(島津製作所製、商品名:RID−10A)を用いた。
[Evaluation method]
(Measurement of number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw))
The number average molecular weight and the weight average molecular weight of the compounds were determined by gel permeation chromatography (GPC) (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: LC-10Avp) as polystyrene-equivalent values. The measurement conditions are as follows.
Sample: A sample was prepared by dissolving the compound to be measured in tetrahydrofuran so as to have a concentration of about 0.5% by weight.
Injection volume: 30 μL
Mobile phase: tetrahydrofuran Flow velocity: 0.6 mL / min Column: A column in which two TSKgel SuperHM-H (manufactured by Tosoh) and one TSKgel SuperH2000 (manufactured by Tosoh) were connected in series was used.
Detector: A differential refractive index detector (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: RID-10A) was used.

[実施例及び比較例で用いた高分子化合物の合成]
実施例及び比較例において、下記構造式を有する高分子化合物P−1〜P−3を用いた。
[Synthesis of polymer compounds used in Examples and Comparative Examples]
In Examples and Comparative Examples, polymer compounds P-1 to P-3 having the following structural formulas were used.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

各高分子化合物は、下記に従い合成した。 Each polymer compound was synthesized according to the following.

(高分子化合物P−1の合成) (Synthesis of Polymer Compound P-1)

Figure 2021127398
Figure 2021127398

化合物1を用意した。化合物1は、国際公開第2011/052709号実施例53に記載の方法により製造できる。化合物2を、米国特許出願公開第2013/137848号明細書に記載された方法で合成した。 Compound 1 was prepared. Compound 1 can be produced by the method described in Example 53 of International Publication No. 2011/052709. Compound 2 was synthesized by the method described in US Patent Application Publication No. 2013/137884.

内部の気体を窒素で置換した200mLフラスコに、化合物1を500mg(0.475mmol)、化合物2を198mg(0.425mmol)、トルエンを32mL入れて均一溶液とした。得られたトルエン溶液をアルゴンガスで30分間バブリングした。その後、トルエン溶液にトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを6.52mg(0.007mmol)、トリス(2−トリル)ホスフィン13.0mg(0.043mmol)を加え、100℃で6時間攪拌した。その後、反応液にフェニルブロミドを500mg加え、更に5時間攪拌した。 500 mg (0.475 mmol) of compound 1, 198 mg (0.425 mmol) of compound 2 and 32 mL of toluene were placed in a 200 mL flask in which the gas inside was replaced with nitrogen to prepare a uniform solution. The resulting toluene solution was bubbled with argon gas for 30 minutes. Then, 6.52 mg (0.007 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 13.0 mg (0.043 mmol) of tris (2-tolyl) phosphine were added to the toluene solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. Then, 500 mg of phenyl bromide was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 5 hours.

その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール300mLに注いだ。析出したポリマーをろ過して回収し、得られたポリマーを、円筒ろ紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトン及びヘキサンでそれぞれ5時間抽出した。円筒ろ紙内に残ったポリマーを、トルエン100mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2.0gと水40mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。 The flask was then cooled to 25 ° C. and the reaction was poured into 300 mL of methanol. The precipitated polymer was collected by filtration, and the obtained polymer was placed in a cylindrical filter paper and extracted with methanol, acetone and hexane for 5 hours using a Soxhlet extractor. The polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 100 mL of toluene, 2.0 g of sodium diethyldithiocarbamate and 40 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.

水層を除去後、有機層を水50mLで2回洗浄し、次いで、3wt%の酢酸水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、次いで、5%フッ化カリウム水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。ポリマーをろ過後、乾燥し、得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン50mLに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムを通した。得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させ、ポリマーをろ過後、乾燥し、高分子化合物P−1を160mg得た。GPCで測定した高分子化合物P−1の分子量(ポリスチレン換算)は、Mnが10,600、Mwが25,100であった。 After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 50 mL of water, then twice with 50 mL of 3 wt% aqueous acetic acid solution, then twice with 50 mL of water, and then 50 mL of 5% aqueous potassium fluoride solution. Washed twice with, then washed twice with 50 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer. The polymer was filtered and dried, the resulting polymer was redissolved in 50 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and the polymer was filtered and dried to obtain 160 mg of the polymer compound P-1. The molecular weight (in terms of polystyrene) of the polymer compound P-1 measured by GPC was 10,600 for Mn and 25,100 for Mw.

(高分子化合物P−2の合成)
高分子化合物P−2を、国際公開第2011/052709号段落[0381](実施例54)に記載の方法に従い合成した。
(Synthesis of Polymer Compound P-2)
The polymeric compound P-2 was synthesized according to the method described in paragraph [0381] (Example 54) of WO 2011/052709.

(高分子化合物P−3の合成)
高分子化合物P−3を、国際公開第2011/052709号段落[0401](実施例64)に記載の方法に従い合成した。
(Synthesis of Polymer Compound P-3)
The polymeric compound P-3 was synthesized according to the method described in paragraph [0401] (Example 64) of WO 2011/052709.

[実施例1]
(溶媒を含むインクの製造、光電変換素子の製造、これらの評価)
(1)光電変換素子及びその封止体の製造
スパッタリング法により50nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板を用意した。ガラス基板の表面を、オゾンUV処理した。
[Example 1]
(Manufacturing of ink containing solvent, manufacturing of photoelectric conversion element, evaluation of these)
(1) Manufacture of photoelectric conversion element and its encapsulant A glass substrate having an ITO film having a thickness of 50 nm was prepared by a sputtering method. The surface of the glass substrate was treated with ozone UV.

次にバッファー層として、エトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)(Sigma−Aldrich社製「ポリエチレンイミン80%エトキシ化溶液(37重量%水溶液)」、製品番号:306185)をスピンコートによりITO膜上に塗布し、大気中120℃で10分間加熱することにより、PEIE層を作製した。 Next, as a buffer layer, ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) (“polyethylenimine 80% ethoxylated solution (37 wt% aqueous solution)” manufactured by Sigma-Aldrich, product number: 306185) was applied onto the ITO film by spin coating. , The PEIE layer was prepared by heating in the air at 120 ° C. for 10 minutes.

次に、p型半導体材料として高分子化合物P−1を1重量部と、n型半導体材料としてフラーレン誘導体であるC60−PCBM(フェニル61−酪酸メチルエステル:フロンティアカーボン社製、製品名:nanom spectra E100、以下C60−PCBMは同一製品を使用)を2重量部と、溶媒であるテトラヒドロナフタレンとを混合し、混合物を60℃で8時間加熱攪拌して、高分子化合物P−1、C60−PCBM及びテトラヒドロナフタレンを含む、インクを製造した。インクの重量に対して、高分子化合物P−1の重量とC60−PCBMの重量との合計は4.5重量%であった。 Next, 1 part by weight of the polymer compound P-1 as the p-type semiconductor material and C60-PCBM (phenyl61-butyric acid methyl ester: manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd., product name: nanom spectra) which is a fullerene derivative as the n-type semiconductor material. E100, hereinafter the same product is used for C60-PCBM) is mixed with 2 parts by weight and tetrahydronaphthalene as a solvent, and the mixture is heated and stirred at 60 ° C. for 8 hours to obtain high molecular weight compounds P-1, C60-PCBM. And tetrahydronaphthalene, an ink was produced. The total weight of the polymer compound P-1 and the weight of C60-PCBM was 4.5% by weight based on the weight of the ink.

該インクをスピンコートによりPEIE層上に塗布し、高分子化合物P−1を含む活性層を作製した。活性層の厚みは約200nmであった。 The ink was applied onto the PEIE layer by spin coating to prepare an active layer containing the polymer compound P-1. The thickness of the active layer was about 200 nm.

その後、活性層上に真空蒸着機により酸化モリブデンを厚み15nmで蒸着し、次いで銀を厚み60nmで蒸着し、光電変換素子を作製した。 Then, molybdenum oxide was deposited on the active layer with a vacuum vapor deposition machine to a thickness of 15 nm, and then silver was deposited to a thickness of 60 nm to prepare a photoelectric conversion element.

製造された光電変換素子の周辺を囲むように、支持基板であるガラス基板上に封止材であるUV硬化性封止剤を塗布し、封止基板であるガラス基板を貼り合わせた。次いで、UV光を照射することで、光電変換素子を支持基板と封止基板との間隙に封止した。これにより、光電変換素子の封止体を得た。支持基板と封止基板との間隙に封止された光電変換素子を、その厚み方向から見たときの平面的な形状は2mm×2mmの正方形であった。 A UV curable sealant, which is a sealing material, was applied onto a glass substrate, which is a support substrate, so as to surround the periphery of the manufactured photoelectric conversion element, and the glass substrate, which is a sealing substrate, was bonded. Then, by irradiating with UV light, the photoelectric conversion element was sealed in the gap between the support substrate and the sealing substrate. As a result, a sealed body of the photoelectric conversion element was obtained. The planar shape of the photoelectric conversion element sealed in the gap between the support substrate and the sealing substrate when viewed from the thickness direction was a square of 2 mm × 2 mm.

(2)光電変換素子の評価
製造された光電変換素子の封止体に対し、−2Vの逆バイアス電圧を印加し、この印加電圧における外部量子効率(EQE)をソーラーシミュレーター(CEP−2000、分光計器社製)を用いて測定して評価した。具体的には、光電変換素子の封止体に、−2Vの逆バイアス電圧を印加した状態で、300nmから1200nmの波長範囲において20nmごとに一定の光子数(1.0×1016)の光を照射したときに発生する電流の電流値を測定し、公知の手法により波長300nmから1200nmにおけるEQEのスペクトルを求めた。波長1000nm及び波長1100nmにおけるEQE値(%)を算出したところ、それぞれ20%、13%であった。波長1000nmおよび波長1100nmの光を光電変換することができるため、当該波長の光を検出する用途のセンサーに有用である。
(2) Evaluation of photoelectric conversion element A reverse bias voltage of -2V is applied to the encapsulated body of the photoelectric conversion element manufactured, and the external quantum efficiency (EQE) at this applied voltage is measured by a solar simulator (CEP-2000, spectroscopy). It was measured and evaluated using (manufactured by Keiki Co., Ltd.). Specifically, with a reverse bias voltage of -2V applied to the encapsulant of the photoelectric conversion element, a constant number of photons (1.0 × 10 16 ) is applied every 20 nm in the wavelength range of 300 nm to 1200 nm. The current value of the current generated when the light was irradiated was measured, and the EQE spectrum at a wavelength of 300 nm to 1200 nm was obtained by a known method. When the EQE values (%) at a wavelength of 1000 nm and a wavelength of 1100 nm were calculated, they were 20% and 13%, respectively. Since light having a wavelength of 1000 nm and a wavelength of 1100 nm can be photoelectrically converted, it is useful as a sensor for detecting light of the wavelength.

[比較例1]
高分子化合物P−1の代わりに高分子化合物P−2を用いた。以上の事項以外は実施例1と同様にして光電変換素子及びその封止体を製造し、評価を行った。波長1100nmにおけるEQE値(%)を算出したところ0%であった。
[Comparative Example 1]
The polymer compound P-2 was used instead of the polymer compound P-1. Except for the above items, a photoelectric conversion element and a sealed body thereof were manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The EQE value (%) at a wavelength of 1100 nm was calculated to be 0%.

[比較例2]
高分子化合物P−1の代わりに高分子化合物P−3を用いた。以上の事項以外は実施例1と同様にして光電変換素子及びその封止体を製造し、評価を行った。波長1100nmにおけるEQE値(%)を算出したところ0%であった。
[Comparative Example 2]
The polymer compound P-3 was used instead of the polymer compound P-1. Except for the above items, a photoelectric conversion element and a sealed body thereof were manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The EQE value (%) at a wavelength of 1100 nm was calculated to be 0%.

[結果]
実施例及び比較例の評価結果を下表に示す。
[result]
The evaluation results of Examples and Comparative Examples are shown in the table below.

Figure 2021127398
Figure 2021127398

[考察]
式(1)で表される構成単位を有するが、式(2)で表される構成単位を有さない、高分子化合物P−2又はP−3を用いた光電変換素子は、波長1000nm及び波長1100nmでのEQE値がそれぞれ0%であり、1000nm以上の波長の光を光電変換しない。
また、特許文献1(特開2015−172131号公報)の図5に記載されたEQEスペクトル図によれば、ポリマー1を用いた有機太陽電池は、波長1000nm以上の範囲において、EQEが0%に近いことが分かる。ここで、ポリマー1は、式(1)で表される構成単位を有さない。
したがって、高分子化合物が、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位のいずれか一方を有さない場合、波長1000nm以上において高いEQEを実現できないことが分かる。
[Discussion]
A photoelectric conversion element using the polymer compound P-2 or P-3 having a structural unit represented by the formula (1) but not having the structural unit represented by the formula (2) has a wavelength of 1000 nm and Each EQE value at a wavelength of 1100 nm is 0%, and light having a wavelength of 1000 nm or more is not photoelectrically converted.
Further, according to the EQE spectrum diagram described in FIG. 5 of Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-172131), the EQE of the organic solar cell using the polymer 1 is 0% in the wavelength range of 1000 nm or more. You can see that it is close. Here, the polymer 1 does not have a structural unit represented by the formula (1).
Therefore, it can be seen that when the polymer compound does not have either the structural unit represented by the formula (1) or the structural unit represented by the formula (2), high EQE cannot be realized at a wavelength of 1000 nm or more. ..

1 イメージ検出部
2 表示装置
10 光電変換素子
11、210 支持基板
12 第一の電極
13 電子輸送層
14 活性層
15 正孔輸送層
16 第二の電極
17 封止部材
20 CMOSトランジスタ基板
30 層間絶縁膜
32 層間配線部
40 封止層
50 カラーフィルター
100 指紋検出部
200 表示パネル部
200a 表示領域
220 有機EL素子
230 タッチセンサーパネル
240 封止基板
1 Image detector 2 Display device 10 Photoelectric conversion element 11, 210 Support substrate 12 First electrode 13 Electron transport layer 14 Active layer 15 Hole transport layer 16 Second electrode 17 Sealing member 20 CMOS transistor substrate 30 Interlayer insulation film 32 Interlayer wiring part 40 Sealing layer 50 Color filter 100 Fingerprint detection part 200 Display panel part 200a Display area 220 Organic EL element 230 Touch sensor panel 240 Sealing substrate

Claims (12)

式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む、高分子化合物。
Figure 2021127398
(式中、
及びXは、それぞれ独立して、硫黄原子又は酸素原子を表し、
Zは、窒素原子、又は、−C(R)=で表される基を表し、
、R、R、及びRは、それぞれ独立して、
水素原子、
ハロゲン原子、
置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
置換基を有していてもよいアルケニル基、
置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
置換基を有していてもよいアルキニル基、
置換基を有していてもよいシクロアルキニル基、
置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、
置換基を有していてもよいアルキルチオ基、
置換基を有していてもよいアリール基、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基、
置換基を有していてもよいアリールチオ基、
置換基を有していてもよい1価の複素環基、
−C(=O)−Rで表される基、又は
−SO−Rで表される基を表し、
及びRは、それぞれ独立して、
水素原子、
置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよいアリール基、
置換基を有していてもよいアルキルオキシ基、
置換基を有していてもよいアリールオキシ基、又は
置換基を有していてもよい1価の複素環基を表す。)
A polymer compound containing a structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (2).
Figure 2021127398
(During the ceremony,
X 1 and X 2 independently represent a sulfur atom or an oxygen atom, respectively.
Z represents a nitrogen atom or a group represented by −C (Ra) =.
R 1, R 2, R 3 , and R a are each independently,
Hydrogen atom,
Halogen atom,
Alkyl groups, which may have substituents,
Cycloalkyl groups, which may have substituents,
An alkenyl group which may have a substituent,
Cycloalkenyl groups, which may have substituents,
An alkynyl group, which may have a substituent,
Cycloalkynyl groups, which may have substituents,
Alkyloxy groups, which may have substituents,
Alkylthio groups, which may have substituents,
Aryl groups that may have substituents,
Aryloxy groups, which may have substituents,
Arylthio groups, which may have substituents,
A monovalent heterocyclic group which may have a substituent,
Represents a group represented by -C (= O) -R b or a group represented by -SO 2- R c .
R b and R c are independent of each other.
Hydrogen atom,
Alkyl groups, which may have substituents,
Aryl groups that may have substituents,
Alkyloxy groups, which may have substituents,
Represents an aryloxy group which may have a substituent or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent. )
式(1)で表される構成単位と、式(2)で表される構成単位とが、直接結合した単位を含む、請求項1に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to claim 1, wherein the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2) are directly bonded to each other. 構成単位が、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位のみからなる、請求項1又は2に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to claim 1 or 2, wherein the structural unit comprises only the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2). Zが、窒素原子である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to any one of claims 1 to 3, wherein Z is a nitrogen atom. 及びXが、それぞれ硫黄原子である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to any one of claims 1 to 4, wherein X 1 and X 2 are sulfur atoms, respectively. 、R、及びRが、それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアルキル基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to any one of claims 1 to 5, wherein R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups that may independently have a substituent. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の高分子化合物と、n型半導体材料とを含む、組成物。 A composition comprising the polymer compound according to any one of claims 1 to 6 and an n-type semiconductor material. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の高分子化合物と、n型半導体材料と、溶媒とを含む、インク。 An ink containing the polymer compound according to any one of claims 1 to 6, an n-type semiconductor material, and a solvent. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の高分子化合物を含む、光電変換素子。 A photoelectric conversion element containing the polymer compound according to any one of claims 1 to 6. 光検出素子である、請求項9に記載の光電変換素子。 The photoelectric conversion element according to claim 9, which is an optical detection element. 請求項9又は10に記載の光電変換素子を含む、イメージセンサ。 An image sensor comprising the photoelectric conversion element according to claim 9 or 10. 請求項9又は10に記載の光電変換素子を含む、生体認証装置。 A biometric authentication device comprising the photoelectric conversion element according to claim 9 or 10.
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