JP2023057076A - フラーレン誘導体 - Google Patents
フラーレン誘導体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023057076A JP2023057076A JP2022198035A JP2022198035A JP2023057076A JP 2023057076 A JP2023057076 A JP 2023057076A JP 2022198035 A JP2022198035 A JP 2022198035A JP 2022198035 A JP2022198035 A JP 2022198035A JP 2023057076 A JP2023057076 A JP 2023057076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fullerene
- fullerene derivative
- compound
- formula
- skeleton
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 111
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 21
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 30
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 abstract description 11
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 abstract 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 23
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 13
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N n-[(1r,2s,5r)-5-[methyl(propan-2-yl)amino]-2-[(3s)-2-oxo-3-[[6-(trifluoromethyl)quinazolin-4-yl]amino]pyrrolidin-1-yl]cyclohexyl]acetamide Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](N(C)C(C)C)CC[C@@H]1N1C(=O)[C@@H](NC=2C3=CC(=CC=C3N=CN=2)C(F)(F)F)CC1 GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 6
- HBENZIXOGRCSQN-VQWWACLZSA-N (1S,2S,6R,14R,15R,16R)-5-(cyclopropylmethyl)-16-[(2S)-2-hydroxy-3,3-dimethylpentan-2-yl]-15-methoxy-13-oxa-5-azahexacyclo[13.2.2.12,8.01,6.02,14.012,20]icosa-8(20),9,11-trien-11-ol Chemical compound N1([C@@H]2CC=3C4=C(C(=CC=3)O)O[C@H]3[C@@]5(OC)CC[C@@]2([C@@]43CC1)C[C@@H]5[C@](C)(O)C(C)(C)CC)CC1CC1 HBENZIXOGRCSQN-VQWWACLZSA-N 0.000 description 5
- KQSPFAXUTMJXCT-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-iodopropane Chemical compound FC(F)(F)C(I)C(F)(F)F KQSPFAXUTMJXCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 4
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 4
- VFTFKUDGYRBSAL-UHFFFAOYSA-N 15-crown-5 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCO1 VFTFKUDGYRBSAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003184 C60 fullerene group Chemical group 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003444 phase transfer catalyst Substances 0.000 description 3
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1C FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 2
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 2
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 2
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- -1 perfluoro group Chemical group 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- HUWSZNZAROKDRZ-RRLWZMAJSA-N (3r,4r)-3-azaniumyl-5-[[(2s,3r)-1-[(2s)-2,3-dicarboxypyrrolidin-1-yl]-3-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-oxo-4-sulfanylpentane-1-sulfonate Chemical compound OS(=O)(=O)CC[C@@H](N)[C@@H](S)C(=O)N[C@@H]([C@H](C)CC)C(=O)N1CCC(C(O)=O)[C@H]1C(O)=O HUWSZNZAROKDRZ-RRLWZMAJSA-N 0.000 description 1
- XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 18-crown-6 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCOCCO1 XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 3-(cycloundecen-1-yl)-1,2-diazacycloundec-2-ene Chemical compound C1CCCCCCCCC=C1C1=NNCCCCCCCC1 WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDBQJSCPCGTAFG-QHCPKHFHSA-N 4,4-difluoro-N-[(1S)-3-[4-(3-methyl-5-propan-2-yl-1,2,4-triazol-4-yl)piperidin-1-yl]-1-pyridin-3-ylpropyl]cyclohexane-1-carboxamide Chemical compound FC1(CCC(CC1)C(=O)N[C@@H](CCN1CCC(CC1)N1C(=NN=C1C)C(C)C)C=1C=NC=CC=1)F WDBQJSCPCGTAFG-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- BWGRDBSNKQABCB-UHFFFAOYSA-N 4,4-difluoro-N-[3-[3-(3-methyl-5-propan-2-yl-1,2,4-triazol-4-yl)-8-azabicyclo[3.2.1]octan-8-yl]-1-thiophen-2-ylpropyl]cyclohexane-1-carboxamide Chemical compound CC(C)C1=NN=C(C)N1C1CC2CCC(C1)N2CCC(NC(=O)C1CCC(F)(F)CC1)C1=CC=CS1 BWGRDBSNKQABCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N C70 fullerene Chemical class C12=C(C3=C4C5=C67)C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C(C%14=C%15C%16=%17)=C%18C%19=C%20C%21=C%22C%23=C%24C%21=C%21C(C=%25%26)=C%20C%18=C%12C%26=C%10C8=C4C=%25C%21=C5C%24=C6C(C4=C56)=C%23C5=C5C%22=C%19C%14=C5C=%17C6=C5C6=C4C7=C3C1=C6C1=C5C%16=C3C%15=C%13C%11=C4C9=C2C1=C34 ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFZAGIJXANFPFN-UHFFFAOYSA-N N-[3-[4-(3-methyl-5-propan-2-yl-1,2,4-triazol-4-yl)piperidin-1-yl]-1-thiophen-2-ylpropyl]acetamide Chemical compound C(C)(C)C1=NN=C(N1C1CCN(CC1)CCC(C=1SC=CC=1)NC(C)=O)C LFZAGIJXANFPFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000006343 heptafluoro propyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000005246 nonafluorobutyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N potassium ethoxide Chemical compound [K+].CC[O-] RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002953 preparative HPLC Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/152—Fullerenes
- C01B32/156—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/26—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
- C07C17/263—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by condensation reactions
- C07C17/266—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by condensation reactions of hydrocarbons and halogenated hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C22/00—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom
- C07C22/02—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings
- C07C22/04—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings containing six-membered aromatic rings
- C07C22/08—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings containing six-membered aromatic rings containing fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C23/00—Compounds containing at least one halogen atom bound to a ring other than a six-membered aromatic ring
- C07C23/18—Polycyclic halogenated hydrocarbons
- C07C23/20—Polycyclic halogenated hydrocarbons with condensed rings none of which is aromatic
- C07C23/46—Polycyclic halogenated hydrocarbons with condensed rings none of which is aromatic with more than three condensed rings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/451—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a metal-semiconductor-metal [m-s-m] structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/60—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation in which radiation controls flow of current through the devices, e.g. photoresistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
- H10K39/32—Organic image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
- H10K85/215—Fullerenes, e.g. C60 comprising substituents, e.g. PCBM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2604/00—Fullerenes, e.g. C60 buckminsterfullerene or C70
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【課題】特殊な合成装置を必要とせずに合成でき、熱分解しない低い温度で蒸着が可能なフラーレン誘導体を提供する。【解決手段】本開示に係るフラーレン誘導体は、フラーレン骨格と、下記一般式（１）［化１］TIFF2023057076000016.tif37170（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれフラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はトリフルオロメチル基である。）で示される部分構造を有する。【選択図】なし
Description
本発明は、フラーレン誘導体に関する。
本願は、２０２０年１２月９日に、日本に出願された特願２０２０－２０４６０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２０年１２月９日に、日本に出願された特願２０２０－２０４６０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
フラーレンは、カーボンからなる閉殻構造の分子で、安定な構造、高い吸光特性及び良好な電気的特性により多様な分野で使用されている。また、近年、フラーレンに置換基が結合した多様なフラーレン誘導体も開発されている。一方、光電変換素子は、光電効果を利用して光を電気信号に変換させる素子で、光ダイオード及び光トランジスタなどを含み、固体撮像装置などの電子装置に適用され得る。そこで、光電変換素子の開発において、高い吸光特性及び良好な電気的特性を有するフラーレン又はその誘導体を使用した技術が注目されており、そのような素子の開発が課題となっている。例えば、特許文献２は、光電変換素子を開示している。
特許文献１には、昇華性を示す、複数の分岐型アルキル鎖を有するフラーレン誘導体が開示されている。
非特許文献１には複数のトリフルオロメチル基を有するフラーレン誘導体（６０－２－１等）が記載されている。また、非特許文献１にはジフルオロメタノ構造を有するフラーレン誘導体（Ｃ６０ＣＦ２）も記載されている。
Brian J. Reeves et al.,Solar RRL 2019,3,1900070.
フラーレン誘導体は、五角環と芳香族環との融合環が、置換基によって置換された構造を有することによって、非置換のフラーレンと比較して、立体障害を大きくし、パイ共役系を減少させることができる。そのために、フラーレン誘導体は、非置換のフラーレンと比較して、蒸着時にフラーレンの凝集を減らして成膜特性を改善させることができ、凝集によって発生する可能性がある吸収波長領域の変形のような光学特性の変形を効果的に減らすことができる。
しかしながら、多くのフラーレン誘導体は、蒸着するために加熱すると熱分解してしまうという課題があった。また、昇華性を示すフラーレン誘導体であっても昇華温度が高すぎたり、合成が困難であったりする、といった課題があった。
例えば、特許文献１の合成例に挙げられているフラーレン誘導体は、昇華温度が４００℃以上と比較的高く、この誘導体の分解温度に近いことから、安定的に蒸着させることが困難である。
非特許文献１に記載のトリフルオロメチル基を有するフラーレン誘導体は、昇華温度が４００℃未満と低いものの、合成のために特殊な反応装置を用いるため、大量生産には向かない。
また、非特許文献１に記載のジフルオロメタノ構造を有するフラーレン誘導体は、昇華温度が高く実用的ではない。
また、非特許文献１に記載のジフルオロメタノ構造を有するフラーレン誘導体は、昇華温度が高く実用的ではない。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、特殊な合成装置を必要とせずに合成でき、熱分解しない低い温度で蒸着が可能なフラーレン誘導体を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、以下のフラーレン誘導体を提供する。
本発明の第一の態様は、以下のフラーレン誘導体を提供する。
［１］
フラーレン骨格と、
下記一般式（１）
（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれ前記フラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はそれぞれ独立に炭素数１～４のパーフルオロアルキル基であり、Ｒｆ１およびＲｆ２は互いに連結して環構造を形成してもよい。）
で示される部分構造と、を有するフラーレン誘導体。
本発明の第一の態様のフラーレン誘導体は、以下の特徴を有することが好ましい。以下の特徴は２つ以上を組み合わせることも好ましい。
［２］ 前記フラーレン骨格が、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、又はＣ７８である前
項［１］に記載のフラーレン誘導体。
［３］ 前記Ｒｆ１およびＲｆ２がトリフルオロメチル基である前項［１］または［２］に記載のフラーレン誘導体。
［４］ 前記式（１）で示される部分構造が、１つのフラーレン骨格に対して１つ含まれる、前項［１］～［３］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体。
［５］ 前項［１］～［４］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む薄膜。
本発明の第二の態様は、以下の光電変換素子を提供する。
［６］ 互いに対向する第１電極と第２電極と、
前記２つの電極の間に配置される有機層と、を有し、
前記有機層は、前項［１］～［４］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む、光電変換素子。
本発明の第三の態様は、以下の固体撮像装置を提供する。
［７］ 前項［６］に記載の光電変換素子を有する固体撮像装置。
本発明の第四の態様は、以下のフラーレン誘導体の製造方法を提供する。
［８］ 前項［１］～［４］のいずれかに記載のフラーレン誘導体の製造方法であって、
フラーレンと下記式（２）
（式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒｆ１およびＲｆ２は前記式（１）で示されるものと同じである。）
で表される化合物を、塩基の存在下に反応させる工程を有する、フラーレン誘導体の製造方法。
フラーレン骨格と、
下記一般式（１）
（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれ前記フラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はそれぞれ独立に炭素数１～４のパーフルオロアルキル基であり、Ｒｆ１およびＲｆ２は互いに連結して環構造を形成してもよい。）
で示される部分構造と、を有するフラーレン誘導体。
本発明の第一の態様のフラーレン誘導体は、以下の特徴を有することが好ましい。以下の特徴は２つ以上を組み合わせることも好ましい。
［２］ 前記フラーレン骨格が、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、又はＣ７８である前
項［１］に記載のフラーレン誘導体。
［３］ 前記Ｒｆ１およびＲｆ２がトリフルオロメチル基である前項［１］または［２］に記載のフラーレン誘導体。
［４］ 前記式（１）で示される部分構造が、１つのフラーレン骨格に対して１つ含まれる、前項［１］～［３］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体。
［５］ 前項［１］～［４］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む薄膜。
本発明の第二の態様は、以下の光電変換素子を提供する。
［６］ 互いに対向する第１電極と第２電極と、
前記２つの電極の間に配置される有機層と、を有し、
前記有機層は、前項［１］～［４］のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む、光電変換素子。
本発明の第三の態様は、以下の固体撮像装置を提供する。
［７］ 前項［６］に記載の光電変換素子を有する固体撮像装置。
本発明の第四の態様は、以下のフラーレン誘導体の製造方法を提供する。
［８］ 前項［１］～［４］のいずれかに記載のフラーレン誘導体の製造方法であって、
フラーレンと下記式（２）
（式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒｆ１およびＲｆ２は前記式（１）で示されるものと同じである。）
で表される化合物を、塩基の存在下に反応させる工程を有する、フラーレン誘導体の製造方法。
本発明のフラーレン誘導体は、特殊な反応装置を用いることなく合成でき、さらに熱分解せずに低い温度で昇華するので、蒸着方式による成膜に用いるフラーレン誘導体として有用である。
以下に、本発明の好ましい実施形態の例についてその構成を説明する。本発明は、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、数、材料、量、形状、数値、比率、位置、構成等について、変更、付加、省略、置換、組み合わせ等が可能である。
［フラーレン誘導体］
本実施形態のフラーレン誘導体は、フラーレン骨格に式（１）で表される部分構造を有する化合物である。なお、本実施形態において「フラーレン誘導体」とは、これらのフラーレン骨格に対して特定の基が付加した構造を有する化合物を意味し、「フラーレン骨格」とはフラーレン由来の閉殻構造を構成する炭素骨格をいう。
（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれフラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はそれぞれ独立に炭素数１～４のパーフルオロアルキル基であり、Ｒｆ１およびＲｆ２は互いに連結して環構造を形成してもよい。）
本実施形態のフラーレン誘導体は、フラーレン骨格に式（１）で表される部分構造を有する化合物である。なお、本実施形態において「フラーレン誘導体」とは、これらのフラーレン骨格に対して特定の基が付加した構造を有する化合物を意味し、「フラーレン骨格」とはフラーレン由来の閉殻構造を構成する炭素骨格をいう。
（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれフラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はそれぞれ独立に炭素数１～４のパーフルオロアルキル基であり、Ｒｆ１およびＲｆ２は互いに連結して環構造を形成してもよい。）
また本実施形態のフラーレン誘導体は、フラーレン骨格に、メタノ基を介することで、パーフルオロ基が結合した、前記式（１）の構造を有する。そのため、昇華温度が低いという特性を有し、蒸着による成膜などに好適に用いられる。
Ｒｆ１およびＲｆ２はそれぞれパーフルオロアルキル基であり、その炭素数は１～４である。前記炭素数は例えば、１～２や、３～４であってもよい。Ｒｆ１およびＲｆ２の炭素数は、同じであっても、異なっていても良い。炭素数が４よりも大きいと、得られたフラーレン誘導体が加熱時に融解し、昇華しなくなる場合がある。また、Ｒｆ１およびＲｆ２が互いに連結して、環構造を形成する場合、形成された環構造は、３～９員環となり、５～７員環であることが好ましい。例えば必要に応じて、４～８員環や、６～７員環などであっても良い。
Ｒｆ１およびＲｆ２の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、ノナフルオロイソブチル基、ノナフルオロ－ｓｅｃ－ブチル基、ノナフルオロ－ｔｅｒｔ－ブチル基などが挙げられる。原料の入手のしやすさという観点からトリフルオロメチル基が特に好ましい。また、Ｒｆ１およびＲｆ２が互いに連結して環構造が形成される場合の具体例としては、オクタフルオロブチレン基、デカフルオロペンテン基、ドデカフルオロヘキセン基が挙げられる。
本実施形態のフラーレン誘導体中のフラーレン骨格は任意に選択できるが、フラーレン骨格の炭素数が６０～２００であることが好ましい。前記炭素数は必要に応じて、６０～１５０や、６０～１００や、６０～９０や、６０～８０や、６０～７０などであってもよい。フラーレン骨格の具体例としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９４、Ｃ９６、Ｃ１２０、Ｃ２００等が挙げられ、また中でも、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６またはＣ７８がより好ましく、Ｃ６０またはＣ７０であることがさらに好ましく、Ｃ６０であることが特に好ましい。これは、原料となるフラーレンが、少ない炭素数の方が純度の高いものを得やすく、特にＣ６０は他のフラーレンよりも純度の高いものを得やすいためである。
本実施形態のフラーレン誘導体は、上記のような構造を有することにより昇華温度を低くすることができ、そのため、フラーレン誘導体を分解させずに昇華による蒸着が可能となる。前記式（１）で示される部分構造の数は、昇華温度を低くできる観点からは、１つのフラーレン骨格に対して、複数ある方がより好ましく、一方で、合成や精製の煩雑さを避ける観点からは、１つであることが好ましい。前記式（１）で示される部分構造の数は、必要に応じて、例えば、１～５０や、１～３０や、１～２０や、１～１０や、１～５や、１～３や、１～２や、１のみであってもよい。
昇華による蒸着が可能かどうかは、簡易的には熱重量分析によって確認することができる。熱重量分析で、窒素雰囲気下において、初期重量対比で１０％の重量減少が起こる温度が４００℃以下であれば通常可能であり、初期重量対比５０％の重量減少が起こる温度が４００℃以下であればより確実に可能である。これら温度の下限は任意に選択でき、例えば２００℃以上などが挙げられるが、これのみに限定されない。前記１０％の重量減少が起こる温度は、例えば、４００℃以下や、３８０℃以下や、３６０℃以下や、３４０℃以下や、３２０℃以下や、３００℃以下や、２８０℃以下であってもよい。前記初期重量対比５０％の重量減少が起こる温度は、例えば、４００℃以下や、３８０℃以下や、３６０℃以下や、３４０℃以下や、３２０℃以下や、３００℃以下や、２８０℃以下であってもよい。なお前記１０％の重量減少が起こる温度は、前記５０％の重量減少が起こる温度よりも低い。これらの温度の差は、任意に選択できるが、例えば、４５～６５℃や、４０～６０℃や、３５～５５℃などであってもよい。
［フラーレン誘導体の製造方法］
本実施形態のフラーレン誘導体の製造方法は、特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。すなわち、フラーレンと式（２）で示される化合物とを塩基の存在下に反応させ、前記式（１）で示されるフラーレン誘導体を得る。
（式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒｆ１およびＲｆ２は前記式（１）に示されるものと同じである。）
本実施形態のフラーレン誘導体の製造方法は、特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。すなわち、フラーレンと式（２）で示される化合物とを塩基の存在下に反応させ、前記式（１）で示されるフラーレン誘導体を得る。
（式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒｆ１およびＲｆ２は前記式（１）に示されるものと同じである。）
ここで、前記反応に用いるフラーレンとしては、任意に選択できるが、炭素数が６０～２００が好ましい。前記炭素数は必要に応じて、６０～１５０や、６０～１００や、６０～９０や、６０～８０や、６０～７０などであってもよい。フラーレンの具体例としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９４、Ｃ９６、Ｃ１２０、Ｃ２００等が挙げられ、また中でも、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６またはＣ７８がより好ましく、Ｃ６０またはＣ７０であることがさらに好ましく、Ｃ６０であることが特に好ましい。
上記式（２）中、Ｘはハロゲン原子を表し、前記ハロゲン原子の例としては塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、反応性の観点からＸはヨウ素であることが好ましい。Ｒｆ１およびＲｆ２の好ましい例は、前記式（１）と同様である。
また、本反応には溶媒を用いてもよく、特に限定されないが、フラーレンと前記式（２）の化合物とを溶解させるものが好ましい。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、クロロベンゼン、１，２－ジクロロベンゼン等が挙げられる。中でも、フラーレンと前記式（２）の化合物の溶解度が高いことから、１，２－ジクロロベンゼンが好ましい。
前記塩基は、特に限定されるものではないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどの金属炭酸塩、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、カリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシドなどの金属アルコキシド、ピリジン、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセンなどの有機塩基などが挙げられ、中でも反応収率に優れる点からカリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシドが好ましい。前記塩基は、一種類のみを用いても良く、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。前記塩基の量は任意に選択でき、例えば、式（２）で表される化合物に対して、０．０１～１００モル当量などが例として挙げられる。
また、塩基の溶媒への溶解性を高め、反応速度を高める目的で、相間移動触媒を用いてもよい。相間移動触媒としては例えば、１８－クラウン－６－エーテルや１５－クラウン－５－エーテルなどのクラウンエーテル類、ポリエチレングリコールジメチルエーテルなどのポリアルキレングリコール類が挙げられる。反応速度を高める効果が強いことからクラウンエーテル類が好ましく、１５－クラウン－５－エーテルが特に好ましい。前記相間移動触媒は、一種類のみを用いても良く、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。前記塩基の量は任意に選択でき、例えば、式（２）で表される化合物に対して、０．０１～５００モル当量などが例として挙げられる。
また、塩基の溶媒への溶解性を高め、反応速度を高める目的で、相間移動触媒を用いてもよい。相間移動触媒としては例えば、１８－クラウン－６－エーテルや１５－クラウン－５－エーテルなどのクラウンエーテル類、ポリエチレングリコールジメチルエーテルなどのポリアルキレングリコール類が挙げられる。反応速度を高める効果が強いことからクラウンエーテル類が好ましく、１５－クラウン－５－エーテルが特に好ましい。前記相間移動触媒は、一種類のみを用いても良く、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。前記塩基の量は任意に選択でき、例えば、式（２）で表される化合物に対して、０．０１～５００モル当量などが例として挙げられる。
本反応の反応温度は、高い方が反応が進みやすく、低い方が反応選択性が高く目的物の収率が向上する。このような観点から反応温度は、目的に応じて選択すればよい。通常、－５０℃から用いた溶媒の沸点までの間で選択することが好ましく、－２０℃から５０℃の間で温度を選択することがより好ましい。例えば本反応の反応温度は、必要に応じて、－５０℃から－２０℃や、－２０℃から－５℃や、－５℃から０℃や、０℃から１０℃や、１０から３０℃や、３０℃から５０℃などが、例として挙げられる。
本反応の反応時間については、高い収率を得るには十分反応が進行するまで長時間行う方がよい。生産量を上げるには、反応速度が遅くならないうちに、短時間で１回の反応を終了し、このような反応を複数回繰り返した方がよい。このような観点から、反応時間は、目的に応じて選択すればよいが、通常、１分から１２０時間の間で選択されるのが好ましく、５分から２４時間の間で選択されることがより好ましく、３０分から１２時間の間で選択されることがさらに好ましい。
反応時の圧力については、特に限定されず、加圧しても、加圧しなくても良い。例えば、溶媒の沸点付近またはそれ以上の温度で反応させたい場合などは、加圧した状態でも反応することもできる。加圧する場合には、圧力は、例えば、常圧から１０気圧の間で好ましく選択できる。加圧設備などの特殊な装置を必要とせず、コストを低く抑えることができる観点から、常圧での反応が好ましい。
フラーレンと、式（２）で示される化合物と、塩基と、溶媒を混合する順番は、任意に選択できる。例えば、フラーレンを溶剤に溶解し、その後、式（２）で示される化合物と塩基とをさらに加えて、混合しても良い。ただしこの例のみに限定されない。
フラーレンと、式（２）で示される化合物と、塩基と、溶媒を混合する順番は、任意に選択できる。例えば、フラーレンを溶剤に溶解し、その後、式（２）で示される化合物と塩基とをさらに加えて、混合しても良い。ただしこの例のみに限定されない。
［薄膜］
本実施形態の薄膜は、前記フラーレン誘導体を含む。薄膜は、スピンコートやスリットコートなどの湿式による成膜方法や、蒸着などの乾式による成膜方法など、どのような方法で形成されても構わないが、蒸着によって形成されることが好ましい。
薄膜は、本実施形態のフラーレン誘導体のみで構成されていてもよいし、他の化合物と混合された状態で構成されていてもよい。
本実施形態の薄膜は、前記フラーレン誘導体を含む。薄膜は、スピンコートやスリットコートなどの湿式による成膜方法や、蒸着などの乾式による成膜方法など、どのような方法で形成されても構わないが、蒸着によって形成されることが好ましい。
薄膜は、本実施形態のフラーレン誘導体のみで構成されていてもよいし、他の化合物と混合された状態で構成されていてもよい。
本実施形態の薄膜は、フラーレン誘導体の化学結合の損傷なしにフラーレン誘導体の固有特性をそのまま維持しやすい。これによって、成膜時に凝集が発生しやすい非置換のフラーレン（例えば、Ｃ６０）の薄膜に比べて、光学特性を改善することができ、さらには後述する光電変換素子や固体撮像装置の特性をも改善することができる。
本実施形態のフラーレン誘導体を含む薄膜の吸光特性は、非置換のフラーレンを含む薄膜の光吸収特性と異なる。本実施形態のフラーレン誘導体を含む薄膜は、約４００ｎｍ～５００ｎｍの可視光線の短波長領域での異常な吸光が減少する。なお前記異常な吸光は、フラーレン又はフラーレン誘導体の凝集に起因すると考えられる。例えば、本実施形態のフラーレン誘導体を含む薄膜の波長４５０ｎｍでの吸光係数は、非置換のフラーレンを含む薄膜の波長４５０ｎｍでの吸光係数より小さい。例えば、フラーレン誘導体を含む薄膜の波長４５０ｎｍでの吸光係数は、非置換のフラーレンを含む薄膜の波長４５０ｎｍでの吸光係数の約１／２以下である。
［光電変換素子］
本実施形態の光電変換素子は、互いに対向する第１電極と第２電極と、前記２つの電極の間に配置される有機層とを有する。前記有機層は、前記式（１）で表されるフラーレン誘導体を含む。また、前記有機層は前記フラーレン誘導体の他に、他の化合物を含んでもよい。前記第１電極および前記第２電極は特に限定されず、既知の材料等が使用できる。
また、前記本実施形態の光電変換素子は、上記のような特徴を有していればその構造は特に限定されない。光電変換素子の構造としては、例えば、特許文献２などに記載の素子構造が挙げられる。
本実施形態の光電変換素子は、互いに対向する第１電極と第２電極と、前記２つの電極の間に配置される有機層とを有する。前記有機層は、前記式（１）で表されるフラーレン誘導体を含む。また、前記有機層は前記フラーレン誘導体の他に、他の化合物を含んでもよい。前記第１電極および前記第２電極は特に限定されず、既知の材料等が使用できる。
また、前記本実施形態の光電変換素子は、上記のような特徴を有していればその構造は特に限定されない。光電変換素子の構造としては、例えば、特許文献２などに記載の素子構造が挙げられる。
［固体撮像装置］
本実施形態の固体撮像装置（イメージセンサ）は、前記光電変換素子を一つ以上有する。また、固体撮像装置は多様な電子装置に適用され、例えばモバイルホン、デジタルカメラなどに好ましく適用され得るが、これらに限定されるものではない。
本実施形態の固体撮像装置（イメージセンサ）は、前記光電変換素子を一つ以上有する。また、固体撮像装置は多様な電子装置に適用され、例えばモバイルホン、デジタルカメラなどに好ましく適用され得るが、これらに限定されるものではない。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形あるいは変更が可能である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（合成例１）化合物１ａおよび化合物１ｂの合成
５０ｍLのナスフラスコ中で、Ｃ６０（２１６ｍｇ，０．３ｍｍｏｌ）を１，２－ジクロロベンゼン（２０ｍＬ）に溶解させ、氷浴で冷却した。これに、カリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド（６７ｍｇ，０．６ｍｍｏｌ）、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパン（９２ｍｇ，０．３３ｍｍｏｌ）、１５－クラウン－５－エーテル（２６４ｍｇ，１．２ｍｍｏｌ）を加えた後、氷浴で冷却しながら攪拌し、６時間反応させた。反応は常圧で行った。反応後、反応混合物を分取ＨＰＬＣ（カラム：ナカライテスク社製ＣＯＳＭＯＳＩＬ ＰＢＢ（内径２０ｍｍ，長さ２５０ｍｍ）、溶離液：トルエン）で精製し、化合物１ａを含むフラクションと、化合物１ｂを含むフラクションとを得た。それぞれ溶媒を留去し、得られた固体をメタノールで洗浄し、乾燥することにより、化合物１ａ８４ｍｇおよび化合物１ｂ４０ｍｇ、それぞれを茶褐色の固体として得た。以下に、化合物１ａの化学式を（Ｃ１ａ）、化合物１ｂの化学式を（Ｃ１ｂ）、としてそれぞれ示す。なお、化合物１ｂは置換基が付加している位置が異なる異性体の混合物である。
５０ｍLのナスフラスコ中で、Ｃ６０（２１６ｍｇ，０．３ｍｍｏｌ）を１，２－ジクロロベンゼン（２０ｍＬ）に溶解させ、氷浴で冷却した。これに、カリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド（６７ｍｇ，０．６ｍｍｏｌ）、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパン（９２ｍｇ，０．３３ｍｍｏｌ）、１５－クラウン－５－エーテル（２６４ｍｇ，１．２ｍｍｏｌ）を加えた後、氷浴で冷却しながら攪拌し、６時間反応させた。反応は常圧で行った。反応後、反応混合物を分取ＨＰＬＣ（カラム：ナカライテスク社製ＣＯＳＭＯＳＩＬ ＰＢＢ（内径２０ｍｍ，長さ２５０ｍｍ）、溶離液：トルエン）で精製し、化合物１ａを含むフラクションと、化合物１ｂを含むフラクションとを得た。それぞれ溶媒を留去し、得られた固体をメタノールで洗浄し、乾燥することにより、化合物１ａ８４ｍｇおよび化合物１ｂ４０ｍｇ、それぞれを茶褐色の固体として得た。以下に、化合物１ａの化学式を（Ｃ１ａ）、化合物１ｂの化学式を（Ｃ１ｂ）、としてそれぞれ示す。なお、化合物１ｂは置換基が付加している位置が異なる異性体の混合物である。
（合成例２）化合物２の合成
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、１，１，１，３，３，４，４，４－オクタフルオロ－２－ヨードブタンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物２を茶褐色の固体として７９ｍｇ得た。以下に、化合物２の化学式を（Ｃ２）として示す。
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、１，１，１，３，３，４，４，４－オクタフルオロ－２－ヨードブタンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物２を茶褐色の固体として７９ｍｇ得た。以下に、化合物２の化学式を（Ｃ２）として示す。
（合成例３）化合物３の合成
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、１，１，１，２，２，３，３，５，５，６，６，７，７，７－テトラデカフルオロ－４－ヨードヘプタンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物３を茶褐色の固体として９１ｍｇ得た。以下に、化合物３の化学式を（Ｃ３）として示す。
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、１，１，１，２，２，３，３，５，５，６，６，７，７，７－テトラデカフルオロ－４－ヨードヘプタンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物３を茶褐色の固体として９１ｍｇ得た。以下に、化合物３の化学式を（Ｃ３）として示す。
（合成例４）化合物４の合成
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６－デカフルオロ－１－ヨードシクロヘキサンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物４を茶褐色の固体として８０ｍｇ得た。以下に、化合物４の化学式を（Ｃ４）として示す。
１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－ヨードプロパンに替えて、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６－デカフルオロ－１－ヨードシクロヘキサンを同一モル量用いた以外は、合成例１と同様に合成を行い、化合物４を茶褐色の固体として８０ｍｇ得た。以下に、化合物４の化学式を（Ｃ４）として示す。
（合成例５）化合物５の合成
Ｃ６０に替えて、Ｃ７０を同一モル量用いた以外は合成例１と同様に合成を行い、化合物５を茶褐色の固体として６８ｍｇ得た。以下に、化合物５の化学式を（Ｃ５）として示す。
Ｃ６０に替えて、Ｃ７０を同一モル量用いた以外は合成例１と同様に合成を行い、化合物５を茶褐色の固体として６８ｍｇ得た。以下に、化合物５の化学式を（Ｃ５）として示す。
（合成例６）化合物６の合成
非特許文献１に記載されている方法で、化合物６（Ｃ６）を得た。以下に、化合物６の化学式を（Ｃ６）として示す。
非特許文献１に記載されている方法で、化合物６（Ｃ６）を得た。以下に、化合物６の化学式を（Ｃ６）として示す。
（合成例７）化合物７の合成
特許文献１の合成例１の方法で、化合物７（Ｃ７）を得た。以下に、化合物７の化学式を（Ｃ７）として示す。
特許文献１の合成例１の方法で、化合物７（Ｃ７）を得た。以下に、化合物７の化学式を（Ｃ７）として示す。
（実施例１－１）
化合物１ａの昇華による蒸着の可否および、昇華温度を確認するために、真空中における化合物１ａの熱重量分析を実施した。試料（約５ｍｇ）を真空熱重量分析装置（アドバンス理工社製ＶＰＥ－９０００）にセットした。１Ｐａ以下の真空中において、室温から１０００℃まで１０℃／分の速度で昇温させた。試料の重量が当初の重量に対して１０％低下したときの温度をＴｓ（℃）（－１０％）、５０％低下したときの温度をＴｓ（℃）（－５０％）とした。結果を表１に示す。
化合物１ａの昇華による蒸着の可否および、昇華温度を確認するために、真空中における化合物１ａの熱重量分析を実施した。試料（約５ｍｇ）を真空熱重量分析装置（アドバンス理工社製ＶＰＥ－９０００）にセットした。１Ｐａ以下の真空中において、室温から１０００℃まで１０℃／分の速度で昇温させた。試料の重量が当初の重量に対して１０％低下したときの温度をＴｓ（℃）（－１０％）、５０％低下したときの温度をＴｓ（℃）（－５０％）とした。結果を表１に示す。
（実施例１－２～１－６、比較例１－１～１－４）
化合物１ａに代えて、表１に記載の化合物を用いた以外は実施例１と同様に、熱重量分析を実施した。結果を表１に示す。
化合物１ａに代えて、表１に記載の化合物を用いた以外は実施例１と同様に、熱重量分析を実施した。結果を表１に示す。
表１より、Ｃ６０のフラーレン骨格を有する実施例１－１～５と比較例１－１とを比べると、本発明のフラーレン誘導体は、比較例１－１の未置換のフラーレン（Ｃ６０）よりも低い温度で昇華可能であることがわかる。また、Ｃ７０のフラーレン骨格を有する実施例１－６と比較例１－４とを比べると、フラーレン骨格がＣ７０であっても、同様な傾向がみられることが分かる。
さらに、実施例１－１～５と比較例１－２～３とを比べると、本発明のフラーレン誘導体は、従来から昇華することが知られているフラーレン誘導体と比較して、より低い温度で昇華可能であることがわかる。
（実施例２－１）
ガラス基板上に化合物１ａを蒸着し、蒸着された薄膜の吸光特性を評価した。前記薄膜は、超音波洗浄器を用いてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）及びアセトンで洗浄した乾燥ガラス基板上に、高真空下、０．１～１．０Å／ｓの速度で蒸着させることによって作製した。吸光特性は、ＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計（島津製作所製ＵＶ－２４００）を用いて、４５０ｎｍにおける吸光係数により評価した。結果は表２に示した。
ガラス基板上に化合物１ａを蒸着し、蒸着された薄膜の吸光特性を評価した。前記薄膜は、超音波洗浄器を用いてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）及びアセトンで洗浄した乾燥ガラス基板上に、高真空下、０．１～１．０Å／ｓの速度で蒸着させることによって作製した。吸光特性は、ＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計（島津製作所製ＵＶ－２４００）を用いて、４５０ｎｍにおける吸光係数により評価した。結果は表２に示した。
（実施例２－２～２－６、比較例２－１～２－２）
化合物１ａに代えて、表２に記載の化合物を用いた以外は実施例２－１と同様に吸光特性を評価した。結果を表２に示す。
化合物１ａに代えて、表２に記載の化合物を用いた以外は実施例２－１と同様に吸光特性を評価した。結果を表２に示す。
表２より、本発明のフラーレン骨格がＣ６０であるフラーレン誘導体を含む薄膜（実施例２－１～２－５）は、未置換のフラーレンＣ６０を含む薄膜（比較例２－１）と比較して、４５０ｎｍにおける吸光係数が小さいことがわかる。また、本発明のフラーレン骨格がＣ７０であるフラーレン誘導体を含む薄膜（実施例２－６）は、未置換のフラーレンＣ７０を含む薄膜（比較例２－２）と比較して、４５０ｎｍにおける吸光係数が小さいことがわかる。このことから、本発明のフラーレン誘導体は、凝集による可視光線短波長領域において異常な吸光特性が起こらないことが確認できる。
特殊な合成装置を必要とせずに合成でき、熱分解せずに低い温度で蒸着が可能なフラーレン誘導体を提供する。
本発明のフラーレン誘導体は、光電素子や固体撮像装置等に好ましく用いることができる。
本発明のフラーレン誘導体は、光電素子や固体撮像装置等に好ましく用いることができる。
Claims (6)
- フラーレン骨格と、
下記一般式（１）
（式（１）中、Ｃ＊はそれぞれ前記フラーレン骨格を形成する互いに隣り合った炭素原子であり、Ｒｆ１およびＲｆ２はトリフルオロメチル基である。）
で示される部分構造を有するフラーレン誘導体。 - 前記フラーレン骨格が、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６、又はＣ７８である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
- 前記式（１）で示される部分構造が１つのフラーレン骨格に対して１つ含まれる、請求項１又は２に記載のフラーレン誘導体。
- 請求項１～３のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む薄膜。
- 互いに対向する第１電極と第２電極と、
前記２つの電極の間に配置される有機層と、を有し、
前記有機層は、請求項１～３のいずれか一項に記載のフラーレン誘導体を含む
光電変換素子。 - 請求項５に記載の光電変換素子を有する固体撮像装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020204606 | 2020-12-09 | ||
| JP2020204606 | 2020-12-09 | ||
| JP2022558041A JP7212227B2 (ja) | 2020-12-09 | 2021-12-06 | フラーレン誘導体およびその製造方法 |
| PCT/JP2021/044774 WO2022124273A1 (ja) | 2020-12-09 | 2021-12-06 | フラーレン誘導体およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022558041A Division JP7212227B2 (ja) | 2020-12-09 | 2021-12-06 | フラーレン誘導体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023057076A true JP2023057076A (ja) | 2023-04-20 |
Family
ID=81974416
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022558041A Active JP7212227B2 (ja) | 2020-12-09 | 2021-12-06 | フラーレン誘導体およびその製造方法 |
| JP2022198035A Pending JP2023057076A (ja) | 2020-12-09 | 2022-12-12 | フラーレン誘導体 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022558041A Active JP7212227B2 (ja) | 2020-12-09 | 2021-12-06 | フラーレン誘導体およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP7212227B2 (ja) |
| KR (1) | KR20230104242A (ja) |
| CN (1) | CN116568660A (ja) |
| WO (1) | WO2022124273A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024117115A1 (ja) * | 2022-12-01 | 2024-06-06 | 三菱商事株式会社 | フラーレン誘導体、薄膜、光電変換素子、固体撮像装置及びフラーレン誘導体の製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5435035B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-03-05 | コニカミノルタ株式会社 | 有機光電変換素子、および太陽電池 |
| WO2011033974A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | タンデム型有機光電変換素子、および太陽電池 |
| JP2013140923A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-07-18 | Osaka Univ | 有機半導体薄膜、及び有機薄膜太陽電池 |
| JP2016178130A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | ダイキン工業株式会社 | フラーレン誘導体、及びｎ型半導体材料 |
| CN112002807B (zh) * | 2015-05-29 | 2024-06-18 | 索尼半导体解决方案公司 | 光电转换元件、固体摄像装置和电子设备 |
| JP2019142775A (ja) * | 2016-06-23 | 2019-08-29 | ダイキン工業株式会社 | フラーレン誘導体、およびそれを含有する半導体材料、およびそれを含有する半導体薄膜 |
| KR102573162B1 (ko) * | 2017-12-04 | 2023-08-30 | 삼성전자주식회사 | 플러렌 유도체, 광전 소자 및 이미지 센서 |
| US11917839B2 (en) * | 2018-03-23 | 2024-02-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | High signal-to-noise ratio photoelectric conversion element |
-
2021
- 2021-12-06 KR KR1020237018924A patent/KR20230104242A/ko unknown
- 2021-12-06 CN CN202180081730.7A patent/CN116568660A/zh active Pending
- 2021-12-06 WO PCT/JP2021/044774 patent/WO2022124273A1/ja active Application Filing
- 2021-12-06 JP JP2022558041A patent/JP7212227B2/ja active Active
-
2022
- 2022-12-12 JP JP2022198035A patent/JP2023057076A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116568660A (zh) | 2023-08-08 |
| JP7212227B2 (ja) | 2023-01-25 |
| WO2022124273A1 (ja) | 2022-06-16 |
| KR20230104242A (ko) | 2023-07-07 |
| JPWO2022124273A1 (ja) | 2022-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4619656B2 (ja) | アリールアミンの製造方法 | |
| TWI549927B (zh) | 新穎的螺聯茀化合物 | |
| JP7212227B2 (ja) | フラーレン誘導体およびその製造方法 | |
| CN106674083A (zh) | 一种光电材料中间体9‑（4′‑氯联苯‑2‑基）咔唑的合成方法 | |
| CN115884962A (zh) | 用于制备氘化芳族化合物的方法和氘化反应组合物 | |
| JP2023547680A (ja) | 新規な化合物およびこれを利用した有機発光素子 | |
| CN116326249A (zh) | 用于制备氘化芳族化合物的方法和氘化反应组合物 | |
| EP3904346B1 (en) | Novel compound and organic light emitting device comprising same | |
| JP6572498B2 (ja) | フラーレン誘導体の製造方法 | |
| JPWO2018025892A1 (ja) | 重合性トリプチセン誘導体化合物 | |
| CN108586467B (zh) | 一类含氮芳香性稠环化合物及其制备方法和应用 | |
| EP4273151A1 (en) | Novel compound and organic light emitting device using same | |
| JP5670068B2 (ja) | フラーレン膜の製造方法 | |
| WO2024117115A1 (ja) | フラーレン誘導体、薄膜、光電変換素子、固体撮像装置及びフラーレン誘導体の製造方法 | |
| JP6371051B2 (ja) | アントラキノン誘導体、光電変換材料及び光電変換素子 | |
| CN113272288B (zh) | 新的化合物和包含其的有机发光器件 | |
| EP4137472B1 (en) | Novel compound and organic light-emitting device comprising the same | |
| EP4265625A1 (en) | Novel compound and organic light emitting device comprising same | |
| EP4242214A1 (en) | Novel compound and organic light emitting device using same | |
| CN112638956B (zh) | 聚合物和包含其的有机发光器件 | |
| EP4335854A1 (en) | Novel compound and organic light emitting device comprising the same | |
| JP4325914B2 (ja) | 新規ビシクロ化合物、それを用いたペンタセンの製造方法及びペンタセンの膜の形成方法 | |
| EP4092033A1 (en) | Novel compound and organic light-emitting device using same | |
| KR20230035882A (ko) | 유기 화합물의 제조방법 | |
| JP6698300B2 (ja) | ポリマー及びそれを用いた有機薄膜太陽電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20230131 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20230201 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20230307 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20240515 |