JP6029679B2 - 有機半導体デバイスにおいて使用するためのジケトピロロピロールポリマー - Google Patents

有機半導体デバイスにおいて使用するためのジケトピロロピロールポリマー Download PDF

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Description

本発明は、
Figure 0006029679
又は
Figure 0006029679
で示されるポリマー、及び有機デバイスにおける、特に有機光電池(太陽電池)及びフォトダイオードにおける、又はダイオードを含有するデバイス及び/又は有機電界効果トランジスタにおける有機半導体としての、それらの使用に関する。本発明によるポリマーは、有機溶剤への卓越した溶解度及び卓越した塗膜形成能を有する。そのうえ、本発明によるポリマーが、有機電界効果トランジスタ、有機光電池(太陽電池)及びフォトダイオードにおいて使用される際に、高効率のエネルギー変換、卓越した電界効果移動度、良好なオン/オフ電流比及び/又は卓越した安定性を観察することができる。
米国特許(US)第6451459号明細書には、次の単位
Figure 0006029679
を含んでなる、ジケトピロロピロール系のポリマー及びコポリマー、及びELデバイスにおけるそれらの使用が記載されており、
ここで、xは、0.005〜1、好ましくは0.01〜1の範囲内から選択され、かつyは、0.995〜0、好ましくは0.99〜0の範囲内から選択され、かつx+y=1であり、かつ
Ar1及びAr2は互いに独立して、
Figure 0006029679
を表し、
かつその際にm、nは、1〜10の数であり、かつ
1及びR2は互いに独立して、H、C1〜C18アルキル、−C(O)O−C1〜C18アルキル、ペルフルオロ−C1〜C12アルキル、非置換のC6〜C12アリール又は1〜3回C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ又はハロゲンで置換されたC6〜C12アリール、C1〜C12アルキル−C6〜C12アリール又はC6〜C12アリール−C1〜C12アルキルを表し、
3及びR4は好ましくは、水素、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ、非置換のC6〜C12アリール又は1〜3回C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ又はハロゲンで置換されたC6〜C12アリール又はペルフルオロ−C1〜C12アルキルを表し、かつR5は好ましくは、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ、非置換のC6〜C12アリール又は1〜3回C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ又はハロゲンで置換されたC6〜C12アリール又はペルフルオロ−C1〜C12アルキルを表す。
国際公開(WO)第05/049695号には、ジケトピロロピロール(DPP)系ポリマー、及びPLEDs、有機集積回路(O−ICs)、有機電界効果トランジスタ(OFETs)、有機薄膜トランジスタ(OTFTs)、有機太陽電池(O−SCs)又は有機レーザダイオードにおけるそれらの使用が開示されているが、しかし式Iの具体的なDPP系ポリマーは開示されていない。
好ましいポリマーは、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位と、
Figure 0006029679
の繰返し単位とを含んでなり、ここで、
1及びR2は、互いに独立して、C1〜C25アルキル基、特にC4〜C12アルキル基であり、該基は、1個以上の酸素原子により中断されていてよく、かつAr1及びAr2は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基であり、−Ar3−は、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
6は、水素、C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシであり、かつR32は、メチル、Cl又はOMeであり、かつR8は、H、C1〜C18アルキル、又はEにより置換されている及び/又はDにより中断されているC1〜C18アルキル、特に−O−により中断されているC1〜C18アルキルである。
国際公開(WO)第08/000664号には、式
Figure 0006029679
で示される(繰返し)単位を含んでなるポリマーが記載されている。
好ましい実施態様において、国際公開(WO)第08/000664号は、式
Figure 0006029679
で示されるポリマーに向けられており、ここで、Aは、上記で定義されたとおりであり、かつ−COM1−は、式:
Figure 0006029679
で示される繰返し単位から選択され、ここで、R7及びR7′は、…であり、
44及びR41は、水素、C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシであり、かつ
45は、H、C1〜C18アルキル、又はEにより置換されている及び/又はDにより中断されているC1〜C18アルキル、特に−O−により中断されているC1〜C18アルキルであり、ここで、D及びEは、…であり、
かつ、−COM2−は、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
116及びR117は、互いに独立して、H、任意にOにより中断されていてよいC1〜C18アルキル又は任意にOにより中断されていてよいC1〜C18アルコキシであり、
119及びR120は、互いに独立して、H、任意にOにより中断されていてよいC1〜C18アルキルであるか、又は
119及びR120は一緒になって、式=CR100101の基を形成し、ここで、
100及びR101は、互いに独立して、H、C1〜C18アルキルであるか、又は
119及びR120は一緒になって、任意にC1〜C18アルキルにより置換されていてよい五員環又は六員環を形成する。
Y. Zhu et al., Macromolecules 40 (2007) 6981-6989には、鈴木重縮合反応の際に調製された5種の新規な可溶性共役ポリマーが記載されている。該ポリマーは、1,4−ジケト−2,5−ジヘキシル−3,6−ビス(4−ブロモフェニル)ピロロ[3,4−c]ピロール(1a)、1,4−ジケト−2,5−ジ−(2−エチルヘキシル)−3,6−ビス(4−ブロモフェニル)ピロロ[3,4−c]ピロール(1b)又は1,4−ジケト−2,5−ジヘキシル−3,6−ビス(4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル)ピロロ[3,4−c]ピロール(1c)及び3,6−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9−エチルヘキシルカルバゾール(2)、4,4′−ジブロモトリフェニルアミン(3)、4,4′−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)トリフェニルアミン(4)、2,7−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−9,9−ジヘキシルフルオレン(5)、9,10−アントラセンビスピナコラトボロンエステル(6)及び4,7−ジブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール(7)から調製された。該ポリマーは、鮮やかな赤色を示す。ポリマー溶液は、552〜600nmの間の光電子放出極大を有する高蛍光性である。
K. Zhang et al., Makcromolecules 41 (2008) 7287-7295には、主鎖中に2,3,5,6−テトラアリール化ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4−ジオン単位を含有するポリマーP−1〜P−3の合成及び特性が記載されている。P−1は、2,5−ビス(4−t−ブチルフェニル)−3,6−ビス(4′−ブロモフェニル)ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4−ジオン(DPP1)及び9,9−ジ−n−ヘキシルフルオレン−2,7′−ビスピナコラトボロンエステル3から、P−2は、2,5−ビス(4′−ブロモ−フェニル)−3,6−ビス(4−t−ブチルフェニル)−ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4−ジオン(DPP2)及び3から、かつP−3は、DPP1、3及び2,5−ビス(n−ヘキシルオキシベンゼン)−1,4−ビスピナコラトボロンエステル4から、Pd触媒された鈴木カップリングにより調製される。該ポリマーの分子量は、約8000〜10 000Daである。
A. Kuehne et al., Tetrahedron Letters 49 (2008) 4722-4724には、鈴木カップリングによる次のポリマー
Figure 0006029679
の合成が開示されている。そのビニルエーテル官能基は、標準のビニルエーテル及びグリシジルエーテルフォトレジスト材料への該発光ポリマーの活性な組み込みが見込まれる。
欧州特許出願公開(EP-A2)第2034537号明細書は、半導体層を含んでなる薄膜トランジスタデバイスに向けられており、その際に、該半導体層は、
Figure 0006029679
により表される化学構造を含んでなる化合物を含んでなり、
ここで、各Xは、S、Se、O及びNR″から独立して選択され、各R″は、水素、任意に置換された炭化水素及びヘテロ含有基から独立して選択され、各Zは、独立して、任意に置換された炭化水素、ヘテロ含有基及びハロゲンのうち1種であり、dは、少なくとも1である数であり、eは、0〜2の数であり;aは、少なくとも1である数を表し;bは、0〜20の数を表し;かつ
nは、少なくとも1である数を表す。
欧州特許出願公開(EP-A1)第2075274号明細書には、高度に共平面の繰返し単位を含有する可溶性ポリチオフェン誘導体が開示されている。該TPT(チオフェン−フェニレン−チオフェン)単位の共平面特性は、分子内共役及び分子間π−π相互作用の度合いを改善する。
国際公開(WO)第2010/049321号には、式
Figure 0006029679
で示される1種以上の(繰返し)単位を含んでなるポリマー、及び有機デバイスにおける有機半導体としてのそれらの使用が開示されており、ここで、
Ar1、Ar1′、Ar3及びAr3′は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基であり、Ar2は、式
Figure 0006029679
で示される基であり、X1及びX2のうち一方はNであり、かつ他方はCHである。
国際公開(WO)第2010/049321号の例4には、次のポリマーの調製が記載されている:
Figure 0006029679
国際公開(WO)第2010/049323号は、式
Figure 0006029679
で示される1種以上の(繰返し)単位及び式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位から選択される少なくとも1種の(繰返し)単位を含んでなるポリマー;及び式III又はIVのポリマー、及び有機デバイスにおける、特に有機光電池(太陽電池)及びフォトダイオードにおける、有機半導体としてのそれらの使用に関する。
好ましい実施態様において、該ポリマーは、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなり、ここで、Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
1及びR2は、C8〜C35アルキル基であり、
3は、C1〜C18アルキル基であり、
Bは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
15は、C4〜C18アルキル基であり、
Dは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、かつ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、特にx=0.4〜0.9、y=0.6〜0.1であり、かつx+y=1である。
好ましい他の実施態様において、該ポリマーは、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなり、ここで、Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
1及びR2は、C8〜C35アルキル基であり、R3は、C4〜C18アルキル基であり、かつ
Bは、式Va、IIb、IIc、IId、IIe、IIf、IIg、IIh又はIIiの基又は式Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If又はIgの基であるが、ただし、BはAとは異なり、
1″及びR2″は、C8〜C35アルキル基であり、
1及びX2のうち一方はNであり、かつ他方はCHであり、
Dは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、かつ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995であり、かつx+y=1である。
本発明のポリマーは、国際公開(WO)第2010/049323号に明示的に開示されているポリマー(例えば、
Figure 0006029679
(x=0.05〜0.8及びy=0.95〜0.2))とは、Ar1及びAr2が、非置換の(ヘテロ)アリーレン基を表す及び/又はDが、非置換の(ヘテロ)アリーレン基を表す点で区別される。
国際公開(WO)第2010/108873号は、式
Figure 0006029679
で示される1種以上の(繰返し)単位を含んでなるポリマーに関し、ここで、Ar1及びAr1′は、互いに独立して、任意に1個以上の基により置換されていてよい少なくとも1個のチオフェン環を含有する、縮合(芳香族)ヘテロ環系である(国際公開(WO)第2010/135723号を参照)。
国際公開(WO)第2010/115767号は、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなるポリマーに関し、ここで、Ar1′は、任意に1個以上の基により置換されていてよい少なくとも1個のチアゾール環を含有する、縮合(芳香族)ヘテロ環系である。
国際公開(WO)第2010/136352号は、高い分子量及び高い位置規則性を有する共役ポリマーを調製する方法及びこの方法により得ることができる新規なポリマーに関する。特に好ましいコポリマーの例は、国際公開(WO)第2010/136352号の第21頁に示されている:
Figure 0006029679
本発明による式
Figure 0006029679
で示されるポリマーは、国際公開(WO)第2010/136352号の第21頁に開示されたポリマーとは、Dが、式
Figure 0006029679
で示される基であることができない点で区別される。
国際公開(WO)第2011/144566号は、式
Figure 0006029679
で示される1種以上の(繰返し)単位を含んでなるポリマー又は式
Figure 0006029679
で示されるポリマー、及び有機デバイスにおける、特に有機光電池(太陽電池)及びフォトダイオードにおける、又はダイオードを含有するデバイス及び/又は有機電界効果トランジスタにおける、有機半導体としてのそれらの使用に関する。
好ましい実施態様において、国際公開(WO)第2011/144566号は、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなるポリマーに向けられており、ここで、
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、特にx=0.2〜0.8、y=0.8〜0.2であり、かつx+y=1であり;
Aは、式IVa、IVc、IVe、IVg、IVh、IVi又はIVjの基であり、
1及びR2は、C1〜C35アルキル基、特にC8〜C35アルキル基であり、
104は、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル基、特にC4〜C25アルキルであり、
B及びDは、互いに独立して、式Va、Vb、Vc、特に
Figure 0006029679
Ve、Vf、Vh、Vi、Vj、Vk、Vl、Vm、Vn、Vo、Vp、Vq、Vr、Vs、Vu、Vv、Vw、Vx、特に
Figure 0006029679
Vy、Vz又はVa′の基である。
好ましい他の実施態様において、国際公開(WO)第2011/144566号は、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなるポリマーに向けられており、ここで、
r=0.985〜0.005、s=0.005〜0.985、t=0.005〜0.985、u=0.005〜0.985であり、かつr+s+t+u=1であり、
Aは、式IVa、IVc、IVe、IVg、IVh、IVi又はIVjの基であり、
1及びR2は、C1〜C35アルキル基、特にC8〜C35アルキル基であり、
104は、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル基、特にC4〜C25アルキルであり、
B、D及びEは、互いに独立して、式Va、Vb、Vc、特に
Figure 0006029679
Ve、Vf、Vh、Vi、Vj、Vk、Vl、Vm、Vn、Vo、Vp、Vq、Vr、Vs、Vu、Vv、Vw、Vx、特に
Figure 0006029679
Vy、Vz又はVa′の基である。
本発明のポリマーは、国際公開(WO)第2011/144566号の好ましいポリマーとは、B、D及びEがDPP繰返し単位ではない点で区別される。
そのうえ、国際公開(WO)第2011/144566号には、ポリマー、例えば
Figure 0006029679
が開示されているが、該ポリマーは、本発明の式Iのポリマー(異なる2個のDPP繰返し単位、繰返し単位Eがない)によっても式IIのポリマー(繰返し単位Eがない)によっても含まれない。
本発明の目的は、先行技術のOSC層の欠点を減少させるか又は克服すること、改善された電子デバイスを提供すること、そのようなデバイスにおいて使用されうる改善されたOSC材料及びOSCコンポーネントを提供すること、及びそれらの製造方法を提供することであった。該デバイスは、改善された安定性、高いフィルム均一性及び該OSC層の高い完全性を示すべきであり、該材料は、高い電荷移動度及び良好な加工性を有するべきであり、かつ該方法は、簡単で時間対効果及び費用対効果が大きいデバイス製造を特に大規模で可能にすべきである。本発明のその他の目的は、以下の詳細な説明から専門家には直ちにわかる。
それに応じて、本発明の課題は、有機電界効果トランジスタ、有機光電池(太陽電池)及びフォトダイオードにおいて使用される際に、高効率のエネルギー変換、卓越した電界効果移動度、良好なオン/オフ電流比及び/又は卓越した安定性を示すポリマーを提供することである。
前記課題は、式
Figure 0006029679
で示されるポリマーにより解決されており、ここで、
x=0.51〜0.99、y=0.49〜0.01、特にx=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01、殊にx=0.80〜0.99及びy=0.20〜0.01であり;かつ
x+y=1であり、
r+s=0.50〜0.99、t+u=0.50〜0.01であり、かつr+s+t+u=1であり、
Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
1及びR2は、同じか又は異なっていてよく、かつ水素、C1〜C38アルキル基、C2〜C36アルケニル基、C3〜C36アルキニル基、該基のそれぞれが、任意に1回以上−O−、−S−又はCOOにより中断されていてよい、1〜5回C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、CF3及び/又はFで置換されていてよいC7〜C100アリールアルキル基;及び任意に1回以上C1〜C25アルキル、C1〜C8アルコキシ、ハロゲン又はシアノにより置換されていてよいフェニル基から選択され;
Ar1及びAr2は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
Bは、Aとは異なる、式IIIの基であり、
Dは、Ar1の意味を有するか、又は式
Figure 0006029679
で示される基であり、
204及びR205は、互いに独立して、H、CN、COOR206又はC1〜C8アルキルであり;
206は、C1〜C18アルキル基であり;
Eは、Dとは異なる、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
kは、1であり、
lは、0又は1であり、
vは、0又は1であり、
zは、0又は1であり、
aは、1〜5、特に1〜3の整数であり、
Ar4、Ar5、Ar6及びAr7は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、X5及びX6のうち一方はNであり、かつ他方はCR14であり、
Ar20は、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であり、該基のそれぞれが、任意に置換されていてよく、
12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
Figure 0006029679
であり、
13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、
14、R14′、R15、R15′、R17及びR17′は、互いに独立して、H又は任意に1個以上の酸素原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル基であり;
18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
19は、水素、C7〜C25アラルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキルであり;
20及びR20′は、互いに独立して、水素、C7〜C25アラルキル、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキルであり、
7は、−O−、−S−、−NR115−、−Si(R117)(R117′)−、−C(R120)(R120′)−、−C(=O)−、
Figure 0006029679
であり、
8は、−O−又は−NR115−であり;
100及びR100′は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、Oにより中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、Oにより中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリールであり;
101及びR101′は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、Oにより中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、Oにより中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリールであり;
102及びR102′は、互いに独立して、H、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
103及びR103′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール;C7〜C25アリールアルキル、CN又はC1〜C25アルコキシであるか;又は
103及びR103′は一緒になって、環を形成し、
115及びR115′は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;又はC7〜C25アリールアルキルであり、
116は、水素、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル、C1〜C18ペルフルオロアルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;C1〜C25アルキル;−O−又は−S−により中断されているC1〜C25アルキル;又は−COOR119であり;R119は、C1〜C38アルキルであり;
117及びR117′は、互いに独立して、C1〜C35アルキル基、C7〜C25アリールアルキル又は任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいフェニル基であり、
120及びR120′は、互いに独立して、水素、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキル;又はC7〜C25アリールアルキルであり、
121は、H、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C18アルキル、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール;任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリール;又はCNである。
好ましくは、R12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
Figure 0006029679
であり、
好ましくは、R13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、
好ましくは、R15及びR15′は、互いに独立して、H又は任意に1個以上の酸素原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル基であり、
好ましくは、R18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシである。
好ましくは、R20及びR20′は、互いに独立して、水素、C7〜C25アラルキル、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキルである。
好ましくは、R100、R100′、R102及びR102′は、水素である。好ましくは、R120及びR120′は、C1〜C38アルキルである。
1及びR2は、異なっていてよく、しかし好ましくは同じである。好ましくは、R1及びR2は、C1〜C38アルキル基、好ましくはC4〜C24アルキル基、より好ましくはC8〜C24アルキル基、例えば、n−ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、2−エチル−ヘキシル、2−ブチル−ヘキシル、2−ブチル−オクチル、2−ヘキシル−デシル、2−オクチル−ドデシル、2−デシル−テトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル又はテトラコシルである。該C1〜C38アルキル基、C4〜C24アルキル基及びC8〜C24アルキル基は、線状又は分枝鎖状であってよいが、しかし好ましくは分枝鎖状である。
有利に、基R1及びR2は、式
Figure 0006029679
により表すことができ、ここで、m1=n1+2及びm1+n1≦24である。キラルな側鎖、例えばR1及びR2は、ホモキラル又はラセミのいずれかであってよく、これらは該化合物のモルホロジーに影響を及ぼすことができる。
好ましくはx=0.70〜0.99及びy=0.30〜0.01、最も好ましくはx=0.80〜0.99及びy=0.20〜0.01である。x及びyは、式(I)の対応するポリマーの製造において使用される、それぞれの繰返し単位の量を表す。
r+s=0.50〜0.99、t+u=0.50〜0.01、特にr+s=0.80〜0.99、t+u=0.20〜0.01である。r、s、t及びuは、式(II)の対応するポリマーの製造において使用される、それぞれの繰返し単位の量を表す。
好ましい実施態様において、Ar1及びAr2は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基である。
Aは、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、R1及びR2は、互いに独立して、C1〜C38アルキル基である。式IIIbの基は、式IIIaの基よりも好ましい。
Dは、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される基である。
Eは、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、R100、R100′、R102、R102′、R120及びR120′は、上記で定義されたとおりであり、
Ar20は、任意に置換されていてよいアリーレン基であるか、又はヘテロアリーレン基であり、
12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
Figure 0006029679
であり、
13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、
15及びR15′は、互いに独立して、H、又は任意に1個以上の酸素原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル基であり、
18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシであり;かつ
20及びR20′は、互いに独立して、水素、C7〜C25アラルキル、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキルである。
該アリーレン基の例は、式
Figure 0006029679
で示される基である。R18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に、1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシである。
該ヘテロアリーレン基の例は、式
Figure 0006029679
で示される基である。R114及びR114′は、互いに独立して、水素又はC1〜C18アルキルであり、かつR116は、H又はC1〜C25アルキルである。
好ましい実施態様において、本発明は、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなるポリマーに向けられており、ここで、
x=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01、特にx=0.80〜0.99、y=0.20〜0.01であり、かつx+y=1であり、
Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
ここで、R1は、C1〜C38アルキル基、特にC8〜C38アルキル基であり、
Dは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
Eは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
Figure 0006029679
であり、
13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、かつ
120及びR120′は、互いに独立して、水素又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキルである。
式(IIIa′)の基は、式(IIIb′)の基よりも好ましくない。
好ましい他の実施態様において、本発明は、式
Figure 0006029679
で示される繰返し単位を含んでなるポリマーに向けられており、ここで、
r+s=0.70〜0.99、t+u=0.30〜0.01、特にr+s=0.80〜0.99、t+u=0.20〜0.01であり、かつr+s+t+u=1であり、
Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
Bは、Aとは異なる、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
1は、C1〜C38アルキル基、特にC8〜C38アルキル基であり、
Dは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
Eは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
Figure 0006029679
であり、
13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、かつ
120及びR120′は、互いに独立して、水素又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキルである。
式(IIIa′)の基は、式(IIIb′)の基よりも好ましくない。
前記実施態様において、Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であってよく、ここで、R1は、線状C2〜C24アルキル基、特に線状C8〜C24アルキル基であり、
Bは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
2は、分枝鎖状C2〜C24アルキル基、特に分枝鎖状C8〜C24アルキル基であるか;又は
Aは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、かつ
Bは、式
Figure 0006029679
で示される基であり、ここで、
1及びR2は、異なり、かつ線状又は分枝鎖状のC2〜C24アルキル基である。
好ましいポリマーの例は、以下に示される:
Figure 0006029679
ここで、x=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01、特にx=0.80〜0.99、y=0.20〜0.01であり、かつx+y=1であり、かつR1は、C2〜C24アルキル基である。該C2〜C24アルキル基は、好ましくは、分枝鎖状C2〜C24アルキル基、例えば、2−ヘキシル−デシル、2−オクチル−ドデシル又は2−デシル−テトラデシル基である。
式I又はIIのポリマーは、例えば、鈴木反応により、得ることができる。芳香族ボロン酸エステル及びハロゲン化物、特に臭化物の縮合反応は、通常“鈴木反応”と呼ばれ、N. Miyaura及びA. Suzuki, Chemical Reviews, Vol. 95, pp. 457-2483 (1995)により報告されたような、多様な有機官能基の存在に寛容である。
式Iに対応するポリマーを調製するためには、式
Figure 0006029679
に対応するジハロゲン化物が、式
Figure 0006029679
に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルと反応されるか;又は式
Figure 0006029679
に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルが、式
Figure 0006029679
に対応するジハロゲン化物と、溶剤中でかつ触媒の存在下で、例えば、Pd及びトリフェニルホスフィンの触媒作用下に、反応され、ここで、X11′は、それぞれ独立して、Cl、Br又はIであり、かつX11は、それぞれ独立して、−B(OH)2、−B(OY12
Figure 0006029679
であり、ここで、Y1は、それぞれ独立して、C1〜C10アルキル基であり、かつY2は、それぞれ独立して、C2〜C10アルキレン基、例えば−CY34−CY56−又は−CY78−CY910−CY1112−であり、ここで、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11及びY12は、互いに独立して、水素又はC1〜C10アルキル基、特に−C(CH32C(CH32−、−CH2C(CH32CH2−又は−C(CH32CH2C(CH32−であり、かつY13及びY14は、互いに独立して、水素又はC1〜C10アルキル基である。式IIに対応するポリマーを調製するためには、式
Figure 0006029679
に対応するジハロゲン化物が、式
Figure 0006029679
に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルと反応されるか;又は式
Figure 0006029679
に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルが、式
Figure 0006029679
に対応するジハロゲン化物と反応され;ここで、r、s、t、u、v、x及びy、X11、X11′、A、B、D及びEは、上記で定義されたとおりである。
好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2′,6′−ジ−アルコキシビフェニル/酢酸パラジウム(II)、トリアルキルホスホニウム塩/パラジウム(0)誘導体及びトリ−アルキルホスフィン/パラジウム(0)誘導体である。特に好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2′,6′−ジ−メトキシビフェニル(sPhos)/酢酸パラジウム(II)及び、テトラフルオロホウ酸トリ−t−ブチルホスホニウム((t−Bu)3P・HBF4)/トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)及びトリ−t−ブチルホスフィン(t−Bu)3P/トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)である。該反応は、典型的には、芳香族炭化水素溶剤、例えばトルエン、キシレン中で約0℃〜180℃で行われる。その他の溶剤、例えばジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジメトキシエタン及びテトラヒドロフランは、単独で又は芳香族炭化水素との混合物で使用することもできる。水性塩基、好ましくは炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸カリウム又は重炭酸カリウムは、該ボロン酸、ボロン酸エステル用の活性化剤として及びHBrスカベンジャーとして、使用される。重合反応は、0.2〜100時間かかりうる。有機塩基、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウム、及び相間移動触媒、例えばTBABは、該ホウ素の活性を促進することができる(例えば、Leadbeater & Marco; Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 42 (2003) 1407及びその中で引用された文献を参照)。反応条件のその他の変型は、T. I. Wallow及びB. M. Novak, J. Org. Chem. 59 (1994) 5034-5037;及びM. Remmers, M. Schulze及びG. Wegner, Macromol. Rapid Commun. 17 (1996) 239-252により与えられている。分子量の制御は、過剰量の二臭化物、ジボロン酸又はジボロン酸エステルを用いるか又は連鎖停止剤を用いるかのいずれかにより、可能である。
特に好ましい方法は、国際公開(WO)第2010/136352号に記載されている。国際公開(WO)第2010/136352号に記載された方法によれば、該重合は、
a)パラジウム触媒及び特定の有機ホスフィン又はホスホニウム化合物を含んでなる触媒/配位子系、
b)塩基、
c)溶剤又は溶剤の混合物
の存在下で実施される。好ましい有機ホスフィンは、式
Figure 0006029679
で示される三置換ホスフィンから選択され、
Figure 0006029679
1)305及びR306は一緒になって、環
Figure 0006029679
を形成する。
2)303及びR304は一緒になって、環
Figure 0006029679
を形成する。
好ましい触媒の例は、次の化合物を含む:
パラジウム(II)アセチルアセトナート、パラジウム(0)ジベンジリデン−アセトン錯体、プロピオン酸パラジウム(II)、
Pd2(dba)3:[トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)]、
Pd(dba)2:[ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)]、
Pd(PR32、ここで、PR3は、式VIの三置換ホスフィンである、
Pd(OAc)2:[酢酸パラジウム(II)]、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、テトラクロロパラジウム酸(II)リチウム、
PdCl2(PR32;ここで、PR3は、式VIの三置換ホスフィンである;パラジウム(0)ジアリルエーテル錯体、硝酸パラジウム(II)、
PdCl2(PhCN)2:[ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)]、
PdCl2(CH3CN):[ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム(II)]及び
PdCl2(COD):[ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)]。
特に好ましいのは、PdCl2、Pd2(dba)3、Pd(dba)2、Pd(OAc)2又はPd(PR32である。最も好ましくは、Pd2(dba)3及びPd(OAc)2である。
該パラジウム触媒は、該反応混合物中に触媒量で存在する。“触媒量”という用語は、使用される(複数の)(ヘテロ)芳香族化合物の当量を基準として、該(複数の)(ヘテロ)芳香族化合物の1当量を明らかに下回る、好ましくは0.001〜5モル%、最も好ましくは0.001〜1モル%である量を呼ぶ。
該反応混合物中のホスフィン又はホスホニウム塩の量は、使用される(複数の)(ヘテロ)芳香族化合物の当量を基準として、好ましくは0.001〜10モル%、最も好ましくは0.01〜5モル%である。Pd:ホスフィンの好ましい比は1:4である。
該塩基は、全ての水性及び非水性の塩基から選択することができ、かつ無機又は有機であってよい。官能性ホウ素基1個あたり少なくとも1.5当量の前記塩基が該反応混合物中に存在することが好ましい。適した塩基は、例えば、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、カルボン酸塩、炭酸塩、フッ化物及びリン酸塩、例えばナトリウム及びカリウムの水酸化物、酢酸塩、炭酸塩、フッ化物及びリン酸塩、又は金属アルコラートでもある。塩基の混合物を使用することも可能である。該塩基は、好ましくは、リチウム塩、例えば、リチウムアルコキシド(例えば、リチウムメトキシド及びリチウムエトキシド)、水酸化リチウム、カルボン酸リチウム、炭酸リチウム、フッ化リチウム及び/又はリン酸リチウムである。
目下、最も好ましい塩基は、水性LiOH×H2O(LiOHの一水和物)及び(無水)LiOHである。
該反応は、典型的には、約0℃〜180℃、好ましくは20〜160℃、より好ましくは40〜140℃及び最も好ましくは40〜120℃で行われる。重合反応は、0.1、特に0.2〜100時間かかりうる。
本発明の好ましい実施態様において、該溶剤はTHFであり、該塩基は、LiOH・H2Oであり、かつ該反応は、THFの還流温度(約65℃)で行われる。
該溶剤は、例えば、トルエン、キシレン類、アニソール、THF、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン又は1種以上の溶剤、例えばTHF/トルエン及び任意に水、を含んでなる溶剤混合物から選択される。最も好ましいのは、THF又はTHF/水である。
有利に、該重合は、
a)酢酸パラジウム(II)又はPd2(dba)3、(トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0))及び有機ホスフィンA−1〜A−13、
b)LiOH又はLiOH×H2O;及び
c)THF及び任意に水
の存在下で実施される。LiOHの一水和物が使用される場合には、水が添加される必要はない。
好ましくは、該重合反応は、酸素の不在下で不活性条件下で行われる。窒素及びより好ましくはアルゴンが、不活性ガスとして使用される。
国際公開(WO)第2010/136352号に記載された方法は、大規模用途に適しており、容易に利用可能であり、かつ出発物質を、それぞれの該ポリマーへ、高収率で、高純度及び高選択率を有して変換する。所望の場合には、単官能性のハロゲン化アリール又はボロン酸アリールを、そのような反応における連鎖停止剤として使用してよく、これらは末端アリール基の形成をもたらす。
Figure 0006029679
生じるコポリマー中のモノマー単位のシーケンシングを、鈴木反応におけるモノマーフィードの順序及び組成を制御することにより、制御することが可能である。
本発明のポリマーの選択的な調製方法は、式Iのポリマーについて以下により詳細に説明される。式IIのポリマーは、式Iのポリマーの調製について記載された方法を用いて調製することができる。
本発明のポリマーは、Stilleカップリングにより合成することもできる(例えば、Babudri et al, J. Mater. Chem., 2004, 14, 11-34; J. K. Stille, Angew. Chemie Int. Ed. Engl. 1986, 25, 508を参照)。
式Iに相当するポリマーを調製するためには、式
Figure 0006029679
で示されるジハロゲン化物が、式
Figure 0006029679
で示される化合物と反応されるか、又は式
Figure 0006029679
で示されるジハロゲン化物が、式
Figure 0006029679
で示される化合物と、不活性溶剤中で、0℃〜200℃の範囲内の温度でパラジウムを含有する触媒の存在下で、反応され、ここで、X21は、−SnR207208209であり、かつX11′は、上記で定義されたとおりであり、ここで、R207、R208及びR209は、同じか又は異なり、かつH又はC1〜C6アルキルであり、ここで、2個の基は任意に、共通の環を形成し、かつこれらの基は、任意に分枝鎖状又は非分枝鎖状である。ここでは、使用される全てのモノマーの全体が、ハロゲン官能基に対する有機スズ官能基の大いにバランスの取れた比を有することが保証されなければならない。そのうえ、いずれの過剰の反応性基を、該反応の最後に単官能性試薬で末端キャップすることにより、除去することが有利であることが証明されうる。該方法を実施するために、該スズ化合物及び該ハロゲン化合物は、好ましくは、1種以上の不活性な有機溶剤中に導入され、かつ0〜200℃、好ましくは30〜170℃の温度で、1時間〜200時間、好ましくは5時間〜150時間の期間にわたって撹拌される。その粗生成物は、当業者に公知かつそれぞれの該ポリマーに適切な方法により、例えば繰り返される再沈殿又は透析によってさえも、精製することができる。
前記の方法に適した有機溶剤は、例えば、エーテル、例えばジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテル及びt−ブチルメチルエーテル、炭化水素、例えばヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン及びキシレン、アルコール、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、1−ブタノール、2−ブタノール及びt−ブタノール、ケトン、例えばアセトン、エチルメチルケトン及びイソブチルメチルケトン、アミド、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン、ニトリル、例えばアセトニトリル、プロピオニトリル及びブチロニトリル及びそれらの混合物である。
該パラジウム及びホスフィン成分は、該鈴木変型の説明に類似して選択されるべきである。
選択的に、本発明のポリマーは、亜鉛試薬A-(ZnX222[ここで、X22は、ハロゲン及びハロゲン化物である]及びD−(X232及びE−(X232[ここで、X23は、ハロゲン又はトリフラートである]を用いるか、又はD−(X222、E−(X222及びA−(ZnX232を用いる根岸反応により合成することもできる。例えば、E. Negishi et al., Heterocycles 18 (1982) 117-22が参照される。
選択的に、本発明のポリマーは、有機ケイ素試薬A−(SiR2102112122[ここで、R210、R211及びR212は、同じか又は異なり、かつハロゲン又はC1〜C6アルキルである]及びD−(X232及びE−(X232[ここで、X23は、ハロゲン又はトリフラートである]を用いるか、又はA−(X232、D−(SiR2102112122及びE−(SiR2102112122を用いる檜山反応により合成することもできる。例えば、T. Hiyama et al., Pure Appl. Chem. 66 (1994) 1471-1478及びT. Hiyama et al., Synlett (1991) 845-853が参照される。
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素、特にフッ素である。
1〜C25アルキル(C1〜C18アルキル)は、可能な場合には、典型的には、線状又は分枝鎖状である。例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、テトラコシル又はペンタコシルである。C1〜C8アルキルは、典型的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチル−プロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシルである。C1〜C4アルキルは、典型的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチルである。ハロゲンアルキル基は、1個又は1個より多い水素原子がハロゲン原子により置き換えらているアルキル基である。例は、分枝鎖状又は非分枝鎖状であってよいC1〜C4ペルフルオロアルキル基、例えば、−CF3、−CF2CF3、−CF2CF2CF3、−CF(CF32、−(CF23CF3及び−C(CF33である。
1〜C25アルコキシ(C1〜C18アルコキシ)基は、直鎖又は分枝鎖状のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ又はt−アミルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、ヘプタデシルオキシ及びオクタデシルオキシである。C1〜C8アルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、2−ペントキシ、3−ペントキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシ及び2−エチルヘキソキシ、好ましくはC1〜C4アルコキシ、例えば、典型的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシである。“アルキルチオ基”という用語は、エーテル結合の酸素原子は硫黄原子により置き換えられていることを除き、該アルコキシ基と同じ基を意味する。
2〜C38アルケニル基は、直鎖又は分枝鎖状のアルケニル基であり、かつ非置換であってよいか、又は置換されていてよい。例は、アリル、メタリル、イソプロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、イソブテニル、n−ペンタ−2,4−ジエニル、3−メチル−ブタ−2−エニル、n−オクタ−2−エニル、n−ドデカ−2−エニル、イソドデセニル、n−ドデカ−2−エニル又はn−オクタデカ−4−エニルである。
2〜38アルキニルは、直鎖又は分枝鎖状であり、かつ非置換であってよいか、又は置換されていてよい。例は、エチニル、1−プロピン−3−イル、1−ブチン−4−イル、1−ペンチン−5−イル、2−メチル−3−ブチン−2−イル、1,4−ペンタジイン−3−イル、1,3−ペンタジイン−5−イル、1−ヘキシン−6−イル、シス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、トランス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、1、3−ヘキサジイン−5−イル、1−オクチン−8−イル、1−ノニン−9−イル、1−デチン−10−イル又は1−テトラコシン−24−イルである。
7〜C100アリールアルキル基は、典型的にはC7〜C25アラルキルである。該アリールアルキル基は、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、CF3及び/又はFで1〜5回、置換されていてよい。例は、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル、ω−フェニル−オクタデシル、ω−フェニル−エイコシル又はω−フェニル−ドコシル、好ましくはC7〜C18アラルキル、例えばベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル又はω−フェニル−オクタデシル及び特に好ましくはC7〜C12アラルキル、例えばベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル又はω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチルであり、ここで、該脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基の双方とも、非置換であってよいか、又は置換されていてよい。好ましい例は、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、ナフチルエチル、ナフチルメチル及びクミルである。
該アリーレン基は、典型的には、任意に置換されていてよいC6〜C24アリーレン基である。例は、フェニレン、4−メチルフェニレン、4−メトキシフェニレン、ナフチレン、特に1−ナフチレン又は2−ナフチレン、ピレニレン、2−又は9−フルオレニレン、フェナントリレン又はアントリレンであり、これらは、非置換であってよいか、又は1個以上のC1〜C18アルキル基により置換されていてよい。
任意にGにより置換されていてよいC2〜C30ヘテロアリーレン基A4、A5及びA6は、5〜7個の環原子を有する環を表すか又は縮合環系を表し、ここで、窒素、酸素又は硫黄は可能なヘテロ原子であり、かつ典型的には、少なくとも6個の共役電子を有する5〜30個の原子を有するヘテロ環式基、例えば、チエニレン、チエノチエニレン、ベンゾチオフェニレン、ジベンゾチオフェニレン、チアントレニレン、フリレン、フルフリレン、2H−ピラニレン、ベンゾフラニレン、イソベンゾフラニレン、ジベンゾフラニレン、フェノキシチエニレン、ピロリレン、イミダゾリレン、ピラゾリレン、ピリジレン、ビピリジレン、トリアジニレン、ピリミジニレン、ピラジニレン、ピリダジニレン、インドリジニレン、イソインドリレン、インドリレン、インダゾリレン、プリニレン、キノリジニレン、キノリレン、イソキノリレン、フタラジニレン、ナフチリジニレン、キノキサリニレン、キナゾリニレン、シンノリニレン、プテリジニレン、カルバゾリレン、カルボリニレン、ベンゾトリアゾリレン、ベンズオキサゾリレン、フェナントリジニレン、アクリジニレン、ピリミジニレン、フェナントロリニレン、フェナジニレン、イソチアゾリレン、フェノチアジニレン、イソキサゾリレン、フラザニレン、カルバゾリレン又はフェノキサジニレンであり、これらは、非置換であってよく、又は1個以上のC1〜C18アルキル基により置換されていてよい。
前記の基の可能な置換基は、C1〜C8アルキル、ヒドロキシル基、メルカプト基、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、ハロゲン、ハロゲン−C1〜C8アルキル、シアノ基、ニトロ基又はシリル基、特にC1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、ハロゲン、ハロゲン−C1〜C8アルキル又はシアノ基である。
1個以上のOにより中断されているC1〜C25アルキルは、例えば、(CH2CH2O)1〜9−Rx[ここで、Rxは、H又はC1〜C10アルキルである]、CH2−CH(ORy′)−CH2−O−Ry[ここで、Ryは、C1〜C18アルキルであり、かつRy′は、Ryと同じ定義を包含するか、又はHである]である。1個以上のSにより中断されているC1〜C25アルキルは、例えば、(CH2CH2S)1〜9−Rx[ここで、Rxは、H又はC1〜C10アルキルである]、CH2−CH(SRy′)−CH2−S−Ry、[ここで、Ryは、C1〜C18アルキルであり、かつRy′は、Ryと同じ定義を包含するか、又はHである]である。
置換基、例えば、R101が、基中に1回よりも多く存在する場合には、該置換基は、それぞれ異なっていてよい。
本発明のポリマーは、半導体デバイスにおける半導体層として使用することができる。それに応じて、本発明は、本発明のポリマー、又は有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントを含んでなる半導体デバイスにも関する。該半導体デバイスは、特に、有機光電(PV)デバイス(太陽電池)、フォトダイオード又は有機電界効果トランジスタである。
本発明のポリマーを含有する混合物は、本発明のポリマー(典型的に5質量%〜99.9999質量%、特に20〜85質量%)及び少なくとも他の材料を含んでなる半導体層をもたらす。その他の材料は、異なる分子量を有する本発明の同じポリマーの含分、本発明の他のポリマー、半導体ポリマー、ポリマーバインダー、有機小分子、カーボンナノチューブ、フラーレン誘導体、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)、導電性粒子(Au、Ag等)、絶縁体材料、例えばゲート誘電体のために記載されるもの(PET、PS等)であってよいが、しかしこれらに限定されない。前記のように、該半導体層は、本発明の1種以上のポリマー及びポリマーバインダーの混合物から構成されていてもよい。該ポリマーバインダーに対する本発明のポリマーの比は、5〜95%にわたりうる。好ましくは、該ポリマーバインダーは、半結晶性ポリマー、例えばポリスチレン(PS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメタクリル酸メチル(PMMA)である。この技術を用いて、その電気的性能の劣化を回避することができる(国際公開(WO-A1)第2008/001123号を参照)。
それに応じて、本発明は、
(a)本発明によるポリマー及び
(b)任意に他の材料
を含んでなる、有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントにも関する。
好ましい実施態様において、その他の材料は、小分子である。そのような小分子は、例えば、国際公開(WO)第2010/108873号、国際公開(WO)第09/047104号、米国特許(US)第6 690 029号明細書、国際公開(WO)第2007082584号(化合物(I1)、(I2)、(I3)、(I4)、(I5)、(I6)、(I7)、(I8)及び(I9)を含むが、しかしこれらに限定されない)、国際公開(WO)第2008107089号(化合物A1、A2、B1、B2、C1及びC2を含むが、しかしこれらに限定されない)及び国際公開(WO)第2009047104号に記載されている。
該小分子は、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される化合物であり、ここで、
1及びA2は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される基であり、
a′は、1又は2であり;bは、0又は1であり;cは、0又は1であり;
1′及びR2′は、同じか又は異なっていてよく、かつ水素、C1〜C38アルキル基、C2〜C38アルケニル基、C3〜C38アルキニル基、該基のそれぞれが、任意に1回以上−O−、−S−又はCOOにより中断されていてよい、1〜5回C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、CF3及び/又はFで置換されていてよいC7〜C100アリールアルキル基;及び任意に1回以上C1〜C25アルキル、C1〜C8アルコキシ、ハロゲン又はシアノにより置換されていてよいフェニル基から選択され;
3、A4及びA5は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される二価の基であり、
214及びR214′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、特にCF3、シアノ、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
3は、水素、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、
Figure 0006029679
であり、
ここで、R22〜R25及びR29〜R33は、互いに独立して、H、ハロゲン、シアノ又はC1〜C25アルキルを表し、かつ
26は、H、ハロゲン、シアノ、フェニル又はC1〜C25アルキルである。
式VIの化合物は、式I又はIIのDPPポリマー及び式VIの化合物の量を基準として、0.1〜99.9質量%、特に5〜95質量%の量で使用される。
3、A4及びA5は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される二価の基である。
3は、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される基である(点線は、DPP基本単位への結合を表す)。より好ましくはA3は、式
Figure 0006029679
で示される基である。最も好ましくは、A3は、式
Figure 0006029679
で示される基である。A3及びA4は、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される基である。より好ましくはA3及びA4は、式
Figure 0006029679
で示される基である。
3は、好ましくは、水素、シアノ、
Figure 0006029679
である。
式VIの化合物は、好ましくは、式
Figure 0006029679
で示される化合物であり、ここで、
a′は、1又は2であり;bは、0又は1であり;cは、0又は1であり;
1′及びR2′は、同じか又は異なり、かつC1〜C38アルキル基であり、
3、A4及びA5は、互いに独立して、式
Figure 0006029679
で示される二価の基であり、R3は、水素、シアノ、
Figure 0006029679
である。式VIの化合物の例は、以下に示される:
Figure 0006029679
ここで、R1′及びR2′は、同じであり、かつC1〜C38アルキル基である。
1′及びR2′は、C1〜C38アルキル基、好ましくはC4〜C24アルキル基、より好ましくはC8〜C24アルキル基、例えば、n−ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、2−エチル−ヘキシル、2−ブチル−ヘキシル、2−ブチル−オクチル、2−ヘキシルデシル、2−デシル−テトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル又はテトラコシルである。該C1〜C38アルキル、C4〜C24アルキル基及びC8〜C24アルキル基は、線状又は分枝鎖状であってよいが、しかし好ましくは分枝鎖状である。好ましくはR1′及びR2′は、同じ意味を有する。有利に、基R1′及びR2′は、式
Figure 0006029679
により表すことができ、ここで、m1=n1+2及びm1+n1≦24である。キラルな側鎖、例えばR1′及びR2′は、ホモキラル又はラセミのいずれかであってよく、これらは該化合物のモルホロジーに影響を及ぼすことができる。
式(VI)の化合物及びそれらの合成は、例えば、国際公開(WO)第2009/047104号及び国際公開(WO)第2012/041849号に記載されている。
式VIの目下最も好ましい化合物は、式
Figure 0006029679
で示される化合物である。前記誘導体は、該DPPポリマーをドープし、ソース/ドレイン電極に結合させ、かつ共通溶剤への良好な溶解度を提供することで特に良好である。
本発明のポリマーは、単独で又は組合せで、該半導体デバイスの有機半導体層として使用することができる。該層は、いずれの有用な手段、例えば、蒸着(相対的に低い分子量を有する材料用)及び印刷技術により用意することができる。本発明の化合物は、有機溶剤に十分に可溶であり、かつ溶液堆積し、かつパターン形成することができる(例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト(ウェーブ)プリンティング、ドロップ又はゾーンキャスティング又はその他の公知技術による)。
本発明のポリマーは、複数のOTFTsを含んでなる集積回路において、並びに多様な電子物品において使用することができる。そのような物品は、例えば、無線周波数識別システム(RFID)タグ、フレキシブルディスプレイ用のバックプレーン(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話又はハンドヘルドデバイスにおいて使用するため)、スマートカード、メモリデバイス、センサ(例えば光センサ、イメージセンサ、バイオセンサ、化学センサ、機械センサ又は温度センサ)、特にフォトダイオード又はセキュリティデバイス等を含む。その両極性のために、該材料は、有機発光トランジスタ(OLET)において使用することもできる。
本発明の更なる態様は、本発明の1種以上のポリマーを含んでなる、有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントである。更なる態様は、有機光電(PV)デバイス(太陽電池)、フォトダイオード又は有機電界効果トランジスタ(OFET)における本発明のポリマー又は材料の使用である。更なる態様は、本発明のポリマー又は材料を含んでなる、有機光電(PV)デバイス(太陽電池)、フォトダイオード又は有機電界効果トランジスタ(OFET)である。
本発明のポリマーは、典型的には、薄い有機層又はフィルムの形の、好ましくは30ミクロン未満の厚さの、有機半導体として使用される。典型的には、本発明の該半導体層は、多くとも1ミクロン(=1μm)の厚さであるけれども、必要とされる場合にはより厚くてもよい。多様な電子デバイス用途のためには、該厚さは、約1ミクロン未満の厚さであってもよい。例えば、OFETにおいて使用するためには、該層厚は、典型的には、100nm又はそれ未満でありうる。該層の正確な厚さは、例えば、該層が使用される電子デバイスの要件に依存する。
例えば、OFETにおける該ドレインとソースとの間の活性な半導体チャネルは、本発明の層を含みうる。
本発明によるOFETデバイスは、好ましくは、
・ソース電極、
・ドレイン電極、
・ゲート電極、
・半導体層、
・1つ以上のゲート絶縁体層、及び
・任意に基板を含んでなり、その際に、該半導体層は、本発明によるポリマー又は本発明による有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントを含んでなる。
該OFETデバイスにおける該ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極及び該絶縁層及び半導体層は、いずれの配列で配置されていてよいが、ただし、該ソース電極及びドレイン電極が、該ゲート電極から、該絶縁層により分離され、該ゲート電極及び該半導体層の双方ともが、該絶縁層と接触され、該ソース電極及び該ドレイン電極との双方ともが、該半導体層と接触される。
好ましくは、該OFETは、第一面及び第二面を有する絶縁体と、該絶縁体の第一面上に位置しているゲート電極と、該絶縁体の第二面に位置しており、本発明のポリマーを含んでなる層と、該ポリマー層上に位置しているドレイン電極及びソース電極とを含んでなる。
該OFETデバイスは、トップゲートデバイス又はボトムゲートデバイスであってよい。
OFETデバイスの適した構造及び製造方法は、当業者に公知であり、かつ文献、例えば国際公開(WO)第03/052841号に記載されている。
典型的には、本発明の半導体層は、多くとも1ミクロン(=1μm)の厚さであるけれども、必要とされる場合にはより厚くてもよい。多様な電子デバイス用途のためには、該厚さは、約1ミクロン未満であってもよい。例えば、OFETにおいて使用するためには、該層厚は、典型的には、100nm又はそれ未満でありうる。該層の正確な厚さは、例えば、該層が使用される該電子デバイスの要件に依存する。
該絶縁体層(誘電体層)は一般的に、無機材料フィルム又は有機ポリマーフィルムであってよい。該ゲート誘電体層として適した無機材料の例示的な例は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムジルコニウム等を含む。該ゲート誘電体層用の有機ポリマーの例示的な例は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ(ビニルフェノール)、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ(メタクリラート)、ポリ(アクリラート)、エポキシ樹脂、国際公開(WO)第07/113107号に記載されたような感光性レジスト等を含む。例示的な実施態様において、熱成長酸化ケイ素(SiO2)が、該誘電体層として使用されうる。
該誘電体層の厚さは、使用される該誘電体材料の誘電率に依存して、例えば、約10nm〜約2000nmである。該誘電体層の代表的な厚さは、約100nm〜約500nmである。該誘電体層は、例えば約10-12S/cm未満である伝導率を有しうる。
該ゲート絶縁体層は、例えばフルオロポリマー、例えば商業的に入手可能なCytop 809M(登録商標)又はCytop 107M(登録商標)(Asahi Glass製)を含みうる。好ましくは該ゲート絶縁体層は、例えば、スピンコーティング、ドクターブレ−ディング、ワイヤバーコーティング、スプレー又はディップコーティング又はその他の公知の方法により、絶縁体材料及び1個以上のフッ素原子を有する1種以上の溶剤(フルオロ溶剤)、好ましくはペルフルオロ溶剤を含んでなる配合物から、堆積される。適したペルフルオロ溶剤は、例えばFC75(登録商標)(Acrosから入手可能、カタログ番号12380)である。適したその他のフルオロポリマー及びフルオロ溶剤は、先行技術において公知であり、例えばペルフルオロポリマーTeflon AF(登録商標) 1600又は2400(DuPont製)又はFluoropel(登録商標)(Cytonix製)又はペルフルオロ溶剤FC 43(登録商標)(Acros、No. 12377)である。
式I又はIIのDPPポリマーを用いて該有機活性層を形成するためには、クロロホルム又はクロロベンゼンを含んでいる該有機活性層用の組成物が使用されうる。該有機活性層用の組成物中で使用される溶剤の例は、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン、メシチレン、インダン、テトラリン、デカリン又はそれらの混合物を含みうる。該有機活性層を形成する方法の例は、スクリーン印刷、印刷、スピンコーティング、スロットダイコーティング、ディッピング又はインクジェット印刷を含みうるが、しかしこれらに限定されうるものではない。
該誘電体材料が、溶液から該有機半導体上へ堆積される場合には、該材料は、該有機半導体の溶解をもたらすべきではない。同様に、該誘電体材料は、該有機半導体が該材料上へ溶液から堆積される場合に溶解されるべきではない。そのような溶解を回避する技術は、次のものを含む:オルソゴナルな溶剤の使用、すなわち、下にある層を溶解しない最上層を堆積させるための溶剤の使用、及び下にある層の架橋。該絶縁層の厚さは、好ましくは2μm未満、より好ましくは500nm未満である。
本発明のOFETに含まれる該ゲート電極及び該ソース/ドレイン電極において、典型的な金属が使用されてよく、その具体的な例は、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)を含むが、しかし、それらに限定されない。合金及び酸化物、例えば三酸化モリブデン及び酸化インジウムスズ(ITO)も使用されうる。好ましくは、該ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極のうち少なくとも1種の材料は、Cu、Ag、Au又はそれらの合金の群から選択される。該ソース電極及びドレイン電極は、熱による蒸発により堆積され、かつ当工業界において公知であるような標準のフォトリソグラフィー及びリフトオフ技術を用いてパターン形成されうる。
該基板は、リジッド又はフレキシブルであってよい。リジッド基板は、ガラス又はシリコンから選択されていてよく、かつフレキシブル基板は、薄いガラス又はプラスチック、例えばポリ(エチレンテレフタラート)(PET)、ポリエチレンナフタラート(PEN)、ポリカーボネート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリアクリラート、ポリイミド、ポリノルボルネン及びポリエーテルスルホン(PES)を含みうる。
選択的に、導電性ポリマーは、該ソース電極及びドレイン電極として堆積されうる。そのような導電性ポリマーの例は、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)であるけれども、その他の導電性ポリマーも当工業界において公知である。そのような導電性ポリマーは、溶液から、例えば、スピンコーティング又はインクジェット印刷技術及びその他の溶液堆積技術を用いて、堆積されうる。
該ソース電極及びドレイン電極は、好ましくは、製造の容易さのために同じ材料から形成される。しかしながら、該ソース電極及びドレイン電極が、それぞれ電荷の注入及び抽出の最適化のために異なる材料から形成されうることもわかるはずである。
ソース電極及びドレイン電極の典型的な厚さは、概ね、例えば、約40nm〜約1μmであり、その際に、より具体的な厚さは約100〜約400nmである。
該ソース電極と該ドレイン電極との間に定義されるチャネルの長さは、500ミクロンまでであってよいが、しかし好ましくは該長さは、200ミクロン未満、より好ましくは100ミクロン未満、最も好ましくは20ミクロン未満である。
その他の層は、該デバイスアーキテクチャに含まれうる。例えば、自己組織化単分子層(SAM)は、必要とされる場合には、該ゲート電極、ソース電極又はドレイン電極、基板、絶縁層及び有機半導体材料上に堆積されてよいので、結晶性を促進を促進し、接触抵抗を低下させ、表面特性を修正し、かつ付着を促進する。そのような単分子層用の例示的な材料は、長いアルキル鎖を有するクロロシラン又はアルコキシシラン、例えばオクタデシルトリクロロシランを含む。
該有機薄膜トランジスタを製造する方法は、次のものを含みうる:ソース電極及びドレイン電極を堆積させ;半導体層を該ソース電極及びドレイン電極上に形成させ、その際に、該半導体層は、該ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域において、該DPPポリマー及び該受容体化合物を含んでなる。該有機半導体材料は、好ましくは、溶液から堆積される。好ましい溶液堆積技術は、スピンコーティング及びインクジェット印刷を含む。その他の溶液堆積技術は、ディップコーティング、ロール印刷及びスクリーン印刷を含む。
ボトムゲートOFETデバイスは、以下に説明される方法を用いて形成されうる。
1.ゲート堆積及びパターン形成(例えばITOコート基板のパターン形成)。
2.誘電体堆積及びパターン形成(例えば架橋可能な、フォトパターン形成可能な誘電体)。
3.ソース−ドレイン材料の堆積及びパターン形成(例えば銀、フォトリソグラフィー)。
4.ソース−ドレイン表面処理。該表面処理グループは、該基板を、自己集積化材料の溶液中へ浸漬することによるか、又は希釈溶液からのスピンコーティングにより適用することにより、適用することができる。過剰の(結合されない)材料は、洗浄により除去することができる。
5.該有機半導体材料の堆積(例えばインクジェット印刷による)。
この技術は、トップゲートデバイスとも適合性である。この場合に、該ソース−ドレイン層は、最初に堆積され、かつパターン形成される。該表面処理は次いで、有機半導体材料、ゲート誘電体及びゲート堆積の前に、該ソース−ドレイン層に適用される。
OFETsは、幅広い範囲の可能な用途を有する。そのような用途の一つは、光学デバイス(装置)、好ましくは有機光学デバイスにおいて画素を駆動することである。そのような光学デバイスの例は、光応答性デバイス、特に光検出器、及び発光デバイス、特に有機発光デバイスを含む。高移動度OTFTsは、活性マトリックス有機発光デバイスを用いる使用のため、例えばディスプレイ用途において使用するための、バックプレーンとして特に適している。
本発明のポリマーは、有機光電(PV)デバイス(太陽電池)において使用されうる。それに応じて、本発明は、本発明によるポリマーを含んでなるPVデバイスを提供する。この構成のデバイスは、整流する性質も有するので、フォトダイオードとも呼ばれうる。光応答性デバイスは、光から電気を発生させる太陽電池として及び光を測定又は検出する光検出器としての用途を有する。
該PVデバイスは、
(a)カソード(電極)、
(b)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、特にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に、平滑化層、
(e)アノード(電極)、
(f)基板
をこの順序で含んでなる。
該光活性層は、本発明のポリマーを含んでなる。好ましくは、該光活性層は、電子供与体としての本発明の共役ポリマーと、電子受容体としての受容体材料、例えばフラーレン、特に官能化フラーレンPCBMとから、作製される。
ヘテロ接合太陽電池のためには、該活性層は、好ましくは、本発明のポリマー及びフラーレン、例えば[60]PCBM(=6,6−フェニル−C61−酪酸メチルエステル)又は[70]PCBMの混合物を1:1〜1:3の質量比で含んでなる。本発明において有用なフラーレンは、幅広い範囲のサイズ(1分子あたりの炭素原子の数)を有しうる。本明細書で使用されるようなフラーレンという用語は、バックミンスターフラーレン(C60)及び関連の“球状の”フラーレン並びにカーボンナノチューブを含め、純炭素の多様なかご状分子を含む。フラーレンは、当工業界において公知であるもの、例えば、C20〜C1000にわたるものから選択されうる。好ましくは、該フラーレンは、C60〜C96の範囲から選択される。最も好ましくは該フラーレンは、C60又はC70、例えば[60]PCBM又は[70]PCBMである。化学的に変性されたフラーレンを利用することも許容されるが、ただし、変性された該フラーレンが、受容体型の特性及び電子移動度の特性を保持するものとする。該受容体材料は、いずれの半導体ポリマー、例えば、本発明のポリマー、ただし、該ポリマーは、受容体型の特性及び電子移動度の特性を保持するものとする、有機小分子、カーボンナノチューブ、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)からなる群から選択される材料であってもよい。
該光活性層は、電子供与体としての本発明のポリマーと、電子受容体としてのフラーレン、特に官能化フラーレンPCBMとから作製される。これらの二種の成分は、溶剤と混合され、溶液として、該平滑化層上へ、例えば、スピンコーティング法、ドロップキャスティング方法、ラングミュア−ブロジェット(“LB”)法、インクジェット印刷法及びドリッピング法により、適用される。スキージー法又は印刷法は、より大きな表面をそのような光活性層でコートするために使用されることもできる。典型的であるトルエンの代わりに、分散剤、例えばクロロベンゼンが、好ましくは、溶剤として使用される。これらの方法の中では、真空蒸着法、スピンコーティング法、インクジェット印刷法及びキャスティング法は、操作の容易さ及びコストを考慮して、特に好ましい。
該スピンコーティング法、キャスティング方法及びインクジェット印刷法を使用することにより該層を形成する場合に、該コーティングは、適切な有機溶剤、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、アニソール、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン及びそれらの混合物中で、0.01〜90質量%の濃度で該組成物を溶解又は分散させることにより調製される溶液及び/又は分散液を用いて実施することができる。
該光電(PV)デバイスは、太陽スペクトルをより多く吸収するために互いに重なり合って加工される、多接合太陽電池からなっていてもよい。そのような構造体は、例えば、App. Phys. Let. 90, 143512 (2007)、Adv. Funct. Mater. 16, 1897-1903 (2006)及び国際公開(WO)第2004/112161号に記載されている。
いわゆる‘タンデム形太陽電池’は、
(a)カソード(電極)、
(b)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、特にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に、平滑化層、
(e)中間電極(例えばAu、Al、ZnO、TiO等)
(f)任意に、そのエネルギー準位に適合させるための追加の電極、
(g)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、特にフッ化リチウム、
(h)光活性層、
(i)任意に、平滑化層、
(j)アノード(電極)、
(k)基板
をこの順序で含んでなる。
該PVデバイスは、例えば、米国特許出願公開(US)第2007/0079867号明細書及び米国特許出願公開(US)第2006/0013549号明細書に記載されたように、ファイバー上に加工されてもよい。
それらの卓越した自己組織化特性のために、本発明のポリマーを含んでなる材料又はフィルムは、単独で又はその他の材料と一緒に、例えば米国特許出願公開(US)第2003/0021913号明細書に記載されるような、LCD又はOLEDデバイスにおける配向膜において又は配向膜として、使用することもできる。
次の実施例は、例示的な目的のためのみに含まれており、かつ請求の範囲を限定するものではない。他に述べない限り、全ての部及びパーセントは質量による。
質量平均分子量(Mw)及び多分散性(Mw/Mn=PD)を、高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)により決定される[装置:屈折率(RI)からの応答を生じるPolymer Laboratories(Church Stretton、UK;今はVarian)からのGPC PL 220、クロマトグラフィー条件:カラム:Polymer Laboratories(Church Stretton、UK)からの3本の“PLgel Olexis”カラム;13μmの平均粒度を有する(寸法300×内径8mm)、移動相:真空蒸留により精製され、かつブチルヒドロキシトルエン(BHT、200mg/l)により安定化された1,2,4−トリクロロベンゼン、クロマトグラフィー温度:150℃;移動相流:1ml/分;溶質濃度:約1mg/ml;注入体積:200μl;検出:RI、分子量校正の手順:相対的な校正を、1 930 000Da〜5 050Da、すなわち、PS 1 930 000、PS 1 460 000、PS 1 075 000、PS 560 000、PS 330 000、PS 96 000、PS 52 000、PS 30 300、PS 10 100、PS 5 050Daの分子量範囲を走査する、Polymer Laboratories(Church Stretton、UK)から得られる10個のポリスチレン校正標準のセットを使用することにより行う。多項式の校正を、該分子量を計算するために使用する。
以下の実施例において与えられた全てのポリマー構造は、前記の重合手順により得られるポリマー生成物の理想化された代表例である。二種よりも多い成分が、互いに共重合される場合には、該ポリマー中の配列は、該重合条件に応じて、交互又はランダムのいずれかであってよい。
例1
a)ポリマー調製:
Figure 0006029679
ジブロモ化合物[1000623−98−2]4.021g(1当量)、ジボロン酸エステル[175361−81−6]1.204g(0.8当量)、ジボロン酸エステル[239075−02−6]0.368g(0.2当量)、酢酸パラジウム(II)0.0395g及びホスフィン配位子
Figure 0006029679
[672937−61−0]0.202gを、アルゴン下で脱気されたテトラヒドロフラン中に反応器中で還流で溶解させる。次いで、LiOH一水和物[1310−66−3]1.13gを添加し、該反応混合物を更に2時間還流する。該反応混合物を次いで、メタノール上に注ぎ、ろ過し、メタノールで洗浄する。そのろ過ケークを次いで、ソックスレー抽出により、最初にn−ヘプタンで、次いでシクロヘキサンで及び最後にテトラヒドロフランで、分別する。該生成物を、アセトンを用いて該テトラヒドロフランフラクションから沈殿させて、ろ過し、アセトンで洗浄する。該生成物を次いでクロロホルム中に溶解させ、水中5%NaCN溶液と一緒に一晩にわたって還流する。該相を分離し、該クロロホルム溶液を水で3回洗浄し、該生成物を、次いでメタノールを用いて該クロロホルム溶液から沈殿させて、式P−1(x:y=80:20)のポリマーを得る。該ポリマーは、高温GPCにより特性決定され、かつその分子量は、54700で、2のMw/Mn比を有する。
b)溶液調製:
次いで、溶液(ゾル−1)を、該ポリマーP−1 0.75%をトルエン中に溶解させることにより調製する。40℃で2時間撹拌後に、ゾル−1を、0.45ミクロンフィルターでろ過する。
c)有機電界効果トランジスタ(OFET;トップゲートボトムコンタクト)の調製
c1)基板調製
ポリエチレンテレフタラート(PET)のフレキシブルフィルム(Mitsubishi Hostaphan GN)を30nmの厚さの金層でコートする。くし形電極を、該金層上にフォトリソグラフィーにより作製する。該チャネル幅Lは10ミクロンであり、かつその長さWは10000ミクロンであるので、1000のW/L比となる。該基板を次いで、該電極を作製するのに使用され、いずれの残っている痕跡量のフォトレジストを除去するために、アセトン及びイソプロパノールで注意深く清浄にする。
c2)有機半導体層
該半導体溶液ゾル−1を、清浄にしたフレキシブル基板上にスピンコートする。次いで、該フィルムを、ホットプレート上で90℃で空気中で30秒間乾燥させる。該スピン条件(rpm=1500で15秒間)は、乾燥後の該半導体フィルムの厚さが50±5nmになるようなものである(厚さはDektak 6M(Veecoから)を用いて測定)。
c3)誘電体層
該誘電体溶液は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA) 950K(Allresistからの1004084)の4%酢酸ブチル/乳酸エチル(60/40)溶液である。該誘電体溶液を、乾燥させた半導体層上に、スピンコーティング(rpm=1800で30秒間)により適用して、500nm±10nmの厚さ(乾燥後)が生じる。該誘電体層を、90℃で空気中で2分間乾燥させる。該誘電体フィルムのキャパシタンスは、5.8±0.2nF/cm2である。
c4)ゲート
該ゲート電極を、該誘電体上に金50nmの熱による蒸発により作製する。該蒸発を高真空(<10-5トル)下で行う。
c5)OFET測定
OFETの飽和移動曲線を、Keithley 2612Aソースメータを用いて測定した。0.11±0.004cm2/sec*Vの−15Vのゲート電圧での観察された飽和ホール移動度(42個のOFETsの平均)(−20Vでのドレイン電圧セット)及び次いで1V/decのサブスレショルドスイング。
該ポリマーP−1は、有機溶剤への卓越した溶解度及び卓越した塗膜形成能を有する。該半導体層がポリマーP−1からなる応用例1のOFETは、卓越した加工性(再現性)、ホール移動度及びサブスレショルドスイングを示す。
例2〜5及び比較例1〜4
a)ポリマー調製:
ポリマーP−2〜P−9を、例1a)におけるポリマーP−1に記載されたように調製するが、ただし、ジボロン酸エステル[175361−81−6]及びジボロン酸エステル[239075−02−6]の比を、それに応じて変更する。
b)溶液調製
次いで、溶液を、トルエン中のそれぞれの該ポリマー0.75%を溶解させることにより調製する。40℃で2時間撹拌した後に、該溶液を、0.45ミクロンフィルターでろ過し、それにより、半導体溶液が得られる。
c)有機電界効果トランジスタ(OFET;トップゲートボトムコンタクト)の調製
c1)基板調製:
ポリエチレンテレフタラート(PET)のフレキシブルフィルム(Mitsubishi Hostaphan GN)を30nmの厚さの金層でコートする。くし形電極を、該金層上にフォトリソグラフィーにより作製する。該チャネル幅Lは10ミクロンであり、かつその長さWは10000ミクロンであるので、1000のW/L比となる。該基板を次いで、該電極を作製するのに使用され、いずれの残っている痕跡量のフォトレジストを除去するために、アセトン及びイソプロパノールで注意深く清浄にする。
c2)有機半導体層
該半導体溶液を、清浄にしたフレキシブル基板上にスピンコートする。次いで、該フィルムを、ホットプレート上で90℃で空気中で30秒間乾燥させる。該スピンコーティング条件は、乾燥後の該半導体フィルムの厚さが50±5nmになるようなものである(厚さはDektak 6M(Veecoから)を用いて測定)。
c3)誘電体層
該誘電体溶液は、PMMA 950K(Allresistからの1004084)の4%酢酸ブチル/乳酸エチル(60/40)溶液である。該誘電体溶液を、乾燥させた半導体層上に、スピンコーティング(rpm=1800で30秒間)により適用して、500nm±10nmの厚さ(乾燥後)が生じる。該誘電体層を、90℃で空気中で2分間乾燥させる。該誘電体フィルムのキャパシタンスは5.8±0.1nF/cm2である。
c4)ゲート
該ゲート電極を、該誘電体上に金50nmの熱による蒸発により作製する。該蒸発を高真空(<10-5トル)下で行う。
c5)OFET測定
例2〜5及び比較例1〜4において得られたOFETの飽和移動曲線を、Keithley 2612Aソースメータを用いて測定する。観察されたホール移動度は、−15Vのゲート電圧でドレイン電圧=−20Vを有する飽和移動曲線から計算される42個のOFETsの平均である。半導体としてポリマーP−2〜P−9を用いて、例2〜5及び比較例1〜4において得られたOFETsのホール移動度並びにポリマーP−2〜P−9のx、Mw、Mn及びMw/Mnは、以下の表に示されている。
Figure 0006029679
1) (x+y=1)。
2)w=質量平均分子量。Mn=数平均分子量。
ポリマーP−7(x=0.60)、P−8(x=0.40)及びP−9(x=0)が半導体として使用される比較例2及び3において得られたOFETsの移動度は、x=0.70〜0.99を有するポリマーが半導体として使用される例2〜5において得られたOFETsの移動度よりも低い。ポリマーP−6(x=1)が半導体として使用される比較例1において得られたOFETの移動度の標準偏差は、x=0.70〜0.99を有するポリマーが半導体として使用される例2〜5において得られたOFETsの移動度の標準偏差(より高い再現性)よりも高い。x=0.8(y=0.2)の値は、最高の移動度について最小の標準偏差(最高の再現性)に関して最良の妥協に相当する。
例6
a)基板調製:
ポリエチレンテレフタラート(PET)のフレキシブルフィルム(Mitsubishi Hostaphan GN)を30nmの厚さの金層でコートする。くし形電極を、該金層上にフォトリソグラフィーにより作製する。該チャネル幅Lは10ミクロンであり、かつその長さWは10000ミクロンであるので、1000のW/L比となる。該基板を次いで、該電極を作製するために使用され、いずれの残っている痕跡量のフォトレジストを除去するために、アセトン及びイソプロパノールで注意深く清浄にする。
b)溶液調製:
溶液A:
Figure 0006029679
で示されるポリマー(P−10、MW:60700;x=0.80、y=0.20)0.75%を、トルエン中に80℃で4時間、溶解させる。
溶液B:
Figure 0006029679
で示される化合物0.75%を、トルエン及びクロロホルム(95:5)の混合物中に50℃で2時間、溶解させる。
溶液B 5質量%を、溶液A(=半導体溶液)95質量%と混合する。
c)OFET調製(トップゲートボトムコンタクト)
c1)有機半導体層
該半導体溶液を、空気(クリーンルーム)中で、清浄にしたフレキシブル基板上にドクターブレーディングする。次いで、該フィルムを、ホットプレート上で90℃で空気中で30秒間乾燥させる。該ブレーディング条件は、乾燥後の該半導体フィルムの厚さが60±5nmになるようなものである(厚さはDektak 6M(Veecoから)を用いて測定)。
c2)誘電体層
該誘電体溶液は、Cytop溶液(AGC CE (Asahi Glass Chemical)、CYTOP CT-809M)である。該誘電体溶液を、乾燥させた半導体層上に、スピンコーティング(rpm=1800で30秒間)により適用して、500nm±10nmの厚さ(乾燥後)が生じる。該誘電体層を、90℃で空気中で2分間乾燥させる。該誘電体フィルムのキャパシタンスは、3.8±0.02nF/cm2である。
c3)ゲート
該ゲート電極を、該誘電体上の金50nmの熱による蒸発により作製する。蒸発を高真空(<10-5 トル)下で行う。
d)OFET測定
OFETの飽和移動曲線を、Keithley 2612Aソースメータを用いて測定する。−15Vのゲート電圧での観察されたホール移動度(ドレイン電圧=−20Vを有する飽和移動曲線から計算される42個のOFETsの平均)は、0.75±0.03cm2/sec*V及び0.6V/DEC未満のサブスレショルドスイングである。該サブスレショルドスイング(より低い方がより好ましい)は、該誘電体/半導体界面での閉じ込め状態の濃度の指標である。最善の状態で、室温で、それは60mV/decでありうる。
比較例5
例7を繰り返すが、ただし、ポリマーP−10及び化合物A−1の代わりにポリマーP−10が半導体層を形成し、これは、0.7V/DEC未満のサブスレショルドスイングを有する0.5±0.05cm2/sec*Vの移動度をもたらす。

Claims (15)


  1. Figure 0006029679
    で示されるポリマーであって、ここで、
    x=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01であり、かつx+y=1であり、
    r+s=0.50〜0.99、t+u=0.50〜0.01であり、かつr+s+t+u=1であり、
    Aは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    1及びR2は、同じか又は異なっていてよく、かつ水素、C1〜C38アルキル基、C2〜C38アルケニル基、C3〜C38アルキニル基、該基のそれぞれが、任意に1回以上−O−、−S−又はCOOにより中断されていてよい、1〜5回C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、CF3及び/又はFで置換されていてよいC7〜C100アリールアルキル基;及び任意に1回以上C1〜C25アルキル、C1〜C8アルコキシ、ハロゲン又はシアノにより置換されていてよいフェニル基から選択され;
    Ar1及びAr2は、互いに独立して、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    Bは、Aとは異なる、式IIIの基であり、
    Dは、Ar1の意味を有するか、又は式
    Figure 0006029679
    で示される基であり;
    204及びR205は、互いに独立して、H、CN、COOR206又はC1〜C8アルキルであり;
    206は、C1〜C18アルキル基であり;
    Eは、Dとは異なる、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    kは、1であり、
    lは、0又は1であり、
    vは、0又は1であり、
    zは、0又は1であり、
    aは、1〜5の整数であり、
    Ar4、Ar5、Ar6及びAr7は、互いに独立して、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、X5及びX6のうち一方はNであり、かつ他方はCR14であり、
    Ar20は、アリーレン基又はヘテロアリーレン基であり、該基のそれぞれが、任意に置換されていてよく、
    12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
    Figure 0006029679
    であり、
    13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、
    14、R14′、R15、R15′、R17及びR17′は、互いに独立して、H又は任意に1個以上の酸素原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル基であり;
    18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
    19は、水素、C7〜C25アラルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキルであり;
    20及びR20′は、互いに独立して、水素、C7〜C25アラルキル、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキルであり、
    7は、−O−、−S−、−NR115−、−Si(R117)(R117′)−、−C(R120)(R120′)−、−C(=O)−、
    Figure 0006029679
    であり、
    8は、−O−又は−NR115−であり;
    100及びR100′は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、Oにより中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、Oにより中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリールであり;
    101及びR101′は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、Oにより中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、Oにより中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリールであり;
    102及びR102′は、互いに独立して、H、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
    103及びR103′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール;C7〜C25アリールアルキル、CN又はC1〜C25アルコキシであるか;又は
    103及びR103′は一緒になって、環を形成し、
    115及びR115′は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;又はC7〜C25アリールアルキルであり、
    116は、水素、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキル、C1〜C18ペルフルオロアルキル又はC1〜C18アルコキシにより置換されているC6〜C18アリール;C1〜C25アルキル;−O−又は−S−により中断されているC1〜C25アルキル;又は−COOR119であり;R119は、C1〜C38アルキルであり;
    117及びR117′は、互いに独立して、C1〜C35アルキル基、C7〜C25アリールアルキル又は任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいフェニル基であり、
    120及びR120′は、互いに独立して、水素、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキル;又はC7〜C25アリールアルキルであり、かつ
    121は、H、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C18アルキル、C1〜C18ペルフルオロアルキル、任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC6〜C24アリール;任意に1〜3回C1〜C8アルキル及び/又はC1〜C8アルコキシで置換されていてよいC2〜C20ヘテロアリール;又はCNである、
    ポリマー。
  2. Ar1及びAr2は、互いに独立して、式
    Figure 0006029679
    で示される基である、請求項1記載のポリマー。
  3. Aは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    ここで、R1及びR2は、互いに独立して、C1〜C38アルキル基である、請求項1又は2記載のポリマー。
  4. Dは、式
    Figure 0006029679
    で示される基である、請求項1から3までのいずれか1項記載のポリマー。
  5. Eは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    100、R100′、R102、R102′、R120及びR120′は、請求項1に定義されたとおりであり、
    Ar20は、任意に置換されていてよいアリーレン基又は任意に置換されていてよいヘテロアリーレン基であり、
    12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
    Figure 0006029679
    であり、
    13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、
    15及びR15′は、互いに独立して、H又は任意に1個以上の酸素原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル基であり、
    18及びR18′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキル、C7〜C25アラルキル又はC1〜C25アルコキシであり;かつ
    20及びR20′は、互いに独立して、水素、C7〜C25アラルキル、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよい、C1〜C25アルキル、特にC4〜C25アルキルである、請求項1から4までのいずれか1項記載のポリマー。

  6. Figure 0006029679
    で示される繰返し単位を含んでなり、ここで
    x=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01であり、かつx+y=1であり、
    Aは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    ここで、R1は、C1〜C38アルキル基であり、
    Dは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    Eは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
    Figure 0006029679
    であり、
    13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、かつ
    120及びR120′は、互いに独立して、水素又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキルである、請求項1記載のポリマー。

  7. Figure 0006029679
    で示される繰返し単位を含んでなり、ここで、
    r+s=0.70〜0.99、t+u=0.30〜0.01であり、かつr+s+t+u=1であり、
    Aは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    Bは、Aとは異なる、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    1は、C1〜C38アルキル基、特にC8〜C24アルキル基であり、
    Dは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    Eは、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、ここで、
    12及びR12′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル又は
    Figure 0006029679
    であり、
    13は、C1〜C8アルキル基又はトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり、かつ
    120及びR120′は、互いに独立して、水素又は任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C38アルキルである、請求項1記載のポリマー。

  8. Figure 0006029679
    で示されるポリマーであり、
    ここで、x=0.70〜0.99、y=0.30〜0.01であり、かつx+y=1であり、
    1は、C2〜C24アルキル基である、請求項1記載のポリマー。
  9. (a)請求項1から8までのいずれか1項記載のポリマー、及び
    (b)任意に少なくとも他の材料
    を含んでなる、有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネント。
  10. 該他の材料が、式
    Figure 0006029679
    で示される化合物であり、ここで、
    1及びA2は、互いに独立して、式
    Figure 0006029679
    で示される基であり、
    a′は、1又は2であり;bは、0又は1であり;cは、0又は1であり;
    1′及びR2′は、同じか又は異なっていてよく、かつ水素、C1〜C38アルキル基、C2〜C38アルケニル基、C3〜C38アルキニル基、該基のそれぞれが、任意に1回以上−O−、−S−又はCOOにより中断されていてよい、1〜5回C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、CF3及び/又はFで置換されていてよいC7〜C100アリールアルキル基;及び任意に1回以上C1〜C25アルキル、C1〜C8アルコキシ、ハロゲン又はシアノにより置換されていてよいフェニル基から選択され;
    3、A4及びA5は、互いに独立して、式
    Figure 0006029679
    で示される二価の基であるか、又は、
    214及びR214′は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、特にCF3、シアノ、任意に1個以上の酸素原子又は硫黄原子により中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル又はC1〜C25アルコキシであり;
    3は、水素、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、
    Figure 0006029679
    であり、ここで、R22〜R25及びR29〜R33は、互いに独立して、H、ハロゲン、シアノ又はC1〜C25アルキルを表し、かつ
    26は、H、ハロゲン、シアノ、フェニル又はC1〜C25アルキルである、請求項9記載の有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネント。
  11. 請求項1から8までのいずれか1項記載のポリマー又は請求項9又は10記載の有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントを含んでなる、半導体デバイス。
  12. 有機光電デバイス、フォトダイオード又は有機電界効果トランジスタである、請求項10記載の半導体デバイス。
  13. 有機半導体デバイスを製造する方法であって、該方法が、有機溶剤中の請求項1から8までのいずれか1項記載のポリマーの溶液及び/又は分散液を適した基板に適用し、かつ該溶剤を除去することを含んでなる、有機半導体デバイスを製造する方法。
  14. 光電デバイス、フォトダイオード又は有機電界効果トランジスタにおける、請求項1から8までのいずれか1項記載のポリマー又は請求項9記載の有機半導体材料、有機半導体層又は有機半導体コンポーネントの使用。

  15. Figure 0006029679
    で示されるポリマーを製造する方法であって、

    Figure 0006029679
    に対応するジハロゲン化物を、式
    Figure 0006029679
    に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルと、溶剤中及び触媒の存在下で反応させるか;又は

    Figure 0006029679
    に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルを、式
    Figure 0006029679
    に対応するジハロゲン化物と、溶剤中及び触媒の存在下で反応させる
    ことを含んでなるか;又は

    Figure 0006029679
    で示されるポリマーを製造する方法であって、式
    Figure 0006029679
    に対応するジハロゲン化物を、式
    Figure 0006029679
    に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルと反応させるか;又は

    Figure 0006029679
    に対応するジボロン酸又はジボロン酸エステルを、式
    Figure 0006029679
    に対応するジハロゲン化物と反応させることを含んでなり;
    ここで、r、s、t、u、v、x及びy、A、B、D及びEは、請求項1に定義されたとおりであり、
    11′は、それぞれ独立して、Cl、Br又はIであり、
    11は、それぞれ独立して、−B(OH)2、−B(OY12
    Figure 0006029679
    であり、ここで、Y1は、それぞれ独立して、C1〜C10アルキル基であり、かつY2は、それぞれ独立して、C2〜C10アルキレン基であり、かつY13及びY14は、互いに独立して、水素又はC1〜C10アルキル基である、
    ポリマーを製造する方法。
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