WO2011052709A1 - 高分子化合物 - Google Patents

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WO2011052709A1
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吉村 研
健一郎 大家
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住友化学株式会社
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    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50Photovoltaic [PV] devices
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a polymer compound having a specific structure.
  • the organic thin film solar cell which is one aspect of the photoelectric conversion element can omit the high-temperature and high-vacuum process used in the manufacturing process of the silicon-based solar cell, and can be manufactured at low cost only by the coating process.
  • a polymer compound used for an organic thin film solar cell a polymer compound composed of a repeating unit (A) and a repeating unit (B) has been proposed (Patent Document 1).
  • a photoelectric conversion element having an organic layer containing the polymer compound does not necessarily have sufficient short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a polymer compound that increases short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency when used in an organic layer contained in a photoelectric conversion element.
  • the present invention first provides a polymer compound having a structural unit represented by the formula (1).
  • the structural unit represented by the formula (1) is a divalent group.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same or different and each represents a trivalent heterocyclic group.
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, Arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, acyl group, acyloxy group, amide group, acid imide group, amino group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, 1
  • a valent heterocyclic group, heterocyclic oxy group, heterocyclic thio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, carboxyl group or cyano group is represented.
  • R 50 is a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, acyl group, acyloxy group, amide Group, acid imide group, amino group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, monovalent heterocyclic group, heterocyclic oxy group, heterocyclic thio group, arylalkenyl group, An arylalkynyl group, a carboxyl group or a cyano group is represented.
  • R 51 is an alkyl group having 6 or more carbon atoms, an alkyloxy group having 6 or more carbon atoms, an alkylthio group having 6 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an aryloxy group having 6 or more carbon atoms.
  • X 1 and Ar 2 are bonded to atoms adjacent to each other in the heterocyclic ring constituting Ar 1
  • C (R 50 ) (R 51 ) and Ar 1 are bonded to atoms adjacent to each other in the heterocyclic ring constituting Ar 2.
  • the present invention provides a thin film containing the polymer compound.
  • the present invention provides a composition comprising the polymer compound and an electron accepting compound.
  • the present invention provides a thin film containing the composition.
  • the present invention provides an ink containing the composition and a solvent.
  • the present invention provides a compound represented by the formula (3).
  • R 52 , R 53 , R 60 and R 61 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • the present invention provides a compound represented by the formula (4).
  • R 60 , R 61 , R 52 and R 53 are the same or different and are a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • V 1 and V 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkyl group, an aryl group, or an arylalkyl group. ]
  • the present invention provides a compound represented by the formula (5).
  • R 52 and R 53 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group.
  • An oxy group, a heterocyclic thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group, or a cyano group is represented.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • the present invention provides a compound represented by the formula (5-1).
  • R 60 , R 52 and R 53 are the same or different and are a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, aryl Alkyloxy group, arylalkylthio group, acyl group, acyloxy group, amide group, acid imide group, amino group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, monovalent heterocyclic group Represents a heterocyclic oxy group, a heterocyclic thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group or a cyano group.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • V 1 represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkyl group, an aryl group or an arylalkyl group.
  • Tenth aspect of the present invention provides compounds represented by formulas (8-1) and (8-2).
  • R 62 to R 65 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group.
  • An oxy group, a heterocyclic thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group, or a cyano group is represented.
  • Ar 3 to Ar 6 are the same or different and each represents a trivalent heterocyclic group.
  • W 3 and W 4 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • Z represents an arylene group or a divalent heterocyclic group.
  • R 62 to R 65 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group.
  • An oxy group, a heterocyclic thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group, or a cyano group is represented.
  • Ar 3 to Ar 6 are the same or different and each represents a trivalent heterocyclic group.
  • W 3 and W 4 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • Z represents an arylene group or a divalent heterocyclic group.
  • the photoelectric conversion element having an organic layer containing the polymer compound of the present invention has a large short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency, the present invention is extremely useful.
  • the polymer compound of the present invention is characterized by having a structural unit represented by the formula (1).
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group.
  • the alkyl group may be linear or branched, and may be a cycloalkyl group.
  • the alkyl group usually has 1 to 30 carbon atoms.
  • 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 tomb, 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, 3, 7-dimethyloctyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecy
  • the alkyloxy group may be linear or branched, and may be a cycloalkyloxy group.
  • the alkyloxy group may have a substituent.
  • the alkyloxy group usually has about 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of the alkyloxy group which may have a substituent include methoxy, ethoxy, propoxy, iso-propoxy, butoxy.
  • Group iso-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyl Examples thereof include an oxy group, a lauryloxy group, a trifluoromethoxy group, a pentafluoroethoxy group, a perfluorobutoxy group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, a methoxymethyloxy group, and a 2-methoxyethyloxy group.
  • a group may have a substituent means that part or all of the hydrogen atoms of the group may be substituted by the substituent.
  • the term “optionally substituted” may be rephrased as “optionally substituted”.
  • a divalent organic group which may have a substituent means a divalent organic group in which part or all of the hydrogen atoms in the divalent organic group may be substituted with a substituent. It refers to a group and may be rephrased as “an optionally substituted divalent organic group”.
  • the “hydrocarbon group optionally having a substituent” means a hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group may be substituted with a substituent. It may be paraphrased as “an optionally substituted hydrocarbon group”.
  • the alkylthio group may be linear or branched, and may be a cycloalkylthio group.
  • the alkylthio group may have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the alkylthio group is usually about 1 to 20, and specific examples of the alkylthio group which may have a substituent include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an iso-propylthio group, a butylthio group, iso-butylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, cyclohexylthio group, heptylthio group, octylthio group, 2-ethylhexylthio group, nonylthio group, decylthio group, 3,7-dimethyloctylthio group, laurylthio group, A
  • the aryl group usually has about 6 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Specific examples of the aryl group which may have a substituent include a phenyl group and a C1-C12 alkyloxyphenyl group (C1-C12 alkyl indicates that the number of carbon atoms is 1-12.
  • C1- C12 alkyl is preferably C1 to C8 alkyl, more preferably C1 to C6 alkyl, C1 to C8 alkyl is alkyl having 1 to 8 carbon atoms, and C1 to C6 alkyl is carbon It represents alkyl having 1 to 6 atoms, and specific examples of C1 to C12 alkyl, C1 to C8 alkyl, and C1 to C6 alkyl include those described and exemplified above for the alkyl group. And C1-C12 alkylphenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, and pentafluorophenyl group.
  • the aryloxy group usually has about 6 to 60 carbon atoms, and the carbon atom contained in the aromatic ring may have a substituent.
  • Specific examples of the aryloxy group which may have a substituent include phenoxy group, C1-C12 alkyloxyphenoxy group, C1-C12 alkylphenoxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, pentafluoro A phenyloxy group is mentioned.
  • the arylthio group usually has about 6 to 60 carbon atoms, and the carbon atom contained in the aromatic ring may have a substituent.
  • Specific examples of the arylthio group which may have a substituent include a phenylthio group, a C1-C12 alkyloxyphenylthio group, a C1-C12 alkylphenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group, and pentafluorophenyl.
  • a thio group is mentioned.
  • the arylalkyl group usually has about 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Specific examples of the arylalkyl group which may have a substituent include a phenyl-C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkyloxyphenyl-C1-C12 alkyl group, and a C1-C12 alkylphenyl-C1-C12 alkyl group.
  • the arylalkyloxy group usually has about 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Specific examples of the arylalkyloxy group which may have a substituent include phenyl-C1-C12 alkyloxy group, C1-C12 alkyloxyphenyl-C1-C12 alkyloxy group, C1-C12 alkylphenyl-C1- Examples thereof include a C12 alkyloxy group, a 1-naphthyl-C1 to C12 alkyloxy group, and a 2-naphthyl-C1 to C12 alkyloxy group.
  • the arylalkylthio group usually has about 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Specific examples of the arylalkylthio group which may have a substituent include phenyl-C1-C12 alkylthio group, C1-C12 alkyloxyphenyl-C1-C12 alkylthio group, C1-C12 alkylphenyl-C1-C12 alkylthio group. 1-naphthyl-C1-C12 alkylthio group, and 2-naphthyl-C1-C12 alkylthio group.
  • Acyl groups usually have about 2 to 20 carbon atoms.
  • 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.
  • Acyloxy groups usually have about 2 to 20 carbon atoms.
  • Specific examples of the acyloxy group include an acetoxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, an isobutyryloxy group, a pivaloyloxy group, a benzoyloxy group, a trifluoroacetyloxy group, and a pentafluorobenzoyloxy group.
  • the amide group usually has about 1 to 20 carbon atoms.
  • An amide group refers to a group obtained by removing a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom from an amide.
  • Specific examples of the amide group include a formamide group, an acetamide group, a propioamide group, a butyroamide group, a benzamide group, a trifluoroacetamide group, a pentafluorobenzamide group, a diformamide group, a diacetamide group, a dipropioamide group, a dibutyroamide group, and a dibenzamide group. , Ditrifluoroacetamide group and dipentafluorobenzamide group.
  • the acid imide group refers to a group obtained by removing a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom from an acid imide.
  • Specific examples of the acid imide group include a succinimide group and a phthalimide group.
  • the substituted amino group usually has about 1 to 40 carbon atoms.
  • substituent amino group include methylamino group, dimethylamino group, ethylamino group, diethylamino group, propylamino group, dipropylamino group, isopropylamino group, diisopropylamino group, butylamino group, isobutylamino group, tert-Butylamino, pentylamino, hexylamino, cyclohexylamino, heptylamino, octylamino, 2-ethylhexylamino, nonylamino, decylamino, 3,7-dimethyloctylamino, laurylamino , Cyclopentylamino group, dicyclopentylamino group, cyclohexylamino group, dicyclohexylamino group, pyrrolidyl group
  • substituted silyl group examples include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tri-n-propylsilyl group, tri-iso-propylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, and tri-p-xylylsilyl group.
  • substituted silyloxy group examples include trimethylsilyloxy group, triethylsilyloxy group, tri-n-propylsilyloxy group, tri-iso-propylsilyloxy group, tert-butyldimethylsilyloxy group, triphenylsilyloxy group, Examples thereof include a tri-p-xylylsilyloxy group, a tribenzylsilyloxy group, a diphenylmethylsilyloxy group, a tert-butyldiphenylsilyloxy group, and a dimethylphenylsilyloxy group.
  • substituted silylthio group examples include trimethylsilylthio group, triethylsilylthio group, tri-n-propylsilylthio group, tri-iso-propylsilylthio group, tert-butyldimethylsilylthio group, triphenylsilylthio group, Examples thereof include a tri-p-xylylsilylthio group, a tribenzylsilylthio group, a diphenylmethylsilylthio group, a tert-butyldiphenylsilylthio group, and a dimethylphenylsilylthio group.
  • substituted silylamino group examples include trimethylsilylamino group, triethylsilylamino group, tri-n-propylsilylamino group, tri-iso-propylsilylamino group, tert-butyldimethylsilylamino group, triphenylsilylamino group, Tri-p-xylylsilylamino group, tribenzylsilylamino group, diphenylmethylsilylamino group, tert-butyldiphenylsilylamino group, dimethylphenylsilylamino group, di (trimethylsilyl) amino group, di (triethylsilyl) amino group Di (tri-n-propylsilyl) amino group, di (tri-iso-propylsilyl) amino group, di (tert-butyldimethylsilyl) amino group, di (triphenylsilyl) amino group, di (tri-p -X
  • Examples of the monovalent heterocyclic group include furan, thiophene, pyrrole, pyrroline, pyrrolidine, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazole, imidazoline, imidazolidine, pyrazole, pyrazoline, prazolidine, furazane, triazole, thiadiazole, oxadi Azole, tetrazole, pyran, pyridine, piperidine, thiopyran, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, piperazine, morpholine, triazine, benzofuran, isobenzofuran, benzothiophene, indole, isoindole, indolizine, indoline, isoindoline, chromene, chroman, isochroman , Benzopyran, quinoline, isoquinoline, quinolidine,
  • heterocyclic oxy group examples include a group represented by the formula (11) in which an oxygen atom is bonded to the monovalent heterocyclic group.
  • heterocyclic thio group examples include a group represented by the formula (12) in which a sulfur atom is bonded to the monovalent heterocyclic group.
  • Ar 7 represents a monovalent heterocyclic group.
  • the heterocyclic oxy group usually has about 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic oxy group may have a substituent.
  • Specific examples of the heterocyclic oxy group which may have a substituent include thienyloxy group, C1-C12 alkylthienyloxy group, pyrrolyloxy group, furyloxy group, pyridyloxy group, C1-C12 alkylpyridyloxy group, Examples include imidazolyloxy group, pyrazolyloxy group, triazolyloxy group, oxazolyloxy group, thiazoleoxy group, and thiadiazoleoxy group.
  • the heterocyclic thio group usually has about 2 to 60 carbon atoms.
  • the heterocyclic thio group may have a substituent.
  • Specific examples of the heterocyclic thio group which may have a substituent include thienyl mercapto group, C1-C12 alkyl thienyl mercapto group, pyrrolyl mercapto group, furyl mercapto group, pyridyl mercapto group, C1-C12 alkyl pyridyl mercapto group.
  • the arylalkenyl group usually has 8 to 20 carbon atoms, and specific examples of the arylalkenyl group include a styryl group.
  • the arylalkynyl group usually has 8 to 20 carbon atoms, and a specific example of the arylalkynyl group includes a phenylacetylenyl group.
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • X 1 is preferably —O—, —S—, —C ( ⁇ O) —, more preferably —O—, —C ( ⁇ O) —. More preferably —O—.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same or different and represent a trivalent heterocyclic group.
  • Ar 1 has three bonds, one of which is a bond with Ar 2 , the other is a bond with X 1 , and one more Represents a bond with a hydrogen atom or another atom. Other atoms may be part of atoms constituting other structural units.
  • Ar 2 has three bonds, one of which is a bond with Ar 1 , the other is a bond with X 2 , and one more Represents a bond with a hydrogen atom or another atom. Other atoms may be part of atoms constituting other structural units.
  • the trivalent heterocyclic group means an atomic group remaining after removing three hydrogen atoms from a heterocyclic compound, and the number of carbon atoms is usually 2 to 60, preferably 4 to 60, and more preferably. Is 4-20.
  • the heterocyclic group may have a substituent, and the number of carbon atoms of the heterocyclic group does not include the number of carbon atoms of the substituent.
  • the number of carbon atoms of the substituent is preferably 1 to 40, more preferably 1 to 20, Preferably it is 1-6.
  • a heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure in which not only carbon atoms but also heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, and boron atoms are included in the ring.
  • An organic compound contained in the ring is an organic compound having a cyclic structure in which not only carbon atoms but also heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, and boron atoms.
  • trivalent heterocyclic group examples include the following trivalent groups.
  • R ′ is the same or different and is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, An arylalkyloxy group, an arylalkylthio group, a substituted amino group, an acyloxy group, an amide group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a monovalent heterocyclic group or a cyano group is represented.
  • R ′′ is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, a substituted silyl group, an acyl group, or a monovalent heterocyclic group.
  • R ′ halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, substituted amino group, acyloxy group, amide Group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, definition of monovalent heterocyclic group
  • specific examples are the halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group represented by the aforementioned R 3 , Arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, substituted amino group, acyloxy group, amide group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, definition of monovalent heterocyclic group, the same as specific examples .
  • alkyl groups, aryl groups, arylalkyl groups, substituted silyl groups, and monovalent heterocyclic groups represented by R ′′ include the alkyl groups, aryl groups, and aryls represented by R 3 described above.
  • the definition of alkyl group, substituted silyl group, monovalent heterocyclic group, and specific examples are the same.
  • At least one of Ar 1 and Ar 2 is preferably a group obtained by removing three hydrogen atoms from a thiophene ring, and more preferably a group obtained by removing three hydrogen atoms from a thiophene ring.
  • the trivalent heterocyclic group is preferably a heterocyclic group containing a sulfur atom, more preferably a group represented by the formula (268) or the formula (273). And more preferably a group represented by the formula (273).
  • R 50 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an arylalkylthio group, an acyl Group, acyloxy group, amide group, acid imide group, amino group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, monovalent heterocyclic group, heterocyclic oxy group, heterocyclic thiol Represents a group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group or a cyano group.
  • R 51 is an alkyl group having 6 or more carbon atoms, an alkyloxy group having 6 or more carbon atoms, an alkylthio group having 6 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an aryloxy group having 6 or more carbon atoms.
  • Halogen atom represented by R 50 alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, acyl group, acyloxy group, amide group , Acid imide group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, monovalent heterocyclic group, heterocyclic oxy group, heterocyclic thio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group Definitions and specific examples are the halogen atom represented by R 3 described above, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an aryl
  • alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, acyl group, and acyloxy group represented by R 51 are the alkyl group and alkyl represented by R 3 described above.
  • the definition and specific examples of oxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, acyl group, and acyloxy group are the same as the group having 6 or more carbon atoms.
  • arylalkyl group, arylalkyloxy group and arylalkylthio group represented by R 51 are the same as the definitions and specific examples of the arylalkyl group, arylalkyloxy group and arylalkylthio group represented by R 3. It is.
  • R 50 and R 51 are preferably both the same or different and are an alkyl group having 6 or more carbon atoms, an alkyloxy group having 6 or more carbon atoms, an alkylthio group having 6 or more carbon atoms, or 6 or more carbon atoms.
  • the above aryl groups and aryloxy groups having 6 or more carbon atoms are preferable, and alkyl groups having 6 or more carbon atoms are particularly preferable.
  • alkyl group having 6 or more carbon atoms examples include hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, Linear alkyl groups such as icosyl group, triacontyl group, tetracontyl group, pentacontyl group, 1,1,3,3-tetramethylbutyl group, 1-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyl Octyl group, 1-propylpentyl group, 2-hexyldecyl group, 2-heptylundecyl group, 2-octyldodecyl group, 3,7,11-trimethyldodecyl group, 3,7,11,
  • the alkyl group having 6 or more carbon atoms is appropriately selected in consideration of the solubility of the polymer compound having the group, and preferably a hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group.
  • Dodecyl group tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 1-propylpentyl group, 2-hexyldecyl group, more preferably hexyl group, heptyl Group, octyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 2-hexyldecyl group, particularly preferably hexyl group, octyl group, hexadecyl group, 2-ethylhexyl Group, 3,7-dimethyloctyl group.
  • X 1 and Ar 2 in Formula (1) are bonded to atoms (positions) adjacent to each other in the heterocyclic ring constituting Ar 1 , and C (R 50 ) (R 51 ) and Ar 1 constitute Ar 2 . Are bonded to adjacent atoms (positions) in the heterocyclic ring.
  • a preferred embodiment of the structural unit represented by the formula (1) is a structural unit (divalent group) represented by the formula (2).
  • R 50 and R 51 represent the same meaning as described above.
  • R 52 and R 53 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an arylalkylthio group.
  • a ring thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group or a cyano group is represented.
  • the definition and specific examples of the alkynyl group are the halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, aryl represented by R 3 described above.
  • the definition of the group and the specific example are the same.
  • the structural unit represented by the formula (1) is preferably a structural unit represented by any of the formulas (301) to (356) and an aromatic hydrocarbon ring or heterocyclic ring contained in these structural units.
  • R 50 and R 51 represent the same meaning as described above.
  • R represents a hydrogen atom or a substituent.
  • a plurality of R may be the same or different, and may be bonded to each other to form a ring.
  • substituents include an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an arylalkylthio group, an aryl Alkenyl group, arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, amide group, monovalent heterocyclic group, carboxyl group, substituted carboxyl group, nitro group, And a group selected from a cyano group.
  • the hydrogen atom contained in these substituents may be substituted with a fluorine atom.
  • An alkyl group represented by R an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an arylalkylthio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a substituted amino group
  • substitud silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, amide group, monovalent heterocyclic group specific examples are the alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group represented by R 3 described above, Aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, substituted amino group, substituted silyl group, halogen atom, acyl group, acyl
  • substituted carboxyl group those having 2 to 20 carbon atoms are usually used, and examples thereof include a group having a methyl ester structure, a group having an ethyl ester structure, and a group having a butyl ester structure.
  • structural units represented by the above formulas (301) to (356) preferred are structural units represented by the formulas (301) to (317), and more preferred are the formulas (301) to A structural unit represented by the formula (303), particularly preferably a structural unit represented by the formula (301).
  • the polymer compound of the present invention preferably has a structural unit different from the structural unit represented by the formula (1) in addition to the structural unit represented by the formula (1).
  • the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit different from the structural unit represented by the formula (1) form a conjugate.
  • Conjugation in the present invention is chained in the order of unsaturated bond-single bond-unsaturated bond, two ⁇ bonds of ⁇ orbitals are adjacent to each other, and each ⁇ electron is arranged in parallel. It refers to a state in which ⁇ electrons are not localized on the bond but are spread and delocalized on the adjacent single bond.
  • the unsaturated bond refers to a double bond or a triple bond.
  • the structural unit different from the structural unit represented by the formula (1) includes a divalent group, and examples of the divalent group include an arylene group and a divalent heterocyclic group.
  • the arylene group is an atomic group obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon, and the number of carbon atoms constituting the ring is usually about 6 to 60, preferably 6 to 20.
  • aromatic hydrocarbons include those having a benzene ring, those having a condensed ring, those having two or more independent benzene rings or condensed rings directly bonded, or bonded via a group such as vinylene. It is.
  • arylene group examples include a phenylene group (for example, the following formulas 1 to 3), a naphthalenediyl group (the following formulas 4 to 13), an anthracenediyl group (the following formulas 14 to 19), and a biphenyl-diyl group (the following formula 20-25), terphenyl-diyl groups (formulas 26 to 28 below), condensed ring compound groups (formulas 29 to 38 below) and the like.
  • the condensed ring compound group includes a fluorene-diyl group (the following formulas 36 to 38).
  • the divalent heterocyclic group means an atomic group remaining after removing two hydrogen atoms from a heterocyclic compound, and the number of carbon atoms constituting the ring is usually about 3 to 60.
  • the heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure, and the elements constituting the ring include not only carbon atoms but also hetero atoms such as oxygen, sulfur, nitrogen, phosphorus, boron, and arsenic in the ring. Say things.
  • divalent heterocyclic group examples include the following. Divalent heterocyclic group containing nitrogen as a hetero atom: pyridine-diyl group (following formulas 39 to 44), diazaphenylene group (following formulas 45 to 48), quinoline diyl group (following formulas 49 to 63) Quinoxaline diyl group (following formulas 64-68), acridine diyl group (following formulas 69-72), bipyridyldiyl group (following formulas 73-75), phenanthroline diyl group (following formulas 76-78); Groups having a fluorene structure containing silicon atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, selenium atoms and the like as heteroatoms (the following formulas 79 to 93); 5-membered heterocyclic groups containing silicon atom, nitrogen atom, sulfur atom, selenium atom and the like as a hetero atom (the following formulas 94 to 98); 5-membered ring
  • a 5-membered heterocyclic group containing a silicon atom, nitrogen atom, sulfur atom, selenium atom or the like as a hetero atom and bonded to the phenyl group at the ⁇ -position of the hetero atom (the following formulas 113 to 119); Groups in which a 5-membered ring condensed heterocyclic group containing an oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, selenium atom or the like as a hetero atom is substituted with a phenyl group, a furyl group, or a thienyl group (the following formulas 120 to 127); A group in which a 5-membered heterocyclic ring containing a nitrogen atom, sulfur atom, selenium atom or the like as a hetero atom is condensed (the following FIGS. 128 to 139
  • R represents the same meaning as described above.
  • a and b are the same or different and represent the number of repetitions, and are usually 1 to 5, preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.
  • the structural units represented by the formula (A-1) to the formula (E-1) in the following group 1 are: preferable.
  • Q 1 represents a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, —N (R 30 ) — or —CR 31 ⁇ CR 32 —.
  • R 30 , R 31 and R 32 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 20 to R 25 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 20 and R 21 may be linked to form a cyclic structure.
  • Ring G to ring N are the same or different and each represents an aromatic ring.
  • the aromatic ring represented by ring G to ring N may be a monocyclic aromatic ring or a polycyclic aromatic ring.
  • the monocyclic aromatic ring for example, benzene ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, oxazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, pyrazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, imidazole ring, triazole ring, isoxazole ring, Aromatic rings such as isothiazole ring, pyrimidine ring, pyridazine ring and triazine ring can be mentioned.
  • ring G is not a benzene ring.
  • the bond represented by C—C includes a carbon-carbon single bond and a carbon-carbon double bond.
  • polycyclic aromatic ring examples include an aromatic ring in which an arbitrary ring is condensed to the monocyclic aromatic ring.
  • Rings condensed with monocyclic aromatic rings include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, thiadiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, Imidazolidine ring, pyrazole ring, pyrazoline ring, prazolidine ring, furazane ring, triazole ring, thiadiazole ring, oxadiazole ring, tetrazole ring, pyran ring, pyridine ring, piperidine ring, thiopyran ring, lidazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring Piperazine ring,
  • R 30 , R 31 and R 32 are a substituent, it represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the substituent is preferably a halogen atom such as a fluorine atom, a bromine atom or a chlorine atom, or a group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the group having 1 to 30 carbon atoms include methyl groups, ethyl groups, butyl groups, hexyl groups, octyl groups, dodecyl groups and other alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, butoxy groups, hexyloxy groups, octyl groups.
  • Examples thereof include alkyloxy groups such as oxy group and dodecyloxy group, and aryl groups such as phenyl group and naphthyl group.
  • R 20 to R 25 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 20 to R 25 are substituents, halogen atoms such as fluorine atom, bromine atom and chlorine atom, and groups having 1 to 30 carbon atoms are preferable.
  • the group having 1 to 30 carbon atoms include methyl groups, ethyl groups, butyl groups, hexyl groups, octyl groups, dodecyl groups and other alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, butoxy groups, hexyloxy groups, octyloxy groups.
  • alkyloxy groups such as dodecyloxy group, aryl groups such as phenyl group and naphthyl group.
  • R 20 and R 21 may be connected to each other to form a cyclic structure. Specific examples of the cyclic structure formed by linking include structures of the following formulas (I) to (III).
  • R 70 and R 71 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the substituent is preferably a halogen atom such as a fluorine atom, a bromine atom or a chlorine atom, or a group having 1 to 30 carbon atoms.
  • substituents examples include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, methoxy group, ethoxy group, butoxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group And aryl groups such as an alkyloxy group, a phenyl group, and a naphthyl group.
  • X 30 and X 31 are the same or different and each represents a sulfur atom or a selenium atom.
  • X 30 and X 31 are preferably sulfur atoms.
  • Y 30 to Y 35 are the same or different and each represents a nitrogen atom or ⁇ CH—. Y 30 to Y 35 are preferably nitrogen atoms.
  • Ring G to ring N may have a substituent other than R 20 to R 25 , and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a bromine atom and a chlorine atom, a methyl group, and an ethyl group Alkyl groups such as butyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, methoxy group, ethoxy group, butoxy group, hexyloxy group, octyloxy group, alkyloxy group such as dodecyloxy group, phenyl group, naphthyl group, etc. An aryl group is mentioned.
  • R 30 , R 31 , and R 32 represent the same meaning as described above.
  • Q 2 to Q 9 are preferably sulfur atoms.
  • Y 1 to Y 4 are the same or different and each represents a nitrogen atom or ⁇ CH—.
  • Y 1 to Y 4 are preferably nitrogen atoms.
  • R 40 to R 49 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 40 to R 49 are substituents
  • the substituent is preferably a halogen atom such as a fluorine atom, a bromine atom or a chlorine atom, or a group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the group having 1 to 30 carbon atoms include methyl groups, ethyl groups, butyl groups, hexyl groups, octyl groups, dodecyl groups and other alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, butoxy groups, hexyloxy groups, octyl groups. Examples thereof include alkyloxy groups such as oxy group and dodecyloxy group, and aryl groups such as phenyl group and naphthyl group.
  • R 40 and R 41 , R 42 and R 43 may be connected to each other to form a cyclic structure.
  • cyclic structure formed by connecting R 40 and R 41 , R 42 and R 43 include a cyclic structure represented by the formula (I) and a cyclic structure represented by the formula (II).
  • Preferred examples of the structural unit represented by formula (A-2) to formula (E-2) include groups represented by formula (500) to formula (522).
  • Examples of the structural unit contained in the polymer compound of the present invention include structural units represented by formulas (601) to (640).
  • the polymer compound of the present invention may have structural units represented by formulas (601) to (640) as repeating units, and may have a chain of the structural units.
  • a divalent organic group in which the structural unit is bonded through an arylene group or a divalent heterocyclic group may be included as a repeating unit, and the divalent organic group has a chain. Also good.
  • the arylene group and the divalent heterocyclic group include groups represented by the aforementioned formulas 1 to 143.
  • the polymer compound in the present invention refers to a compound having a weight average molecular weight (Mw) of 1000 or more.
  • Mw weight average molecular weight
  • a polymer compound having a weight average molecular weight of 3,000 to 10,000,000 is preferable. If the weight average molecular weight is lower than 3000, defects may occur in film formation during device fabrication, and if it exceeds 10000000, solubility in a solvent and applicability during device fabrication may be degraded.
  • the weight average molecular weight of the polymer compound is more preferably 8000 to 5000000, and particularly preferably 10,000 to 1000000.
  • the weight average molecular weight in the present invention refers to a polystyrene-reduced weight average molecular weight calculated using a standard sample of polystyrene using gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the structural unit represented by the formula (1) in the polymer compound of the present invention may be at least one in the compound.
  • the polymer compound contains an average of 2 or more per polymer chain, more preferably an average of 3 or more per polymer chain.
  • the polymer compound of the present invention When the polymer compound of the present invention is used in an element, it is desirable that the solubility in a solvent is high because of the ease of element production.
  • the polymer compound of the present invention preferably has a solubility capable of producing a solution containing 0.01% by weight (wt)% or more of the polymer compound, and a solution containing 0.1% by weight or more is produced. It is more preferable that it has the solubility which can be made, and it is further more preferable that it has the solubility which can produce the solution containing 0.4 wt% or more.
  • the method for producing the polymer compound of the present invention is not particularly limited, but a method using a Suzuki coupling reaction or a Stille coupling reaction is preferable from the viewpoint of ease of synthesis of the polymer compound.
  • E 2 represents a structural unit represented by the formula (1).
  • T 1 and T 2 are the same or different and each represents a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, or an arylalkyl sulfonate group.
  • E 1 is preferably a divalent aromatic group, more preferably a group represented by the above formulas 1 to 143.
  • the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) used in the reaction is excessive with respect to the total number of moles of one or more compounds represented by formula (100). Is preferred.
  • the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) used in the reaction is 1 mole, the total number of moles of one or more compounds represented by formula (100) is 0.6 to 0.00.
  • the amount is preferably 99 mol, more preferably 0.7 to 0.95 mol.
  • Examples of the halogen atom represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • a bromine atom and an iodine atom are preferable, and a bromine atom is more preferable.
  • Examples of the alkyl sulfonate group represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a methane sulfonate group, an ethane sulfonate group, and a trifluoromethane sulfonate group.
  • Examples of the aryl sulfonate group include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group.
  • a benzyl sulfonate group is illustrated as an arylalkyl sulfonate group.
  • the method for carrying out the Suzuki coupling reaction includes 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.
  • Examples of the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction include a Pd (0) catalyst, a Pd (II) catalyst, and the like.
  • palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] palladium acetates, dichlorobis (Triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, etc. are mentioned, but from the viewpoint of ease of reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate.
  • the addition amount of the palladium catalyst is not particularly limited as long as it is 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). The amount is preferably 0.0003 mol to 0.1 mol.
  • a phosphorus compound such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine is added as a ligand.
  • the addition amount of the ligand is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, more preferably 1 mol to 10 mol, relative to 1 mol of the palladium catalyst. is there.
  • Examples of the base used for the Suzuki coupling reaction include inorganic bases, organic bases, inorganic salts and the like.
  • 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.
  • the addition amount of the base is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, more preferably 1 mol to 10 mol, relative to 1 mol of the compound represented by the formula (100). is there.
  • the Suzuki coupling reaction is usually performed in a solvent.
  • the solvent include N, N-dimethylformamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solubility of the polymer compound used in the present invention, toluene and tetrahydrofuran are preferred.
  • the base may be added as an aqueous solution and reacted in a two-phase system.
  • an inorganic salt is used as the base, it is usually added as an aqueous solution and reacted from the viewpoint of solubility of the inorganic salt.
  • phase transfer catalysts such as a quaternary ammonium salt
  • the temperature at which the Suzuki coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
  • the reaction time may end when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 1 to 30 hours is efficient and preferable.
  • the Suzuki coupling reaction is performed in a reaction system in which the Pd (0) catalyst is not deactivated under an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas.
  • an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas.
  • it is performed in a system sufficiently deaerated with argon gas or nitrogen gas.
  • the compound represented by the formula (100), the compound represented by the formula (200), Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) was charged, the polymerization vessel was sufficiently replaced with nitrogen gas, degassed, and then degassed by adding a degassed solvent such as toluene by bubbling with nitrogen gas in advance.
  • a base degassed by bubbling with nitrogen gas in advance for example, an aqueous sodium carbonate solution
  • nitrogen gas in advance for example, an aqueous sodium carbonate solution
  • the manufacturing method which has a process with which the 1 or more types of compound represented by this, and the 1 or more types of compound represented by the said Formula (200) are made to react in presence of a palladium catalyst is mentioned.
  • E 3 is preferably a divalent aromatic group, more preferably a group represented by the above formulas 1 to 143.
  • Examples of the organotin residue include a group represented by —SnR 100 3 .
  • R 100 represents a monovalent organic group.
  • Examples of the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
  • 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 tomb, n-pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl.
  • aryl group examples include a phenyl group and a naphthyl group.
  • -SnMe 3 as organotin residue, -SnEt 3, -SnBu 3, an -SnPh 3, more preferably -SnMe 3, -SnEt 3, is -SnBu 3.
  • Me represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group
  • Bu represents a butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • Examples of the halogen atom represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. In view of ease of synthesis of the polymer compound, a bromine atom and an iodine atom are preferable.
  • Examples of the alkyl sulfonate group represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a methane sulfonate group, an ethane sulfonate group, and a trifluoromethane sulfonate group.
  • Examples of the aryl sulfonate group include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group.
  • a benzyl sulfonate group is illustrated as an aryl sulfonate group.
  • examples of the catalyst include a method of reacting in an arbitrary solvent under a palladium catalyst.
  • examples of the palladium catalyst used in the Stille coupling reaction include a Pd (0) catalyst and a Pd (II) catalyst.
  • Specific examples include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetates, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, and bis (dibenzylideneacetone) palladium.
  • Palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are preferable from the viewpoints of easy reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate.
  • the addition amount of the palladium catalyst used for the Stille coupling reaction is not particularly limited as long as it is an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 per 1 mol of the compound represented by the formula (100). Mol to 0.5 mol, preferably 0.0003 to 0.2 mol.
  • a ligand or a cocatalyst can be used as necessary.
  • the ligand include phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine, tris (2-furyl) phosphine, triphenylarsine, and triphenoxyarsine.
  • Examples include arsenic compounds.
  • the cocatalyst include copper iodide, copper bromide, copper chloride, and copper (I) 2-thenoylate.
  • the amount of the ligand or cocatalyst added is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, relative to 1 mol of the palladium catalyst. More preferably, it is 1 mol to 10 mol.
  • the Stille coupling reaction is usually performed in a solvent.
  • the solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solubility of the polymer compound used in the present invention, toluene and tetrahydrofuran are preferred.
  • the temperature at which the Stille coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
  • the time for carrying out the reaction may be the end point when the desired degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 1 to 30 hours is efficient and preferable.
  • the Stille coupling reaction is performed in a reaction system in which the Pd catalyst is not deactivated under an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas.
  • an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas.
  • the polymerization vessel is charged with a compound represented by the formula (300), a compound represented by the formula (200), A palladium catalyst is charged, and 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 coordinate as necessary.
  • the mixture is heated and heated, for example, and polymerized while maintaining an inert atmosphere at the reflux temperature for 8 hours.
  • the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene of the polymer compound is preferably 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 .
  • Mn number average molecular weight in terms of polystyrene
  • a tough thin film is easily obtained.
  • it is 10 8 or less the solubility is high and the production of the thin film is easy.
  • the terminal group of the polymer compound of the present invention is protected with a stable group because if the polymerization active group remains as it is, there is a possibility that the characteristics and life of the element obtained when used for the preparation of the element may be reduced. May be.
  • Those having a conjugated bond continuous with the conjugated structure of the main chain are preferable, and for example, a structure bonded to an aryl group or a heterocyclic group via a vinylene group may be used.
  • the polymer compound of the present invention is characterized by having a structural unit represented by the formula (1).
  • the polymer compound is a compound represented by the formula (1-3) It can be synthesized by using as one.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • a polymer compound having a structural unit represented by the formula (1) can be produced by oxidative polymerization.
  • a catalyst is usually used.
  • a known catalyst can be used.
  • a metal halide or a mixture of a metal halide and an amine complex is used.
  • the metal halide for example, a monovalent, divalent, or trivalent halide of a metal such as copper, iron, vanadium, or chromium can be used.
  • amines such as pyridine, lutidine, 2-methylimidazole, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine can be used.
  • iron chloride can also be used (Polym. Prep. Japan, Vol. 48, 309 (1999)). Furthermore, a polymer compound is obtained by using a copper / amine catalyst system (J. Org. Chem., 64, 2264 (1999), J. Polym. Sci. Part A, Polym. Chem., 37, 3702 (1999)). The molecular weight of can be increased.
  • any solvent can be used as long as the catalyst is not poisoned.
  • solvents include hydrocarbon solvents, ether solvents, and alcohols.
  • hydrocarbon solvent include toluene, benzene, xylene, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, naphthalene, and tetralin.
  • ether solvents include diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diphenyl ether, and tert-butyl methyl ether.
  • alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, and 2-methoxyethanol.
  • the reaction temperature in the oxidative polymerization is usually about ⁇ 100 to 100 ° C., preferably about ⁇ 50 to 50 ° C.
  • polymerizing one type of monomer, etc. are mentioned. By using or combining these methods, it is possible to produce block copolymers, random copolymers, alternating copolymers, multiblock copolymers, graft copolymers, and the like.
  • W 1 and W 2 in formula (1-3) are the same or different, and are halogen atoms, alkyl sulfonate groups, aryl sulfonate groups, aryl alkyl sulfonate groups, boric acid. It is preferably an ester residue, a boronic acid residue or an organotin residue.
  • W 1 and W 2 are hydrogen atoms
  • a known method can be used as a method for converting W 1 and W 2 to a bromine atom.
  • W 1 and W 2 are hydrogen atoms.
  • Examples thereof include a method of bringing a compound represented by the formula (1-3) into contact with bromine or N-bromosuccinimide (NBS) for bromination.
  • the conditions for bromination can be arbitrarily set.
  • a method of reacting with NBS in a solvent is desirable because the bromination rate is high and the selectivity of the introduction position of bromine atoms is high.
  • the solvent used at this time include N, N-dimethylformamide, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride and the like.
  • the reaction time is usually about 1 minute to 10 hours, and the reaction temperature is usually about ⁇ 50 ° C. to 50 ° C.
  • the amount of bromine used is preferably about 1 mol to 5 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (1-3) in which W 1 and W 2 are hydrogen atoms.
  • the reaction for example, after the reaction is stopped by adding water, the product is extracted with an organic solvent and subjected to usual post-treatment such as distilling off the solvent, wherein W 1 and W 2 are bromine atoms.
  • the compound represented by 1-3) can be obtained.
  • the product can be isolated and purified by a method such as chromatographic fractionation or recrystallization.
  • the compound represented by formula (3) which is one embodiment of the compound represented by formula (1-3), is produced by reacting the compound represented by formula (4) in the presence of an acid. Can do.
  • R 52 , R 53 , R 60 and R 61 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • V 1 and V 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkyl group, an aryl group, or an arylalkyl group.
  • R 61 is an alkyl group having 6 or more carbon atoms, an alkyloxy group having 6 or more carbon atoms, an alkylthio group having 6 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an aryloxy having 6 or more carbon atoms.
  • arylthio group having 6 or more carbon atoms arylalkyl group having 7 or more carbon atoms
  • arylalkyloxy group having 7 or more carbon atoms arylalkylthio group having 7 or more carbon atoms
  • acyl group having 6 or more carbon atoms An acyloxy group having 6 or more carbon atoms is preferred.
  • any of Lewis acid and Bronsted acid may be sufficient, hydrochloric acid, bromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, Nitric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, benzoic acid, boron fluoride, aluminum chloride, tin chloride (IV), iron chloride (II), titanium tetrachloride, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid or these Mixtures are exemplified.
  • the reaction can be carried out in the presence of a solvent.
  • the reaction temperature is preferably ⁇ 80 ° C. to the boiling point of the solvent.
  • Solvents used in the reaction include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, chlorobutane, bromobutane, chloro Halogenated saturated hydrocarbons such as pentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane and bromocyclohexane, halogenated unsaturated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, Alcohols such as tert-butyl alcohol, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid,
  • the product After the reaction, for example, after adding the water to stop the reaction, the product is extracted with an organic solvent and subjected to usual post-treatment such as evaporation of the solvent to obtain the compound represented by the formula (3). Can do.
  • the product can be isolated and purified by a method such as chromatographic fractionation or recrystallization.
  • W 1 and W 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl An alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a boronic acid residue, and an organotin residue are preferred.
  • the compound represented by the formula (4) can be synthesized by reacting the compound represented by the formula (5) with a Grignard reagent or an organic lithium (Li) compound.
  • methyl magnesium chloride methyl magnesium bromide, ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, propyl magnesium chloride, propyl magnesium bromide, butyl magnesium chloride, butyl magnesium bromide, hexyl magnesium bromide, octyl magnesium bromide
  • Examples include decylmagnesium bromide, allylmagnesium chloride, allylmagnesium bromide, benzylmagnesium chloride, phenylmagnesium bromide, naphthylmagnesium bromide, and tolylmagnesium bromide.
  • organic Li compound examples include methyl lithium, ethyl lithium, propyl lithium, butyl lithium, phenyl lithium, naphthyl lithium, benzyl lithium, and tolyl lithium.
  • the reaction can be carried out in the presence of a solvent under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
  • the reaction temperature is preferably ⁇ 80 ° C. to the boiling point of the solvent.
  • Solvents used in the reaction include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, dimethyl ether, diethyl ether, methyl-t-butyl ether, tetrahydrofuran, And ethers such as tetrahydropyran and dioxane. These solvents may be used alone or in combination.
  • the reaction for example, water is added to stop the reaction, and then the product is extracted with an organic solvent, followed by usual post-treatment such as distilling off the solvent to obtain the compound represented by the formula (4). it can.
  • the product can be isolated and purified by a method such as chromatographic fractionation or recrystallization.
  • R 52 , R 53 , W 1 , W 2 , V 1 and R 60 represent the same meaning as described above.
  • the Grignard reagent, organic Li compound, reaction conditions, solvent, and post-reaction treatment method used here are described in the method for synthesizing the compound represented by formula (4) from the compound represented by formula (5) above. The same compounds, conditions and methods as those described above can be used.
  • the compound represented by the formula (5-1) can be synthesized by reacting the compound represented by the formula (5) with 1 equivalent of a Grignard reagent and an organic Li compound.
  • the Grignard reagent, organic Li compound, reaction conditions, solvent, and post-reaction treatment method used are the compounds described in the method for synthesizing the compound represented by formula (4) from the compound represented by formula (5) above, The same compounds, conditions and methods as the conditions and methods can be used.
  • the reactivity of the Grignard reagent or the organic Li compound is low, the Grignard reagent or the organic Li compound can be used in an amount of more than 1 equivalent with respect to the compound represented by the formula (5), but the Grignard reagent or the organic Li compound can be used.
  • the reactivity of a compound is high, it is preferable to use 1 equivalent Grignard reagent or organic Li compound with respect to the compound represented by Formula (5).
  • the compound represented by the formula (7) can be produced by reacting the compound represented by the formula (6) with a peroxide.
  • peroxide examples include sodium perborate, m-chloroperbenzoic acid, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide and the like. Preferred are sodium perborate and m-chloroperbenzoic acid, and particularly preferred is sodium perborate.
  • the reaction can be carried out in the presence of a carboxylic acid solvent such as acetic acid, trifluoroacetic acid, propionic acid or butyric acid.
  • a carboxylic acid solvent such as acetic acid, trifluoroacetic acid, propionic acid or butyric acid.
  • the reaction temperature is preferably 0 ° C. to the boiling point of the solvent.
  • the product After the reaction, for example, after adding water to stop the reaction, the product is extracted with an organic solvent and subjected to usual post-treatment such as evaporation of the solvent to obtain the compound represented by the formula (7). be able to.
  • the product can be isolated and purified by a method such as chromatographic fractionation or recrystallization.
  • the polymer compound of the present invention can also be produced using a compound represented by the formula (8-1) or a compound represented by the formula (8-2).
  • R 62 to R 65 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group.
  • An oxy group, a heterocyclic thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group, or a cyano group is represented.
  • Ar 3 to Ar 6 are the same or different and each represents a trivalent heterocyclic group.
  • W 3 and W 4 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid ester residue, a sulfonium methyl group, a phosphonium methyl group, a phosphonate methyl group, a mono Represents a halogenated methyl group, boronic acid residue, formyl group, vinyl group or organotin residue.
  • Z represents an arylene group or a divalent heterocyclic group.
  • the definition and specific examples of the alkynyl group are the alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group represented by the aforementioned
  • an alkyl group having 6 or more carbon atoms, an alkyloxy group having 6 or more carbon atoms, an alkylthio group having 6 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or 6 or more carbon atoms Aryloxy group, arylthio group having 6 or more carbon atoms, arylalkyl group having 7 or more carbon atoms, arylalkyloxy group having 7 or more carbon atoms, arylalkylthio group having 7 or more carbon atoms, or 6 or more carbon atoms
  • an acyloxy group having 6 or more carbon atoms is preferred.
  • the definition and specific examples of the trivalent heterocyclic ring represented by Ar 3 to Ar 6 are the same as the definitions and specific examples of Ar 1 and Ar 2 described above.
  • Halogen atom represented by W 3 and W 4 alkyl sulfonate group, aryl sulfonate group, aryl alkyl sulfonate group, boric acid ester residue, sulfonium methyl group, phosphonium methyl group, phosphonate methyl group, monohalogenated methyl group, boron
  • Specific examples of the acid residue, formyl group, vinyl group, or organotin residue include the same groups as those exemplified for the aforementioned W 1 and W 2 .
  • Specific examples of the arylene group represented by Z and the divalent heterocyclic group include groups represented by Formulas 1 to 143.
  • the compound represented by the formula (9-1) is preferable.
  • the compound represented by the formula (9-2) is preferable.
  • R 54 to R 59 are the same or different and are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylthio group, an arylalkyl group, an arylalkyloxy group, an arylalkylthio group.
  • a ring thio group, an arylalkenyl group, an arylalkynyl group, a carboxyl group or a cyano group is represented.
  • the definition and specific examples of the alkynyl group are the alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group represented by the aforementioned
  • the compound represented by the formula (9-1) and the compound represented by the formula (9-2) are, for example, a compound represented by the formula (3), and W 1 is a bromine atom.
  • W 2 is a hydrogen atom
  • W 1 is a hydrogen atom
  • W 2 is a bromine atom
  • a compound represented by the formula (10) are obtained by the above-described Suzuki coupling method. It can be obtained by reacting.
  • the compound represented by the formula (9-1) and the compound represented by the formula (9-2), in which W 3 and W 4 are hydrogen atoms, can be made high molecular weight by oxidative polymerization or the like.
  • a compound represented by formula (9-1), wherein W 3 and W 4 are the same or different and are a halogen atom, boric acid, borate ester residue or organotin residue, and formula (9-2) can be made high molecular weight using the above-described Suzuki coupling or Stille coupling reaction.
  • the light absorption terminal wavelength is preferably a long wavelength.
  • the light absorption terminal wavelength can be determined by the following method.
  • a spectrophotometer for example, JASCO-V670, UV-visible near infrared spectrophotometer manufactured by JASCO Corporation
  • the measurable wavelength range is 200 to 1500 nm. Therefore, measurement is performed in this wavelength range.
  • the absorption spectrum of the substrate used for measurement is measured.
  • a quartz substrate, a glass substrate, or the like is used.
  • a thin film containing the first compound is formed on the substrate from a solution containing the first compound or a melt containing the first compound.
  • film formation from a solution drying is performed after film formation.
  • an absorption spectrum of the laminate of the thin film and the substrate is obtained.
  • the difference between the absorption spectrum of the laminate of the thin film and the substrate and the absorption spectrum of the substrate is obtained as the absorption spectrum of the thin film.
  • the vertical axis represents the absorbance of the first compound
  • the horizontal axis represents the wavelength. It is desirable to adjust the thickness of the thin film so that the absorbance at the largest absorption peak is about 0.5 to 2.
  • the absorbance of the absorption peak with the longest wavelength among the absorption peaks is defined as 100%, and the intersection of the absorption peak and a straight line parallel to the horizontal axis (wavelength axis) including the absorbance of 50% of the absorption peak.
  • the intersection point that is longer than the peak wavelength is taken as the first point.
  • the intersection point between the absorption peak and a straight line parallel to the wavelength axis containing 25% of the absorbance, which is longer than the peak wavelength of the absorption peak, is defined as a second point.
  • the intersection of the straight line connecting the first point and the second point and the reference line is defined as the light absorption terminal wavelength.
  • the reference line is the intersection of the absorption peak and the straight line parallel to the wavelength axis including the absorbance of 10% at the absorption peak of the longest wavelength, where the absorbance of the absorption peak is 100%.
  • the third point on the absorption spectrum that is 100 nm longer than the reference wavelength and the absorption spectrum that is 150 nm longer than the reference wavelength with reference to the wavelength of the intersection that is longer than the peak wavelength of the absorption peak A straight line connecting the top and the fourth point.
  • the polymer compound of the present invention can exhibit high electron and / or hole transport properties, when an organic thin film containing the compound is used in a device, electrons or holes injected from an electrode, or light absorption. The generated charge can be transported. Taking advantage of these characteristics, it can be suitably used for various devices such as a photoelectric conversion device, an organic thin film transistor, and an organic electroluminescence device. Hereinafter, these elements will be described individually.
  • the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention has one or more active layers containing the polymer compound of the present invention between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent.
  • a preferred form of the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention is formed from a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and an organic composition of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor. Having an active layer.
  • the polymer compound of the present invention is preferably used as a p-type organic semiconductor. The operation mechanism of the photoelectric conversion element of this embodiment will be described.
  • Light energy incident from a transparent or translucent electrode is an electron-accepting compound (n-type organic semiconductor) such as a fullerene derivative and / or an electron-donating compound (p-type organic semiconductor) such as a polymer compound of the present invention. Absorbed, producing excitons in which electrons and holes are combined. When the generated excitons move and reach the heterojunction interface where the electron-accepting compound and the electron-donating compound are adjacent to each other, electrons and holes are separated due to the difference in HOMO energy and LUMO energy at the interface, Electric charges (electrons and holes) that can move independently are generated. The generated charges can be taken out as electric energy (current) by moving to the electrodes.
  • n-type organic semiconductor such as a fullerene derivative and / or an electron-donating compound (p-type organic semiconductor) such as a polymer compound of the present invention. Absorbed, producing excitons in which electrons and holes are combined. When the generated excitons move and reach the heterojunction interface where the electron-accepting compound
  • the photoelectric conversion element manufactured using the polymer compound of the present invention is usually formed on a substrate.
  • the substrate may be any substrate that does not chemically change when the electrodes are formed and the organic layer is formed.
  • Examples of the material for the substrate include glass, plastic, polymer film, and silicon.
  • the opposite electrode that is, the electrode far from the substrate
  • the first active layer containing the polymer compound of the present invention is interposed between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and the first A photoelectric conversion element including a second active layer containing an electron accepting compound such as a fullerene derivative adjacent to the active layer.
  • the transparent or translucent electrode material examples include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film.
  • ITO indium tin oxide
  • the method for producing the electrode examples include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, and the like.
  • an organic transparent conductive film such as polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof may be used.
  • One electrode may not be transparent, and as the electrode material of the electrode, a metal, a conductive polymer, or the like can be used.
  • the electrode material include metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and the like.
  • one or more alloys selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, and tin.
  • Examples include alloys with metals, graphite, graphite intercalation compounds, polyaniline and derivatives thereof, and polythiophene and derivatives thereof.
  • 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.
  • An additional intermediate layer other than the active layer may be used as a means for improving the photoelectric conversion efficiency.
  • the material used for the intermediate layer include alkali metals such as lithium fluoride, halides of alkaline earth metals, oxides such as titanium oxide, and PEDOT (poly-3,4-ethylenedioxythiophene).
  • the active layer may contain the polymer compound of the present invention alone or in combination of two or more.
  • compounds other than the polymer compound of the present invention can be mixed and used as the electron donating compound and / or the electron accepting compound in the active layer.
  • the electron-donating compound and the electron-accepting compound are relatively determined from the energy levels of these compounds.
  • the electron-donating compound in addition to the polymer compound of the present invention, for example, pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, oligothiophene and derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, Examples thereof include polysiloxane derivatives having an aromatic amine residue in the side chain or main chain, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polythienylene vinylene and derivatives thereof.
  • the electron-accepting compound in addition to the polymer compound of the present invention, for example, carbon materials, metal oxides such as titanium oxide, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof Derivatives, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof Derivatives, polyfluorene and derivatives thereof, phenanthroline derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (basocuproin), fullerenes and fullerene derivatives.
  • metal oxides such as titanium oxide, oxadia
  • fullerene and fullerene derivatives include C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , C 84 and derivatives thereof.
  • the fullerene derivative represents a compound in which at least a part of fullerene is modified.
  • Examples of the fullerene derivative include a compound represented by the formula (13), a compound represented by the formula (14), a compound represented by the formula (15), and a compound represented by the formula (16).
  • R a is an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a group having an ester structure.
  • a plurality of R a may be the same or different.
  • R b represents an alkyl group or an aryl group, and a plurality of R b may be the same or different.
  • alkyl group and aryl group represented by R a and R b are the same as the definitions and specific examples of the alkyl group and aryl group represented by R 3 .
  • the heteroaryl group represented by Ra usually has 3 to 60 carbon atoms, and examples thereof include a thienyl group, a pyrrolyl group, a furyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, and an isoquinolyl group.
  • Examples of the group having an ester structure represented by Ra include a group represented by the formula (17).
  • u1 represents an integer of 1 to 6
  • u2 represents an integer of 0 to 6
  • R c represents an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • alkyl group, aryl group and heteroaryl group represented by R c are the same as the definitions and specific examples of the alkyl group, aryl group and heteroaryl group represented by R a .
  • C 60 fullerene derivative examples include the following.
  • C 70 fullerene derivative examples include the following.
  • fullerene derivatives include [6,6] phenyl-C61 butyric acid methyl ester (C60PCBM, [6,6] -phenyl C61 butyric acid methyl ester), [6,6] phenyl-C71 butyric acid methyl ester (C70PCBM). , [6,6] -Phenyl C71 butyric acid methyl ester, [6,6] Phenyl-C85 butyric acid methyl ester (C84PCBM, [6,6] -Phenyl C85 butyric acid methyl ester), [6,6] thienyl- And C61 butyric acid methyl ester ([6,6] -Thienyl C61 butyric acid methyl ester).
  • the ratio of the fullerene derivative is preferably 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer compound of the present invention. More preferably, it is 500 parts by weight.
  • the thickness of the active layer is usually preferably 1 nm to 100 ⁇ m, more preferably 2 nm to 1000 nm, still more preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 20 nm to 200 nm.
  • the method for producing the active layer may be produced by any method, and examples thereof include film formation from a solution containing a polymer compound and film formation by vacuum deposition.
  • a preferred method for producing a photoelectric conversion element is a method for producing an element having a first electrode and a second electrode, and having an active layer between the first electrode and the second electrode, Applying a solution (ink) containing the polymer compound of the present invention and a solvent on the first electrode by a coating method to form an active layer; and forming a second electrode on the active layer.
  • the manufacturing method of the element which has.
  • the solvent used for film formation from a solution may be any solvent that dissolves the polymer compound of the present invention.
  • the solvent include unsaturated hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane.
  • Fluorinated solvents such as dichloroethane, chlorobutane, bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, halogenated saturated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene Examples include saturated hydrocarbon solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran.
  • the polymer compound of the present invention can usually be dissolved in the solvent or a mixed solvent containing one or more of the solvents. Moreover, the polymer compound of the present invention can usually be dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by weight or more.
  • slit coating method When forming a film using a solution, slit coating method, knife coating method, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, Application methods such as spray coating, screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, inkjet coating, dispenser printing, nozzle coating, capillary coating, slit coating, capillary A coating method, a gravure coating method, a micro gravure coating method, a bar coating method, a knife coating method, a nozzle coating method, an ink jet coating method, and a spin coating method are preferable. From the viewpoint of film formability, the surface tension of the solvent at 25 ° C.
  • the value is preferably larger than 15 mN / m, more preferably larger than 15 mN / m and smaller than 100 mN / m, larger than 25 mN / m and larger than 60 mN / m. It is more preferable that the value is small.
  • the polymer compound of the present invention can also be used for organic thin film transistors.
  • the organic thin film transistor has a configuration including a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between these electrodes, and a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path.
  • the organic semiconductor layer is constituted by the organic thin film described above. Examples of such an organic thin film transistor include a field effect type and an electrostatic induction type.
  • a field effect organic thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between them, a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path, and an organic semiconductor layer and a gate electrode It is preferable to provide an insulating layer disposed between the two.
  • the source electrode and the drain electrode are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer (active layer), and the gate electrode is preferably provided with an insulating layer in contact with the organic semiconductor layer interposed therebetween.
  • the organic semiconductor layer is constituted by an organic thin film containing the polymer compound of the present invention.
  • the static induction organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between them, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path. It is preferable to be provided in the organic semiconductor layer.
  • the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode provided in the organic semiconductor layer are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer.
  • the structure of the gate electrode may be a structure in which a current path flowing from the source electrode to the drain electrode is formed and the amount of current flowing through the current path can be controlled by a voltage applied to the gate electrode. An electrode is mentioned.
  • the organic semiconductor layer is constituted by an organic thin film containing the polymer compound of the present invention.
  • the polymer compound of the present invention is represented by the structural unit represented by formula (18): It is preferable to have at least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit represented by the structural unit represented by formula (20). From the viewpoint of ease of synthesis, the polymer compound of the present invention is at least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit represented by formula (18) and the structural unit represented by formula (19). It is preferable to have.
  • Examples of the arylene group and divalent heterocyclic group represented by Z ′ include the groups represented by the above formulas 1 to 143.
  • the polymer compound of the present invention is at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by formula (18), a structural unit represented by formula (19), and a structural unit represented by formula (20).
  • R 50 and R 51 are both linear alkyl groups from the viewpoint of transistor characteristics.
  • straight chain alkyl groups a straight chain alkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable, and a straight chain alkyl group having 6 to 18 carbon atoms is more preferable.
  • the polymer compound having the structural unit represented by the formula (18) can be produced, for example, by polymerizing the compound represented by the formula (8-1).
  • the polymer compound having the structural unit represented by formula (19) can be produced, for example, by polymerizing the compound represented by formula (8-2).
  • the polymer compound of the present invention can also be used for an organic electroluminescence device (organic EL device).
  • An organic EL element has a light emitting layer between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent.
  • the organic EL element may include a hole transport layer and an electron transport layer in addition to the light emitting layer.
  • the polymer compound of the present invention is contained in any one of the light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer.
  • the light emitting layer may contain a charge transport material (which means a generic term for an electron transport material and a hole transport material).
  • an organic EL element an element having an anode, a light emitting layer, and a cathode, and an anode, a light emitting layer, and an electron having an electron transport layer containing an electron transport material adjacent to the light emitting layer between the cathode and the light emitting layer.
  • an element having an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode an element having an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode.
  • the photoelectric conversion element using the polymer compound of the present invention is operated as an organic thin film solar cell by generating photovoltaic power between the electrodes by irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode. Can do. It can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells.
  • the organic light sensor can be operated. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.
  • the above-mentioned organic thin film transistor can be used as a pixel driving element used for controlling the pixel of an electrophoretic display, a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, etc., and controlling the uniformity of screen luminance and the screen rewriting speed. .
  • the organic thin film solar cell can basically have the same module structure as a conventional solar cell module.
  • the solar cell module generally has a structure in which cells are formed on a support substrate such as metal or ceramic, and the cell is covered with a filling resin or protective glass, and light is taken in from the opposite side of the support substrate. It is also possible to use a transparent material such as tempered glass for the support substrate, configure a cell thereon, and take in light from the transparent support substrate side.
  • a module structure called a super straight type, a substrate type, and a potting type, a substrate integrated module structure used in an amorphous silicon solar cell, and the like are known.
  • the organic thin-film solar cell manufactured using the polymer compound of the present invention can also be appropriately selected from these module structures depending on the purpose of use, place of use and environment.
  • a typical super straight type or substrate type module cells are arranged at regular intervals between support substrates that are transparent on one or both sides and subjected to antireflection treatment, and adjacent cells are connected by metal leads or flexible wiring.
  • the current collector electrode is connected to the outer edge portion, and the generated power is taken out to the outside.
  • plastic materials such as ethylene vinyl acetate (EVA) may be used between the substrate and the cell in the form of a film or a filling resin depending on the purpose in order to protect the cell and improve the current collection efficiency.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the surface protection layer is made of a transparent plastic film, or the protective function is achieved by curing the filling resin. It is possible to eliminate the supporting substrate on one side.
  • the periphery of the support substrate is fixed in a sandwich shape with a metal frame in order to ensure internal sealing and module rigidity, and the support substrate and the frame are hermetically sealed with a sealing material.
  • a flexible material is used for the cell itself, the support substrate, the filling material, and the sealing material, a solar cell can be formed on the curved surface.
  • a solar cell using a flexible support such as a polymer film
  • cells are sequentially formed while feeding out a roll-shaped support, cut to a desired size, and then the periphery is sealed with a flexible and moisture-proof material.
  • the battery body can be produced.
  • a module structure called “SCAF” described in Solar Energy Materials and Solar Cells, 48, p383-391 may be used.
  • a solar cell using a flexible support can be used by being bonded and fixed to a curved glass or the like.
  • NMR measurement The NMR measurement was performed by dissolving the compound in deuterated chloroform and using an NMR apparatus (Varian, INOVA300).
  • the number average molecular weight and the weight average molecular weight in terms of polystyrene were determined by gel permeation chromatography (GPC) (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: LC-10Avp).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the polymer compound to be measured was dissolved in tetrahydrofuran to a concentration of about 0.5% by weight, and 30 ⁇ L was injected into GPC. Tetrahydrofuran was used as the mobile phase of GPC, and flowed at a flow rate of 0.6 mL / min.
  • TSKgel SuperHM-H manufactured by Tosoh
  • TSKgel SuperH2000 manufactured by Tosoh
  • a differential refractive index detector manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: RID-10A was used as the detector.
  • the oil layer which is a chloroform solution was dried with magnesium sulfate, the oil layer was filtered, and the filtrate was concentrated to obtain a crude product.
  • the composition was purified with a silica gel column (developing solution: chloroform) to obtain 3.26 g of compound 3. The operation so far was performed several times.
  • a uniform solution was prepared by adding 3.85 g (20.0 mmol) of Compound 3, 50 mL of chloroform, and 50 mL of trifluoroacetic acid to a 300 mL four-necked flask equipped with a mechanical stirrer and replacing the gas in the flask with argon. To the solution was added 5.99 g (60 mmol) of sodium perborate monohydrate, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 45 minutes. Thereafter, 200 mL of water was added, the reaction product was extracted with chloroform, the organic layer, which was a chloroform solution, was passed through a silica gel column, and the solvent of the filtrate was distilled off with an evaporator.
  • a 200 mL four-necked flask in which the gas in the flask was replaced with argon was charged with 534 mg (2.56 mmol) of Compound 4 and 25 mL of dehydrated tetrahydrofuran (THF) to obtain a uniform solution.
  • the solution was cooled to ⁇ 20 ° C., and 10.3 mL (10.3 mmol) of a THF solution (1M) of n-octylmagnesium bromide was added. Then, it heated up to room temperature (25 degreeC), and stirred at room temperature (25 degreeC) for 1.5 hours. Thereafter, 50 mL of water was added to stop the reaction, and the reaction product was extracted with ethyl acetate.
  • a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon was charged with 389 mg (0.929 mmol) of Compound 6 and 12 mL of dehydrated DMF to make a uniform solution.
  • the solution was kept at ⁇ 20 ° C., 339 mg (1.90 mmol) of N-bromosuccinimide (hereinafter also referred to as NBS) was added, and reacted at ⁇ 20 ° C. for 3 hours, and then at 0 ° C. for 1 hour. Reacted.
  • 50 mL of a 1N aqueous sodium thiosulfate solution was added to stop the reaction, and the reaction product was extracted with ether.
  • the toluene layer was washed twice with 10 mL of water, twice with 10 mL of 3% aqueous acetic acid and twice with 10 mL of water, and the obtained toluene layer was poured into methanol, and the deposited precipitate was collected. This precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in chloroform. Next, the obtained chloroform solution was filtered to remove insoluble matters, and then passed through an alumina column for purification. The obtained chloroform solution was concentrated under reduced pressure, poured into methanol and precipitated, and the generated precipitate was collected. This precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure to obtain 40 mg of a polymer.
  • polymer A this polymer is referred to as polymer A.
  • the polymer A had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 17,000 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 5,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer A was 925 nm.
  • the organic layer was washed twice with 20 ml of water, twice with 20 mL of a 3 wt% aqueous acetic acid solution and twice with 20 mL of water, and the obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer.
  • the polymer is filtered and dried, the resulting polymer is dissolved again in 30 mL of o-dichlorobenzene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution is poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer is filtered and dried.
  • this polymer is referred to as polymer B.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer B was 930 nm.
  • the reaction solution was cooled to around room temperature (25 ° C.), and then the obtained reaction solution was allowed to stand and a separated toluene layer was recovered.
  • the toluene layer was washed twice with 10 mL of water, twice with 10 mL of 3% aqueous acetic acid and twice with 10 mL of water, and the obtained toluene layer was poured into methanol, and the deposited precipitate was collected. This precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in chloroform. Next, the obtained chloroform solution was filtered to remove insoluble matters, and then passed through an alumina column for purification.
  • polymer C This polymer was referred to as polymer C.
  • the polymer C had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 446,000 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 169000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer C was 550 nm.
  • C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester
  • the thus prepared organic film had a light absorption terminal wavelength of 920 nm. Then, lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 2 nm on the organic film by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm.
  • the shape of the obtained organic thin film solar cell was a square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the obtained organic thin film solar cell is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and the generated current and voltage are measured.
  • Jsc short circuit current density
  • Voc open circuit voltage
  • ff fill factor
  • photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 1.18%.
  • Example 11 In Example 10, an element was prepared and evaluated in the same manner except that xylene was used instead of orthodichlorobenzene. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer C was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • a 100 mL four-necked flask in which the gas in the flask was replaced with argon was charged with 1.00 g (4.80 mmol) of Compound 4 and 30 ml of dehydrated THF to obtain a uniform solution. While maintaining the flask at ⁇ 20 ° C., 12.7 mL of 1M 3,7-dimethyloctylmagnesium bromide ether solution was added. Thereafter, the temperature was raised to ⁇ 5 ° C. over 30 minutes, and the mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 0 ° C. over 10 minutes, and the mixture was stirred for 1.5 hours.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer D was 755 nm.
  • the organic layer was washed twice with 20 ml of water, twice with 20 mL of a 3 wt% aqueous acetic acid solution and twice with 20 mL of water, and the obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer.
  • the polymer is filtered and dried, the resulting polymer is dissolved again in 30 mL of o-dichlorobenzene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution is poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer is filtered and dried.
  • 280 mg of a purified polymer was obtained.
  • this polymer is referred to as polymer E.
  • Comparative Example 2 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer E was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • Example 18 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer A was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • a uniform solution was obtained by adding 1.33 g (2.80 mmol) of Compound 6c and 20 mL of dehydrated DMF to a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon. The solution was kept at ⁇ 30 ° C., 1040 mg (5.84 mmol) of NBS was added thereto, and the temperature was raised from ⁇ 30 ° C. to ⁇ 10 ° C. over 30 minutes. After confirming the disappearance of compound 6c by liquid chromatography (LC), 50 ml of 1M aqueous sodium thiosulfate solution was added to stop the reaction, and the reaction product was extracted with ether.
  • LC liquid chromatography
  • Synthesis was performed in the same manner as in Example 9 except that the compound 7c was used instead of the compound 7b, and a polymer F was obtained.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer F was 930 nm.
  • Example 21 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer F was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • an aqueous potassium carbonate solution (27.6 wt%, 1.50 g, 3.00 mmol) was added dropwise over 30 minutes while stirring at a temperature at which THF was refluxed.
  • phenylboric acid (3.66 mg, 0.03 mmol) was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 1 hour, and then the reaction was stopped.
  • 2 g of sodium diethyldithiocarbamate and 20 mL of water were added to the reaction solution, followed by stirring under reflux for 2 hours.
  • the organic layer was washed twice with 20 ml of water, twice with 20 mL of a 3 wt% aqueous acetic acid solution and twice with 20 mL of water, and the obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer.
  • the polymer is filtered and dried, the resulting polymer is dissolved again in 30 mL of o-dichlorobenzene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution is poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer is filtered and dried.
  • 242 mg of a purified polymer was obtained.
  • this polymer is referred to as polymer G.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer G was 930 nm.
  • Example 23 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer G was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 64,000, and the number average molecular weight (Mn) was 18,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer H was 910 nm.
  • Example 25 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer H was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 392 mg of polymer I.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 103,000, and the number average molecular weight (Mn) was 50,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer I was 805 nm.
  • Example 27 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer I was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • the compound 12d was obtained in the same manner as in Example 15 except that the compound 11d was used instead of the compound 11.
  • 1 H-NMR (CDCl 3 , ⁇ (ppm)): 0.862 (t, 12H), 1.213 (m, 72H), 1.432 (m, 8H), 1.968 (t, 8H), 6.715 (d, 2H), 7.045 (d, 2H), 7.786 (d, 4H)
  • reaction product was purified using a silica gel column using hexane as a developing solvent, and the obtained component was washed with methanol for 3 hours to obtain a light brown powder.
  • the powder was dissolved in hexane (100 mL), and then recrystallized by leaving it with ethanol (100 mL) added to obtain 1.386 g of compound 23.
  • an aqueous potassium carbonate solution (27.6 wt%, 1.50 g, 3.00 mmol) was added dropwise over 30 minutes.
  • phenylboric acid (3.66 mg, 0.03 mmol) was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 1 hour, and then the reaction was stopped.
  • sodium diethyldithiocarbamate (1 g) and pure water (10 mL) were added to the reaction solution, followed by stirring while refluxing for 1 hour. After removing the aqueous layer in the reaction solution, the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of a 3 wt. To precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 359 mg of polymer J.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 80,000, and the number average molecular weight (Mn) was 25,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer J was 815 nm.
  • Example 34 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer J was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • Example 36 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer K was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • an aqueous potassium carbonate solution (27.6 wt%, 1.50 g, 3.00 mmol) was added dropwise over 30 minutes.
  • phenylboric acid (3.66 mg, 0.03 mmol) was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 1 hour, and then the reaction was stopped.
  • sodium diethyldithiocarbamate (1 g) and pure water (10 mL) were added to the reaction solution, followed by stirring while refluxing for 1 hour. After removing the aqueous layer in the reaction solution, the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of a 3 wt. To precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 242 mg of polymer L.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer L was 930 nm.
  • Example 42 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer L was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • Example 43 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that the polymer D was used instead of the polymer B. The results are shown in Table 1.
  • Example 44 (Preparation of organic transistor) [Polymer J] A silicon substrate having a silicon thermal oxide film having a thickness of 300 nm and n-type silicon doped with antimony at a high concentration was ultrasonically cleaned in acetone for 10 minutes, and then irradiated with ozone UV for 20 minutes. Then, the surface of the thermally oxidized film was silane-treated by spin-coating a toluene solution in which 5 drops of octadecyltrichlorosilane was added to 10 mL of toluene with a syringe on a silicon substrate.
  • a silicon thermal oxide film acts as a gate insulating layer, and silicon doped with antimony at a high concentration acts as a gate electrode.
  • the polymer J was dissolved in orthodichlorobenzene to prepare a solution having a concentration of the polymer J of 0.5% by weight, and the solution was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution.
  • the coating solution was applied onto the silane-treated n-type silicon substrate by spin coating to form a coating film of polymer J having a thickness of about 60 nm.
  • the organic-semiconductor thin film of the polymer J was formed by heating this coating film for 30 minutes at 170 degreeC in nitrogen atmosphere.
  • a metal mask is disposed on the organic semiconductor thin film, and molybdenum trioxide and gold are sequentially stacked on the organic semiconductor thin film by a vacuum deposition method, and a source electrode and a drain electrode having a laminated structure of molybdenum trioxide and gold
  • An organic transistor was manufactured by manufacturing.
  • the electrical characteristics of the organic transistor were measured using a semiconductor characteristic evaluation system (semiconductor parameter analyzer 4200-SCS, manufactured by KEITHLEY). When the negative gate voltage applied to the gate electrode is increased, the negative drain current is also increased. Therefore, it was confirmed that the organic transistor was a p-type organic transistor.
  • the field effect mobility ⁇ of carriers in the organic transistor was calculated using the following formula (a) that represents the drain current Id in the saturation region of the electrical characteristics of the organic transistor.
  • Id (W / 2L) ⁇ Ci (Vg ⁇ Vt) 2 (a)
  • L represents the channel length of the organic transistor
  • W represents the channel width of the organic transistor
  • Ci represents the capacitance per unit area of the gate insulating film
  • Vg represents the gate voltage
  • Vt represents the threshold voltage of the gate voltage.
  • the field effect mobility (carrier mobility) of the carrier was 0.074 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • Example 45 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 44 except that the polymer G was used in place of the polymer J, and the transistor characteristics were evaluated.
  • the carrier mobility was 0.153 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • Example 46 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 44 except that the polymer I was used instead of the polymer J, and the transistor characteristics were evaluated.
  • the carrier mobility was 6.80 ⁇ 10 ⁇ 4 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 4 .
  • Example 47 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 44 except that the polymer H was used instead of the polymer J, and the transistor characteristics were evaluated. Carrier mobility was 0.029cm 2 / Vs, the on / off current ratio was 10 5.
  • Example 48 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 44 except that the polymer L was used instead of the polymer J, and the transistor characteristics were evaluated.
  • the carrier mobility was 5.49 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 4 .
  • Example 49 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 44 except that the polymer D was used instead of the polymer J, and the transistor characteristics were evaluated.
  • the carrier mobility was 3.80 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 5 .
  • Example 50 In Example 44, instead of polymer J, polymer F, octadecyltrichlorosilane instead of ⁇ -PTS (betaphenyltrichlorosilane), orthodichlorobenzene instead of chloroform, and heat treatment temperature changed to 170 ° C to 120 ° C.
  • An organic transistor element was prepared in the same manner as described above, and the transistor characteristics were evaluated. Carrier mobility was 7.3 ⁇ 10 -3 cm 2 / Vs , the on / off current ratio was 10 4.
  • crude product 3-Br-A The resulting solid is referred to as crude product 3-Br-A.
  • 200 mL of sodium thiosulfate aqueous solution (10 wt%) was added to the filtrate, and extracted with chloroform.
  • the organic layer, which is a chloroform solution was dried over sodium sulfate and filtered.
  • the filtrate was concentrated to recover the precipitated solid.
  • the resulting solid is called crude product 3-Br-B.
  • Crude product 3-Br-A and crude product 3-Br-B were combined and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform) to obtain 17.3 g of compound 3-Br. The operation so far was performed several times.
  • a 1000 mL four-necked flask equipped with a mechanical stirrer and purged with argon gas was charged with 25.0 g (71.4 mmol) of compound 3-Br, 250 mL of chloroform, and 160 mL of trifluoroacetic acid to obtain a uniform solution. .
  • 21.0 g (210 mmol) of sodium perborate monohydrate was added over 35 minutes, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 240 minutes. Thereafter, 500 mL of 5 wt% sodium sulfite aqueous solution was added to stop the reaction, and sodium bicarbonate was added until the pH of the reaction solution reached 6.
  • reaction product was extracted with chloroform, the organic layer as a chloroform solution was passed through a silica gel column to obtain a filtrate, and the solvent of the filtrate was distilled off with an evaporator. The residue was recrystallized using methanol to obtain 7.70 g (21.0 mmol) of compound 4-Br. The operation so far was performed several times.
  • the reactive organism was extracted with chloroform, and then the chloroform solution was dried over sodium sulfate. After the chloroform solution was filtered, the solvent of the filtrate was distilled off with an evaporator. The obtained solid was washed with hexane and dried under reduced pressure to obtain 10.9 g of Compound 4.
  • silica gel of the silica gel column silica gel previously immersed in hexane containing 5 wt% triethylamine for 5 minutes and then rinsed with hexane was used. After purification, 3.52 g (3.34 mmol) of compound 25 was obtained.
  • a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon was charged with 500 mg (0.475 mmol) of compound 25, 141 mg (0.427 mmol) of compound 27, and 32 ml of toluene to obtain a uniform solution.
  • the resulting toluene solution was bubbled with argon for 30 minutes. Thereafter, 6.52 mg (0.007 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 13.0 mg of tris (2-toluyl) phosphine were added to the toluene solution, followed by stirring at 100 ° C. for 6 hours.
  • the organic layer is washed twice with 50 ml of water, then twice with 50 mL of a 3 wt% aqueous acetic acid solution, then twice with 50 mL of water, and then 50 mL of 5% aqueous potassium fluoride solution. And then washed twice with 50 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. The polymer was filtered and dried, and the obtained polymer was redissolved in 50 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer M was 890 nm.
  • Example 55 (Production and evaluation of ink and organic thin film solar cell) A glass substrate on which an ITO film was applied with a thickness of 150 nm by a sputtering method was subjected to surface treatment by ozone UV treatment. Next, the polymer M and fullerene C60PCBM (phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co.) were treated with orthodichlorobenzene so that the weight ratio of C60PCBM to the polymer M was 3. Ink 2 was produced. In ink 2, the total of the weight of polymer M and the weight of C60PCBM was 2.0% by weight with respect to the weight of ink 2. The ink 2 was applied onto the substrate by spin coating to produce an organic film containing the polymer M.
  • C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co.
  • the thickness of the organic film was about 100 nm. It was 890 nm when the light absorption terminal wavelength of the organic film was measured. Then, lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 2 nm on the organic film by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm.
  • the shape of the obtained organic thin film solar cell was a square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the obtained organic thin film solar cell is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and the generated current and voltage are measured.
  • Example 56 (Production and evaluation of ink and organic thin film solar cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that fullerene C70PCBM ([6,6] phenyl-C71 butyric acid methyl ester ([6,6] -phenyl C71 methyl acid ester)) was used instead of fullerene C60PCBM.
  • a battery was prepared, and photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor (curve factor) were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film is 890 nm
  • Jsc short circuit current density
  • Voc open circuit voltage
  • ff fill factor (curve factor))
  • the photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 6.72%.
  • the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of a 3 wt (wt) aqueous acetic acid solution, and further twice with 10 mL of water. Precipitated.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene.
  • the toluene solution was passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 291 mg of polymer N.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 32,000, and the number average molecular weight (Mn) was 16,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer N was 798 nm.
  • Example 58 Provide and evaluation of ink and organic thin film solar cell
  • the polymer N and fullerene C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.
  • Ink 3 was produced by dissolving in orthodichlorobenzene.
  • the total weight of the polymer N and the C60PCBM was 2.0% by weight with respect to the weight of the ink 3.
  • the ink 3 was applied onto a glass substrate by spin coating to produce an organic film containing the polymer N.
  • the film thickness was about 100 nm.
  • the light absorption edge wavelength of the organic film thus produced was 750 nm.
  • lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 2 nm on the organic film by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm to produce an organic thin film solar cell.
  • the shape of the obtained organic thin film solar cell was a square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the obtained organic thin film solar cell is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and the generated current and voltage are measured.
  • the photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor were determined. Jsc (short circuit current density) is 9.63 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.67 V, ff (fill factor) is 0.62, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) Was 4.03%.
  • Table 4 The results are shown in Table 4.
  • Example 54 The same operation as in Example 54 was carried out except that 149.5 mg (0.427 mmol) of compound 29 synthesized by the method described in US Pat. No. 7,087,283 was used instead of compound 27, and 125 mg of polymer was obtained. Synthesized. Hereinafter, this polymer is referred to as polymer P.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer P measured by GPC was Mw of 5800 and Mn of 4500.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer P was 1242 nm.
  • Example 54 instead of Compound 27, Macromolecular Rapid Communications, 2009, Vol. 30, p. The same procedure was carried out except that 164.0 mg (0.427 mmol) of compound 30 synthesized by the method described in 45-51 was used, and 110 mg of the polymer was synthesized.
  • this polymer is referred to as polymer Q.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer Q measured by GPC was Mw of 22000 and Mn of 40000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer Q was 904 nm.
  • Example 54 The same procedure as in Example 54 was carried out except that 212.7 mg (0.427 mmol) of compound 32 was used instead of compound 27 to produce 132 mg of polymer.
  • this polymer is referred to as polymer R.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer R measured by GPC was Mw of 11400 and Mn of 8100.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer R was 1898 nm.
  • Example 54 instead of Compound 27, Tetrahedron, 2009, Vol. 53, No. 29, p. The same operation was carried out except that 150.3 mg (0.427 mmol) of compound 33 produced by the method described in 10169-10178 was used, and 130 mg of a polymer was produced.
  • this polymer is referred to as polymer S.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer S measured by GPC was Mw of 32000 and Mn of 17,000.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer S was 1944 nm.
  • Example 54 Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry (Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry), 2008, Vol. 46, p. The same operation was carried out except that 125.9 mg (0.427 mmol) of the compound 34 produced by the method described in 2975-2982 was used, to produce 151 mg of a polymer.
  • this polymer is referred to as polymer T.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer T measured by GPC was Mw of 246000 and Mn of 23500.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer T was 1060 nm.
  • Example 54 Journal of the American Chemical Society, 2008, vol. 130, p. The same operation was carried out except that 125.9 mg (0.427 mmol) of compound 35 produced by the method described in 732-742 was used, to produce 151 mg of a polymer.
  • this polymer is referred to as a polymer U.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer U measured by GPC was Mw of 72000 and Mn of 17,200.
  • the light absorption terminal wavelength of the polymer U was 1060 nm.
  • Example 65 (Production and evaluation of organic thin-film solar cells) In Example 58, except that the polymer T was used in place of the polymer N, an element was similarly prepared and evaluated. The results are shown in Table 4.
  • Example 66 (Production and evaluation of organic thin-film solar cells)
  • Example 58 a device was prepared in the same manner except that the polymer U was used instead of the polymer N, and evaluation was performed. The results are shown in Table 4.
  • compound 42 (1.214 g, 0.868 mmol) and tetrahydrofuran (THF) (40 mL) were added, and argon bubbling was performed at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes. After cooling to 0 ° C., NBS (340 mg, 1.91 mmol) was added, and the temperature was raised to 40 ° C. The disappearance of the raw material was confirmed after 1 hour. Then, the sodium thiosulfate aqueous solution was added to the reaction liquid, and the organic layer was extracted using hexane.
  • THF tetrahydrofuran
  • compound 52 (1.500 g, 2.145 mmol) and tetrahydrofuran (150 mL) were added, and argon bubbling was performed at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes. After cooling to ⁇ 30 ° C., N-bromosuccinimide (343.3 mg, 1.931 mmol) was added and the mixture was stirred at ⁇ 10 ° C. for 2 hours. Water was put into the system, diethyl ether extraction was performed, and column purification using hexane was performed. By drying, 1.657 g of compound 53 was obtained.
  • compound 54 (1.166 g, 0.744 mmol) and tetrahydrofuran (THF) (120 mL) were added, and argon bubbling was performed at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes. After cooling to 0 ° C., NBS (291 mg, 1.64 mmol) was added, and the temperature was raised to 40 ° C. The disappearance of the raw material was confirmed after 1 hour. Then, the sodium thiosulfate aqueous solution was added to the reaction liquid, and the organic layer was extracted using hexane.
  • THF tetrahydrofuran
  • the organic layer was washed twice with 50 ml of water, twice with 50 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%), And further twice with 50 mL of water, and poured into methanol to precipitate the polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 50 mg of polymer V.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 25,000, and the number average molecular weight (Mn) was 10,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer V was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 500 ml of water, twice with 200 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And twice with 200 mL of water, and poured into methanol to precipitate the polymer I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 150 mg of polymer W.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 8,500, and the number average molecular weight (Mn) was 4,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer W was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 15 ml of water, twice with 15 mL of acetic acid aqueous solution (3 wt.%), And further twice with 15 mL of water, and poured into methanol to precipitate the polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 24 mg of polymer X.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 25,000, and the number average molecular weight (Mn) was 10,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer X was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 30 ml of water, twice with 30 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And further twice with 30 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 156 mg of polymer Y.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 76,000, and the number average molecular weight (Mn) was 31,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer Y was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And twice with 10 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 44 mg of polymer Z.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 35,000, and the number average molecular weight (Mn) was 15,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z was 950 nm.
  • the organic layer was washed twice with 20 ml of water, twice with 20 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%), And further twice with 20 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 197 mg of polymer Z2.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 240,000 and the number average molecular weight (Mn) was 90,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z2 was 950 nm.
  • the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And twice with 10 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer. After polymer filtration, the polymer was dried to obtain 165 mg of polymer Z3.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 300,000, and the number average molecular weight (Mn) was 100,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z3 was 950 nm.
  • the organic layer was washed twice with 10 ml of water, twice with 10 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And twice with 10 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 236 mg of polymer Z4.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer Z4 measured by GPC was 101,000 for the weight average molecular weight (Mw) and 32,000 for the number average molecular weight (Mn).
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z4 was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 30 ml of water, twice with 30 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And further twice with 30 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and then dried to obtain 343.9 mg of polymer Z5.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer Z5 measured by GPC was 70,000 for the weight average molecular weight (Mw) and 27,000 for the number average molecular weight (Mn).
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z5 was 940 nm.
  • the organic layer was washed twice with 60 ml of water, twice with 60 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And twice with 60 mL of water, and poured into methanol to precipitate the polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer. After polymer filtration, the polymer was dried to obtain 779.0 mg of polymer Z6.
  • the molecular weight (polystyrene conversion) of the polymer Z6 measured by GPC was 116,000 for the weight average molecular weight (Mw) and 40,000 for the number average molecular weight (Mn).
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z6 was 950 nm.
  • the organic layer was washed twice with 30 ml of water, twice with 30 mL of an acetic acid aqueous solution (3 wt.%) And further twice with 30 mL of water, and poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in toluene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer.
  • the polymer was filtered and dried to obtain 440.5 mg of polymer Z7.
  • the weight average molecular weight (in terms of polystyrene) of the polymer Z7 measured by GPC was 55,000, and the number average molecular weight (Mn) was 20,000.
  • the absorption edge wavelength of the polymer Z7 was 940 nm.
  • Example 103 (Production of organic transistors) A highly doped n-type silicon substrate having a 300 nm thick thermal oxide film was ultrasonically cleaned in acetone for 10 minutes, and then irradiated with ozone UV for 20 minutes. Thereafter, the surface of the thermal oxide film was subjected to silane treatment by spin-coating ⁇ -phenethyltrichlorosilane diluted at a rate of 5 drops (dropped and collected with a syringe) into 10 ml of toluene. Next, the polymer X was dissolved in orthodichlorobenzene to prepare a solution having a concentration of the polymer X of 0.5% by weight, and the solution was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution.
  • the coating solution was applied onto the surface-treated substrate by spin coating to form a polymer X coating film (thickness: about 30 nm). Further, the coating film was heat-treated at 170 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form an organic semiconductor thin film of polymer X. Furthermore, an organic transistor was manufactured by producing a source electrode and a drain electrode having a laminated structure of molybdenum trioxide and gold from the organic semiconductor thin film side on the organic semiconductor thin film by a vacuum vapor deposition method using a metal mask.
  • Example 104 Evaluation of organic transistors
  • the electrical characteristics of the organic transistor were measured using a semiconductor parameter 4200 (manufactured by KEITHLEY).
  • the change curve of the drain current (Id) with respect to the drain voltage (Vd) of the organic transistor using the polymer X is good, and when the negative gate voltage applied to the gate electrode is increased, the negative drain current is increased. Therefore, it was confirmed that the organic transistor was a p-type organic transistor.
  • the field effect mobility ⁇ of carriers in the organic transistor was calculated using the following formula (a) that represents the drain current Id in the saturation region of the electrical characteristics of the organic transistor.
  • Example 105 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Y was used in place of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.07 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 106 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z was used in place of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.06 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 107 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z2 was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.13 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 108 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z3 was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.25 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 109 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z4 was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.12 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 110 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z5 was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104. Carrier mobility was 0.04 cm 2 / Vs, the on / off current ratio was 10 5. The results are shown in Table 5.
  • Example 111 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer Z6 was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.32 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 112 An organic transistor element was produced in the same manner as in Example 103 except that the polymer K was used instead of the polymer X, and the transistor characteristics were evaluated in the same manner as in Example 104.
  • the carrier mobility was 0.30 cm 2 / Vs, and the on / off current ratio was 10 6 .
  • the results are shown in Table 5.
  • Example 113 (Production and evaluation of ink and organic thin film solar cell) A glass substrate provided with an ITO film with a thickness of 150 nm by a sputtering method was subjected to surface treatment by ozone UV treatment. Next, polymer X and fullerene C60PCBM (phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.) were mixed so that the ratio of the weight of C60PCBM to the weight of polymer X was 3. was dissolved in o-dichlorobenzene, it was produced ink. The total weight of the polymer X and the C60PCBM was 2.0% by weight with respect to the weight of the ink.
  • C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester
  • the ink was applied by spin coating onto a glass substrate to fabricate an organic film containing a polymer X.
  • the film thickness was about 100 nm.
  • Optical absorption edge wavelength of the organic film produced in this way was 940 nm.
  • lithium fluoride was deposited on the organic film with a thickness of 2 nm by a vacuum deposition machine, and then Al was deposited with a thickness of 100 nm to produce an organic thin film solar cell.
  • the shape of the obtained organic thin film solar cell was a square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the obtained organic thin film solar cell is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and the generated current and voltage are measured.
  • the photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor were determined. Jsc (short circuit current density) is 11.20 mA / cm 2 , Voc (open-circuit voltage) is 0.62 V, ff (fill factor (curve factor)) is 0.67, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 4.63%.
  • Table 6 The results are shown in Table 6.
  • Example 114 An ink and an organic thin film solar cell were prepared and evaluated in the same manner as in Example 113 except that the polymer Y was used instead of the polymer W. Jsc (short circuit current density) is 5.00 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.69 V, ff (fill factor) is 0.56, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 1.96%. The results are shown in Table 6.
  • Example 115 An ink and an organic thin film solar cell were prepared and evaluated in the same manner as in Example 113 except that the polymer Z2 was used instead of the polymer W. Jsc (short-circuit current density) is 6.67 mA / cm 2 , Voc (open-circuit voltage) is 0.71 V, ff (fill factor (curve factor)) is 0.66, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 3.11%. The results are shown in Table 6.
  • Example 116 An ink and an organic thin film solar cell were prepared and evaluated in the same manner as in Example 113 except that the polymer Z3 was used instead of the polymer W. Jsc (short circuit current density) is 10.73 mA / cm 2 , Voc (open end voltage) is 0.58 V, ff (fill factor) is 0.65, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 4.02%. The results are shown in Table 6.

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Abstract

 本発明は、光電変換素子に含まれる有機層に用いた場合に、短絡電流密度及び光電変換効率が大きくなる高分子化合物を提供する。具体的には、本発明は、式(1)で表される構造単位を有する高分子化合物を提供する。〔式中、Ar及びArは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。Xは、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO-、-Si(R)(R)-、-N(R)-、-B(R)-、-P(R)-又は-P(=O)(R)-を表す。R51は、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基又は炭素原子数6以上のアシルオキシ基を表す。〕

Description

高分子化合物
 本発明は、特定の構造を有する高分子化合物に関する。
 近年、地球温暖化防止のため、大気中に放出されるCOの削減が求められている。そのため。例えば、pn接合型のシリコン系太陽電池などを用いるソーラーシステムの採用が提唱されている。しかし、シリコン系太陽電池の材料である単結晶、多結晶及びアモルファスシリコンは、その製造工程において高温、高真空条件が必要である。
 一方、光電変換素子の一態様である有機薄膜太陽電池は、シリコン系太陽電池の製造プロセスに用いられる高温、高真空プロセスが省略でき、塗布プロセスのみで安価に製造できる可能性があり、近年注目されている。有機薄膜太陽電池に用いる高分子化合物としては、繰り返し単位(A)及び繰り返し単位(B)からなる高分子化合物が提案されている(特許文献1)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
特表2009-506519号公報
 しかしながら、前記高分子化合物を含む有機層を有する光電変換素子は、短絡電流密度及び光電変換効率が必ずしも十分ではない。
 本発明は、光電変換素子に含まれる有機層に用いた場合に、短絡電流密度及び光電変換効率が大きくなる高分子化合物を提供することを目的とする。
 即ち、本発明は第一に、式(1)で表される構造単位を有する高分子化合物を提供する。式(1)で表される構造単位は、2価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
〔式中、Ar及びArは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。Xは、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO-、-Si(R)(R)-、-N(R)-、-B(R)-、-P(R)-又は-P(=O)(R)-を表す。R、R、R、R、R及びRは、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R50は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R51は、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基又は炭素原子数6以上のアシルオキシ基を表す。XとArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子に結合し、C(R50)(R51)とArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子に結合している。〕
 本発明は第二に、前記高分子化合物を含む薄膜を提供する。
 本発明は第三に、前記高分子化合物と電子受容性化合物とを含む組成物を提供する。
 本発明は第四に、前記組成物を含む薄膜を提供する。
 本発明は第五に、前記組成物と溶媒とを含むインクを提供する。
 本発明は第六に、式(3)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
〔式中、R52、R53 60及びR61は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。〕
 本発明は第七に、式(4)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
〔式中、R60、R61、R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。V及びVは、同一又は相異なり、水素原子、アルカリ金属、アルキル基、アリール基又はアリールアルキル基を表す。〕
 本発明は第八に、式(5)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
〔式中、R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。〕
 本発明は第九に、式(5-1)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
〔式中、R60、R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Vは、水素原子、アルカリ金属、アルキル基、アリール基又はアリールアルキル基を表す。〕
 本発明は第十に、式(8-1)及び、(8-2)で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
〔式中、R62~R65は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。Ar~Arは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Zはアリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
〔式中、R62~R65は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。Ar~Arは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Zはアリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
 本発明の高分子化合物を含む有機層を有する光電変換素子は、短絡電流密度及び光電変換効率が大きいため、本発明は極めて有用である。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明の高分子化合物は、式(1)で表される構造単位を有することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式(1)中、Xは、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO-、-Si(R)(R)-、-N(R)-、-B(R)-、-P(R)-又は-P(=O)(R)-を表す。
 ここでR、R、R、R、R及びRは、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。
 ここで、アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキル基であってもよい。アルキル基の炭素原子数は、通常1~30である。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、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、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、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
 アルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルオキシ基であってもよい。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、通常1~20程度であり、置換基を有していてもよい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、プロポキシ基、iso-プロポキシ基、ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、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、ラウリルオキシ基、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基、パーフルオロオクチル基、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。
 なお、本明細書において、ある基が「置換基を有していてもよい」との用語は、ある基が有する水素原子の一部又は全部が、置換基によって置換されてもよいことを意味する。「置換基を有していてもよい」の用語は、「置換されていてもよい」と言い換えてもよい。例えば、「置換基を有していてもよい2価の有機基」とは、2価の有機基中の水素原子の一部または全部が、置換基で置換されていてもよい2価の有機基のことをいい、「置換されていてもよい2価の有機基」と言い換えてもよい。また、例えば、「置換基を有していてもよい炭化水素基」とは、炭化水素基中の水素原子の一部または全部が、置換基で置換されていてもよい炭化水素基のことをいい、「置換されていてもよい炭化水素基」と言い換えてもよい。
 アルキルチオ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルチオ基であってもよい。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、通常1~20程度であり、置換基を有していてもよい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、プロピルチオ基、iso-プロピルチオ基、ブチルチオ基、iso-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、シクロヘキシルチオ基、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、ラウリルチオ基、トリフルオロメチルチオ基が挙げられる。
 アリール基は、その炭素原子数が通常6~60程度であり、置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリール基の具体例としては、フェニル基、C1~C12アルキルオキシフェニル基(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。C1~C12アルキルは、好ましくはC1~C8アルキルであり、より好ましくはC1~C6アルキルである。C1~C8アルキルは、炭素原子数1~8のアルキルであることを示し、C1~C6アルキルは、炭素原子数1~6のアルキルであることを示す。C1~C12アルキル、C1~C8アルキル及びC1~C6アルキルの具体例としては、上記アルキル基で説明し例示したものが挙げられる。以下も同様である。)、C1~C12アルキルフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、ペンタフルオロフェニル基が挙げられる。
 アリールオキシ基は、その炭素原子数が通常6~60程度であり、芳香環に含まれる炭素原子が置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、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、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。
 アリールチオ基は、その炭素原子数が通常6~60程度であり、芳香環に含まれる炭素原子が置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、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、1-ナフチルチオ基、2-ナフチルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。
 アリールアルキル基は、その炭素原子数が通常7~60程度であり、置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリールアルキル基の具体例としては、フェニル-C1~C12アルキル基、C1~C12アルキルオキシフェニル-C1~C12アルキル基、C1~C12アルキルフェニル-C1~C12アルキル基、1-ナフチル-C1~C12アルキル基、2-ナフチル-C1~C12アルキル基が挙げられる。
 アリールアルキルオキシ基は、その炭素原子数が通常7~60程度であり、置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリールアルキルオキシ基の具体例としては、フェニル-C1~C12アルキルオキシ基、C1~C12アルキルオキシフェニル-C1~C12アルキルオキシ基、C1~C12アルキルフェニル-C1~C12アルキルオキシ基、1-ナフチル-C1~C12アルキルオキシ基、2-ナフチル-C1~C12アルキルオキシ基が挙げられる。
 アリールアルキルチオ基は、その炭素原子数が通常7~60程度であり、置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基の具体例としては、フェニル-C1~C12アルキルチオ基、C1~C12アルキルオキシフェニル-C1~C12アルキルチオ基、C1~C12アルキルフェニル-C1~C12アルキルチオ基、1-ナフチル-C1~C12アルキルチオ基、2-ナフチル-C1~C12アルキルチオ基が挙げられる。
 アシル基は、その炭素原子数が通常2~20程度である。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、ペンタフルオロベンゾイル基が挙げられる。
 アシルオキシ基は、その炭素原子数が通常2~20程度である。アシルオキシ基の具体例としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基が挙げられる。
 アミド基は、その炭素原子数が通常1~20程度である。アミド基とは、アミドから窒素原子に結合した水素原子を除いて得られる基をいう。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、ジペンタフルオロベンズアミド基が挙げられる。
 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除いて得られる基をいう。酸イミド基の具体例としては、スクシンイミド基、フタル酸イミド基などが挙げられる。
 置換アミノ基は、その炭素原子数が通常1~40程度である。置換基アミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7-ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、C1~C12アルコキルオキシフェニルアミノ基、ジ(C1~C12アルキルオキシフェニル)アミノ基、ジ(C1~C12アルキルフェニル)アミノ基、1-ナフチルアミノ基、2-ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基、フェニル-C1~C12アルキルアミノ基、C1~C12アルキルオキシフェニル-C1~C12アルキルアミノ基、C1~C12アルキルフェニル-C1~C12アルキルアミノ基、ジ(C1~C12アルキルオキシフェニル-C1~C12アルキル)アミノ基、ジ(C1~C12アルキルフェニル-C1~C12アルキル)アミノ基、1-ナフチル-C1~C12アルキルアミノ基、2-ナフチル-C1~C12アルキルアミノ基が挙げられる。
 置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-n-プロピルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリ-p-キシリルシリル基、トリベンジルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、ジメチルフェニルシリル基などが挙げられる。
 置換シリルオキシ基の具体例としては、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリ-n-プロピルシリルオキシ基、トリ-iso-プロピルシリルオキシ基、tert-ブチルジメチルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ-p-キシリルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基、tert-ブチルジフェニルシリルオキシ基、ジメチルフェニルシリルオキシ基などが挙げられる。
 置換シリルチオ基の具体例としては、トリメチルシリルチオ基、トリエチルシリルチオ基、トリ-n-プロピルシリルチオ基、トリ-iso-プロピルシリルチオ基、tert-ブチルジメチルシリルチオ基、トリフェニルシリルチオ基、トリ-p-キシリルシリルチオ基、トリベンジルシリルチオ基、ジフェニルメチルシリルチオ基、tert-ブチルジフェニルシリルチオ基、ジメチルフェニルシリルチオ基などが挙げられる。
 置換シリルアミノ基の具体例としては、トリメチルシリルアミノ基、トリエチルシリルアミノ基、トリ-n-プロピルシリルアミノ基、トリ-iso-プロピルシリルアミノ基、tert-ブチルジメチルシリルアミノ基、トリフェニルシリルアミノ基、トリ-p-キシリルシリルアミノ基、トリベンジルシリルアミノ基、ジフェニルメチルシリルアミノ基、tert-ブチルジフェニルシリルアミノ基、ジメチルフェニルシリルアミノ基、ジ(トリメチルシリル)アミノ基、ジ(トリエチルシリル)アミノ基、ジ(トリ-n-プロピルシリル)アミノ基、ジ(トリ-iso-プロピルシリル)アミノ基、ジ(tert-ブチルジメチルシリル)アミノ基、ジ(トリフェニルシリル)アミノ基、ジ(トリ-p-キシリルシリル)アミノ基、ジ(トリベンジルシリル)アミノ基、ジ(ジフェニルメチルシリル)アミノ基、ジ(tert-ブチルジフェニルシリル)アミノ基、ジ(ジメチルフェニルシリル)アミノ基が挙げられる。
 1価の複素環基としては、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、フェナジン等の複素環式化合物から水素原子を1個除いた基が挙げられる。1価の複素環基は置換基を有していてもよい。1価の複素環基としては、1価の芳香族複素環基が好ましい。
 複素環オキシ基としては、前記1価の複素環基に酸素原子が結合した式(11)で表される基が挙げられる。複素環チオ基としては、前記1価の複素環基に硫黄原子が結合した式(12)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
〔式(11)及び式(12)中、Arは1価の複素環基を表す。〕
 複素環オキシ基は、その炭素原子数が通常2~60程度である。複素環オキシ基は置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよい複素環オキシ基の具体例としては、チエニルオキシ基、C1~C12アルキルチエニルオキシ基、ピロリルオキシ基、フリルオキシ基、ピリジルオキシ基、C1~C12アルキルピリジルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、トリアゾリルオキシ基、オキサゾリルオキシ基、チアゾールオキシ基、チアジアゾールオキシ基が挙げられる。
 複素環チオ基は、その炭素原子数が通常2~60程度である。複素環チオ基は置換基を有していてもよい。置換基を有していてもよい複素環チオ基の具体例としては、チエニルメルカプト基、C1~C12アルキルチエニルメルカプト基、ピロリルメルカプト基、フリルメルカプト基、ピリジルメルカプト基、C1~C12アルキルピリジルメルカプト基、イミダゾリルメルカプト基、ピラゾリルメルカプト基、トリアゾリルメルカプト基、オキサゾリルメルカプト基、チアゾールメルカプト基、チアジアゾールメルカプト基が挙げられる。
 アリールアルケニル基は、通常、その炭素原子数8~20であり、アリールアルケニル基の具体例としては、スチリル基が挙げられる。
 アリールアルキニル基は、通常、その炭素原子数8~20であり、アリールアルキニル基の具体例としては、フェニルアセチレニル基が挙げられる。
 ハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 モノマーの製造の容易さの観点からは、Xとして好ましくは、-O-、-S-、-C(=O)-であり、より好ましくは-O-、-C(=O)-であり、さらに好ましくは、-O-である。
 式(1)中、Ar及びArは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。式(1)に示されるとおり、Arは3つの結合部を有し、それらのうちの1つはArとの結合部、もう1つはXとの結合部であり、さらに1つは、水素原子又はその他の原子との結合部を示す。その他の原子は、他の構成単位を構成する原子の一部であってもよい。式(1)に示されるとおり、Arは3つの結合部を有し、それらのうちの1つはArとの結合部、もう1つはXとの結合部であり、さらに1つは、水素原子又はその他の原子との結合部を示す。その他の原子は、他の構成単位を構成する原子の一部であってもよい。
 3価の複素環基とは、複素環式化合物から水素原子3個を除いた残りの原子団をいい、炭素原子数は、通常2~60であり、好ましくは4~60であり、より好ましくは4~20である。なお複素環基上に置換基を有していてもよく、複素環基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。3価の複素環基が置換基を有し、かつ該置換基が炭素原子を含む場合、該置換基の炭素原子数は好ましくは1~40であり、より好ましくは1~20であり、さらに好ましくは1~6である。
 ここに複素環式化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子などのヘテロ原子を環内に含む有機化合物をいう。
 3価の複素環基としては、例えば、以下の3価の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式(201)~式(284)中、R’は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、アシルオキシ基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環基又はシアノ基を表す。
 R’’は、同一又は相異なり、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、置換シリル基、アシル基又は1価の複素環基を表す。
 R’で表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、アシルオキシ基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環基の定義、具体例は、前述のRで表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、アシルオキシ基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環基の定義、具体例と同じである。
 R’’で表される、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、置換シリル基、1価の複素環基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、置換シリル基、1価の複素環基の定義、具体例と同じである。
 式(1)中、Ar及びArは、少なくとも一方がチオフェン環から水素原子を3個取り除いた基であることが好ましく、ともにチオフェン環から水素原子を3個取り除いた基であることがより好ましい。
 また、式(201)~式(284)中、3価の複素環基は、好ましくは硫黄原子を含む複素環基であり、より好ましくは式(268)又は式(273)で表される基であり、さらに好ましくは式(273)で表される基である。
 式(1)中、R50は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R51は、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基又は炭素原子数6以上のアシルオキシ基を表す。
 R50で表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例は、前述のRで表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例と同じである。
 R51で表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アシル基、アシルオキシ基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アシル基、アシルオキシ基の定義、具体例のうち炭素原子数6以上の基と同じである。R51で表されるアリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基の定義、具体例は、Rで表されるアリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基の定義、具体例と同じである。
 R50及びR51は、好ましくは両方が、同一又は相異なり、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基、炭素原子数6以上のアシルオキシ基であり、さらに好ましくは炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基であり、特に好ましくは炭素原子数6以上のアルキル基である。
 炭素原子数6以上のアルキル基としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、トリアコンチル基、テトラコンチル基、ペンタコンチル基などの直鎖状のアルキル基や1,1,3,3-テトラメチルブチル基、1-メチルヘプチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、1-プロピルペンチル基、2-ヘキシルデシル基、2-ヘプチルウンデシル基、2-オクチルドデシル基、3,7,11-トリメチルドデシル基、3,7,11,15-テトラメチルヘキサデシル基、3,5,5-トリメチルへキシル基などの分岐状のアルキル基が挙げられる。
 炭素原子数6以上のアルキル基は、該基を有する高分子化合物の溶解性等を考慮して適宜選択されるが、好ましくはヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、1-プロピルペンチル基、2-ヘキシルデシル基であり、さらに好ましくはヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基であり、特に好ましくはヘキシル基、オクチル基、ヘキサデシル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基である。
 式(1)中のXとArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子(位置)に結合し、C(R50)(R51)とArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子(位置)に結合している。
 式(1)で表される構造単位の好ましい一態様は、式(2)で表される構造単位(2価の基)である。
〔式中、R50及びR51は、前記と同じ意味を表す。R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。〕
 R52及びR53で表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例は、前述のRで表されるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例と同じである。
 式(1)で表される構造単位としては、好ましくは式(301)~式(356)で表される構造単位及びこれらの構造単位中に含まれる芳香族炭化水素環又は複素環上にさらに置換基を有する構造単位である。式中R50及びR51は、前述と同じ意味を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 式中、Rは水素原子又は置換基を表す。複数個あるRは、同一でも相異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。Rが置換基である場合、該置換基の例としては、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基から選ばれる基があげられる。これらの置換基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
 Rで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換アミノ基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、1価の複素環基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換アミノ基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、1価の複素環基の定義、具体例と同じである。
 置換カルボキシル基としては、通常炭素原子数2~20のものが用いられ、メチルエステル構造を有する基、エチルエステル構造を有する基、ブチルエステル構造を有する基などが挙げられる。
 上記の式(301)~式(356)で表される構造単位の中でも、好ましくは、式(301)~式(317)で表される構造単位であり、より好ましくは、式(301)~式(303)で表される構造単位であり、特に好ましくは、式(301)で表される構造単位である。
 本発明の高分子化合物は、式(1)で表される構造単位のほかに、式(1)で表される構造単位とは異なる構造単位を有していることが好ましい。この場合、式(1)で表される構造単位と式(1)で表される構造単位とは異なる構造単位とが、共役を形成していることが好ましい。本発明における共役とは、不飽和結合-単結合-不飽和結合の順に連鎖し、π軌道の2個のπ結合が隣り合い、それぞれのπ電子が平行に配置し、ある二重結合又は三重結合上にπ電子が局在するのではなく、隣の単結合上にπ電子が広がって非局在化している状態のことを指す。ここで不飽和結合とは二重結合や三重結合を指す。
 式(1)で表される構造単位とは異なる構造単位としては、2価の基が挙げられ、2価の基としては、例えば、アリーレン基、2価の複素環基が挙げられる。
 ここで、アリーレン基とは、芳香族炭化水素から、水素原子2個を除いた原子団であり、環を構成する炭素原子数は通常6~60程度であり、好ましくは6~20である。ここに芳香族炭化水素としては、ベンゼン環をもつもの、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環又は縮合環2個以上が直接結合してもの又はビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。
 アリーレン基としては、フェニレン基(例えば、下記の式1~3)、ナフタレンジイル基(下記の式4~13)、アントラセンジイル基(下記の式14~19)、ビフェニル-ジイル基(下記の式20~25)、ターフェニル-ジイル基(下記の式26~28)、縮合環化合物基(下記の式29~38)などが例示される。縮合環化合物基には、フルオレン-ジイル基(下記の式36~38)が含まれる。
 2価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子2個を除いた残りの原子団をいい、環を構成する炭素原子数は通常3~60程度である。
 ここに複素環化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、ヒ素などのヘテロ原子を環内に含むものをいう。
 2価の複素環基としては、例えば以下のものが挙げられる。
 ヘテロ原子として、窒素を含む2価の複素環基:ピリジン-ジイル基(下記の式39~44)、ジアザフェニレン基(下記の式45~48)、キノリンジイル基(下記の式49~63)、キノキサリンジイル基(下記の式64~68)、アクリジンジイル基(下記の式69~72)、ビピリジルジイル基(下記の式73~75)、フェナントロリンジイル基(下記の式76~78);
 ヘテロ原子としてけい素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含みフルオレン構造を有する基(下記の式79~93);
 ヘテロ原子としてけい素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環複素環基(下記の式94~98);
 ヘテロ原子としてけい素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環縮合複素基(下記の式99~110);
 ヘテロ原子としてけい素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位で結合し2量体やオリゴマーになっている基(下記の式111~112);
 ヘテロ原子としてけい素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位でフェニル基に結合している基(下記の式113~119);
 ヘテロ原子として酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環縮合複素環基にフェニル基やフリル基、チエニル基が置換した基(下記の式120~127);
 ヘテロ原子として窒素原子、硫黄原子、セレン原子などを含む5員環複素環が縮合した基(下記の図128~139);ベンゼン環とチオフェン環が縮合した基(下記の式140~143)などを例示することが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 式1~式143中、Rは前述と同じ意味を表す。a、bは、同一又は相異なり、繰り返しの数を表し、通常1~5であり、好ましくは1~3であり、特に好ましくは1である。
 式(1)で表される構造単位とは異なる構造単位としては、光電変換効率の観点からは、下記群1の式(A-1)~式(E-1)で表される構造単位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
〔群1中、Qは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、-N(R30)-又は-CR31=CR32-を表す。R30、R31及びR32は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R20~R25は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R20とR21は、連結して環状構造を形成してもよい。環G~環Nは、同一又は相異なり、芳香環を表す。〕
 環G~環Nで表される芳香環は、単環式芳香環であっても、多環式芳香環であってもよい。単環式芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピラジン環、イミダゾール環、トリアゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環などの芳香環が挙げられる。ただし、環Gはベンゼン環ではない。式(B-1)~式(E-1)中、C-Cで表される結合には、炭素-炭素単結合、炭素-炭素二重結合を含む。
 多環式芳香環としては、前記の単環式芳香環に任意の環が縮合した芳香環が挙げられる。単環式芳香環に縮合する環としては、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、プラゾリジン環、フラザン環、トリアゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、テトラゾール環、ピラン環、ピリジン環,ピペリジン環、チオピラン環、リダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、モルホリン環、トリアジン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドール環、イソインドール環、インドリジン環、インドリン環、イソインドリン環、クロメン環、クロマン環、イソクロマン環、ベンゾピラン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、インダゾール環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、キナゾリジン環、シンノリン環、フタラジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、キサンテン環、フェナントリジン環、アクリジン環、β-カルボリン環、ペリミジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環などが挙げられる。
 R30、R31及びR32が置換基である場合、水素原子又は置換基を表す。該置換基としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子などのハロゲン原子、炭素原子数1~30の基が好ましい。該炭素原子数1~30の基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルキルオキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
 群1中、R20~R25は水素原子又は置換基を表す。R20~R25が置換基である場合、フッ素原子、臭素原子、塩素原子などのハロゲン原子、炭素原子数1~30の基が好ましい。該炭素原子数1~30の基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルキルオキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基等が挙げられる。
 R20とR21は、相互に連結して環状構造を形成してもよい。連結して形成した環状構造の具体例としては、以下の式(I)~式(III)の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 式(I)~式(III)中、R70、R71は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R70、R71が置換基の場合、該置換基としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子などのハロゲン原子、炭素原子数1~30の基が好ましい。該置換基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルキルオキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
 X30、X31は、同一又は相異なり、硫黄原子又はセレン原子を表す。X30、X31は、好ましくは硫黄原子である。Y30~Y35は、同一又は相異なり、窒素原子又は=CH-を表す。Y30~Y35は、好ましくは窒素原子である。
 環G~環Nは、R20~R25以外の置換基を有していてもよく、該置換基の例としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子などのハロゲン原子、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルキルオキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
 群1に含まれる構造単位の中でも、光電変換効率の観点からは、下記群2の式(A-2)~式(E-2)で表される構造単位がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 式(A-2)~式(E-2)中、Q~Qは、同一又は相異なり、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、-N(R30)-又は-CR31=CR32-を表す。R30、R31、R32は、前述と同じ意味を表す。Q~Qは、好ましくは硫黄原子である。Y~Yは、同一又は相異なり、窒素原子又は=CH-を表す。Y~Yは、好ましくは窒素原子である。
 R40~R49は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R40~R49が置換基である場合、該置換基は、フッ素原子、臭素原子、塩素原子などのハロゲン原子、炭素原子数1~30の基が好ましい。該炭素原子数1~30の基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルキルオキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。また、R40とR41 42とR43は、それぞれ連結して環状構造を形成してもよい。
 R40とR41 42とR43が連結して形成した環状構造の具体例としては、式(I)で表される環状構造、式(II)で表される環状構造が挙げられる。
 式(A-2)~式(E-2)で表される構造単位としては、好ましくは式(500)~式(522)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
(式中、Rは前記と同じ意味を表す。)
 本発明の高分子化合物が含有する構造単位の一例としては、式(601)~式(640)で表される構造単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(式中、R50、R51、Rは前記と同じ意味を表す。)
 本発明の高分子化合物は、式(601)~式(640)で表される構造単位を繰り返し単位として有していてもよく、該構造単位の連鎖を有していてもよい。また、アリーレン基又は2価の複素環基を介して該構造単位が結合した2価の有機基を、繰り返し単位として有していてもよく、該2価の有機基の連鎖を有していてもよい。アリーレン基及び2価の複素環基としては、前述の式1~式143で表される基が挙げられる。
 本発明における高分子化合物とは、重量平均分子量(Mw)が1000以上の化合物を指す。重量平均分子量が3000~10000000の高分子化合物が好ましい。重量平均分子量が3000より低いと素子作製時の膜形成に欠陥が生じることがあり、10000000より大きいと溶媒への溶解性や素子作製時の塗布性が低下することがある。高分子化合物の重量平均分子量は、さらに好ましくは8000~5000000であり、特に好ましくは10000~1000000である。
 本発明における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、ポリスチレンの標準試料を用いて算出したポリスチレン換算の重量平均分子量のことを指す。
 本発明の高分子化合物中の式(1)で表される構造単位の含有量は、化合物中に少なくとも1つ含まれていればよい。好ましくは高分子化合物中、高分子鎖一本あたり平均2個以上、さらに好ましくは高分子鎖一本あたり平均3個以上含まれる。
 本発明の高分子化合物は、素子に用いられる場合、素子作製の容易性から、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、本発明の高分子化合物が、該高分子化合物を0.01重量(wt)%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することが好ましく、0.1wt%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがより好ましく、0.4wt%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがさらに好ましい。
 本発明の高分子化合物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カップリング反応を用いる方法が好ましい。
 Suzukiカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(100):
   Q100-E-Q200   (100)
〔式中、Eは、芳香環を含む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):
   T-E-T   (200)
〔式中、Eは、式(1)で表される構造単位を表す。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2価の芳香族基であり、さらに好ましくは前述の式1~式143で表される基が挙げられる。
 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モルであることがさらに好ましい。
 ホウ酸エステル残基としては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
で表される基等が例示される。
 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さらに好ましい。
 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。
 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。
 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。
 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、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 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、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 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。本発明に用いられる高分子化合物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。
 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。
 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。
 Stilleカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(300):
   Q300-E-Q400   (300)
〔式中、Eは、芳香環を含む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、前記式(200)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2価の芳香族基であり、さらに好ましくは前述の式1~式143で表される基である。
 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、アリール基などが挙げられる。
 アルキル基としては、例えば、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、2一メチルペンチル基、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、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。アリール基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、さらに好ましくは-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。
 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。
 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。
 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(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~0.2モルである。
 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、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 Stille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、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。本発明に用いられる高分子化合物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。
 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。
 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(200)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8時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。
 高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、好ましくは1×10~1×10である。ポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上である場合には、強靭な薄膜が得られやすくなる。一方、10以下である場合には、溶解性が高く、薄膜の作製が容易である。
 本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、素子の作製に用いたときに得られる素子の特性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基で保護されていてもよい。主鎖の共役構造と連続した共役結合を有しているものが好ましく、また、例えば、ビニレン基を介してアリール基又は複素環基と結合している構造であってもよい。
 本発明の高分子化合物は、式(1)で表される構造単位を有することを特徴とするが、該高分子化合物は、例えば、式(1-3)で表される化合物を原料の一つとして用いることにより合成することが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 式(1-3)中、Ar、Ar、X、R50及びR51は前記と同じ意味を表す。
及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。
 W、Wが水素原子である場合には、酸化重合を行うことで、式(1)で表される構造単位を有する高分子化合物を製造することが出来る。酸化重合においては、通常触媒が用いられる。かかる触媒としては、公知の触媒を用いることが可能である。例えば、金属ハロゲン化物、又は金属ハロゲン化物とアミン錯体との混合物(金属ハロゲン化物/アミン錯体)等が用いられる。ここで金属ハロゲン化物としては例えば、銅、鉄、バナジウム、又はクロムなどの金属の1価、2価、又は3価のハロゲン化物を用いることができる。アミン錯体の製造に用いるアミンとしては、例えば、ピリジン、ルチジン、2-メチルイミダゾール、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミンなどのアミンを用いることができる。金属ハロゲン化物/アミン錯体は溶媒中、酸素存在下で金属ハロゲン化物とアミンを混合することによって製造することが可能であり、金属ハロゲン化物とアミンの混合モル比は、例えば金属ハロゲン化物/アミン=1/0.l~1/200、好ましくは1/0.3~1/100程度である。
 触媒としては、塩化鉄を用いることもできる(Polym.Prep.Japan,Vol.48,309(1999))。さらに、銅/アミン触媒系を用いる(J.Org.Chem.,64,2264(1999)、J.Polym.Sci.PartA,Polym.Chem.,37,3702(1999))ことにより、高分子化合物の分子量を高めることができる。
 酸化重合における溶媒としては、触媒が被毒を受けない溶媒であれば特に制限なく使用することができる。かかる溶媒としては、例えば、炭化水素溶媒、エーテル系溶媒、アルコール類が挙げられる。ここで、炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ナフタリン、テトラリンが挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジフェニルエーテル、tert-ブチルメチルエーテルが挙げられる。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2-メトキシエタノールが挙げられる。
 酸化重合における反応温度は、通常-100℃~100℃、好ましくは-50~50℃程度である。
 また共重合体を製造する場合にはモノマーを2種類以上混合して重合する方法や、1種類のモノマーを重合した後に2種目のモノマーを添加する方法などが挙げられる。これらの方法を用いること、又は組み合わせることにより、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、マルチブロック共重合体、グラフト共重合体などを製造することが可能である。
 官能基変換のしやすさの観点からは、式(1-3)中のW及びW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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、ボロン酸残基又は有機スズ残基であることが好ましい。
 W及びWが水素原子である場合、W及びWを臭素原子に変換する方法としては、公知の方法を使用することが出来るが、例えば、W及びWが水素原子である式(1-3)で表される化合物と臭素又はN-ブロモスクシンイミド(NBS)とを接触させて臭素化する方法が挙げられる。臭素化の条件は任意に設定することができるが、例えば、溶媒中でNBSと反応させる方法は、臭素化率が高く、かつ臭素原子の導入位置の選択性が高くなるために望ましい。この時に使用する溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素などが挙げられる。反応時間は通常1分から10時間程度、反応温度は通常-50℃~50℃程度である。使用する臭素の量はW及びWが水素原子である式(1-3)で表される化合物1モルに対して1モル~5モル程度が好ましい。反応後は、例えば、水を加えて反応を停止した後に生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去するなどの通常の後処理を行い、W及びWが臭素原子である式(1-3)で表される化合物を得ることができる。生成物の単離後及び精製はクロマトグラフィーによる分取や再結晶などの方法により行うことができる。
 式(1-3)で表される化合物の一態様である式(3)で表される化合物は、式(4)で表される化合物を酸の存在下で、反応させることにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
〔式中、R52、R53 60及びR61は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
〔式中、R60、R61、R52、R53、W及びWは、前記と同じ意味を表す。V及びVは、同一又は相異なり、水素原子、アルカリ金属、アルキル基、アリール基又はアリールアルキル基を表す。〕
 R52、R53 60及びR61で表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例と同じである。
 V及びVで表されるアルキル基、アリール基、アリールアルキル基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アリール基、アリールアルキル基の定義、具体例と同じである。
 R61としては、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基、炭素原子数6以上のアシルオキシ基が好ましい。
 式(4)で表される化合物から式(3)で表される化合物の合成に用いられる酸としては、Lewis酸、Bronsted酸のいずれでもよく、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、安息香酸、フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、塩化スズ(IV)、塩化鉄(II)、四塩化チタン、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸又はこれらの混合物が例示される。
 反応は、溶媒の存在下で実施することができる。反応温度は、-80℃~溶媒の沸点が好ましい。
 反応に用いられる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの不飽和炭化水素、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンなどのハロゲン化飽和炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化不飽和炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、tert-ブチルアルコールなどのアルコール類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル-tert-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのエーテル類、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸などの無機酸などが挙げられる。該溶媒を単一で用いても、混合して用いてもよい。
 反応後は、例えば、水を加えて反応を停止した後に生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去するなどの通常の後処理を行い、式(3)で表される化合物を得ることができる。生成物の単離後及び精製はクロマトグラフィーによる分取や再結晶などの方法により行うことができる。
 式(4)で表される化合物において、官能基変換のしやすさの観点からは、W及びWが、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、ボロン酸残基、有機スズ残基であることが好ましい。
 式(4)で表される化合物は、式(5)で表される化合物とグリニャール(Grignard)試薬又は有機リチウム(Li)化合物とを反応させることにより合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
〔式中、R52、R53、W及びWは前記と同じ意味を表す。〕
 上記反応に用いられるGrignard試薬としては、メチルマグネシウムクロライド、メチルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウムブロマイド、プロピルマグネシウムクロライド、プロピルマグネシウムブロマイド、ブチルマグネシウムクロライド、ブチルマグネシウムブロマイド、ヘキシルマグネシウムブロマイド、オクチルマグネシウムブロマイド、デシルマグネシウムブロマイド、アリルマグネシウムクロライド、アリルマグネシウムブロマイド、ベンジルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムブロマイド、ナフチルマグネシウムブロマイド、トリルマグネシウムブロマイドなどが挙げられる。
 有機Li化合物としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、ナフチルリチウム、ベンジルリチウム、トリルリチウムなどが挙げられる。
 反応は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下、溶媒の存在下で実施することができる。反応温度は、-80℃~溶媒の沸点が好ましい。
 反応に用いられる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの不飽和炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのエーテル類などが挙げられる。
該溶媒を単一で用いても、混合して用いてもよい。
 反応後は、例えば水を加えて反応を停止した後に生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去するなどの通常の後処理を行い、式(4)で表される化合物を得ることができる。生成物の単離後及び精製はクロマトグラフィーによる分取や再結晶などの方法により行うことができる。
 式(4)で表される化合物の他の合成方法としては、式(5-1)で表される化合物とグリニヤール試薬または有機リチウム化合物とを反応する方法がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
〔式中、R52、R53、W、W、V及びR60は前記と同じ意味を表す。〕
 ここで用いられるGrignard試薬、有機Li化合物、反応条件、溶媒、反応後の処理方法は、上記の式(5)で表される化合物から式(4)で表される化合物を合成する方法で述べた化合物、条件、方法と同じ化合物、条件、方法を用いることができる。
 式(5-1)で表される化合物は、式(5)で表される化合物にGrignard試薬、有機Li化合物を1当量反応させることで合成することが可能である。用いられるGrignard試薬、有機Li化合物、反応条件、溶媒、反応後の処理方法は上記の式(5)で表される化合物から式(4)で表される化合物を合成する方法で述べた化合物、条件、方法と同じ化合物、条件、方法を用いることができる。Grignard試薬や有機Li化合物の反応性が低い場合には、式(5)で表される化合物に対して1当量よりも多くGrignard試薬又は有機Li化合物を用いることができるが、Grignard試薬や有機Li化合物の反応性が高い場合には、式(5)で表される化合物に対して1当量Grignard試薬又は有機Li化合物を用いることが好ましい。
 式(5)で表される化合物のうち、式(7)で表される化合物は、式(6)で表される化合物と過酸化物とを反応させることにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
〔式(6)及び式(7)中、W及びWは、前記と同じ意味を表す。〕
 過酸化物としては過ホウ酸ナトリウム、m-クロロ過安息香酸、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイドなどが挙げられる。好ましくは過ホウ酸ナトリウム、m-クロロ過安息香酸であり、特に好ましくは過ホウ酸ナトリウムである。
 反応は、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、酪酸などのカルボン酸溶媒の存在下で実施することができる。式(6)で表される化合物の溶解性を上げるため、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ベンゼン、トルエンなどを混合した溶媒系で行うことが好ましい。反応温度は、0℃~溶媒の沸点が好ましい。
 反応後は、例えば、水を加えて反応を停止した後に、生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去するなどの通常の後処理を行い、式(7)で表される化合物を得ることができる。
生成物の単離後及び精製はクロマトグラフィーによる分取や再結晶などの方法により行うことができる。
 本発明の高分子化合物は、式(8-1)で表される化合物又は、式(8-2)で表される化合物を用いて製造することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
〔式中、R62~R65は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。Ar~Arは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Zはアリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
 R62~R65で表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例と同じである。R62及びR65としては、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基、炭素原子数6以上のアシルオキシ基が好ましい。
 Ar~Arで表される3価の複素環の定義、具体例としては前述のAr及びArの定義、具体例と同じである。
 W及びWで表されるハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基の具体例としては、前述のW及びWで例示した基と同じ基を挙げることができる。Zで表されるアリーレン基、2価の複素環基の具体例としては、式1~式143で表される基を挙げることができる。
 式(8-1)で表される化合物の中では、式(9-1)で表される化合物が好ましい。式(8-2)で表される化合物の中では、式(9-2)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
〔式中、R62~R65、W及びWは前記と同じ意味を表す。R54~R59は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。〕
 R54~R59で表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例は、前述のRで表されるアルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、ハロゲン原子、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基の定義、具体例と同じである。
 式(9-1)で表される化合物、及び、式(9-2)で表される化合物は、例えば、式(3)で表される化合物であって、Wが臭素原子であり、かつ、Wが水素原子である化合物もしくは、Wが水素原子であり、かつ、Wが臭素原子である化合物と、式(10)で表される化合物とを前述のSuzukiカップリング法で反応させることによって得ることが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
(式中、R58及びR59は前記と同じ意味を表す。)
 W及びWが水素原子である式(9-1)で表される化合物、及び、式(9-2)で表される化合物は、酸化重合等で高分子量化することも可能である。W及びWが、同一又は相異なり、ハロゲン原子、ホウ酸、ホウ酸エステル残基又は有機スズ残基である式(9-1)で表される化合物、及び、式(9-2)で表される化合物は、上述のSuzukiカップリングやStilleカップリング反応を用いて高分子量化することができる。
 本発明の高分子化合物は、光吸収末端波長が長波長であることが好ましい。光吸収末端波長は以下の方法で求めることができる。
 測定には、紫外、可視、近赤外の波長領域で動作する分光光度計(例えば、日本分光製、紫外可視近赤外分光光度計JASCO-V670)を用いる。JASCO-V670を用いる場合、測定可能な波長範囲が200~1500nmであるため、該波長範囲で測定を行う。まず、測定に用いる基板の吸収スペクトルを測定する。基板としては、石英基板、ガラス基板等を用いる。次いで、その基板の上に第1の化合物を含む溶液若しくは第1の化合物を含む溶融体から第1の化合物を含む薄膜を形成する。溶液からの製膜では、製膜後乾燥を行う。その後、薄膜と基板との積層体の吸収スペクトルを得る。薄膜と基板との積層体の吸収スペクトルと基板の吸収スペクトルとの差を、薄膜の吸収スペクトルとして得る。
 該薄膜の吸収スペクトルは、縦軸が第1の化合物の吸光度を、横軸が波長を示す。最も大きい吸収ピークの吸光度が0.5~2程度になるよう、薄膜の膜厚を調整することが望ましい。吸収ピークの中で一番長波長の吸収ピークの吸光度を100%とし、その50%の吸光度を含む横軸(波長軸)に平行な直線と該吸収ピークとの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点を第1の点とする。その25%の吸光度を含む波長軸に平行な直線と該吸収ピークとの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点を第2の点とする。第1の点と第2の点とを結ぶ直線と基準線の交点を光吸収末端波長と定義する。ここで、基準線とは、最も長波長の吸収ピークにおいて、該吸収ピークの吸光度を100%とし、その10%の吸光度を含む波長軸に平行な直線と該吸収ピークの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点の波長を基準として、基準となる波長より100nm長波長である吸収スペクトル上の第3の点と、基準となる波長より150nm長波長である吸収スペクトル上と第4の点を結んだ直線をいう。
 本発明の高分子化合物は、高い電子及び/又はホール輸送性を発揮し得ることから、該化合物を含む有機薄膜を素子に用いた場合、電極から注入された電子やホール、或いは、光吸収によって発生した電荷を輸送することができる。これらの特性を活かして光電変換素子、有機薄膜トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子等の種々の素子に好適に用いることができる。以下、これらの素子について個々に説明する。
<光電変換素子>
 本発明の高分子化合物を有する光電変換素子は、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、本発明の高分子化合物を含む1層以上の活性層を有する。
 本発明の高分子化合物を有する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型の有機半導体とn型の有機半導体との有機組成物から形成される活性層を有する。本発明の高分子化合物は、p型の有機半導体として用いることが好ましい。この形態の光電変換素子の動作機構を説明する。透明又は半透明の電極から入射した光エネルギーがフラーレン誘導体等の電子受容性化合物(n型の有機半導体)及び/又は本発明の高分子化合物等の電子供与性化合物(p型の有機半導体)で吸収され、電子とホールが結合した励起子を生成する。生成した励起子が移動して、電子受容性化合物と電子供与性化合物が隣接しているヘテロ接合界面に達すると、界面でのそれぞれのHOMOエネルギー及びLUMOエネルギーの違いにより電子とホールが分離し、独立に動くことができる電荷(電子とホール)が発生する。発生した電荷は、それぞれ電極へ移動することにより外部へ電気エネルギー(電流)として取り出すことができる。
 本発明の高分子化合物を用いて製造される光電変換素子は、通常、基板上に形成される。この基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。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。不透明な基板の場合には、反対の電極(即ち、基板から遠い方の電極)が透明又は半透明であることが好ましい。
 本発明の高分子化合物を有する光電変換素子の他の態様は、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、本発明の高分子化合物を含む第1の活性層と、該第1の活性層に隣接して、フラーレン誘導体等の電子受容性化合物を含む第2の活性層を含む光電変換素子である。
 透明又は半透明の電極材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。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・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性材料を用いて作製された膜、NESAや、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。
 電極材料として、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等の有機の透明導電膜を用いてもよい。
 一方の電極は透明でなくてもよく、該電極の電極材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができる。電極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、及びそれらのうち2つ以上の合金、又は、1種以上の前記金属と、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、カルシウム-アルミニウム合金等が挙げられる。
 光電変換効率を向上させるための手段として活性層以外の付加的な中間層を使用してもよい。中間層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化チタン等の酸化物、PEDOT(ポリ-3,4-エチレンジオキシチオフェン)などが挙げられる。
 <活性層>
 活性層は、本発明の高分子化合物を一種単独で含んでいても二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。活性層のホール輸送性を高めるため、電子供与性化合物及び/又は電子受容性化合物として、本発明の高分子化合物以外の化合物を活性層中に混合して用いることもできる。なお、電子供与性化合物、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。
 電子供与性化合物としては、本発明の高分子化合物のほか、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、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残基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が挙げられる。
 電子受容性化合物としては、本発明の高分子化合物のほか、例えば、炭素材料、酸化チタン等の金属酸化物、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、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、ポリフルオレン及びその誘導体、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(バソクプロイン)等のフェナントロリン誘導体、フラーレン、フラーレン誘導体が挙げられ、好ましくは、酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレン、フラーレン誘導体であり、特に好ましくはフラーレン、フラーレン誘導体である。
 フラーレン、フラーレン誘導体としてはC60、C70、C76、C78、C84及びその誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体は、フラーレンの少なくとも一部が修飾された化合物を表す。
 フラーレン誘導体としては、例えば、式(13)で表される化合物、式(14)で表される化合物、式(15)で表される化合物、式(16)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
(式(13)~(16)中、Rは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はエステル構造を有する基である。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。Rはアルキル基又はアリール基を表す。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。)
 R及びRで表されるアルキル基、アリール基の定義、具体例は、Rで表されるアルキル基、アリール基の定義、具体例と同じである。
 Rで表されるヘテロアリール基は、通常、炭素原子数が3~60であり、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。
 Rで表されるエステル構造を有する基は、例えば、式(17)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
(式中、u1は、1~6の整数を表す、u2は、0~6の整数を表す、Rは、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。)
 Rで表されるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基の定義、具体例は、Rで表されるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基の定義、具体例と同じである。
 C60フラーレンの誘導体の具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 C70フラーレンの誘導体の具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 また、フラーレン誘導体の例としては、[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)、[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。
 活性層中に本発明の高分子化合物とフラーレン誘導体とを含む場合、フラーレン誘導体の割合が、本発明の高分子化合物100重量部に対して、10~1000重量部であることが好ましく、20~500重量部であることがより好ましい。
 活性層の厚さは、通常、1nm~100μmが好ましく、より好ましくは2nm~1000nmであり、さらに好ましくは5nm~500nmであり、より好ましくは20nm~200nmである。
 前記活性層の製造方法は、如何なる方法で製造してもよく、例えば、高分子化合物を含む溶液からの成膜や、真空蒸着法による成膜方法が挙げられる。
<光電変換素子の製造方法>
 光電変換素子の好ましい製造方法は、第1の電極と第2の電極とを有し、該第1の電極と該第2の電極との間に活性層を有する素子の製造方法であって、該第1の電極上に本発明の高分子化合物と溶媒とを含む溶液(インク)を塗布法により塗布して活性層を形成する工程、該活性層上に第2の電極を形成する工程を有する素子の製造方法である。
 溶液からの成膜に用いる溶媒は、本発明の高分子化合物を溶解させるものであればよい。該溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、n-ブチルベンゼン、sec-ブチルベンゼン、tert-ブチルベンゼン等の不飽和炭化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のフッ素系溶媒追加ハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル系溶媒が挙げられる。本発明の高分子化合物は、通常、前記溶媒又は、前記溶媒を1種類以上含む混合溶媒に溶解させることができる。また、本発明の高分子化合物は、通常、前記溶媒に0.1重量%以上溶解させることができる。
 溶液を用いて成膜する場合、スリットコート法、ナイフコート法、スピンコート法、キャスティング法、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、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットコート法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スリットコート法、キャピラリーコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ノズルコート法、インクジェットコート法、スピンコート法が好ましい。
 成膜性の観点からは、25℃における溶媒の表面張力が15mN/mより大きいことが好ましく、15mN/mより大きく100mN/mよりも小さいことがより好ましく、25mN/mより大きく60mN/mよりも小さいことがさらに好ましい。
 <有機トランジスタ>
 本発明の高分子化合物は、有機薄膜トランジスタにも用いることができる。有機薄膜トランジスタとしては、ソース電極及びドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となる有機半導体層(活性層)と、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極とを備えた構成を有するものが挙げられ、有機半導体層が上述した有機薄膜によって構成されるものである。このような有機薄膜トランジスタとしては、電界効果型、静電誘導型等が挙げられる。
 電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層(活性層)、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに、有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。
特に、ソース電極及びドレイン電極が、有機半導体層(活性層)に接して設けられており、さらに有機半導体層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。電界効果型有機薄膜トランジスタにおいては、有機半導体層が、本発明の高分子化合物を含む有機薄膜によって構成される。
 静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層(活性層)、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、このゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ここで、ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、且つゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。静電誘導型有機薄膜トランジスタにおいても、有機半導体層が、本発明の高分子化合物を含む有機薄膜によって構成される。
 本発明の高分子化合物を静電誘導型有機薄膜トランジスタの活性層に用いる場合、トランジスタ特性の観点からは、本発明の高分子化合物が式(18)で表される構造単位、式(19)で表される構造単位及び、式(20)で表される構造単位式からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。合成の容易さの観点からは、本発明の高分子化合物が式(18)で表される構造単位及び、式(19)で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
〔式(18)、式(19)及び、式(20)中、Ar、Ar、X、R50及びR51は、前述と同じ意味を表す。Z’は、単結合、アリーレン基又は2価の複素環基を表す。〕
 Z’で表されるアリーレン基及び2価の複素環基としては、前述の式1~式143で表される基が挙げられる。
 本発明の高分子化合物が式(18)で表される構造単位、式(19)で表される構造単位及び、式(20)で表される構造単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を含む場合、トランジスタ特性の観点からは、R50及びR51がともに直鎖のアルキル基であることが好ましい。直鎖のアルキル基の中でも、炭素原子数が3~20の直鎖のアルキル基が好ましく、炭素原子数が6~18の直鎖のアルキル基がより好ましい。
 式(18)で表される構造単位を有する高分子化合物は、例えば、式(8-1)で表される化合物を重合することにより製造することができる。式(19)で表される構造単位を有する高分子化合物は、例えば、式(8-2)で表される化合物を重合することにより製造することができる。
<有機エレクトロルミネッセンス素子>
 本発明の高分子化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)に用いることもできる。有機EL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発光層を有する。有機EL素子は、発光層の他にも、正孔輸送層、電子輸送層を含んでいてもよい。該発光層、正孔輸送層、電子輸送層のいずれかの層中に本発明の高分子化合物が含まれる。発光層中には、本発明の高分子化合物の他にも、電荷輸送材料(電子輸送材料と正孔輸送材料の総称を意味する)を含んでいてもよい。有機EL素子としては、陽極と発光層と陰極とを有する素子、さらに陰極と発光層の間に、該発光層に隣接して電子輸送材料を含有する電子輸送層を有する陽極と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子、さらに陽極と発光層の間に、該発光層に隣接して正孔輸送材料を含む正孔輸送層を有する陽極と正孔輸送層と発光層と陰極とを有する素子、陽極と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子等が挙げられる。
 <素子の用途>
 本発明の高分子化合物を用いた光電変換素子は、透明又は半透明の電極から太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、有機薄膜太陽電池として動作させることができる。有機薄膜太陽電池を複数集積することにより有機薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。
 また、電極間に電圧を印加した状態、あるいは無印加の状態で、透明又は半透明の電極から光を照射することにより、光電流が流れ、有機光センサーとして動作させることができる。有機光センサーを複数集積することにより有機イメージセンサーとして用いることもできる。
 上述の有機薄膜トランジスタは、例えば電気泳動ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の画素の制御や、画面輝度の均一性や画面書き換え速度を制御のために用いられる画素駆動素子等として用いることができる。
 <太陽電池モジュール>
 有機薄膜太陽電池は、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとりうる。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の支持基板の上にセルが構成され、その上を充填樹脂や保護ガラス等で覆い、支持基板の反対側から光を取り込む構造をとるが、支持基板に強化ガラス等の透明材料を用い、その上にセルを構成してその透明の支持基板側から光を取り込む構造とすることも可能である。具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられる基板一体型モジュール構造等が知られている。本発明の高分子化合物を用いて製造される有機薄膜太陽電池も使用目的や使用場所及び環境により、適宜これらのモジュール構造を選択できる。
 代表的なスーパーストレートタイプあるいはサブストレートタイプのモジュールは、片側又は両側が透明で反射防止処理を施された支持基板の間に一定間隔にセルが配置され、隣り合うセル同士が金属リード又はフレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電極が配置されており、発生した電力を外部に取り出される構造となっている。基板とセルの間には、セルの保護や集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセテート(EVA)等様々な種類のプラスチック材料をフィルム又は充填樹脂の形で用いてもよい。
 また、外部からの衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要のない場所において使用する場合には、表面保護層を透明プラスチックフィルムで構成し、又は上記充填樹脂を硬化させることによって保護機能を付与し、片側の支持基板をなくすことが可能である。支持基板の周囲は、内部の密封及びモジュールの剛性を確保するため金属製のフレームでサンドイッチ状に固定し、支持基板とフレームの間は封止材料で密封シールする。また、セルそのものや支持基板、充填材料及び封止材料に可撓性の素材を用いれば、曲面の上に太陽電池を構成することもできる。
 ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体を用いた太陽電池の場合、ロール状の支持体を送り出しながら順次セルを形成し、所望のサイズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のある素材でシールすることにより電池本体を作製できる。また、Solar Energy Materials and Solar Cells, 48,p383-391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とすることもできる。更に、フレキシブル支持体を用いた太陽電池は曲面ガラス等に接着固定して使用することもできる。
 以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(NMR測定)
 NMR測定は、化合物を重クロロホルムに溶解させ、NMR装置(Varian社製、INOVA300)を用いて行った。
(数平均分子量および重量平均分子量の測定)
 数平均分子量及び重量平均分子量については、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数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。測定する高分子化合物は、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させ、GPCに30μL注入した。GPCの移動相はテトラヒドロフランを用い、0.6mL/分の流速で流した。カラムは、TSKgel SuperHM-H(東ソー製)2本とTSKgel SuperH2000(東ソー製)1本を直列に繋げた。検出器には示差屈折率検出器(島津製作所製、商品名:RID-10A)を用いた。
参考例1
(化合物1の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した1000mLの4つ口フラスコに、3-ブロモチオフェンを13.0g(80.0mmol)、ジエチルエーテルを80mL入れて均一な溶液とした。該溶液を-78℃に保ったまま、2.6Mのn-ブチルリチウム(n-BuLi)のヘキサン溶液31mL(80.6mmol)を滴下した。-78℃で2時間反応させた後、3-チオフェンアルデヒド8.96g(80.0mmol)をジエチルエーテル20mLに溶解させた溶液を滴下した。滴下後、-78℃で30分攪拌し、さらに室温(25℃)で30分攪拌した。反応液を再度-78℃に冷却し、2.6Mのn-BuLiのヘキサン溶液62mL(161mmol)を15分かけて滴下した。滴下後、反応液を-25℃で2時間攪拌し、さらに室温(25℃)で1時間攪拌した。その後、反応液を-25℃に冷却し、ヨウ素60g(236mmol)をジエチルエーテル1000mLに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。滴下後、室温(25℃)で2時間攪拌し、1規定のチオ硫酸ナトリウム水溶液50mLを加えて反応を停止させた。ジエチルエーテルで反応生成物を抽出した後、硫酸マグネシウムで反応生成物を乾燥し、ろ過後、ろ液を濃縮して35gの粗生成物を得た。クロロホルムを用いて粗生成物を再結晶することにより精製し、化合物1を28g得た。
参考例2
(化合物2の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 300mLの4つ口フラスコに、ビスヨードチエニルメタノール(化合物1)を10.5g(23.4mmol)、塩化メチレンを150mL加えて均一な溶液とした。該溶液にクロロクロム酸ピリジニウム7.50g(34.8mmol)を加えて室温(25℃)で10時間攪拌した。反応液をろ過して不溶物を除去後、ろ液を濃縮し、化合物2を10.0g(22.4mmol)得た。
参考例3
(化合物3の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、化合物2を10.0g(22.4mmol)、銅粉末を6.0g(94.5mmol)、脱水N,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFと呼称することもある)を120mL加えて、120℃で4時間攪拌した。反応後、フラスコを室温(25℃)まで冷却し、反応液をシリカゲルカラムに通して不溶成分を除去した。その後、水500mLを加え、クロロホルムで反応生成物を抽出した。クロロホルム溶液である油層を硫酸マグネシウムで乾燥し、油層をろ過し、ろ液を濃縮して粗製物を得た。組成物をシリカゲルカラム(展開液:クロロホルム)で精製し、化合物3を3.26g得た。ここまでの操作を複数回行った。
実施例1
(化合物4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 メカニカルスターラーを備え、フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mL4つ口フラスコに、化合物3を3.85g(20.0mmol)、クロロホルムを50mL、トリフルオロ酢酸を50mL入れて均一な溶液とした。該溶液に過ホウ酸ナトリウム1水和物5.99g(60mmol)を加え、室温(25℃)で45分間攪拌した。その後、水200mLを加え、クロロホルムで反応生成物を抽出し、クロロホルム溶液である有機層をシリカゲルカラムに通し、エバポレーターでろ液の溶媒を留去した。メタノールを用いて残渣を再結晶し、化合物4を534mg得た。
H NMR in CDCl(ppm):7.64(d、1H)、7.43(d、1H)、7.27(d、1H)、7.10(d、1H)
実施例2
(化合物5の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLの4つ口フラスコに、化合物4を534mg(2.56mmol)、脱水テトラヒドロフラン(THF)を25mL入れて均一な溶液とした。該溶液を-20℃に冷却し、n-オクチルマグネシウムブロミドのTHF溶液(1M)を10.3mL(10.3mmol)加えた。その後、室温(25℃)に昇温し、室温(25℃)で1.5時間攪拌した。その後、水50mLを加えて反応を停止し、酢酸エチルで反応生成物を抽出した。酢酸エチル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、酢酸エチル溶液をシリカゲルカラムに通し、その後、ろ液の溶媒を留去し、化合物5を433mg得た。
H NMR in CDCl(ppm):7.24(d、1H)、7.19(d、1H)、6.98(d、1H)、6.76(d、1H)、1.79(b、4H)、1.32(b、24H)、0.86(s、6H)
実施例3
(化合物6の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物5を433mg(0.992mmol)とトルエンを15mL入れ、均一な溶液とした。該溶液にp-トルエンスルホン酸ナトリウム1水和物を57mg入れて100℃で4時間攪拌を行った。反応液を室温(25℃)まで冷却後、水50mLを加え、トルエンで反応生成物を抽出した。トルエン溶液である有機層を、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物6を389mg得た(収率93.7%)。
H NMR in CDCl(ppm):6.99(d、1H)、6.94(d、1H)、6.69(d、1H)、6.60(d、1H)、1.80(b、4H)、1.32(b、24H)、0.86(s、6H)
実施例4
(化合物7の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物6を389mg(0.929mmol)と脱水DMFを12mL入れて均一な溶液とした。該溶液を-20℃に保ち、N-ブロモスクシンイミド(以下、NBSと呼称することもある。)339mg(1.90mmol)を加え、-20℃で3時間反応させ、その後、0℃で1時間反応させた。反応後、1規定のチオ硫酸ナトリウム水溶液50mLを加えて反応を停止し、エーテルで反応生成物を抽出した。エーテル溶液である有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物7を315mg得た(収率58.9%)。
H NMR in CDCl(ppm):6.65(s、1H)、6.63(s、1H)、1.81(b、4H)、1.33(b、24H)、0.87(s、6H)
実施例5
(重合体Aの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mLフラスコに、化合物7を115.3mg(0.200mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole)(Aldrich社製)を77.6mg(0.200mmol)、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)を60.6mg加え、トルエン10mLに溶解させ、得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした。その後、酢酸パラジウム0.67mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)3.7mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7重量(wt)%)2mLを加え、100℃で1.5時間攪拌を行った。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム1gと水10mLを加えて2時間還流下で攪拌を行った。反応終了後、反応液を室温(25℃)付近まで冷却した後、得られた反応液を静置し、分液したトルエン層を回収した。該トルエン層を水10mLで2回、3%酢酸水10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、得られたトルエン層をメタノール中に注ぎ込み、析出した沈殿物を回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、クロロホルムに溶解した。次に、得られたクロロホルム溶液をろ過し、不溶物を除去した後、アルミナカラムに通し、精製した。得られたクロロホルム溶液を減圧濃縮した後、メタノール中に注ぎ込み、沈殿させ、生成した沈殿を回収した。この沈殿をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、重合体40mgを得た。以下、この重合体を重合体Aと呼称する。重合体Aは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が17000であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が5000であった。
重合体Aの光吸収末端波長は925nmであった。
実施例6
(化合物5bの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mL四つ口フラスコに、化合物4を1.06g(5.09mmol)と脱水THFを30ml入れて均一な溶液とした。フラスコを-20℃に保ちながら、2-エチルヘキシルマグネシウムブロミドのエーテル溶液(1M)を12.7mL加えた。その後、30分かけて温度を-5℃まで上げ、そのまま30分攪拌した。その後、10分かけて温度を0℃に上げ、そのまま1.5時間攪拌を行った。その後、水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで反応生成物を抽出した。酢酸エチル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、酢酸エチル溶液をシリカゲルカラムに通し、ろ液の溶媒を留去し、化合物5bを1.28g得た。ここまでの操作を複数回行った。
H NMR in CDCl(ppm):7.25(d、1H)、7.20(d、1H)、6.99(d、1H)、6.76(d、1H)、1.76(s、4H)、1.49(b、2H)、1.29-1.04(m、16H)、0.80(s、6H)、0.71(s、6H)
実施例7
(化合物6bの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物5b 2.58gとトルエン30mLを入れて均一な溶液とした。該溶液にp-トルエンスルホン酸ナトリウム1水和物を100mg入れて100℃で1.5時間攪拌を行った。反応液を室温(25℃)まで冷却後、水50mLを加え、トルエンで反応生成物を抽出した。トルエン溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物6bを741mg得た。
H NMR in CDCl(ppm):6.98(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.78(s、4H)、1.50(b、2H)、1.30-1.05(m、16H)、0.81(s、6H)、0.72(s、6H)
実施例8
(化合物7bの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物6b 741mg(1.77mmol)と脱水DMF20mLを入れて均一な溶液とした。該溶液を-30℃に保ち、ここにNBS 646mg(3.63mmol)を加え、30分かけて温度を-30℃から-10℃に上昇させた。液体クロマトグラフィー(LC)で化合物6bの消失を確認後、水とチオ硫酸ナトリウムを加えて反応を停止し、エーテルで反応生成物を抽出した。エーテル溶液である有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物7bを892mg得た(収率87.4%)。
H NMR in CDCl(ppm):6.63(1H)、6.59(1H)、1.74(s、4H)、1.50(b、2H)、1.37-1.01(m、16H)、0.87(s、6H)、0.77(s、6H)
実施例9
(重合体Bの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物7b 890mg(1.54mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole)(Aldrich社製)571.8mg(1.47mmol)、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)250mgを加え、トルエン60mlに溶解させ、得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした。その後、酢酸パラジウム3.74mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)19.0mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%)7.5mLを加え、70℃で4時間攪拌を行った。その後、反応液にフェニルホウ酸50mgを加え、さらに70℃で2時間反応させた。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加え、2時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水20mlで2回、3wt%の酢酸水溶液20mLで2回、さらに水20mL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30mLに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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、ポリマーをろ過後、乾燥し、精製した重合体380mgを得た。以下、この重合体を重合体Bと呼称する。GPCで測定した重合体Bの分子量(ポリスチレン換算)はMw=77000、Mn=15000であった。重合体Bの光吸収末端波長は930nmであった。
参考例4
(重合体Cの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
 100mLフラスコに、特開2004-168999号公報の実施例10の記載に従って合成した上記化合物9を398.7mg(0.605mmol)と化合物10(4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole)(Aldrich社製)を160.3mg(0.5451mmol)、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)を200mg加え、トルエン40mLに溶解させ、得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした。その後、酢酸パラジウム2.4mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)12.2mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%)を2mL加え、還流下で3時間攪拌を行った。その後、反応液にフェニルホウ酸50mgを加えて、さらに2時間還流下で攪拌した。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加えて2時間還流下で攪拌を行った。反応終了後、反応液を室温(25℃)付近まで冷却した後、得られた反応液を静置し、分液したトルエン層を回収した。該トルエン層を水10mLで2回、3%酢酸水10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、得られたトルエン層をメタノール中に注ぎ込み、析出した沈殿物を回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、クロロホルムに溶解した。次に、得られたクロロホルム溶液をろ過し、不溶物を除去した後、アルミナカラムに通し、精製した。得られたクロロホルム溶液を減圧濃縮した後、メタノール中に注ぎ込み、沈殿させ、生成した沈殿を回収した。この沈殿をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、重合体320mgを得た。以下、この重合体を重合体Cという。重合体Cは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が446000であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が169000であった。重合体Cの光吸収末端波長は550nmであった。
実施例10
(インク及び有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板を、オゾンUV処理して表面処理を行った。次に、重合体B及びフラーレンC60PCBM(フェニルC61-酪酸メチルエステル)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製)(重合体B/C60PCBMの重量比=1/3)をオルトジクロロベンゼンに溶解し(重合体BとC60PCBMとの重量の合計は2.0重量%)、インク1を製造した。該インク1を用い、スピンコートにより基板上に塗布して、重合体Bを含む有機膜を作製した(膜厚約100nm)。このようにして作製した有機膜の光吸収末端波長は920nmであった。その後、有機膜上に真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ2nmで蒸着し、次いでAlを厚さ100nmで蒸着した。得られた有機薄膜太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池にソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は5.64mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.58Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.36であり、光電変換効率(η)は1.18%であった。
実施例11
 実施例10において、オルトジクロロベンゼンの代わりにキシレンを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
比較例1
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Cを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例12
(化合物5cの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mL四つ口フラスコに、化合物4を1.00g(4.80mmol)と脱水THFを30ml入れて均一な溶液とした。フラスコを-20℃に保ちながら、1Mの3,7-ジメチルオクチルマグネシウムブロミドのエーテル溶液を12.7mL加えた。その後、30分かけて温度を-5℃まで上げ、そのまま30分攪拌した。その後、10分かけて温度を0℃に上げ、そのまま1.5時間攪拌を行った。その後、水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで反応生成物を抽出した。酢酸エチル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、酢酸エチル溶液をシリカゲルカラムに通し、ろ液の溶媒を留去し、化合物5cを1.50g得た。
H NMR in CDCl(ppm):8.42(b、1H)、7.25(d、1H)、7.20(d、1H)、6.99(d、1H)、6.76(d、1H)、2.73(b、1H)、1.90(m、4H)、1.58‐1.02(b、20H)、0.92(s、6H)、0.88(s、12H)
実施例13
(化合物6cの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物5cを1.50g、トルエンを30mL入れて均一な溶液とした。該溶液にp-トルエンスルホン酸ナトリウム1水和物を100mg入れて100℃で1.5時間攪拌を行った。反応液を室温(25℃)まで冷却後、水50mLを加え、トルエンで反応生成物を抽出した。トルエン溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物6cを1.33g得た。ここまでの操作を複数回行った。
H NMR in CDCl(ppm):6.98(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.89(m、4H)、1.58‐1.00(b、20H)、0.87(s、6H)、0.86(s、12H)
実施例14
(化合物11の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに化合物6c(3.52g、7.41mmol)、N、N-ジメチルホルムアミド(DMF)(100mL)を入れて均一溶液とした。25℃で30分間アルゴンバブリングを行った後、-50℃まで冷却し、NBS(1.20g、6.74mmol)を加え、5.5時間かけて25℃まで昇温した。反応液に水50mLを加え、ジエチルエーテルで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。得られた粗生成物を、ヘキサンを溶媒としたシリカゲルカラムで精製して、化合物11を3.30g得た。
H NMR(CDCl(ppm)):0.826(m,18H),1.08-1.47(m,20H),1.95(m,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
実施例15
(化合物12の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、化合物8(1.11g、2.85mmol)、化合物11(3.16g、5.70mmol)、トルエン(90mL)及びメチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)(606mg、1.50mmol)を入れて均一溶液とし、25℃で30分間アルゴンバブリングを行った。90℃に昇温後、酢酸パラジウム(6.7mg、1mol%)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(37.0mg、3.5mol%)を加えた。その後、100℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%、19.0g、30.0mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、100℃で2時間攪拌を行った。その後、反応液に純水を加え、トルエン層を分離後、硫酸ナトリウムで乾燥し、粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒に用いたシリカゲルカラムで粗生成物の精製を行い、化合物12を2.25g得た。
H NMR(CDCl(ppm)):0.826(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(s,2H),7.79(s,2H)
実施例16
(化合物13の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物12(2.25g、2.08mmol)、DMF(40mL)及びテトラヒドロフラン(THF)(40mL)を入れて均一溶液とした。-50℃まで冷却後、NBS(814mg、4.58mmol)を加え、2.5時間かけて0℃まで昇温した。
 その後、反応液に純水を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、反応液に純水を加え、トルエン層を分離後、硫酸ナトリウムで乾燥し、粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒に用いたシリカゲルカラムで粗生成物の精製を行い、化合物13を2.11g得た。
H-NMR(CDCl(ppm)):0.826(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
実施例17
(重合体Dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物14(アメリカン・ダイ・ソース社製)(96.9mg、0.183mmol)、化合物13(238.6mg、0.192mmol)、トルエン(10mL)及びメチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)(60.6mg、0.15mmol)を入れて均一溶液とし、25℃で30分間アルゴンバブリングを行った。90℃に昇温後、酢酸パラジウム(0.67mg、1mol%)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(3.70mg、3.5mol%)を加えた。その後、100℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%、1.90g、3.00mmol)を30分かけて滴下した。4時間後、反応液にフェニルホウ酸(3.66mg、0.03mmol)、酢酸パラジウム(0.67mg、1mol%)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(3.70mg、3.5mol%)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加え、2時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水20mlで2回、3wt%の酢酸水溶液20mLで2回、さらに水20mL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30mLに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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、ポリマーをろ過後、乾燥し、精製した重合体280mgを得た。以下、この重合体を重合体Dと呼称する。GPCで測定した重合体Dの分子量(ポリスチレン換算)はMw=116000、Mn=49000であった。重合体Dの光吸収末端波長は755nmであった。
参考例5
(化合物16の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物15(1.78g、10.0mmol)、2-エチルヘキシルブロミド(5.83g、25.0mmol)、ヨウ化カリウム(41.5mg、0.25mmol)、水酸化カリウム(1.68g、30.0mmol)を入れ、ジメチルスルホキシド(35mL)に溶解させて、室温(25℃)で24時間攪拌した。反応後、水100mLを加え、ヘキサンで生成物を抽出し、シリカゲルカラム(展開溶媒はヘキサン)で精製を行い、化合物16を2.61g得た。
参考例6
(化合物17の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物16(1.31g、3.25mmol)及び、DMF(25mL)を加え、フラスコを0℃に冷却して、NBS(1.21g)を加え、12時間攪拌した。反応液中に水100mLを入れて反応を停止し、エーテルで生成物を抽出した。シリカゲルカラム(展開溶媒はヘキサン)で精製を行い、化合物17を1.70g得た。
参考例7
(重合体Eの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物17を561mg(1.00mmol)、化合物8(4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole)(Aldrich社製)を388.1mg(1.00mmol)、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)を202mg加え、トルエン20mlに溶解させ、得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした。その後、酢酸パラジウム2.25mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(Tris(2-methoxyphenyl)phosphine)12.3mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%)6.5mLを加え、100℃で5時間攪拌を行った。その後、反応液にフェニルホウ酸50mgを加え、さらに70℃で2時間反応させた。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加え、2時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水20mlで2回、3wt%の酢酸水溶液20mLで2回、さらに水20mL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30mLに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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、ポリマーをろ過後、乾燥し、精製した重合体280mgを得た。以下、この重合体を重合体Eと呼称する。GPCで測定した重合体Eの分子量(ポリスチレン換算)はMw=30000、Mn=14000であった。
比較例2
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Eを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例18
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Aを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例19
(化合物7cの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物6cを1.33g(2.80mmol)、脱水DMFを20mL入れて均一な溶液とした。該溶液を-30℃に保ち、ここにNBS 1040mg(5.84mmol)を加え、30分かけて温度を-30℃から-10℃に上昇させた。液体クロマトグラフィー(LC)で化合物6cの消失を確認後、1Mチオ硫酸ナトリウム水溶液50mlを加えて反応を停止し、エーテルで反応生成物を抽出した。エーテル溶液である有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物7cを1.65g(93%)得た。
H NMR in CDCl(ppm):6.66(1H)、6.63(1H)、1.90(m、4H)、1.56‐1.02(b、20H)、0.87(s、6H)、0.85(s、12H)
実施例20
(重合体Fの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
 実施例9において化合物7bの代わりに化合物7cを用いた以外は同様に合成を行い、重合体Fを得た。GPCで測定した重合体Fの分子量(ポリスチレン換算)はMw=54000、Mn=21000であった。重合体Fの光吸収末端波長は930nmであった。
実施例21
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Fを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例22
(重合体Gの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物8(101.7mg、0.262mmol)、化合物13(343.1mg、0.276mmol)、THF(10mL)を入れて均一溶液とし、25℃で30分間アルゴンバブリングを行った。60℃に昇温後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)を加えた。その後、THFが還流する温度で攪拌しながら、炭酸カリウム水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)を30分かけて滴下した。30分後、反応液にフェニルホウ酸(3.66mg、0.03mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加え、2時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水20mlで2回、3wt%の酢酸水溶液20mLで2回、さらに水20mL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30mLに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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、ポリマーをろ過後、乾燥し、精製した重合体242mgを得た。以下、この重合体を重合体Gと呼称する。GPCで測定した重合体Gの分子量(ポリスチレン換算)はMw=39000、Mn=15000であった。重合体Gの光吸収末端波長は930nmであった。
実施例23
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Gを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例24
(重合体Hの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに化合物13(265.0mg、0.214mmol)、2,2’-ビピリジル(100mg)及び、トルエン(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)(177mg、0.643mmol)を加え、室温(25℃)で30分間攪拌した後、反応を停止した。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1g)及び純水(10mL)を加え、1時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、3重量(wt)%の酢酸水溶液10mLで2回、さらに水10mL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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Hを158mg得た。
 GPCで測定した重合体Hの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が64,000、数平均分子量(Mn)が18,000であった。重合体Hの光吸収末端波長は910nmであった。
実施例25
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Hを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
参考例8
(化合物19の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
 1000ml三つ口フラスコに1,6-ジブロモピレン(化合物18)3.60g(10.0mmol)と脱水THF300mlを入れ、THF溶液を-78℃に冷却し、さらにn-ブチルリチウム(1.6Mのヘキサン溶液)15.0mlをシリンジで滴下した。-78℃のまま2時間撹拌した後、1-ブロモ-3,7-ジメチルオクタン5.31g(24.0mmol)を滴下した。滴下終了後、室温(25℃)にし、15時間反応させた。得られた反応液を水にゆっくりと注いで反応を停止させ、トルエンで有機層を抽出し、有機層を2回水洗した。得られた有機層を濃縮し、ヘキサンで再結晶することにより、化合物19を1.20g(2.49mmol)得た。
参考例9
(化合物20の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200ml三つ口フラスコに、化合物19を1.00g(2.07mmol)、クロロホルムを50ml入れ、室温(25℃)で撹拌し溶解させた。そこへ、臭素0.729g(4.56mmol)をクロロホルム20mlに溶解して得られた溶液を、室温で滴下した。12時間撹拌後、さらに臭素0.300g(1.88mmol)をクロロホルム10mlに溶解して得られた溶液を滴下し、5時間反応させた。得られた溶液に飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液100mlを加えて反応を終了し、そのまま室温で撹拌したところ固体が析出した。析出した固体(不溶物)を濾過し、回収した。得られた固体をクロロホルムとTHFとの混合溶媒に溶解させた後、熱濾過し、次いで、再結晶することにより、化合物20を0.95g(1.48mmol)得た。
参考例10
(化合物21の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100ml四つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、化合物20を0.90g(1.40mmol)、ビスピナコレートジボロンを0.78g(3.08mmol)、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(dppf)を0.049g(0.083mmol)、Pd(dppf)Clを0.069g(0.083mmol)、酢酸カリウムを1.82g(18.5mmol)、1,4-ジオキサンを15mlそれぞれ添加し、100℃に加熱し、撹拌した。12時間後、反応液をセライトろ過し、溶媒を除去した。残った固体をヘキサンとトルエンの混合溶媒に溶かして活性炭を加え、90℃で2時間撹拌した。この懸濁液をセライトで熱ろ過し、溶媒を除去した後、ヘキサンで再結晶することにより、化合物21を0.523g(0.71mmol)得た。
実施例26
(重合体Iの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物21(222.0mg、0.302mmol)、化合物13(395.1mg、0.318mmol)、トルエン(10mL)及びメチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)(60.6mg、0.15mmol)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。90℃に昇温後、酢酸パラジウム(0.67mg、0.003mmol)、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン(3.70mg、0.0105mmol)を加えた。その後、100℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム水溶液(16.7wt%、1.90g、3.00mmol)を30分かけて滴下した。50分後、反応液にフェニルホウ酸(3.66mg、0.03mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1g)及び純水(10mL)を加え、1時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、3重量(wt)%の酢酸水溶液10mLで2回、さらに水10mL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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Iを392mg得た。
 GPCで測定した重合体Iの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が103,000、数平均分子量(Mn)が50,000であった。重合体Iの光吸収末端波長は805nmであった。
実施例27
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Iを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例28
(化合物5dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
 実施例12において3,7-ジメチルオクチルマグネシウムブロミドのエーテル溶液(1M)の代わりにn-ドデシルマグネシウムブロミドのエーテル溶液(1M)を用いた以外は同様に合成を行い、化合物5dを得た。
H NMR in CDCl(ppm):7.24(d、1H)、7.20(d、1H)、6.98(d、1H)、6.77(d、1H)、1.80(b、4H)、1.33(b、40H)、0.87(s、6H)
実施例29
(化合物6dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
 実施例13において、化合物5cの代わりに化合物5dを用いた以外は同様に合成を行い、化合物6dを得た。
H NMR in CDCl(ppm):6.99(d、1H)、6.93(d、1H)、6.68(d、1H)、6.59(d、1H)、1.79(b、4H)、1.31(b、40H)、0.85(s、6H)
実施例30
(化合物11dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
 実施例14において、化合物6cの代わりに実施例29で得られた化合物6dを用いた以外は同様に合成を行い、化合物11dを得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.826(t,12H),1.21(m,72H),1.43(m,8H),1.96(t,8H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
実施例31
(化合物12dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
 実施例15において化合物11の代わりに化合物11dを用いた以外は同様に合成を行い、化合物12dを得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.862(t,12H),1.213(m,72H),1.432(m,8H),1.968(t,8H),6.715(d,2H),7.045(d,2H),7.786(d,4H)
実施例32
(化合物13dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
 実施例16において、化合物12の代わりに化合物12dを用いた以外は同様に合成を行い、化合物13dを得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.860(t,12H),1.213(m,72H),1.427(m,8H),1.949(t,8H),6.710(s,2H),7.756(s,4H)
参考例11
(化合物23の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
 四つ口フラスコに、Chemistry of Materials,2006,18(14),pp3237-3241の記載に従って合成した化合物22(6.847g、10.00mmol)、ビスピナコラートジボロン(10.16g、40.00mmol)及びジオキサン(150mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンパラジウムジクロリド(408.3mg、5mol%)、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(277.2mg、5mol%)及び塩基である酢酸カリウム(3.926g、40.00mmol)を加えた後、加熱環流を10時間行った。反応後、反応液をHPLCで分析し、化合物22の消失を確認した。
 その後、フィルターを用いて反応液に難溶である塩基を分離した。次いで、溶媒をエバポレータで留去した。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたシリカゲルカラムを用いて反応生成物の精製を行い、得られた成分のメタノール洗浄を3時間行うことで、淡褐色粉末を得た。該粉末をヘキサン(100mL)に溶解させた後、エタノール(100mL)を加えた状態で放置することで再結晶を行い、化合物23を1.386g得た。
実施例33
(重合体Jの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換したフラスコに、化合物23(223.5mg、0.287mmol)、化合物13d(408.4mg、0.302mmol)及び、THF(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)を加えた。80℃で攪拌しながら、炭酸カリウム水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)を30分かけて滴下した。15分後、反応液にフェニルホウ酸(3.66mg、0.03mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1g)及び純水(10mL)を加え、1時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、3重量(wt)%の酢酸水溶液10mLで2回、さらに水10mL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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Jを359mg得た。
 GPCで測定した重合体Jの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が80,000、数平均分子量(Mn)が25,000であった。重合体Jの光吸収末端波長は815nmであった。
実施例34
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Jを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例35
(重合体Kの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
 実施例22において化合物13の代わりに化合物13dを用いた以外は同様にして合成を行い、重合体Kを得た。
 GPCで測定した重合体Kの分子量(ポリスチレン換算)はMw=64000、Mn=22000であった。重合体Kの光吸収末端波長は930nmであった。
実施例36
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Kを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例37
(化合物24の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mL四つ口フラスコに、化合物4を1.04g(5.00mmol)、脱水THFを35ml入れて均一な溶液とした。フラスコを-20℃に保ちながら、2-ヘキシルデシルマグネシウムブロミドのエーテル溶液(1M)を15.0mL加えた。その後、30分かけて温度を-5℃まで上げ、そのまま30分攪拌した。その後、10分かけて温度を0℃に上げ、そのまま1.5時間攪拌を行った。その後、水を加えて反応を停止し、ジエチルエーテルで反応生成物を抽出した。ジエチルエーテル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、クロロホルムを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムに通し、ろ液の溶媒を留去し、化合物24を1.30g得た。
実施例38
(化合物5eの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mL四つ口フラスコに、化合物24を1.30g(2.99mmol)と脱水THFを30ml入れて均一な溶液とした。フラスコを-20℃に保ちながら、3,7-ジメチルオクチルマグネシウムブロミドのエーテル溶液(1M)を15.0mL加えた。その後、30分かけて温度を-5℃まで上げ、そのまま30分攪拌した。その後、10分かけて温度を0℃に上げ、そのまま1.5時間攪拌を行った。その後、水を加えて反応を停止し、ジエチルエーテルで反応生成物を抽出した。ジエチルエーテル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、クロロホルムを展開溶媒として用いたリカゲルカラムに通し、ろ液の溶媒を留去し、化合物5eを1.20g得た。
実施例39
(化合物6eの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物5eを1.20g(2.08mmol)、トルエンを30mL入れて均一な溶液とした。該溶液にp-トルエンスルホン酸ナトリウム1水和物を100mg入れて100℃で1.5時間攪拌を行った。反応液を室温(25℃)まで冷却後、水50mLを加え、トルエンで反応生成物を抽出した。トルエン溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン)で精製し、化合物6eを802mg得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.833(m,15H),1.0-1.5(m,35H),1.850(m,4H),6.688(m,2H),6.966(d,1H),7.028(d,1H)
実施例40
(化合物7eの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに化合物6e(400mg、0.716mmol)、N、N-ジメチルホルムアミド(DMF)(20mL)を入れて均一溶液とした。25℃で30分間アルゴンバブリングを行った後、-40℃まで冷却し、NBS(280.4mg、1.575mmol)を加え、2時間かけて0℃まで昇温した。反応液に水50mLを加え、ジエチルエーテルで抽出し、抽出したジエチルエーテル溶液を硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。得られた粗生成物を、ヘキサンを溶媒としたシリカゲルカラムで精製して、化合物7eを437mg得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.833(m,15H),1.0-1.5(m,35H),1.850(m,4H),6.660(s,1H),6.980(s,1H)
実施例41
(重合体Lの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mL四つ口フラスコに、化合物8(110.6mg、0.285mmol)、化合物7e(215.0mg、0.300mmol)及び、テトラヒドロフラン(THF)(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)を加えた。80℃で攪拌しながら、炭酸カリウム水溶液(27.6wt%、1.50g、3.00mmol)を30分かけて滴下した。30分後、反応液にフェニルホウ酸(3.66mg、0.03mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1g)及び純水(10mL)を加え、1時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、3重量(wt)%の酢酸水溶液10mLで2回、さらに水10mL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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Lを242mg得た。重合体Lの光吸収末端波長は930nmであった。
実施例42
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Lを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例43
 実施例10において重合体Bの代わりに重合体Dを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000121
実施例44
(有機トランジスタの作製)[重合体J]
 厚さ300nmのシリコンの熱酸化膜と、アンチモンが高濃度にドーピングされたn-型シリコンとを有するシリコン基板をアセトン中で10分間超音波洗浄した後、オゾンUVを20分間照射した。その後、トルエン10mL中にオクタデシルトリクロロシランをシリンジで5滴加えたトルエン溶液をシリコン基板上にスピンコートすることにより熱酸化膜の表面をシラン処理した。シリコンの熱酸化膜がゲート絶縁層として作用し、アンチモンを高濃度でドーピングしたシリコンはゲート電極として作用する。
 次に、重合体Jをオルトジクロロベンゼンに溶解し、重合体Jの濃度が0.5重量%の溶液を調製し、該溶液をメンブランフィルターでろ過して塗布液を作製した。該塗布液を、上記シラン処理したn-型シリコン基板上にスピンコート法により塗布し、厚みが約60nmである重合体Jの塗布膜を形成した。その後、該塗布膜を窒素雰囲気中で170℃にて30分加熱することにより、重合体Jの有機半導体薄膜を形成した。
 次に、有機半導体薄膜上にメタルマスクを配置し、真空蒸着法により、有機半導体薄膜上に三酸化モリブデン及び金を順に積層し、三酸化モリブデンと金の積層構造を有するソース電極及びドレイン電極を作製することにより、有機トランジスタを製造した。
 有機トランジスタの電気特性を、半導体特性評価システム(半導体パラメータアナライザー4200-SCS、KEITHLEY社製)を用いて測定した。ゲート電極に印加する負のゲート電圧を増加させると、負のドレイン電流も増加することから、有機トランジスタは、p型の有機トランジスタであることを確認することができた。有機トランジスタにおけるキャリアの電界効果移動度μは、有機トランジスタの電気特性の飽和領域におけるドレイン電流Idを表す下記式(a)を用いて算出した。
 Id=(W/2L)μCi(Vg-Vt) ・・・(a)
(式中、Lは有機トランジスタのチャネル長、Wは有機トランジスタのチャネル幅、Ciはゲート絶縁膜の単位面積当たりの容量、Vgはゲート電圧、Vtはゲート電圧のしきい値電圧を表す。)
 キャリアの電界効果移動度(キャリア移動度)は0.074cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例45
 重合体Jに代えて重合体Gを用いた以外は、実施例44と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.153cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例46
 重合体Jにかえて重合体Iを用いた以外は、実施例44と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は6.80×10-4cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例47
 重合体Jにかえて重合体Hを用いた以外は、実施例44と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.029cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例48
 重合体Jにかえて重合体Lを用いた以外は、実施例44と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は5.49×10-3cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例49
 重合体Jにかえて重合体Dを用いた以外は、実施例44と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は3.80×10-3cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
実施例50
 実施例44において、重合体Jにかえて重合体F、オクタデシルトリクロロシランにかえてβ‐PTS(ベータフェニルトリクロロシラン)、オルトジクロロベンゼンにかえてクロロホルム、熱処理温度を170℃にかえて120℃にした以外は同様にして有機トランジスタ素子を作成し、トランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は7.3×10-3cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000122
参考例12
(化合物3-Brの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換したフラスコに、化合物3を10.0g(5.20mmol)、テトラヒドロフラン(以下、THFと呼称する場合がある。)を100mL入れ、均一溶液とした。フラスコを0℃に保ち、N-ブロモスクシンイミド(以下、NBSと呼称する場合がある。)2.31g(1.30mmol)を15分かけて加えた。その後、0℃で2時間攪拌し、析出した固体をろ過して回収し、チオ硫酸ナトリウム水溶液(10wt%)及び水で洗浄した。得られた固体を粗製物3-Br-Aと呼ぶ。その後、ろ液にチオ硫酸ナトリウム水溶液(10wt%)を200mL加えて、クロロホルムで抽出した。クロロホルム溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過した。ろ液を濃縮して析出した固体を回収した。得られた固体を粗製物3-Br-Bと呼ぶ。粗製物3-Br-Aと粗製物3-Br-Bを合わせてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)で精製して化合物3-Brを17.3g得た。ここまでの操作を複数回行った。
実施例51
(化合物4-Brの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000124
 メカニカルスターラーを備え、フラスコ内の気体をアルゴンで置換した1000mL4つ口フラスコに、化合物3-Brを25.0g(71.4mmol)、クロロホルムを250mL、トリフルオロ酢酸を160mL入れて均一な溶液とした。該溶液に過ホウ酸ナトリウム1水和物21.0g(210mmol)を35分かけて加え、室温(25℃)で240分間攪拌した。その後、5wt%亜硫酸ナトリウム水溶液500mLを加えて反応を停止し、炭酸水素ナトリウムを反応液のpHが6になるまで加えた。その後、クロロホルムで反応生成物を抽出し、クロロホルム溶液である有機層をシリカゲルカラムに通してろ液を得、エバポレーターでろ液の溶媒を留去した。メタノールを用いて残渣を再結晶し、化合物4-Brを7.70g(21.0mmol)得た。ここまでの操作を複数回行った。
実施例52
(化合物4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した2000mLフラスコに、化合物4-Brを23.1g(63.1mmol)、THFを1500mL入れて均一な溶液とした。フラスコを-50℃に冷却し、n-オクチルマグネシウムブロミドのTHF溶液(1mol/L)190mLを10分かけて滴下した。-50℃で30分攪拌後、水500mLを加えて反応を停止した。反応液を室温(25℃)まで昇温し、エバポレーターでTHF1000mLを留去し、酢酸100mLを加えた。クロロホルムで反応性生物を抽出し、その後、クロロホルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥した。クロロホルム溶液をろ過後、エバポレーターでろ液の溶媒を留去した。得られた固体をヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥して化合物4を10.9g得た。
実施例53
(化合物25の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物6cを2.16g(4.55 mmol)、脱水THFを100mL入れて均一な溶液とした。該溶液を-78℃に保ち、該溶液に2.6Mのn-ブチルリチウムのヘキサン溶液4.37mL(11.4mmol)を10分かけて滴下した。滴下後、-78℃で30分攪拌し、次いで、室温(25℃)で2時間攪拌した。その後、フラスコを-78℃に冷却し、トリブチルスズクロリドを4.07g(12.5mmol)加えた。添加後、-78℃で30分攪拌し、次いで、室温(25℃)で3時間攪拌した。その後、水200mlを加えて反応を停止し、酢酸エチルで反応生成物を抽出した。酢酸エチル溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後、ろ液をエバポレーターで濃縮し、溶媒を留去した。得られたオイル状の物質をシリカゲルカラムで精製した(展開溶媒:ヘキサン)。シリカゲルカラムのシリカゲルには、あらかじめ5wt%のトリエチルアミンを含むヘキサンに5分間浸し、その後、ヘキサンで濯いだシリカゲルを用いた。精製後、化合物25を3.52g(3.34mmol)得た。
 参考例13
(化合物26の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
 500mlフラスコに、4,5-ジフルオロ-1,2-ジアミノベンゼン(東京化成工業製)を10.2g(70.8mmol)、ピリジンを150mL入れて均一溶液とした。フラスコを0℃に保ったまま、フラスコ内に塩化チオニル16.0g(134mmol)を滴下した。滴下後、フラスコを25℃に温めて、6時間反応を行った。その後、水250mlを加え、クロロホルムで反応生成物を抽出した。クロロホルム溶液である有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過した。ろ液をエバポレーターで濃縮して析出した固体を再結晶で精製した。再結晶の溶媒には、メタノールを用いた。精製後、化合物26を10.5g(61.0mmol)得た。
H NMR(CDCl、ppm):7.75(t、2H)
19F NMR(CDCl、ppm):-128.3(s、2F)
参考例14
(化合物27の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
 100mLフラスコに化合物26を2.00g(11.6mmol)、鉄粉0.20g(3.58mmol)をいれ、フラスコを90℃に加熱した。このフラスコに臭素31g(194mmol)を1時間かけて滴下した。滴下後、90℃で38時間攪拌した。その後、フラスコを室温(25℃)まで冷却し、クロロホルム100mLを入れて希釈した。得られた溶液を、5wt%の亜硫酸ナトリウム水溶液300mLに注ぎ込み、1時間攪拌した。得られた混合液の有機層を分液ロートで分離し、水層をクロロホルムで3回抽出した。得られた抽出液を先ほど分離した有機層と合わせて硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、ろ液をエバポレーターで濃縮し、溶媒を留去した。得られた黄色の固体を、55℃に熱したメタノール90mLに溶解させ、その後、25℃まで冷却した。析出した結晶をろ過回収し、その後、室温(25℃)で減圧乾燥して化合物27を1.50g得た。
19F NMR(CDCl、ppm):-118.9(s、2F)
実施例54
(重合体Mの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、化合物25を500mg(0.475mmol)、化合物27を141mg(0.427mmol)、トルエン32mlを入れて均一溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした。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-トルイル)ホスフィン13.0mg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、さらに5時間攪拌した。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、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水40mLを加え、8時間還流下で攪拌を行った。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、精製された重合体185mgを得た。以下、この重合体を重合体Mと呼称する。GPCで測定した重合体Mの分子量(ポリスチレン換算)はMw=29000、Mn=14000であった。重合体Mの光吸収末端波長は890nmであった。
実施例55
(インク及び有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 スパッタ法によりITO膜を150nmの厚みで付けたガラス基板を、オゾンUV処理することで、表面処理を行った。次に、重合体M及びフラーレンC60PCBM(フェニルC61-酪酸メチルエステル)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製)を、重合体Mに対するC60PCBMの重量比が3となるよう、オルトジクロロベンゼンに溶解し、インク2を製造した。インク2中、重合体Mの重量とC60PCBMの重量との合計は、インク2の重量に対して2.0重量%であった。該インク2を用い、スピンコートにより基板上に塗布して、重合体Mを含む有機膜を作製した。該有機膜の膜厚は、約100nmであった。有機膜の光吸収末端波長を測定したところ、890nmであった。その後、有機膜上に真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ2nmで蒸着し、次いでAlを厚さ100nmで蒸着した。得られた有機薄膜太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池にソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧、フィルファクター(曲線因子)を求めた。Jsc(短絡電流密度)は12.2mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))が0.64であり、光電変換効率(η)は、5.54%であった。
実施例56
(インク及び有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 実施例54において、フラーレンC60PCBMの代わりにフラーレンC70PCBM([6,6]フェニル-C71酪酸メチルエステル([6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester))を用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧、フィルファクター(曲線因子)を求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nm、Jsc(短絡電流密度)は15.9mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.72Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.59であり、光電変換効率(η)は、6.72%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000130
実施例57
(重合体Nの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
 四つ口フラスコ内に、化合物28(BoroPharm社製)を102.5mg(0.280mmol)、化合物13を365.9mg(0.295mmol)、及び、テトラヒドロフランを10mL加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウムを5.49mg(0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレートを6.96mg(0.024mmol)加えた。反応液を80℃で攪拌しながら、27.6wt%の炭酸カリウム水溶液1.50g(3.00mmol)を30分かけて反応液に滴下した。15分後、反応液にフェニルホウ酸を3.66mg(0.03mmol)加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムを1g及び純水を10mL加え、反応液を1時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、3重量(wt)%の酢酸水溶液10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、その後、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トルエンに溶解させた。トルエン溶液をアルミナ/シリカゲルカラムに通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Nを291mg得た。
 GPCで測定した重合体Nの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が32,000、数平均分子量(Mn)が16,000であった。重合体Nの光吸収末端波長は798nmであった。
実施例58
(インク及び有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板を、オゾンUV処理して表面処理を行った。次に、重合体N及びフラーレンC60PCBM(フェニルC61-酪酸メチルエステル)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製)を、重合体Nの重量に対するC60PCBMの重量の比が3となるようにオルトジクロロベンゼンに溶解し、インク3を製造した。インク3の重量に対して、重合体Nの重量とC60PCBMの重量の合計は2.0重量%であった。該インク3をスピンコートによりガラス基板上に塗布し、重合体Nを含む有機膜を作製した。膜厚は約100nmであった。このようにして作製した有機膜の光吸収端波長は750nmであった。その後、有機膜上に真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ2nmで蒸着し、次いでAlを厚さ100nmで蒸着し、有機薄膜太陽電池を製造した。得られた有機薄膜太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池にソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は9.63mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.67Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.62であり、光電変換効率(η)は4.03%であった。結果を表4に表す。
実施例59
(重合体Pの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
 実施例54において、化合物27にかえて米国特許第7087283号明細書に記載された方法で合成した化合物29を149.5mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体を125mg合成した。以下、この重合体を重合体Pと呼称する。GPCで測定した重合体Pの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが5800であり、Mnが4500であった。重合体Pの光吸収末端波長は1242nmであった。
実施例60
(重合体Qの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
 実施例54において、化合物27にかえてマクロモレキュラー ラピッド コミュニケイションズ(Macromolecular Rapid Communications)、2009年、第30巻、p.45-51に記載された方法で合成した化合物30を164.0mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体を110mg合成した。以下、この重合体を重合体Qと呼称する。GPCで測定した重合体Qの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが22000であり、Mnが40000であった。重合体Qの光吸収末端波長は904nmであった。
参考例15
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、ヘテロサイクルズ(Heterocycles)、1992年、第33巻、第1号、p.337-348に記載された方法で製造した化合物3を1500mg(1.54mmol)、ベンジルを325mg(1.54mmol)、酢酸を25mL入れ、120℃に加熱したオイルバスにフラスコを浸して2時間反応を行った。その後、フラスコを室温(25℃)まで冷却し、反応液を300mLのメタノールに注いだ。固体をろ過して回収し、メタノールで洗浄し、真空下で乾燥して目的の化合物32を629mg(1.26mmol)得た。
実施例61
(重合体Rの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
 実施例54において、化合物27にかえて化合物32を212.7mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体132mgを製造した。以下、この重合体を重合体Rと呼称する。GPCで測定した重合体Rの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが11400であり、Mnが8100であった。重合体Rの光吸収末端波長は1898nmであった。
実施例62
(重合体Sの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
 実施例54において、化合物27にかえてテトラヘドロン(Tetrahedron)、2009年、第53巻、第29号、p.10169-10178に記載された方法で製造した化合物33を150.3mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体130mgを製造した。以下、この重合体を重合体Sと呼称する。GPCで測定した重合体Sの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが32000であり、Mnが17000であった。重合体Sの光吸収末端波長は1944nmであった。
実施例63
(重合体Tの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
 実施例54において、化合物27にかえてジャーナル オブ ポリマーサイエンス:パート エー:ポリマー ケミストリー(Journal of PolymerScience:PartA:Polymer Chemistry)、2008年、第46巻、p.2975-2982に記載された方法で製造した化合物34を125.9mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体151mgを製造した。以下、この重合体を重合体Tと呼称する。GPCで測定した重合体Tの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが246000であり、Mnが23500であった。重合体Tの光吸収末端波長は1060nmであった。
実施例64
(重合体Uの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
 実施例54において、化合物27にかえてジャーナル オブ ザ アメリカン ケミカル ソサイアティ(Journal of the American Chemical Society)、2008年、第130巻、p.732-742に記載された方法で製造した化合物35を125.9mg(0.427mmol)用いた以外は同様に操作を行い、重合体151mgを製造した。以下、この重合体を重合体Uと呼称する。GPCで測定した重合体Uの分子量(ポリスチレン換算)は、Mwが72000であり、Mnが17200であった。重合体Uの光吸収末端波長は1060nmであった。
実施例65
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 実施例58において、重合体Nの代わりに重合体Tを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
実施例66
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 実施例58において、重合体Nの代わりに重合体Uを用いた以外は同様に素子を作製し、評価を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000139
参考例16
(化合物36の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
 四つ口フラスコに、化合物27を12.30g(37.28mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロンを23.67g(93.20mmol)、酢酸カリウムを9.15g(93.20mmol)及び、ジオキサンを500mL加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。反応液にジフェニルホスフィノフェロセンパラジウムジクロリドを1.52g(1.86mmol)、ジフェニルホスフィノフェロセンを1.03mg(1.86mmol)加えた後、加熱還流を60時間行った。還流後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。反応液をセライトろ過して不溶分を分離した後、ろ液を乾燥させて溶媒を除去し、褐色固体を得た。得られた褐色固体に、熱ヘキサン200mLを加えてろ過し、ろ液を乾燥させて溶媒を除去して粗結晶を得た。続いて、粗結晶をヘキサンで再結晶した。再結晶を2回行い、化合物36を3.12g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):1.45(s,24H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-117(s,2F)
実施例67
(化合物37の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
 四つ口フラスコを用いて、化合物11(1.352g,2.442mmol)及び、テトラヒドロフラン(25mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(21.6mg,0.024mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(27.4mg,0.094mmol)及び、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,5.90g,11.79mmol)を加えた。80℃で攪拌しながら、化合物36(0.500g,1.179mmol)を、テトラヒドロフラン(10mL)に溶かした溶液を、20分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、ヘキサン抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで化合物37を665mg得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.82(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.92(d,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-125(s,2F)
実施例68
(化合物38の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
 四つ口フラスコを用いて、化合物37(657mg、0.588mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。0℃まで冷却後、NBS(230mg、1.30mmol)を加え、40℃まで昇温した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物38を685mg得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.82(m,36H),1.08-1.47(m,40H),1.95(m,8H),6.73(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-129(s,2F)
実施例69
(化合物39の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
 四つ口フラスコを用いて、マグネシウム(3.50g,144.1mmol)、テトラヒドロフラン(72mL)、3,7,11-トリメチルドデシルブロマイド(20.98g,72.03mmol)を加え、グリニャー試薬(1mol/L)を調製した。別の四つ口フラスコを用いて、化合物4(5.00g,24.01mmol)、テトラヒドロフラン(200mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-40℃に冷却後、先ほど調製したグリニャー試薬を加え、0℃まで昇温しながら攪拌することで、3時間後に原料の消失を確認した。
 系中に水を入れ、クロロホルム抽出を行い、クロロホルムを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物39を含む混合オイルを得た。
実施例70
(化合物40の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
 四つ口フラスコを用いて、実施例69で合成した化合物39を含む混合オイルの全量、トルエン(100mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。次に、パラ-トルエンスルホン酸1水和物(500mg)を加えた後、120℃に昇温して攪拌を行い、1時間後に原料の消失を確認した。系中に水を入れ、酢酸エチルを用いた抽出を行った。ヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物40を15.6g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.80~0.88(m,24H),0.97~1.62(m,34H),1.87(q,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
実施例71
(化合物41の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145
 四つ口フラスコを用いて、化合物40(7.995g,13.00mmol)、テトラヒドロフラン(160mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-30℃に冷却後、N-ブロモスクシイミド(1.85g,10.4mmol)を加え、-10℃で2時間攪拌することで、90%の原料が消失したので、反応を停止した。系中に水を入れ、ジエチルエーテル抽出を行い、ヘキサンを用いたカラム精製を行った。乾燥することで、化合物41を7.47g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.82~0.88(m,24H),0.95~1.60(m,34H),1.82(q,4H),6.64(s,1H),6.65(s,1H),6.98(d,1H)
実施例72
(化合物42の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146
 四つ口フラスコを用いて、化合物41(1.729g,2.491mmol)及び、塩化メチレン(25mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(21.6mg,0.024mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(27.4mg,0.094mmol)及び、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,5.90g,11.79mmol)を加えた。45℃で攪拌しながら、化合物36(0.500g,1.179mmol)を、塩化メチレン(20mL)に溶かした溶液を、20分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、ヘキサン抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで化合物42を1.21g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.70-0.95(m,48H),0.96-1.60(m,68H),1.97(m,8H),6.72(d,2H),7.08(d,2H),7.93(d,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-125(s,2F)
実施例73
(化合物43の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147
 四つ口フラスコを用いて、化合物42(1.214g、0.868mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(40mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。0℃まで冷却後、NBS(340mg、1.91mmol)を加え、40℃まで昇温した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物43を1.23g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.65-0.96(m,48H),0.98-1.62(m,68H),1.95(m,8H),6.73(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-129(s,2F)
実施例74
(化合物44の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
 四つ口フラスコを用いて、化合物11d(3.388g,5.556mmol)及び、塩化メチレン(50mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(86.4mg,0.094mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(109.5mg,0.377mmol)及び、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,11.79g,23.58mmol)を加えた。45℃で攪拌しながら、化合物36(1.000g,2.358mmol)を、塩化メチレン(50mL)に溶かした溶液を、20分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、ヘキサン抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで化合物44を1.88g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.86(t,12H),0.95-1.50(m,80H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.92(d,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-125(s,2F)
実施例75
(化合物45の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149
 四つ口フラスコを用いて、化合物44(1.884g、1.532mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(60mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。0℃まで冷却後、NBS(600mg、3.37mmol)を加え、40℃まで昇温した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物45を1.88g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.86(t,12H),1.18-1.50(m,80H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-129(s,2F)
実施例76
(化合物46の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
 四つ口フラスコを用いて、化合物4(6.00g,28.81mmol)、テトラヒドロフラン(240mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-40℃に冷却後、n-ペンタデシルマグネシウムブロミド(0.5mol/L テトラヒドロフラン溶液,173mL)を加え、0℃まで昇温しながら攪拌することで、3時間後に原料の消失を確認した。
 系中に水を入れ、クロロホルム抽出を行い、クロロホルムを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物46を含む混合オイルを得た。
実施例77
(化合物47の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000151
 四つ口フラスコを用いて、実施例76で合成した化合物46を含む混合オイルの全量、トルエン(120mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。次に、パラ-トルエンスルホン酸1水和物(600mg)を加えた後、120℃に昇温して攪拌を行い、1時間後に原料の消失を確認した。系中に水を入れ、酢酸エチルを用いた抽出を行った。ヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物47を18.4g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.82(t,6H),1.21(m,48H),1.43(m,4H),1.96(t,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
実施例78
(化合物48の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000152
 四つ口フラスコを用いて、化合物47(23.2g,37.8mmol)、テトラヒドロフラン(340mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-30℃に冷却後、N-ブロモスクシイミド(6.05g,34.0mmol)を加え、-10℃で2時間攪拌することで、90%の原料が消失したので、反応を停止した。系中に水を入れ、ジエチルエーテル抽出を行い、ヘキサンを用いたカラム精製を行った。乾燥することで、化合物48を23.3g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.83(t,6H),1.23(m,48H),1.44(m,4H),1.98(t,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.98(s,1H)
実施例79
(化合物49の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000153
 四つ口フラスコを用いて、化合物48(1.695g,2.442mmol)及び、塩化メチレン(50mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(21.6mg,0.024mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(27.4mg,0.094mmol)及び、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,5.90g,11.79mmol)を加えた。45℃で攪拌しながら、化合物36(0.500g,1.179mmol)を、塩化メチレン(10mL)に溶かした溶液を、20分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、ヘキサン抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで化合物49を1.00g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.90-1.46(m,104H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.07(d,2H),7.93(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-125(s,2F)
実施例80
(化合物50の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000154
 四つ口フラスコを用いて、化合物49(1.001g、0.716mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(30mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。0℃まで冷却後、NBS(280mg、1.573mmol)を加え、40℃まで昇温した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物50を1.04g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,104H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-129(s,2F)
実施例81
(化合物51の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000155
 四つ口フラスコを用いて、マグネシウム(3.50g,144.1mmol)、テトラヒドロフラン(72 mL)、n-オクタデシルブロマイド(24.01g,72.03mmol)を加え、グリニャー試薬(1 mol/L)を調製した。別の四つ口フラスコを用いて、化合物4(5.00g,24.01mmol)、テトラヒドロフラン(200mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-40℃に冷却後、先ほど調製したグリニャー試薬を加え、0℃まで昇温しながら攪拌することで、3時間後に原料の消失を確認した。
 系中に水を入れ、クロロホルム抽出を行い、クロロホルムを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物51を含む混合オイルを得た。
実施例82
(化合物52の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000156
 四つ口フラスコを用いて、実施例81で合成した化合物51を含む混合オイルの全量、トルエン(200mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。次に、パラ-トルエンスルホン酸1水和物(1000mg)を加えた後、120℃に昇温して攪拌を行い、1時間後に原料の消失を確認した。系中に水を入れ、酢酸エチルを用いた抽出を行った。ヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで、化合物52を23.1g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.81(t,6H),1.21(m,60H),1.43(m,4H),1.96(t,4H),6.67(d,1H),6.69(d,1H),6.96(d,1H),7.03(d,1H)
実施例83
(化合物53の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000157
 四つ口フラスコを用いて、化合物52(1.500g,2.145mmol)、テトラヒドロフラン(150mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。-30℃に冷却後、N-ブロモスクシイミド(343.3mg,1.931mmol)を加え、-10℃で2時間攪拌することで、90%の原料が消失したので、反応を停止した。系中に水を入れ、ジエチルエーテル抽出を行い、ヘキサンを用いたカラム精製を行った。乾燥することで、化合物53を1.657g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.83(t,6H),1.21(m,60H),1.43(m,4H),1.97(t,4H),6.65(d,1H),6.66(s,1H),6.97(s,1H)
実施例84
(化合物54の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000158
 四つ口フラスコを用いて、化合物53(1.657g,2.129mmol)及び、塩化メチレン(22mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(38.8mg,0.042mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(49.2mg,0.170mmol)及び、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,5.30g,10.60mmol)を加えた。45℃で攪拌しながら、化合物36(0.450g,1.061mmol)を、塩化メチレン(20mL)に溶かした溶液を、20分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、ヘキサン抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラム精製を行った後、乾燥することで化合物54を1.657g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.95-1.53(m,128H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.08(d,2H),7.93(d,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-125(s,2F)
実施例85
(化合物55の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000159
 四つ口フラスコを用いて、化合物54(1.166g、0.744mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(120mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。0℃まで冷却後、NBS(291mg、1.64mmol)を加え、40℃まで昇温した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物55を1.18g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,128H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.90(s,2H)
19F-NMR(CDCl,δ(ppm)):-129(s,2F)
実施例86
(化合物56の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000160
 四つ口フラスコを用いて、化合物8(1.501g,3.868mmol)、化合物41(6.045g,8.710mmol)及び、テトラヒドロフラン(150mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後反応液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(70.8mg,0.0773mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(89.7mg,0.309mmol)を加えた。反応液を45℃で攪拌しながら、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,19.36g,38.65mmol)を10分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、さらにヘキサンを加えて有機層の抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の精製を行った後、有機層を乾燥することで化合物56を5.432g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.70-0.86(m,48H),0.90-1.60(m,68H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(d,2H),7.80(d,2H)
実施例87
(化合物57の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000161
 四つ口フラスコを用いて、化合物56(5.265g、3.865mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(100mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。反応液を-30℃まで冷却後、NBS(1.513g、8.501mmol)を加え、-10℃まで30分かけて昇温し、1時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物57を4.24g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.77-0.91(m,48H),0.95-1.60(m,68H),1.96(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
実施例88
(化合物58の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000162
 四つ口フラスコを用いて、化合物8(6.36g,16.39mmol)、化合物48(23.32g,33.60mmol)及び、テトラヒドロフラン(600mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(300.2mg,0.328mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(380.5mg,1.311mmol)を加えた。反応液を45℃で攪拌しながら、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,81.97g,163.94mmol)を10分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、さらにヘキサンを加えて有機層の抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の精製を行った後、有機層を乾燥することで化合物58を15.02g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.90-1.46(m,104H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.77(d,2H),7.80(d,2H)
実施例89
(化合物59の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000163
 四つ口フラスコを用いて、化合物58(15.89g、11.66mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(320mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。反応温度を-30℃まで冷却後、NBS(4.57g、25.68mmol)を加え、-10℃まで30分かけて昇温し、液体クロマトグラフィーにより1時間後に原料の消失を確認した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物59を15.24g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.93-1.52(m,104H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.77(s,2H)
実施例90
(化合物60の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000164
 四つ口フラスコを用いて、化合物8(1.164g,3.000mmol)、化合物53(4.669g,6.000mmol)及び、テトラヒドロフラン(100mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(27.47mg,0.030mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(34.82mg,0.120mmol)を加えた。反応液を45℃で攪拌しながら、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,15.00g,30.00mmol)を10分かけて滴下した。2時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。系中に水を入れ、さらにヘキサンを加えて有機層の抽出を行い、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の精製を行った後、有機層を乾燥することで化合物60を2.985g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.88(t,12H),0.95-1.53(m,128H),1.97(m,8H),6.71(d,2H),7.04(d,2H),7.76(d,2H),7.80(d,2H)
実施例91
(化合物61の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000165
 四つ口フラスコを用いて、化合物60(2.985g、1.950mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(60mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。反応液を-30℃まで冷却後、NBS(970mg、4.875mmol)を加え、-10℃まで30分かけて昇温し、1時間後、液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。1時間後に原料の消失を確認した。その後、反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、ヘキサンを用いて有機層の抽出を行った。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたカラムで有機層の分離を行い、分離して得られた成分を乾燥させることで、化合物61を2.72g得た。
H-NMR(CDCl,δ(ppm)):0.87(t,12H),0.95-1.50(m,128H),1.95(m,8H),6.72(s,2H),7.75(s,2H),7.78(s,2H)
実施例92
(重合体Vの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000166
 四つ口フラスコを用いて、化合物38(191.3mg,0.150mmol)及び、塩化メチレン(24mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(2.75mg、0.003mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(3.48mg、0.012mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,0.8g,1.6mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、塩化メチレン(6mL)に溶解させた、化合物36(63.6mg,0.150mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(15.0mg、0.123mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1g)及び純水(10mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水50mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)50mLで2回、さらに水50mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Vを50mg得た。
 GPCで測定した重合体Vの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が25,000、数平均分子量(Mn)が10,000であった。重合体Vの吸収端波長は940nmであった。
実施例93
(重合体Wの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000167
 四つ口フラスコを用いて、化合物43(440.0mg,0.280mmol)及び、塩化メチレン(50mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)、リンカリウム水溶液(2mol/L,1.5g,3.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、塩化メチレン(12mL)に溶解させた、化合物36(120.0mg,0.280mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(150mg、1.23mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(10g)及び純水(100mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水500mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)200mLで2回、さらに水200mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Wを150mg得た。
 GPCで測定した重合体Wの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が8,500、数平均分子量(Mn)が4,000であった。重合体Wの吸収端波長は940nmであった。
実施例94
(重合体Xの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000168
 四つ口フラスコを用いて、化合物43(50.5mg,0.032mmol)及び、テトラヒドロフラン(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.5g,3.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(5mL)に溶解させた、化合物8(12.4mg,0.032mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(30.0mg、0.246mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1.5g)及び純水(13.5mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水15mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)15mLで2回、さらに水15mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Xを24mg得た。
 GPCで測定した重合体Xの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が25,000、数平均分子量(Mn)が10,000であった。重合体Xの吸収端波長は940nmであった。
実施例95
(重合体Yの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000169
 四つ口フラスコを用いて、化合物45(416.3mg,0.300mmol)及び、塩化メチレン(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(10.99mg、0.012mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(13.93mg、0.048mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.5g,3.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、塩化メチレン(10mL)に溶解させた、化合物36(127.2mg,0.300mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(30.0mg、0.246mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(2.5g)及び純水(22.5mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水30mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)30mLで2回、さらに水30mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Yを156mg得た。
 GPCで測定した重合体Yの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が76,000、数平均分子量(Mn)が31,000であった。重合体Yの吸収端波長は940nmであった。
実施例96
(重合体Zの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000170
 四つ口フラスコを用いて、化合物45(277.5mg,0.200mmol)及び、テトラヒドロフラン(40mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(3.66mg、0.004mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(4.64mg、0.016mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.0g,2.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた、化合物8(77.6mg,0.200mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(20.0mg、0.164mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1.0g)及び純水(9.0mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Zを44mg得た。
 GPCで測定した重合体Zの分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が35,000、数平均分子量(Mn)が15,000であった。重合体Zの吸収端波長は950nmであった。
実施例97
(重合体Z2の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000171
 四つ口フラスコを用いて、化合物50(311.2mg,0.200mmol)及び、塩化メチレン(10mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(7.32mg、0.008mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(9.28mg、0.032mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.0g,2.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、塩化メチレン(10mL)に溶解させた、化合物36(84.8mg,0.200mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(20.0mg、0.164mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1.7g)及び純水(15.0mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水20mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)20mLで2回、さらに水20mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z2を197mg得た。
 GPCで測定した重合体Z2の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が240,000、数平均分子量(Mn)が90,000であった。重合体Z2の吸収端波長は950nmであった。
実施例98
(重合体Z3の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000172
 四つ口フラスコを用いて、化合物50(252.2mg,0.162mmol)及び、テトラヒドロフラン(20mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(3.66mg、0.004mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(4.64mg、0.016mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.0g,2.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた、化合物8(62.9mg,0.162mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(20.0mg、0.164mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1.0g)及び純水(9.0mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z3を165mg得た。
 GPCで測定した重合体Z3の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が300,000、数平均分子量(Mn)が100,000であった。重合体Z3の吸収端波長は950nmであった。
実施例99
(重合体Z4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000173
 四つ口フラスコを用いて、化合物55(344.9mg,0.200mmol)及び、テトラヒドロフラン(12mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(3.66mg、0.004mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(4.64mg、0.016mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.0g,2.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた、化合物8(77.6mg,0.200mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(20.0mg、0.164mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(1.0g)及び純水(9.0mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水10mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)10mLで2回、さらに水10mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z4を236mg得た。
 GPCで測定した重合体Z4の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が101,000、数平均分子量(Mn)が32,000であった。重合体Z4の吸収端波長は940nmであった。
実施例100
(重合体Z5の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000174
 四つ口フラスコを用いて、化合物57(455.3mg,0.300mmol)及び、テトラヒドロフラン(30mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.50mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(7.0mg、0.024mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.5g,3.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた、化合物8(122.3mg,0.315mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(30.0mg、0.246mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(2.5g)及び純水(22.5mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水30mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)30mLで2回、さらに水30mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z5を343.9mg得た。
 GPCで測定した重合体Z5の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が70,000、数平均分子量(Mn)が27,000であった。重合体Z5の吸収端波長は940nmであった。
実施例101
(重合体Z6の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000175
 四つ口フラスコを用いて、化合物59(912.0mg,0.600mmol)及び、テトラヒドロフラン(42mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(5.49mg、0.006mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(6.96mg、0.024mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,3.0g,6.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(18mL)に溶解させた、化合物8(232.9mg,0.600mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(60.0mg、0.492mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(5.0g)及び純水(45.0mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水60mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)60mLで2回、さらに水60mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z6を779.0mg得た。
 GPCで測定した重合体Z6の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が116,000、数平均分子量(Mn)が40,000であった。重合体Z6の吸収端波長は950nmであった。
実施例102
(重合体Z7の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000176
 四つ口フラスコを用いて、化合物61(506.5mg,0.300mmol)及び、テトラヒドロフラン(21mL)を加え、室温(25℃)で30分間アルゴンバブリングを行った。その後、反応液にトリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(2.75mg、0.003mmol)、[トリ(ターシャリーブチル)ホスホニウム]テトラフルオロボレート(3.48mg、0.012mmol)、リン酸カリウム水溶液(2mol/L,1.5g,3.0mmol)を加えた。反応液をオイルバス温度40℃で撹拌しながら、テトラヒドロフラン(9mL)に溶解させた、化合物8(116.4mg,0.300mmol)の溶液を10分かけて滴下し、30分間攪拌した。その後、反応液にフェニルホウ酸(30.0mg、0.246mmol)を加え、さらに1時間攪拌した後、反応を停止した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。
 その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(2.5g)及び純水(22.5mL)を加え、3時間還流しながら攪拌を行った。反応液中の水層を除去後、有機層を水30mlで2回、酢酸水溶液(3重量(wt)%)30mLで2回、さらに水30mLで2回洗浄し、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トルエンに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムを通し、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。ポリマーろ過後、乾燥し、重合体Z7を440.5mg得た。
 GPCで測定した重合体Z7の分子量(ポリスチレン換算)は、重量平均分子量(Mw)が55,000、数平均分子量(Mn)が20,000であった。重合体Z7の吸収端波長は940nmであった。
実施例103
(有機トランジスタの作製)
 厚さ300nmの熱酸化膜を有する高濃度にドーピングされたn-型シリコン基板をアセトン中で10分間超音波洗浄した後、オゾンUVを20分間照射した。その後、トルエン10mlに5滴(シリンジで採取して滴下)の割合で希釈したβ-フェニチルトリクロロシランをスピンコートすることにより熱酸化膜表面をシラン処理した。
 次に重合体Xを、オルトジクロロベンゼンに溶解し、重合体Xの濃度が0.5重量%の溶液を調製し、該溶液をメンブランフィルターでろ過して塗布液を作製した。該塗布液を、上記表面処理した基板上にスピンコート法により塗布し、重合体Xの塗布膜(厚み:約30nm)を形成した。さらに該塗布膜を窒素雰囲気中で170℃にて30分熱処理することにより、重合体Xの有機半導体薄膜を形成した。
更に、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、有機半導体薄膜上に、有機半導体薄膜側から三酸化モリブデン及び金の積層構造を有するソース電極及びドレイン電極を作製することにより、有機トランジスタを製造した。
実施例104
(有機トランジスタの評価)
 有機トランジスタの電気特性を、半導体パラメータ4200(KEITHLEY社製)を用いて測定した。その結果、重合体Xを用いた有機トランジスタのドレイン電圧(Vd)に対するドレイン電流(Id)の変化曲線は、良好であり、ゲート電極に印加する負のゲート電圧を増加させると、負のドレイン電流も増加することから、有機トランジスタは、p型の有機トランジスタであることを確認することができた。有機トランジスタにおけるキャリアの電界効果移動度μは、有機トランジスタの電気特性の飽和領域におけるドレイン電流Idを表す下記式(a)を用いて算出した。
 Id=(W/2L)μCi(Vg-Vt) ・・・(a)
(式中、Lは有機トランジスタのチャネル長、Wは有機トランジスタのチャネル幅、Ciはゲート絶縁膜の単位面積当たりの容量、Vgはゲート電圧、Vtはゲート電圧のしきい値電圧を表す。)
 その結果、キャリアの電界効果移動度(キャリア移動度)は0.03cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例105
 重合体Xにかえて重合体Yを用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.07cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例106
 重合体Xにかえて重合体Zを用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.06cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例107
 重合体Xにかえて重合体Z2を用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.13cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例108
 重合体Xにかえて重合体Z3を用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.25cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例109
 重合体Xにかえて重合体Z4を用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.12cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例110
 重合体Xにかえて重合体Z5を用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.04cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例111
 重合体Xにかえて重合体Z6を用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.32cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
実施例112
 重合体Xにかえて重合体Kを用いた以外は、実施例103と同様の方法で有機トランジスタ素子を作製し、実施例104と同様の方法でトランジスタ特性を評価した。キャリア移動度は0.30cm/Vsであり、オン/オフ電流比は10であった。結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000177
実施例113
(インク及び有機薄膜太陽電池の作製、評価)
 スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板を、オゾンUV処理して表面処理を行った。次に、重合体X及びフラーレンC60PCBM(フェニルC61-酪酸メチルエステル)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製)を、重合体Xの重量に対するC60PCBMの重量の比が3となるようにオルトジクロロベンゼンに溶解し、インクを製造した。インクの重量に対して、重合体Xの重量とC60PCBMの重量の合計は2.0重量%であった。該インクをスピンコートによりガラス基板上に塗布し、重合体Xを含む有機膜を作製した。膜厚は約100nmであった。このようにして作製した有機膜の光吸収端波長は940nmであった。その後、有機膜上に真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ2nmで蒸着し、次いでAlを厚さ100nmで蒸着し、有機薄膜太陽電池を製造した。得られた有機薄膜太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池にソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は11.20mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.62Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.67であり、光電変換効率(η)は4.63%であった。結果を表6に表す。
実施例114
 重合体Wにかえて重合体Yを用いた以外は、実施例113と同様の方法でインク及び有機薄膜太陽電池を作製し、評価した。Jsc(短絡電流密度)は5.00mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.69Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.56であり、光電変換効率(η)は1.96%であった。結果を表6に表す。
実施例115
 重合体Wにかえて重合体Z2を用いた以外は、実施例113と同様の方法でインク及び有機薄膜太陽電池を作製し、評価した。Jsc(短絡電流密度)は6.67mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.66であり、光電変換効率(η)は3.11%であった。結果を表6に表す。
実施例116
 重合体Wにかえて重合体Z3を用いた以外は、実施例113と同様の方法でインク及び有機薄膜太陽電池を作製し、評価した。Jsc(短絡電流密度)は10.73mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.58Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.65であり、光電変換効率(η)は4.02%であった。結果を表6に表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000178

Claims (19)

  1.  式(1)で表される構造単位を有する高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式中、Ar及びArは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。Xは、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-SO-、-Si(R)(R)-、-N(R)-、-B(R)-、-P(R)-又は-P(=O)(R)-を表す。R、R、R、R、R及びRは、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R50は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R51は、炭素原子数6以上のアルキル基、炭素原子数6以上のアルキルオキシ基、炭素原子数6以上のアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアリール基、炭素原子数6以上のアリールオキシ基、炭素原子数6以上のアリールチオ基、炭素原子数7以上のアリールアルキル基、炭素原子数7以上のアリールアルキルオキシ基、炭素原子数7以上のアリールアルキルチオ基、炭素原子数6以上のアシル基又は炭素原子数6以上のアシルオキシ基を表す。XとArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子に結合し、C(R50)(R51)とArは、Arを構成する複素環において互いに隣接する原子に結合している。〕
  2.  さらに、式(A-1)、式(B-1)、式(C-1)、式(D-1)又は式(E-1)で表される構造単位を有する請求項1に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔式(A-1)~式(E-1)中、Qは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、-N(R30)-又は-CR31=CR32-を表す。R30、R31及びR32は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R20~R25は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R20とR21は、連結して環状構造を形成してもよい。環G~環Nは、同一又は相異なり、芳香環を表す。ただし、環Gはベンゼン環ではない。〕
  3.  式(A-1)、式(B-1)、式(C-1)、式(D-1)又は式(E-1)で表される構造単位が、式(A-2)、式(B-2)、式(C-2)、式(D-2)又は式(E-2)で表される構造単位である請求項2に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔式(A-2)~式(E-2)中、Q~Qは、同一又は相異なり、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、-N(R30)-又は-CR31=CR32-を表す。R30、R31及びR32は、前記と同じ意味を表す。R40~R49は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。R40とR41は、連結して環状構造を形成してもよい。R42とR43は、連結して環状構造を形成してもよい。Y~Yは、同一又は相異なり、窒素原子又は=CH-を表す。〕
  4.  Ar及びArの少なくとも一方が、チオフェン環から水素原子を3個取り除いた基である請求項1に記載の高分子化合物。
  5.  Xが-O-である請求項1に記載の高分子化合物。
  6.  式(1)で表される構造単位が、式(2)で表される構造単位である請求項1に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    〔式中、R50及びR51は、前記と同じ意味を表す。R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。〕
  7.  ポリスチレン換算の重量平均分子量が3000以上である請求項1に記載の高分子化合物。
  8.  請求項1に記載の高分子化合物を含む薄膜。
  9.  請求項1に記載の高分子化合物と電子受容性化合物とを含む組成物。
  10.  電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である請求項9に記載の組成物。
  11.  請求項9に記載の組成物を含む薄膜。
  12.  請求項9に記載の組成物と溶媒とを含むインク。
  13.  式(3)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    〔式中、R52、R53 60及びR61は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。〕
  14.  式(4)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    〔式中、R60、R61、R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。V及びVは、同一又は相異なり、水素原子、アルカリ金属、アルキル基、アリール基又はアリールアルキル基を表す。〕
  15.  式(5)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    〔式中、R52及びR53は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。〕
  16.  式(8)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    〔式中、R62~R65は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。Ar~Arは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Zはアリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
  17.  式(9)で表される化合物である請求項16に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    〔式中、R54~R59は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R62~R65、W及びWは、前記と同じ意味を表す。〕
  18.  式(8-2)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    〔式中、R62~R65は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。Ar~Arは、同一又は相異なり、3価の複素環基を表す。W及びWは、同一又は相異なり、水素原子、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、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ボロン酸残基、ホルミル基、ビニル基又は有機スズ残基を表す。Zはアリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
  19.  式(9-2)で表される化合物である請求項18に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    〔式中、R54~R59は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表す。R62~R65、W及びWは、前記と同じ意味を表す。〕
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