WO2012086672A1 - 炭素クラスター構造を有する高分子化合物及びそれを用いた有機デバイス - Google Patents

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元章 臼井
玄樹 大塚
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    • H10K50/844Encapsulations
    • 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 carbon cluster structure and an organic device using the same. More specifically, a polymer compound having a carbon cluster structure, and a light emitting device such as an organic electroluminescence device (hereinafter simply referred to as “organic EL device”), a photoelectric conversion device such as a solar cell, and an organic thin film transistor. About.
  • organic EL device organic electroluminescence device
  • photoelectric conversion device such as a solar cell
  • organic thin film transistor an organic thin film transistor
  • the organic EL element is a self-luminous element in which the material itself shines, and therefore has a superior contrast ratio, viewing angle, response speed, and the like compared to the liquid crystal display element.
  • organic EL elements can be easily thinned, they have recently attracted attention as elements for next-generation displays that replace liquid crystal display elements.
  • the materials used for organic EL elements are roughly classified into two types: low molecular materials and high molecular materials.
  • a polymer material When a polymer material is used, an organic EL element can be manufactured using a coating method. Therefore, there is an advantage that an organic EL element is relatively easy to manufacture than when a low molecular material is used. .
  • various polymer compounds have recently been proposed as polymer materials, for example, polymer compounds having a phenylene group and a fluorenediyl group as structural units (for example, Non-Patent Document 1).
  • an organic thin film solar cell containing a polymer material containing a polymer compound composed of a repeating unit (A) and a repeating unit (B) and a fullerene derivative as an electron transporting material in an organic layer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Document 1
  • the above-described polymer material has sufficient characteristics when used in an organic device, such as the luminance life of the obtained organic EL element, or the short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion element are not sufficient. It was hard to say.
  • an object of the present invention is to provide a polymer compound that can be suitably applied to an organic device. More specifically, an object of the present invention is to provide a polymer compound having an excellent luminance life of the organic EL element obtained when used as a polymer material in the production of an organic EL element. Another object of the present invention is to provide a polymer compound that is excellent in the short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion element when used as a polymer material in the production of a photoelectric conversion element.
  • the polymer compound of the present invention has a group in which at least a part of the repeating unit contains a carbon cluster structure, and can be suitably used for applications such as an organic EL device and a photoelectric conversion device.
  • an organic EL device and a photoelectric conversion device.
  • each of the aspect suitably used for the use of the organic EL element and the aspect suitably used for the use of the photoelectric conversion element will be described in order.
  • the present invention has two or more types selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit and an aromatic amine unit as a repeating unit, and a group in which at least a part of the repeating unit includes a carbon cluster structure.
  • a polymer compound is provided.
  • the resulting organic EL device has excellent luminance life when used as a polymer material in the production of an organic EL device.
  • the polymer compound preferably has one or more units selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, and a heterocyclic unit, and an aromatic amine unit as a repeating unit. Thereby, the luminance life of the organic EL element is further improved.
  • the aromatic amine unit is preferably at least one selected from the group consisting of a unit represented by the following general formula (2) and a unit represented by the general formula (3).
  • Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic ring. Indicates a group.
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group.
  • R 7 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group.
  • the arylene unit is preferably a unit having a phenylene structure or a fluorene structure, and more preferably a unit having a fluorene structure.
  • the polymer compound is preferably a conjugated polymer.
  • the repeating unit having a group containing the carbon cluster structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (5A).
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • Aromatic amine residues are shown.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x each independently represent a single bond, a C 1 to C 20 unsubstituted or substituted alkylene group, a C 6 to C 20 unsubstituted or substituted arylene group, or a divalent combination thereof. Indicates a group.
  • Ring F shows a carbon cluster structure.
  • m represents an integer of 1 to 4.
  • W represents a divalent group containing a carbon atom or a silicon atom.
  • Z represents a hetero atom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom, or a carbon atom.
  • p represents an integer of 0 to 12, and q represents 0 or 1. Here, when p is 0, q is 1 and W is a silicon atom.
  • Z is a carbon atom.
  • p is 2 or more, at least one of a plurality of Zs may be a hetero atom, and the bond between adjacent carbon atoms is a single bond or an unsaturated bond, and includes 2 carbon atoms as W.
  • the valent group may form a ring together with the ring containing Z.
  • R w , R x , X, W, Z, p, q, and ring F they may be the same or different.
  • the carbon cluster structure is preferably a structure containing fullerene.
  • fullerene examples include fullerene C60, fullerene C70, and fullerene 84. Fullerene C60 and fullerene C70 are preferable, and fullerene 60 is more preferable.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (6).
  • Y represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R y and R z are each independently a single bond, a C 1 -C 20 unsubstituted or substituted alkylene group, a C 6 -C 20 unsubstituted or substituted arylene group, or a divalent combination thereof. Indicates a group.
  • R 10 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, or a crosslinkable group.
  • t represents 1 or 2.
  • the present invention also has as a repeating unit two or more selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit, and an aromatic amine unit, and at least a part of the repeating unit contains a crosslinkable group
  • a polymer compound that can be obtained by reacting a precursor polymer compound with a carbon cluster.
  • the repeating unit containing the crosslinkable group is preferably a unit represented by the following general formula (7).
  • R 11 represents a crosslinkable group.
  • R 12 represents a hydrogen atom, a crosslinkable group, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • the present invention also includes a composition (containing at least one material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material, and a light-emitting material (usually a solid content) and the polymer compound ( Usually solids). Since the composition contains the polymer compound suitable as a polymer material for an organic EL device, it can be used, for example, in the production of a light emitting layer, a charge transport layer, or a charge injection layer of an organic EL device. Can be improved.
  • the present invention also provides a solution containing the polymer compound and a solvent.
  • a thin film containing the above polymer compound suitable as a polymer material of the organic EL element can be laminated and formed, which is very advantageous in production. Therefore, the present invention further provides a thin film obtained using the above polymer compound or composition suitable as a polymer material for an organic EL device.
  • the present invention also provides an organic EL device having the above thin film.
  • the organic EL device of the present invention is excellent in luminance life because it uses the polymer compound or the composition suitable as a polymer material of the organic EL device.
  • the thin film is preferably used as a hole transport layer. As a result, the luminance life is further improved.
  • the present invention further provides a planar light source and a display device having the organic EL element.
  • the present invention provides a polymer compound having at least one selected from the group consisting of an arylene unit and a heteroarylene unit as a repeating unit, wherein at least a part of the repeating unit has a group containing a carbon cluster structure.
  • the polymer compound of the present invention has such a configuration, when it is used as a polymer material for the production of a photoelectric conversion element, the obtained photoelectric conversion element has excellent short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency. .
  • the group containing the carbon cluster structure is a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C60 derivative, a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C70 derivative, or a hydrogen atom removed from a fullerene C84 derivative. It is preferably a group. Thereby, the short circuit current density and photoelectric conversion efficiency of a photoelectric conversion element become still more excellent.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure is preferably 5 mol% or more and 100 mol% or less with respect to the total of all repeating units contained in the polymer compound.
  • the present invention also includes a first compound and a second compound different from the first compound, wherein the first compound is the polymer compound, and the second compound is fullerene.
  • a conversion composition (usually solids) is provided. Since the said photoelectric conversion composition contains the said high molecular compound suitable as a polymeric material of a photoelectric conversion element, it can be used suitably for manufacture of a photoelectric conversion element.
  • the present invention also provides a photoelectric conversion element having a pair of electrodes and at least one active layer between the electrodes, and containing the polymer compound or the photoelectric conversion composition in the active layer. . Since the said photoelectric conversion element contains the said high molecular compound suitable as a polymeric material of a photoelectric conversion element, it is excellent in a short circuit current density and photoelectric conversion efficiency.
  • the present invention also provides a solar cell having the photoelectric conversion element, a solar cell module including the solar cell, and an image sensor having the photoelectric conversion element.
  • the present invention also provides an organic thin film transistor having a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an active layer, and containing the polymer compound in the active layer.
  • the polymer compound of the present invention is a polymer compound that has an excellent luminance life of the organic EL device obtained when used in the production of an organic EL device.
  • organic compounds such as light-emitting materials and charge transport materials are used. It is useful as a material for EL elements. Therefore, the polymer compound and the organic EL element of the present invention are used for display devices such as backlights for liquid crystal displays, curved or flat light sources (planar light sources) for illumination, segment type display devices, dot matrix display devices, and the like. Etc. are useful.
  • the polymer compound of the present invention is also a polymer compound that is excellent in the short-circuit current density and photoelectric conversion efficiency of the obtained photoelectric conversion element when used in the manufacture of a photoelectric conversion element. Therefore, it is useful as a material for solar cells (particularly organic thin film solar cells), solar cell modules, organic image sensors, organic transistors (particularly organic thin film transistors), and the like.
  • Unit means a group derived from a compound subjected to condensation polymerization when a polymer compound is synthesized by condensation polymerization.
  • “Arylene unit” means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted arylene group. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • Heterocyclic unit means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • Heteroarylene unit means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted heteroarylene group. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • “Aromatic amine unit” means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted divalent aromatic amine residue. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • “Structural unit” means one or more units present in a polymer compound.
  • “Repeating unit” means a unit present in two or more in a polymer compound.
  • “Divalent heterocyclic group” means that two hydrogen atoms are removed from a heterocyclic compound having no aromaticity (that is, a heterocyclic compound other than the heterocyclic compound having aromaticity described later). Means an atomic group. Here, the divalent heterocyclic group may have a substituent.
  • the “heterocyclic compound” in the “divalent heterocyclic group” is an organic compound having a cyclic structure, in addition to carbon atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, boron atoms as elements constituting the ring A compound containing a hetero atom such as
  • Heteroarylene group means an atomic group formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic heterocyclic compound.
  • the heteroarylene group may have a substituent.
  • “Heterocyclic compound” in the “heteroarylene group” is a heterostructure such as an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, or a boron atom in addition to a carbon atom as an element constituting a ring among organic compounds having a cyclic structure. A compound containing an atom is meant.
  • “Arylene group” means an atomic group formed by removing two hydrogen atoms bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon.
  • the arylene group may have a substituent.
  • the divalent aromatic amine residue means an atomic group formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic amine compound.
  • the divalent aromatic amine residue may have a substituent.
  • Heteroary lysine group means an atomic group formed by removing three hydrogen atoms from an aromatic heterocyclic compound.
  • “Arylysine group” means an atomic group formed by removing three hydrogen atoms bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon.
  • Carbon cluster means a molecule whose minimum structure is composed of several to thousands of carbon atoms.
  • fullerene molecules having a spherical shell structure, cylindrical carbon nanotubes, and carbon nanohorns may be mentioned.
  • Carbon cluster structure means a structure derived from a carbon cluster.
  • Crosslinkable group means a group containing a functional group capable of bonding to a carbon cluster by Diels-Alder reaction, Bingel-Hirsh reaction, or the like.
  • C x -C y indicates that the number of carbon atoms in the partial structure corresponding to the functional group name described immediately after this term is It means x to y. That is, when the organic group described immediately after “C x -C y ” is an organic group named by combining a plurality of functional group names (for example, C x -C y alkoxyphenyl group), This means that the number of carbon atoms in the partial structure corresponding to the functional group name (for example, alkoxy) described immediately after “C x -C y ” among the functional group names is x to y.
  • C 1 -C 12 alkyl group means an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • C 1 -C 12 alkoxyphenyl group means “1 to 12 carbon atoms”. It means a phenyl group having an “alkoxy group”.
  • Unsubstituted or substituted means that the group described immediately after that may have a substituent.
  • an unsubstituted or substituted arylene group means “an arylene group having no substituent or an arylene group having a substituent”.
  • substituents examples include alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, alkynyl group, amino group, silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, monovalent heterocyclic ring Group, monovalent heterocyclic thio group, imine residue, amide compound residue, acid imide residue, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, nitro group, cyano group and the like.
  • substituents when referring to “substituents”, the same ones can be exemplified unless otherwise specified.
  • these substituents may further have a “substituent”.
  • the alkyl group may be any of a linear alkyl group, a branched alkyl group, and a cyclic alkyl group (cycloalkyl group).
  • the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom.
  • Alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isoamyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, 3,7-dimethyloctyl group, dodecyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl group, etc. It is done.
  • Examples of the C 1 to C 12 alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isoamyl group, hexyl group, cyclohexyl group, Examples include heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group and the like.
  • the alkoxy group may be any of a linear alkoxy group, a branched alkoxy group, and a cyclic alkoxy group (cycloalkoxy group).
  • the hydrogen atom in the alkoxy group may be substituted with a fluorine atom.
  • Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropyloxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclohexyloxy, heptyloxy Octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, dodecyloxy group, trifluoromethoxy group, pentafluoroethoxy group, perfluorobutoxy group, perfluorohexyloxy group Perfluorooctyloxy group, methoxymethyloxy group, 2-methoxyethyloxy group and the like.
  • C 1 -C 12 alkoxy groups include methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropyloxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclohexyloxy Group, heptyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, dodecyloxy group and the like.
  • the alkylthio group may be any of a linear alkylthio group, a molecular chain alkylthio group, and a cyclic alkylthio group (cycloalkylthio group).
  • the hydrogen atom in the alkylthio group may be substituted with a fluorine atom.
  • alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, sec-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, dodecylthio group, trifluoromethylthio group and the like.
  • Examples of the C 1 -C 12 alkylthio group include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, sec-butylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, cyclohexylthio group, Examples include heptylthio group, octylthio group, 2-ethylhexylthio group, nonylthio group, decylthio group, 3,7-dimethyloctylthio group, dodecylthio group and the like.
  • An aryl group means an atomic group formed by removing one hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon.
  • the aryl group includes a group having a condensed ring, a group in which two or more independent benzene rings or condensed rings are single-bonded.
  • the hydrogen atom in the aryl group may be further substituted with the above alkyl group, aryl group or the like.
  • the aryl group includes a phenyl group, a C 1 -C 12 alkoxyphenyl group, a C 1 -C 12 alkylphenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthracenyl group, a 2-anthracenyl group, and a 9-anthracenyl group.
  • Examples of the aryl moiety in the aryloxy group include the same groups as those exemplified as the aryl group.
  • Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a C 1 to C 12 alkoxyphenoxy group, a C 1 to C 12 alkylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and a pentafluorophenyloxy group.
  • Examples of the aryl moiety in the arylthio group include the same groups as those exemplified as the aryl group.
  • Examples of the arylthio group include a phenylthio group, a C 1 to C 12 alkoxyphenylthio group, a C 1 to C 12 alkylphenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group, and a pentafluorophenylthio group.
  • the alkenyl group may be any of a linear alkenyl group, a branched alkenyl group, and a cyclic alkenyl group.
  • Examples of the alkenyl group include vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, An octenyl group etc. are mentioned.
  • the alkynyl group may be any of a linear alkynyl group, a branched alkynyl group and a cyclic alkynyl group.
  • Examples of the alkynyl group include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 1- An octynyl group etc. are mentioned.
  • the amino group includes, in addition to the group represented by —NH 2 , an amino group in which one or two hydrogen atoms are substituted with a substituent (hereinafter also referred to as “substituted amino group”).
  • substituted amino groups include methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, propylamino, dipropylamino, isopropylamino, diisopropylamino, butylamino, isobutylamino, sec-butylamino Group, tert-butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, heptylamino group, octylamino group, 2-ethylhexylamino group, nonylamino group, decylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, dodecylamino group, cyclopentyl amino group, dicyclopen
  • the silyl group includes a group represented by —SiH 3 and a silyl group in which 1 to 3 hydrogen atoms are substituted with a substituent (hereinafter also referred to as “substituted silyl group”).
  • substituted silyl groups include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tri-isopropylsilyl, dimethyl-isopropylsilyl, diethyl-isopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, pentyldimethylsilyl, hexyldimethyl Silyl group, heptyldimethylsilyl group, octyldimethylsilyl group, 2-ethylhexyl-dimethylsilyl group, nonyldimethylsilyl group, decyldimethylsilyl group, 3,7-dimethyloctyl-dimethylsilyl
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • acyl group examples 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 group examples include an acetoxy group, propionyloxy group, butyryloxy group, isobutyryloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, trifluoroacetyloxy group, pentafluorobenzoyloxy group and the like.
  • the monovalent heterocyclic group means an atomic group formed by removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound (particularly, a heterocyclic compound having aromaticity).
  • the “heterocyclic compound” in the “monovalent heterocyclic group” is an organic compound having a cyclic structure, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom in addition to a carbon atom as an element constituting a ring. And a compound containing a hetero atom such as a boron atom.
  • Examples of the monovalent heterocyclic group include thienyl group, C 1 -C 12 alkylthienyl group, pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, C 1 -C 12 alkylpyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group Pyrrolidyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group and the like.
  • the hydrogen atom in these monovalent heterocyclic groups may be further substituted with the above alkyl group, alkoxy group or the like.
  • the monovalent heterocyclic thio group means a group in which a hydrogen atom of a mercapto group is substituted with a monovalent heterocyclic group.
  • Examples of the monovalent heterocyclic thio group include a heteroarylthio group such as a pyridylthio group, a pyridazinylthio group, a pyrimidinylthio group, a pyrazinylthio group, and a triazinylthio group.
  • the imine residue is represented by the general formula: H— N ⁇ C (R Y1 ) 2 or the imine compound having a structure represented by at least one of the general formula: H—CR X1 ⁇ N—R Y1 in the above general formula. It means a residue excluding a hydrogen atom.
  • R X1 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group or arylalkynyl group
  • R Y1 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group. Or an arylalkynyl group is shown.
  • a ring may be formed as an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms such as a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group.
  • imine compounds include compounds in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom in aldimine, ketimine, or aldimine is substituted with an alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, or the like.
  • Specific examples of the imine residue include groups represented by the following structural formulas.
  • the amide compound residue is derived from an amide compound having a structure represented by at least one of the general formula: H—NR X2 —COR Y2 or the general formula: H—CO—N (R Y2 ) 2 in the above general formula. It means a residue without an atom.
  • R X2 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group or arylalkynyl group
  • R Y2 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group. Or an arylalkynyl group is shown.
  • Amide compound residues include formamide residue, acetamide residue, propioamide residue, butyroamide residue, benzamide residue, trifluoroacetamide residue, pentafluorobenzamide residue, diformamide residue, diacetamide residue, dipropioamide Residues, dibutyroamide residues, dibenzamide residues, ditrifluoroacetamide residues, dipentafluorobenzamide residues and the like.
  • the acid imide residue means a residue obtained by removing one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom from the acid imide.
  • Examples of the acid imide residue include the following groups.
  • the alkoxycarbonyl group is a group represented by the general formula: R X3 OCO—.
  • R X3 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group or an arylalkynyl group.
  • Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an n-propoxycarbonyl group.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form has two or more kinds selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit and an aromatic amine unit as a repeating unit, and at least a part of the repeating unit is It has a group containing a carbon cluster structure.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form has a further excellent luminance life of the obtained organic EL device, one or more units selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit and a heterocyclic unit, It is preferable to have an aromatic amine unit as a repeating unit.
  • Heteroarylene unit The heteroarylene group in the heteroarylene unit is as described above.
  • heteroarylene group in the heteroarylene unit examples include a pyridylene group, a thiazolen group, an oxazolen group, a pyrimidylene group, a pyrrolene group, a pyrazolen group, an imidazolene group, a freelen group, a thienylene group, and a thiophene group. Further, a pyridylene group, a thiazolen group, an oxazolen group, a pyrimidylene group, a pyrrolene group, a pyrazolen group, an imidazolene group, and a freelen group are preferable.
  • Heterocyclic unit The divalent heterocyclic group in the heterocyclic unit is as described above.
  • the aromatic amine unit is preferably at least one selected from the group consisting of a unit represented by the following general formula (2) and a unit represented by the general formula (3).
  • the divalent aromatic amine residue in the aromatic amine unit is preferably a group represented by the following general formula (2) or general formula (3).
  • Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group. Indicates.
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, Aryl groups are preferred.
  • c is 0 or 1.
  • R 7 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group.
  • Aryl groups are preferred.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted arylene group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 6 to 60, preferably 6 to 30. More preferably, it is 6 to 18, more preferably 6 to 10, and particularly preferably 6.
  • Examples of the unsubstituted arylene group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 include phenylene groups such as 1,3-phenylene group and 1,4-phenylene group; 1,4-naphthalenediyl group and 2,6-naphthalene Naphthalenediyl group such as diyl group; anthracene diyl group such as 9,10-anthracenediyl group; phenanthrene diyl group such as 2,7-phenanthrenediyl group; naphthacene diyl group such as 5,12-naphthacenediyl group; 2,7-full Examples thereof include fluorenediyl groups such as orangeyl group; perylenediyl groups such as 3,8-perylenediyl group, chrysenediyl groups such as 2,8-chrysenediyl group, and 6,12-chrysenediyl group.
  • Examples of the substituted arylene group represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 include
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted heteroarylene group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 4 to 60, preferably 4 to 20 More preferably, it is 4 to 9, more preferably 4 or 5.
  • the unsubstituted heteroarylene group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 includes a pyrrole diyl group such as an N-methyl-2,5-pyrrolediyl group; a furanyl group such as a 2,5-furandiyl group; Pyridinediyl groups such as 5-pyridinediyl group and 2,6-pyridinediyl group; Quinolinediyl groups such as 2,4-quinolinediyl group and 2,6-quinolinediyl group; 1,4-isoquinolinediyl group and 1,5-isoquinoline An isoquinoline diyl group such as a diyl group; and a carbazole diyl group such as a 3,6-carbazole diyl group.
  • Examples of the substituted heteroarylene group represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 include the above-described groups having a substituent.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 4 to 60, preferably 4 to 20, more preferably 4 to 9, and even more preferably 4 or 5.
  • Examples of the unsubstituted divalent heterocyclic group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 include a phenoxazine diyl group such as a 3,7-phenoxazinediyl group.
  • Examples of the substituted divalent heterocyclic group represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 include the above-described groups having a substituent.
  • Ar 1 and Ar 3 each independently represent an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, preferably, unsubstituted or substituted A substituted arylene group, more preferably an unsubstituted or substituted 1,3-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,4-naphthalenediyl group, an unsubstituted group Or a substituted 2,6-naphthalenediyl group, more preferably an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group or an unsubstituted or substituted 1,4-naphthalenediyl group, and particularly preferably an unsubstituted group.
  • it is a substituted 1,4-phenylene group.
  • Ar 2 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, preferably an unsubstituted or substituted arylene group, or non-substituted A substituted or substituted divalent heterocyclic group, more preferably an unsubstituted or substituted 1,3-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group; A naphthalenediyl group, an unsubstituted or substituted 2,7-fluorenediyl group, or a 9,10-anthracenediyl group, and more preferably an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1 , 4-naphthalenediyl group, unsubstituted or substituted 2,7-fluorenedi
  • substituent which the group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 may have, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted group is preferable.
  • a substituted aryloxy group an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, an unsubstituted or substituted silyl group, a halogen atom, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, or a cyano group, and more preferably an unsubstituted alkyl A group, an unsubstituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, and more preferably an unsubstituted alkyl group.
  • the unsubstituted alkyl group represented by R 5 and R 6 may be linear, branched or cyclic, and usually has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 15 carbon atoms. More preferably, it is 1 to 10, more preferably 1 to 8, and particularly preferably 1 to 6.
  • Examples of the unsubstituted alkyl group represented by R 5 and R 6 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and an isoamyl group.
  • the substituted alkyl group represented by R 5 and R 6 may be linear, branched or cyclic, and the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 1 to 20, preferably Is from 1 to 15, more preferably from 1 to 10.
  • Examples of the substituted alkyl group represented by R 5 and R 6 include an alkyl group substituted with a halogen atom such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, Examples thereof include an alkyl group substituted with an aryl group such as a phenylmethyl group and a 4- (4-hexylphenyl) butyl group, and an alkyl group substituted with an alkoxy group such as an ethyloxymethyl group and an ethyloxyethyl group.
  • a halogen atom such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group
  • Examples thereof include an alky
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted aryl group represented by R 5 and R 6 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 6 to 60, preferably 6 to 48, more preferably 6 to 20, more preferably 6 to 10.
  • the unsubstituted aryl group represented by R 5 and R 6 includes a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthracenyl group, a 2-anthracenyl group, a 9-anthracenyl group, a 1-pyrenyl group, 2 -Pyrenyl group, 4-pyrenyl group, 2-perenyl group, 3-perenyl group, 2-fluorenyl group, 3-fluorenyl group, 4-fluorenyl group, 1-biphenylenyl group, 2-biphenylenyl group, 2-phenanthrenyl group, 9 -Phenanthrenyl group, 2-phenylphenyl group, 3-phenylphenyl group, 4-phenylphenyl group and the like, and since the balance between the solubility of the polymer compound in the organic solvent and the heat resistance is good, the phenyl group Is preferred
  • a hydrogen atom in each of the above groups is an alkyl group, an alkoxy group, an alkyloxycarbonyl group, an acyl group, an N, N-dialkylamino group, an N, N-diarylamino group, a cyano group, or a nitro group.
  • phenyl group substituted with an alkyl group examples include 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 3-n-butylphenyl group, 4-n-butylphenyl group, 4-tert-butyl. Phenyl group, 3-n-hexylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-n-octylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 3-n-hexyl-5-methylphenyl group, 3,5 -Dihexylphenyl group and the like.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group represented by R 5 and R 6 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 4 to 60, preferably 4 to 20. .
  • Examples of the unsubstituted monovalent heterocyclic group represented by R 5 and R 6 include thienyl group, pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, pyrimidyl group, triazinyl group, Thienyl group, pyridyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, pyrimidyl group and triazinyl group are preferable, and pyridyl group, pyrimidyl group and triazinyl group are more preferable.
  • Examples of the substituted monovalent heterocyclic group include groups in which the hydrogen atom in each of the above groups is substituted with an alkyl group, an alkoxy group, or the like.
  • a group in which the hydrogen atom in the triazinyl group is substituted with an alkyl group or an alkoxy group is preferred, and a group in which the hydrogen atom in the pyridyl group, pyrimidyl group or triazinyl group is substituted with an alkyl group or an alkoxy group is more preferred.
  • c is 0 or 1, preferably 1.
  • the divalent aromatic amine residue represented by the general formula (2) is preferably a group represented by the following general formula (2A) because the luminance life of the obtained organic EL device is further excellent.
  • Ar 4 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group. These groups also include unsubstituted or substituted divalent groups in which two aromatic rings are linked by a single bond.
  • it is an unsubstituted or substituted arylene group, or an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, more preferably an unsubstituted or substituted 1,3-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,4 -Phenylene group, unsubstituted or substituted 1,4-naphthalenediyl group, unsubstituted or substituted 2,7-fluorenediyl group, unsubstituted or substituted 9,10-anthracenediyl group, unsubstituted or substituted 2 , 6-anthracenediyl group, unsubstituted or substituted 2,8-chrysenediyl group, unsubstituted or substituted 3,6-chrysenediyl group, more preferably unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group, non-substituted, Substituted or substituted 1,4-naphthalenediyl group, un
  • R 5A and R 5B each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted An aryloxy group, an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, an unsubstituted or substituted silyl group, a halogen atom, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, or a cyano group.
  • each may be the same or different.
  • Preferred is an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, and more preferred is an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • Unsubstituted or substituted alkyl group represented by R 5A and R 5B unsubstituted or substituted aryl group, unsubstituted or substituted aryloxy group, unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, unsubstituted or substituted
  • Examples of the silyl group, halogen atom, and alkoxycarbonyl group include an unsubstituted or substituted alkyl group represented by R 5 and R 6 , an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted aryloxy group, an unsubstituted or Those described as the substituted monovalent heterocyclic group, unsubstituted or substituted silyl group, halogen atom, and alkoxycarbonyl group can be used.
  • Examples of the unsubstituted alkoxy group represented by R 5A and R 5B include methoxy group, ethoxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, n-butyloxy group, isobutyloxy group, tert-butyloxy group, n-pentyloxy Group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, lauryl Oxy group and the like, and since the balance between the solubility of the polymer compound in the organic solvent and the heat resistance is good, n-butyloxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy Group, 2-ethy
  • d is 0 or 1, preferably 1.
  • e and f each independently represent an integer of 0 to 5, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 3.
  • Examples of the divalent aromatic amine residue represented by the general formula (2A) include the following formulas (2B-1), (2B-2), (2B-3), (2B-4), (2B-5), (2B-6), (2B-7), (2B-8), (2B-9), (2B-10), (2B-11), (2B-12), (2B -13), (2B-14), (2B-15), (2B-16), (2B-17), (2B-18), (2B-19), (2B-20), (2B-21) ), (2B-22), (2B-23), (2B-24), (2B-25), (2B-26), (2B-27), (2B-28), (2B-29), And a group represented by (2B-30).
  • R 7 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, A substituted or substituted aryl group.
  • Examples of the divalent aromatic amine residue represented by the general formula (3) include the following formulas (3A-1), (3A-2), (3A-3), (3A-4), And groups represented by (3A-5), (3A-6), (3A-7), (3A-8), and (3A-9).
  • ⁇ Arylene unit> The arylene group in the arylene unit is as described above.
  • the number of carbon atoms of the arylene group in the arylene unit is usually 6 to 60, preferably 6 to 30, more preferably 6 to 18, more preferably not including the number of carbon atoms of the substituent. 6-14.
  • the arylene group in the arylene unit is an unsubstituted or substituted 1,4-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,3-phenylene group, an unsubstituted or substituted 1,2-phenylene group, or the like.
  • Diyl group unsubstituted or substituted 1,4-anthracenediyl group, unsubstituted or substituted 1,5-anthracenediyl group, unsubstituted or substituted 2,6-anthracenediyl group, unsubstituted or substituted 9,10 -An unsubstituted or substituted anthracenediyl group such as an anthracenediyl group; an unsubstituted or substituted 2,7-fluoro Unsubstituted or substituted phenanthrene diyl groups such as a nanthrene diyl group; an unsubstituted or substituted 1,7-naphthacenediyl group, an unsubstituted or substituted 2,8-naphthacenediyl group, an unsubstituted or substituted 5,12-naphthacenediyl group Unsubstituted or substituted naphthacenediyl group such as
  • an unsubstituted or substituted phenylene group non-substituted Or a substituted naphthalene diyl group or an unsubstituted or substituted pyrenediyl group, more preferably an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • the arylene unit is a unit having a fluorene structure, that is,
  • the arylene group in the arylene unit is preferably a group having a fluorene structure, and the arylene group in the arylene unit is more preferably a group having a fluorene structure represented by the following general formula (1).
  • R M1 , R M2 , R M3 and R M4 each independently represent an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, or non- A substituted or substituted monovalent heterocyclic group is shown.
  • a and b each independently represents an integer of 0 to 3. When a plurality of R M1 and R M2 are present, they may be the same or different.
  • R M1 and R M2 are each independently preferably an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, and unsubstituted or substituted
  • An alkyl group and an unsubstituted or substituted alkoxy group are more preferred, an unsubstituted or substituted alkyl group is more preferred, and an unsubstituted alkyl group is particularly preferred.
  • unsubstituted or substituted alkyl group unsubstituted or substituted aryl group, unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, or unsubstituted or substituted alkoxy group represented by R M1 and R M2 , respectively,
  • R M1 and R M2 unsubstituted or substituted alkoxy group represented by R M1 and R M2 , respectively,
  • R 5 and R 6 an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, or represented by R 5A and R 5B
  • R 5A and R 5B What was demonstrated as an unsubstituted or substituted alkoxy group can be used.
  • a and b each independently represent an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
  • R M3 and R M4 are each independently preferably an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, and unsubstituted or substituted
  • An alkyl group and an unsubstituted or substituted aryl group are more preferred, an unsubstituted alkyl group and a substituted aryl group are still more preferred, and a substituted aryl group is particularly preferred.
  • R M3 and R M4 are unsubstituted or substituted alkyl group
  • both R M3 and R M4 is an unsubstituted or substituted aryl group
  • R M3 is unsubstituted or It is preferred that R M4 is a substituted alkyl group and R M4 is an unsubstituted or substituted aryl group
  • both R M3 and R M4 are unsubstituted alkyl groups
  • both R M3 and R M4 are substituted aryl groups
  • R M4 is a substituted aryl group
  • R M3 is an unsubstituted alkyl group
  • both R M3 and R M4 is substituted aryl group
  • R M3 is R M4 unsubstituted alkyl group substituted
  • R M3 is R M4 unsubstituted alkyl group substituted
  • both R M3 and R M4 are particularly preferably substituted aryl groups.
  • an unsubstituted or substituted alkyl group an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group represented by R M3 and R M4 , respectively, R 5 or R 6 and those described as an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group are used. be able to.
  • the group represented by the general formula (1) is preferably a group represented by the following general formula (1A) and general formula (1A ′).
  • R 1A , R 1B , R 2A , R 2B and R C are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted An alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group is represented by an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • an unsubstituted or substituted alkyl group an unsubstituted or substituted alkoxy group is more preferred, an unsubstituted or substituted alkyl group is more preferred, and an unsubstituted alkyl group is particularly preferred.
  • the group represented by the general formula (1) is more preferably the following general formula (1B) and general formula (1B ′): [In General Formula (1B) and General Formula (1B ′), R 1A , R 1B , R 2A , R 2B and R C are the same as those in General Formula (1A) and General Formula (1A ′). . ] A group represented by the following general formula (1C) and general formula (1C ′): [In General Formula (1C) and General Formula (1C ′), R 1A , R 1B , R 2A , R 2B and R C are the same as those in General Formula (1A) and General Formula (1A ′). .
  • Examples of the group represented by the general formula (1) include the following formulas (1E-1), (1E-2), (1E-3), (1E-4), (1E-5), (1E- 6), (1F-1), (1F-2), (1F-3), (1F-4), (1G-1), (1G-2), (1G-3), (1G-4) , (1G-5), (1G-6), (1G-7), (1G-8), (1H-1), (1H-2), (1H-3), (1H-4), ( 1H-5), (1H-6), (1H-7), (1H-8), (1H-9), (1H-10), (1H-11), (1H-12), (1H- 13) and (1H-14) are preferred, and the following formulas (1H-1), (1H-2), (1H-3), (1H-4), (1H-5), ( 1H-6), (1H-7), (1H-8), (1H-9), (1 -10), (1H-11), (1H-12), (1H- 13) and (1H-14) are preferred, and the following formulas (1H-1), (1H-2), (1H-3), (1H-4), (1H-5), ( 1H-6), (1H-7), (1
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (5A).
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • Aromatic amine residues are shown.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof.
  • Ring F shows a carbon cluster structure.
  • m represents an integer of 1 to 4.
  • W represents a divalent group containing a carbon atom or a silicon atom.
  • Z represents a hetero atom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom, or a carbon atom.
  • p represents an integer of 0 to 12, and q represents 0 or 1. Here, when p is 0, q is 1 and W is a silicon atom.
  • Z is a carbon atom.
  • p is 2 or more, at least one of a plurality of Zs may be a hetero atom, and the bond between adjacent carbon atoms is a single bond or an unsaturated bond, and includes 2 carbon atoms as W.
  • the valent group may form a ring together with the ring containing Z.
  • R w , R x , X, W, Z, p, q, and ring F they may be the same or different.
  • Ar 5 is preferably an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted divalent aromatic amine residue, more preferably an unsubstituted or substituted arylene group, and an unsubstituted or substituted arylene group.
  • a fluorenediyl group is particularly preferred.
  • an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, an unsubstituted or substituted divalent aromatic amine residue is an arylene unit, This is the same as described in the description of the heteroarylene unit, heterocyclic unit, and aromatic amine unit.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted fluorenediyl group represented by Ar 5 does not include the number of carbon atoms of the substituent, and is usually 13 to 60, preferably 13 to 30, and more preferably 13 -18, particularly preferably 13.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, or an unsubstituted or substituted phenylene group, preferably a single bond or an oxygen atom, and more preferably a single bond.
  • W represents a divalent group containing a carbon atom or a silicon atom.
  • the divalent group containing a carbon atom include an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent group obtained by combining these. .
  • R w and R x each independently represent a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted arylene having 6 to 20 carbon atoms.
  • a divalent group or a combination thereof preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group, more preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • ring F represents a carbon cluster structure, and examples thereof include carbon nanotubes, carbon nanohorns, and fullerenes, preferably fullerene C60, fullerene C70, and fullerene C84, and more preferably fullerene C60.
  • the fullerene may have an alkyl group or a cyano group on its surface.
  • m represents an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
  • p represents an integer of 0 to 12, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 4, and further preferably 1 or 4.
  • the bond between adjacent Zs may be a single bond or a double bond.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure includes a repeating unit represented by the following general formula (5 ′), a repeating unit represented by the following general formula (5B), and a repeating unit represented by the following general formula (5C). It is preferably at least one selected from the group consisting of a unit and a repeating unit represented by the following general formula (5D).
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • An aromatic amine residue of Ar 11 represents an unsubstituted or substituted aryl lysine group or an unsubstituted or substituted hetero aryl lysine group.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. When a plurality of R 1 and R 2 are present, they may be the same or different.
  • Ring F shows a carbon cluster structure.
  • m represents an integer of 1 to 4, and n represents 0 or 1.
  • R w When there are a plurality of R w , R x , X, Ar 11 , R 1 , R 2 , n and ring F, they may be the same or different.
  • n When n is 0, the carbon atom to which R 1 is bonded and the carbon atom to which R 2 is bonded are not directly bonded.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted arylidine group represented by Ar 11 is usually 6 to 30, preferably 6 to 16, not including the carbon atoms of the substituent.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted heteroarylysine group represented by Ar 11 is usually 6 to 30, preferably 6 to 16, not including the number of carbon atoms of the substituent.
  • the heteroarylidine group may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, etc. in addition to a carbon atom as an atom forming an aromatic ring.
  • Examples of the unsubstituted arylidyne group include a phenylidyne group, a naphthalenetriyl group, an anthracentriyl group, a phenanthrenetriyl group, a naphthacentriyl group, a fluorenetriyl group, a perylenetriyl group, and a chrysantylyl group.
  • Examples of the substituted arylidine group include the above-described groups having a substituent.
  • Examples of the unsubstituted heteroarylidine group include a pyrrole triyl group, a furan triyl group, a pyridine triyl group, a quinoline triyl group, and an isoquinoline triyl group.
  • Examples of the substituted heteroarylidine group include the above-described groups having a substituent.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted group having 1 to 20 carbon atoms.
  • An alkoxy group preferably a hydrogen atom.
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • Aromatic amine residues are shown.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • R 3 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a direct bond with R x .
  • a plurality of R 3 may be the same or different.
  • Ring F shows a carbon cluster structure.
  • m represents an integer of 1 to 4. When there are a plurality of R w , R x , X and ring F, they may be the same or different.
  • R 3 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or R x .
  • Direct bond is shown, preferably a hydrogen atom.
  • a plurality of R 3 may be the same or different.
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • Aromatic amine residues are shown.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • Ring F shows a carbon cluster structure.
  • m represents an integer of 1 to 4.
  • Z represents a heteroatom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom, or a carbon atom.
  • the nitrogen atom and carbon atom which are Z may have a substituent.
  • p represents an integer of 1 to 12. Here, when p is 1, Z is a carbon atom.
  • At least one of a plurality of Zs may be a hetero atom, and the bond between adjacent carbon atoms may be a single bond or an unsaturated bond.
  • R w , R x , X, Z, p and ring F they may be the same or different.
  • Ar 5 , X, Z, R w , R x , ring F, p, and m have the same meanings as those in the general formula (5A).
  • Ar 5 represents an unsubstituted or substituted arylene group, an unsubstituted or substituted heteroarylene group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted divalent group.
  • Aromatic amine residues are shown.
  • X represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R w and R x are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • Ring F shows a carbon cluster structure. m represents an integer of 1 to 4.
  • R w , R x , X, and ring F may be the same or different.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure is more preferably a repeating unit represented by the following general formula (5).
  • Ar 5 , X, R w , R x , R 1 , R 2 , ring F, m, and n have the same meanings as those in the general formula (5 ′).
  • R w , R x , X, R 1 , R 2 , n and ring F they may be the same or different.
  • n is 0, the carbon atom to which R 1 is bonded and the carbon atom to which R 2 is bonded are not directly bonded.
  • the repeating unit represented by the general formula (5) is preferably represented by the following general formula (6).
  • Y represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R y and R z are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • R 10 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted alkoxy group, an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group.
  • t is 1 or 2.
  • Y is preferably a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, and more preferably a single bond.
  • R y and R z are each independently preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group, more preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. is there.
  • R 10 is preferably an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group, and more preferably an unsubstituted alkyl group or a substituted aryl group.
  • R 10 examples of an unsubstituted or substituted alkyl group, an unsubstituted or substituted aryl group, an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted alkoxy group, respectively, R 5 and Those described as an unsubstituted or substituted alkyl group represented by R 6 , an unsubstituted or substituted aryl group, or an unsubstituted or substituted monovalent heterocyclic group, or an unsubstituted or substituted group represented by R 5A and R 5B What was demonstrated as a substituted alkoxy group can be used.
  • repeating unit represented by the general formula (6) examples include the following formulas (6A-1), (6A-2), (6A-3), (6A-4), (6A-5), (6A -6), (6A-7), (6A-8), (6A-9), (6A-10), and repeating units represented by (6A-11).
  • the polymer compound according to the present light emitting device form is preferably a conjugated polymer having a conjugated main chain because the resulting device has excellent light emission characteristics.
  • the main chain refers to a chain along a bond between units of the polymer compound.
  • the conjugated system of the main chain may be partially interrupted.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form is a repeating unit of two or more selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit and an aromatic amine unit, and has a group containing a carbon cluster structure the number of repeating units, and the number of other units of the polymer compound when the N C and N NC respectively, it is preferable that N C and N NC satisfy the following formula (0). 5 ⁇ N C ⁇ 100 / (N C + N NC ) ⁇ 100 (0) Further, it is more preferable that the N C and N NC satisfy the following formula (I), it is more preferable that the following formula (II) is satisfied, and it is particularly preferable that the following formula (III) is satisfied.
  • the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as “GPC”) of the polymer compound according to the present light emitting device form is usually 5 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 , It is preferably 1 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 6 .
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of the polymer compound according to the present light emitting device form is usually 5 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 and is excellent in film formability, and is preferably 1 ⁇ 10 4. Is 5 ⁇ 10 6 , more preferably 3 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 6 , and still more preferably 5 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound according to the present light emitting device form when it is a copolymer, it may be a block copolymer, a random copolymer, an alternating copolymer, or a graft copolymer. May be.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form is preferably a block copolymer, a random copolymer, an alternating copolymer, or a graft copolymer, more preferably a block copolymer or a random copolymer.
  • it is a random copolymer.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form can be obtained by condensation polymerization of a compound (monomer) corresponding to a unit contained in the polymer compound.
  • a compound (monomer) corresponding to a unit contained in the polymer compound.
  • the monomer one synthesized and isolated in advance may be used, or it may be synthesized in a reaction system and used as it is.
  • these monomers are preferably purified by methods such as distillation, sublimation purification, and recrystallization.
  • the polymer compound according to the present light-emitting element form is a compound having a group containing a carbon cluster structure, and becomes an arylene unit, heteroarylene unit, heterocyclic unit or aromatic amine unit when synthesized by condensation polymerization It can manufacture by carrying out condensation polymerization using.
  • Other compounds used for the condensation polymerization can be selected so that two or more selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit and an aromatic amine unit are repeating units.
  • the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (5A) can be produced, for example, by subjecting a compound represented by the following general formula (5A-a) to condensation polymerization.
  • a compound represented by the following general formula (5A-a) Ar 5 , R w , X, W, Z, R x , ring F, p, q, and m are as defined in general formula (5A).
  • Z 1 represents a halogen atom, a methoxy group, a boric acid ester residue, a boric acid residue (—B (OH) 2 ), a group represented by the following formula (a-1), or a formula (a-2) A group represented by the following formula (a-3), or a group represented by the following formula (a-4).
  • Two Z 1 may be the same or different.
  • R w , R x , X, W, Z, p, q and ring F they may be the same or different.
  • the boric acid ester residue is the same as that described for Z 1 in general formula (a-0) described later.
  • R T represents an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • X A represents a halogen atom.
  • X A has the same meaning as described above.
  • R T has the same meaning as described above.
  • the compound represented by the general formula (5A-a) is a compound represented by the following general formula (5′-a), a compound represented by the following general formula (5B-a), or a compound represented by the following general formula (5C— It is preferably at least one selected from the group consisting of a compound represented by a) and a compound represented by the following general formula (5D-a).
  • Ar 5 , Ar 11 , R w , X, R x , ring F, R 1 , R 2 , n, and m are as defined in general formula (5 ′).
  • Z 1 has the same meaning as in general formula (5A-a). Two Z 1 may be the same or different. When there are a plurality of R w , R x , X, Ar 11 , R 1 , R 2 , n and ring F, they may be the same or different. When n is 0, the carbon atom to which R 1 is bonded and the carbon atom to which R 2 is bonded are not directly bonded.
  • Ar 5 , R w , X, R x , ring F, R 3 and m have the same meanings as in general formula (5B).
  • Z 1 has the same meaning as in general formula (5A-a). Two Z 1 may be the same or different.
  • a plurality of R 3 may be the same or different. When there are a plurality of R w , R x , X and ring F, they may be the same or different.
  • Ar 5 , R w , X, Z, R x , ring F, p, and m are as defined in general formula (5C).
  • Z 1 has the same meaning as in general formula (5A-a). Two Z 1 may be the same or different. When there are a plurality of R w , R x , X, Z, p and ring F, they may be the same or different.
  • Ar 5 , R w , X, R x , ring F, and m have the same meanings as in general formula (5D).
  • Z 1 has the same meaning as in general formula (5A-a). Two Z 1 may be the same or different. When there are a plurality of R w , R x , X and ring F, they may be the same or different.
  • the high molecular compound which has a repeating unit represented by the said General formula (5) can be manufactured by condensation-polymerizing the compound represented by the following general formula (a), for example.
  • general formula (a) Ar 5 , R w , X, R x , ring F, R 1 , R 2 , n, and m are as defined in general formula (5 ′).
  • Z 1 has the same meaning as in general formula (5A-a). Two Z 1 may be the same or different. When there are a plurality of R w , R x , X, R 1 , R 2 , n and ring F, they may be the same or different.
  • the polymer compound according to the present light emitting device form can also be obtained by reacting a precursor polymer compound synthesized in advance by condensation polymerization with a carbon cluster.
  • the precursor polymer compound has two or more kinds selected from the group consisting of an arylene unit, a heteroarylene unit, a heterocyclic unit and an aromatic amine unit as a repeating unit, and at least a part of the repeating unit contains a crosslinkable group To do.
  • the repeating unit containing the crosslinkable group is preferably a unit represented by the following general formula (7).
  • the high molecular compound which concerns on this light emitting element form can be manufactured by making the precursor high molecular compound which has a repeating unit represented by following General formula (7), and a carbon cluster react, for example.
  • R 11 represents a crosslinkable group.
  • R 12 represents a hydrogen atom, a crosslinkable group, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • crosslinkable group examples include the following formulas (7A-6), (7A-7), (7A-8), (7A-9), (7A-10), (7A-11), (7A- 15), (7A-16), (7A-17), (7A-18), (7A-19), (7A-20), (7A-21), (7A-22), (7A-23) , (7A-24), (7A-25), (7A-26), (7A-27), (7A-28), (7A-29), and (7A-30). . Since the reactivity with the carbon cluster is excellent, it is represented by the formulas (7A-6), (7A-7), (7A-8), (7A-9), (7A-10), (7A-11). Groups are preferred, and groups represented by formulas (7A-6), (7A-7), (7A-8), and (7A-9) are more preferred.
  • R 12 represents a hydrogen atom, a crosslinkable group, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • R 12 preferably represents a crosslinkable group or an unsubstituted or substituted aryl group, more preferably a crosslinkable group.
  • crosslinkable group represented by R 11 those described as the crosslinkable group represented by R 12 can be used.
  • R 1 , R 2 and R x have the same meanings as those in the general formula (5 ′).
  • R x has the same meaning as that of the general formula (5 ′).
  • R x has the same meaning as that of the general formula (5 ′).
  • the reaction between the precursor polymer compound and fullerene is usually performed in the presence or absence of a solvent such as an organic solvent, preferably in the presence of a solvent such as an organic solvent.
  • the organic solvent is, for example, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene or trichlorobenzene, preferably chlorobenzene, dichlorobenzene or trichlorobenzene, particularly preferably dichlorobenzene or trichlorobenzene.
  • the amount of the organic solvent used is such that the total concentration of the precursor polymer compound is usually 0.1% by mass to 90% by mass, preferably 0.1% by mass to 10% by mass, more preferably 0.5% by mass to The amount is 5% by mass.
  • the reaction temperature of the precursor polymer compound and fullerene is preferably 60 ° C. to 250 ° C., more preferably 100 ° C. to 220 ° C., and further preferably 180 ° C. to 220 ° C.
  • the above reaction time depends on the reaction temperature and other conditions, but is usually 1 hour or longer, preferably 10 hours to 500 hours.
  • the amount of fullerene used in the reaction is preferably 0.5 mole equivalent to 5 mole equivalent, and 1.0 mole equivalent to 4 mole equivalent based on the number of moles of all crosslinkable groups contained in the precursor polymer compound. More preferred is 1.5 to 3 molar equivalents.
  • the purity of the fullerene used in the reaction is preferably 98% or more and more preferably 99% or more because the characteristics of the organic EL element are excellent.
  • the post-reaction treatment can be carried out by a known method such as a method of adding a reaction solution obtained by the above reaction to a lower alcohol such as methanol and filtering and drying the deposited precipitate.
  • the polymer compound obtained by reacting (condensation polymerization) a precursor polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (7) with a fullerene comprises a repeating unit represented by the general formula (7) and the unit.
  • the number of moles of the repeating unit represented by the general formula (7), the number of moles of the optional additional unit, and the fullerene not supported by the polymer compound When the number of moles of N 7 , N M and N NS is N 7 , N M and N NS satisfy the following formula (IV), the characteristics of the organic EL element are further improved and the characteristics This is preferable because the stability is improved.
  • the fullerene not supported on the polymer compound means that the unreacted fullerene that has not reacted with the (precursor) polymer compound is liberated in the polymer compound.
  • Fullerene supported on the polymer compound (fixed fullerene) and unsupported fullerene (free fullerene) can be quantified by GPC-UV. That is, it can be quantified by separating fixed fullerene and free fullerene using the difference in elution time with GPC and measuring UV absorption (335 nm) of fullerene.
  • free fullerene can be quantified according to the following procedures (1) to (4).
  • a plurality of toluene solutions of fullerene C60 are prepared at different concentrations, and GPC-UV (detected at 335 nm) is measured for each.
  • a calibration curve (fullerene elution peak area value with respect to fullerene concentration) is prepared using the chromatogram obtained by the measurement in (1).
  • GPC-UV measurement is performed on the actual sample.
  • (4) Using the fullerene elution peak area value of the chromatogram obtained by the measurement of (3) and the calibration curve of (2), the amount of free fullerene in the actual sample is calculated.
  • fullerene C60 fixed fullerene can be quantified according to the following procedures (1) to (5).
  • a plurality of standard samples in which fullerene C60 is mixed with the precursor polymer compound at different concentrations are prepared, and each UV absorption spectrum is measured.
  • the relative intensity of absorption at 335 nm is determined from the UV absorption spectrum obtained in (1), and a calibration curve (the amount of mixed fullerene with respect to the relative intensity of absorption at 335 nm) is prepared.
  • the polymer compound elution fraction (including fixed fullerene) in the actual sample is collected by GPC to obtain the polymer compound elution fraction.
  • the UV absorption spectrum of the polymer compound elution fraction obtained in (3) is measured.
  • the relative intensity of absorption at 335 nm is determined from the UV absorption spectrum obtained in (4), and the amount of fixed fullerene in the actual sample is calculated using the calibration curve in (2).
  • Examples of the purification method for removing fullerene liberated in the polymer compound include usual methods such as recrystallization, continuous extraction with a Soxhlet extractor, column chromatography and the like.
  • the purification method is purification by column chromatography
  • a compound represented by the following general formula (a-0) can be used as a monomer used in the condensation polymerization reaction.
  • Ar 5 has the same meaning as Ar 5 in the general formula (5 ').
  • Z 1 represents a halogen atom, a methoxy group, a boric acid ester residue, a boric acid residue (—B (OH) 2 ), a group represented by the above formula (a-1), or the above formula (a-2).
  • Two Z 1 may be the same or different.
  • examples of the halogen atom represented by Z 1 or X A include a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
  • examples of the boric acid ester residue represented by Z 1 include groups represented by the following formulae.
  • Examples of the group represented by the above formula (a-1) include a methanesulfonate group, a trifluoromethanesulfonate group, a phenylsulfonate group, and a 4-methylphenylsulfonate group.
  • Examples of the group represented by the above formula (a-4) include a trimethylstannanyl group, a triethylstannanyl group, and a tributylstannanyl group.
  • the compound represented by the general formula (a-0) can be synthesized and isolated in advance, or can be prepared in a reaction system and used as it is.
  • Z 1 represents a halogen atom, a boric acid ester residue, a boron atom because the synthesis of the compound represented by the above general formula (a-0) becomes simple and easy to handle. It is preferably an acid residue.
  • condensation polymerization method examples include a method in which the compound represented by the general formula (a-0) is reacted using an appropriate catalyst or an appropriate base.
  • Catalysts include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], [tris (dibenzylideneacetone)] dipalladium, palladium complexes such as palladium acetate, nickel [tetrakis (triphenylphosphine)], [1,3-bis (diphenyl).
  • Transition metal complexes such as nickel complexes such as phosphino) propane] dichloronickel and [bis (1,4-cyclooctadiene)] nickel, among which palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetate, [1,3-bis (diphenylphosphino) propane] dichloronickel and [bis (1,4-cyclooctadiene)] nickel are preferred, [1,3-bis (diphenylphosphino) propane] dichloronickel, [bis (1,4-cyclooct Diene)] nickel is preferable.
  • nickel complexes such as phosphino) propane] dichloronickel and [bis (1,4-cyclooctadiene)] nickel, among which palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetate, [1,3-bis (diphenylphosphino) propane] dichloronickel and [bis (1,4-
  • the transition metal complex may further have a ligand such as triphenylphosphine, tri (tert-butylphosphine), tricyclohexylphosphine, diphenylphosphinopropane, or bipyridyl.
  • a ligand such as triphenylphosphine, tri (tert-butylphosphine), tricyclohexylphosphine, diphenylphosphinopropane, or bipyridyl.
  • the catalyst one synthesized in advance can be used, or one prepared in a reaction system can be used as it is. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount used is usually from 0.00001 molar equivalent to 3 mol of the transition metal relative to the total number of moles of all monomers including the compound represented by the general formula (a-0).
  • the molar equivalent is preferably 0.00005 molar equivalent to 3 molar equivalent, more preferably 0.0001 molar equivalent to 2.5 molar equivalent.
  • Bases for using palladium complexes as catalysts include inorganic bases such as sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, potassium fluoride, cesium fluoride, tripotassium phosphate, tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium chloride, odor And organic bases such as tetrabutylammonium bromide and tetrabutylammonium hydroxide. These bases may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount used is usually 0.5 to 20 molar equivalents relative to the total number of moles of all monomers including the compound represented by the general formula (a-0). There is preferably 1 to 10 molar equivalents.
  • the condensation polymerization is usually performed in the presence of a solvent such as an organic solvent.
  • organic solvent examples include toluene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, and N, N-dimethylformamide. In order to suppress side reactions, it is desirable to perform deoxygenation treatment on these solvents. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the organic solvent used is such that the total concentration of all monomers including the compound represented by the general formula (a-0) is usually 0.1% by mass to 90% by mass, preferably 1% by mass to 50% by mass. More preferably, the amount is 2% by mass to 30% by mass.
  • the reaction temperature of the condensation polymerization is usually ⁇ 100 ° C. to 200 ° C., preferably ⁇ 80 ° C. to 150 ° C., more preferably 0 ° C. to 120 ° C.
  • reaction time depends on conditions such as reaction temperature, it is usually 1 hour or longer, preferably 2 to 500 hours.
  • the condensation polymerization is desirably performed under anhydrous conditions when, for example, Z 1 in the general formula (a-0) is a group represented by the above formula (a-2).
  • the post-treatment of the condensation polymerization can be performed by a known method such as a method of adding a reaction solution obtained by condensation polymerization to a lower alcohol such as methanol and filtering and drying the deposited precipitate.
  • a polymer compound according to the present light emitting device form can be obtained.
  • the polymer compound is purified by usual methods such as recrystallization, continuous extraction with a Soxhlet extractor, column chromatography, etc. can do.
  • the first composition according to the present light emitting device form includes at least one material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material and a light emitting material (usually a solid content), and the present light emitting device form. And a polymer compound (generally a solid content).
  • Examples of the hole transport material, the electron transport material, and the light emitting material include a hole transport material, an electron transport material, and a light emitting material that can be included in an organic layer of an organic EL element described later.
  • compositions which concerns on this light emitting element form the composition containing the high molecular compound obtained by making a precursor high molecular compound and a carbon cluster react, and a precursor high molecular compound (compound before reaction). Things are also exemplified.
  • the content ratio of at least one material selected from the group consisting of the hole transport material, the electron transport material, and the light emitting material and the polymer compound according to the present light emitting element form may be determined according to the application.
  • the content of the polymer compound according to the present light emitting device form is usually 1% by mass to 99% by mass, preferably 1% by mass to 30% by mass with respect to the entire composition. % By mass.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene of the first composition according to the present light emitting device form is usually 5 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 , and preferably 1 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 6 .
  • the polystyrene-equivalent weight average molecular weight of the composition according to the present light emitting device form is usually 5 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 , excellent film formability, and the light emitting efficiency of the obtained organic EL device is high. Since it is excellent, it is preferably 1 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 6 .
  • the average molecular weight of the composition according to the present light emitting device form refers to a value obtained by analyzing the composition by GPC.
  • the second composition according to the present light emitting device form is a composition containing the polymer compound according to the present light emitting device form and a solvent.
  • This composition may be referred to as a solution, an ink, or an ink composition, and is hereinafter referred to as “solution according to the present light-emitting element configuration”.
  • the solution according to the present light emitting device form is useful for device preparation by coating such as an ink jet printing method or a printing method.
  • the solvent according to the present light-emitting element form includes a hole transport material, an electron transport material, a light-emitting material, a stabilizer, a thickener (high viscosity increasing agent A molecular weight compound and a poor solvent), a low molecular weight compound for lowering viscosity, a surfactant (for lowering surface tension), and an antioxidant.
  • the ratio of the polymer compound according to the present light emitting element form in the solution according to the present light emitting element form is usually 0.1% by mass to 99.9% by mass, preferably 0.1% by mass with respect to the total amount of the solution. Is 10% by mass, more preferably 0.2% by mass to 7% by mass, and still more preferably 0.5% by mass to 2% by mass.
  • the viscosity of the solution according to the present light emitting device form varies depending on the printing method, it is preferably 0.5 mPa ⁇ s to 1000 mPa ⁇ s, more preferably 0.5 mPa ⁇ s to 500 mPa ⁇ s at 25 ° C.
  • the viscosity at 25 ° C. is preferably 0.5 mPa ⁇ s to 50 mPa ⁇ s in order to prevent clogging during discharge and flight bending. More preferably, it is 0.5 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s.
  • the high molecular weight compound used as the thickener is not particularly limited as long as it is soluble in the same solvent as the high molecular compound according to the present light emitting device form and does not inhibit light emission and charge transport.
  • High molecular weight polymethylmethacrylate can be used.
  • These high molecular weight compounds preferably have a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 5.0 ⁇ 10 5 or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 6 or more.
  • a poor solvent can also be used as the thickener. Viscosity can be increased by adding a poor solvent in a small amount as compared with the solid content in the solution.
  • the type and addition amount of the solvent may be selected as long as the solid content in the solution does not precipitate.
  • the amount of the poor solvent is preferably 50% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less, with respect to the entire solution.
  • the antioxidant is for improving the storage stability of the solution according to the present light emitting device form.
  • the antioxidant is not particularly limited as long as it is soluble in the same solvent as the polymer compound according to the present light emitting device form and does not inhibit light emission and charge transport. Illustrated.
  • the solvent of the solution according to the present light emitting device form may be any solvent that dissolves or disperses the polymer compound, and examples thereof include the following organic solvents.
  • Aromatic hydrocarbon solvents toluene, xylene (each isomer or a mixture thereof), 1,2,3-trimethylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, mesitylene (1,3,5-trimethylbenzene), Ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene, butylbenzene, isobutylbenzene, 2-phenylbutane, tert-butylbenzene, pentylbenzene, neopentylbenzene, isoamylbenzene, hexylbenzene, cyclohexylbenzene, heptylbenzene, octylbenzene, 3-propyltoluene 4-propyltoluene, 1-methyl-4
  • Aliphatic hydrocarbon solvents n-pentane, n-hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, decalin and the like.
  • Aromatic ether solvents anisole, ethoxybenzene, propoxybenzene, butoxyoxybenzene, pentyloxybenzene, cyclopentyloxybenzene, hexyloxybenzene, cyclohexyloxybenzene, heptyloxybenzene, octyloxybenzene, 2-methylanisole, 3- Methylanisole, 4-methylanisole, 4-ethylanisole, 4-propylanisole, 4-butylanisole, 4-pentylanisole, 4-hexylanisole, diphenylether, 4-methylphenoxybenzene, 4-ethylphenoxybenzene, 4-propyl Phenoxybenzene, 4-butylphenoxybenzene, 4-pentylphenoxybenzene, 4-hexylphenoxybenzene, 4-phenoxytoluene, 3- Enokishitoruen, 1,3-dimethoxybenzene, 2,6-dimethyl anisole
  • Aliphatic ether solvents tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane and the like.
  • Ketone solvents acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, and the like.
  • Ester solvent ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, ethyl cellosolve acetate and the like.
  • Chlorinated solvent methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like.
  • Alcohol solvents methanol, ethanol, propanol, isopropanol, cyclohexanol, phenol and the like.
  • Polyhydric alcohol and its derivatives ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxyethane, propylene glycol, diethoxymethane, triethylene glycol monoethyl ether, glycerin, 1,2-hexane Diol etc.
  • Aprotic polar solvents dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
  • organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • a mixed solvent it is preferable to combine two or more of the above solvent groups. However, even if a plurality of the same solvent groups illustrated above are combined, one or more of the solvent groups of different systems may be combined. You may combine.
  • the composition ratio can be determined in consideration of the physical properties of each solvent and the solubility of a polymer compound or the like.
  • Preferred examples in the case of selecting and combining multiple types from the same solvent group include multiple types from aromatic hydrocarbon solvents, multiple types from aromatic ether solvents, and the like.
  • Aromatic hydrocarbon solvents and aliphatic hydrocarbon solvents include the following combinations. Aromatic hydrocarbon solvents and aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents and aromatic ether solvents, aromatic hydrocarbon solvents and aliphatic ether solvents, aromatic hydrocarbon solvents and aprotic Polar solvents, aromatic ether solvents and aprotic polar solvents.
  • water can be added to a single or mixed organic solvent.
  • organic solvents a single solvent or a mixed solvent containing one or more organic solvents having a structure containing a benzene ring, a melting point of 0 ° C. or less, and a boiling point of 100 ° C. or more has viscosity and film-forming properties.
  • solvents may be used after being purified by a method such as washing, distillation, or contact with an adsorbent.
  • the above-mentioned solvents are excellent in film formability and device characteristics, they are preferably used in combination of two or more, more preferably in combination of two to three, and particularly preferably in combination of two.
  • one of the solvents may be in a solid state at 25 ° C.
  • the one kind of solvent is preferably a solvent having a boiling point of 180 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher.
  • the polymer compound is dissolved at a concentration of 1% by mass or more at 60 ° C. in either of the two solvents, and one of the two solvents includes The polymer compound is preferably dissolved at a concentration of 1% by mass or more at 25 ° C.
  • the viscosity and film forming property are excellent, and therefore the solvent having the highest boiling point is 40% by mass to 90% by mass with respect to the mass of all the solvents in the solution. It is preferably 50% by mass to 90% by mass, and more preferably 65% by mass to 85% by mass.
  • the polymer compound according to the present light-emitting element form contained in the solution according to the present light-emitting element form may be one type or two or more types, and may be a polymer compound other than the polymer compound according to the present light-emitting element form as long as the device characteristics are not impaired. It may contain a molecular weight compound.
  • the solution according to the embodiment of the light emitting device may contain water, metal, and a salt thereof in a range of 1 ppm to 1000 ppm on a mass basis.
  • the metal include lithium, sodium, calcium, potassium, iron, copper, nickel, aluminum, zinc, chromium, manganese, cobalt, platinum, and iridium.
  • the solution according to the present light-emitting element embodiment may contain silicon, phosphorus, fluorine, chlorine, bromine and the like in a range of 1 ppm to 1000 ppm on a mass basis.
  • the thin film according to the present light-emitting element form is obtained using the polymer compound according to the present light-emitting element form.
  • the thin film according to the present light-emitting element form directly contains the polymer compound according to the present light-emitting element form.
  • the polymer compound contains a compound that is crosslinked within a molecule or between molecules.
  • the thin film which concerns on this light emitting element form is a light emitting thin film and a conductive thin film, for example.
  • the thin film according to the present light emitting device form is, for example, 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, spray coating method, screen printing.
  • the polymer compound according to the present light emitting element form contained in the solution has a high glass transition temperature, and thus can be heated at a temperature of 100 ° C. or higher. .
  • the light emission quantum yield is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and 60% or more. Is more preferable, and 70% or more is particularly preferable.
  • the conductive thin film preferably has a surface resistance of 1 K ⁇ / ⁇ or less, more preferably 100 ⁇ / ⁇ or less, and further preferably 10 ⁇ / ⁇ or less.
  • the electrical conductivity can be increased by doping the conductive thin film with a Lewis acid, an ionic compound or the like.
  • Organic EL device Next, an organic EL element according to the present light emitting element form will be described.
  • the organic EL device according to the present light emitting device form includes an anode, a cathode, and an organic layer existing between the anode and the cathode, and the organic layer contains the polymer compound according to the present light emitting device form. . Furthermore, there is an aspect in which the polymer compound according to the present light-emitting element form is contained as it is, and an aspect in which the polymer compound according to the present light-emitting element form contains a compound that is crosslinked in the molecule or between molecules.
  • the organic layer examples include a light emitting layer, a hole transport layer (generally referred to as an “interlayer layer”), a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the light emitting layer means a layer having a function of emitting light.
  • the hole transport layer means a layer having a function of transporting holes.
  • the electron transport layer means a layer having a function of transporting electrons.
  • the electron transport layer and the hole transport layer are collectively referred to as a charge transport layer, and the electron injection layer and the hole injection layer are collectively referred to as a charge injection layer.
  • the organic layer may be composed of only one layer of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer and an electron injection layer (that is, the function of each layer is included in one layer) It may consist of two or more layers.
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form is at least one layer selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer and an electron injection layer. It is preferable that the organic layer is a light emitting layer or a hole transport layer.
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form is a light emitting layer
  • the light emitting layer further increases the luminance life of the hole transport material, the electron transport material, the light emitting material, and the organic EL device. Etc. may be included.
  • the light emitting material means a material that emits fluorescence or phosphorescence (excluding a polymer compound according to the present light emitting element form).
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form contains the polymer compound according to the present light emitting device form and a hole transport material
  • the polymer compound and the hole according to the present light emitting device form The ratio of the hole transport material to the total amount with the transport material is usually 1% by mass to 80% by mass, preferably 5% by mass to 60% by mass.
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form contains the polymer compound according to the present light emitting device form and the electron transport material, the polymer compound and the electron transport material according to the present light emitting device form
  • the ratio of the electron transport material to the total amount is usually 1% by mass to 80% by mass, and preferably 5% by mass to 60% by mass.
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting element form contains the polymer compound according to the present light emitting element form and the light emitting material
  • the ratio of the light emitting material to the total amount is usually 1% by mass to 80% by mass, preferably 5% by mass to 60% by mass.
  • the organic layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form contains the polymer compound according to the present light emitting device form and two or more selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material and a light emitting material.
  • the ratio of the light emitting material to the total amount thereof is usually 1% by mass to 50% by mass, preferably 5% by mass to 40% by mass.
  • the total proportion of the electron transport material is usually 1% by mass to 50% by mass, preferably 5% by mass to 40% by mass.
  • hole transport material electron transport material, and light emitting material
  • known low molecular weight compounds triplet light emitting complexes, and high molecular weight compounds can be used.
  • High molecular weight compounds include WO99 / 13692, WO99 / 48160, GB2340304A, WO00 / 53656, WO01 / 19834, WO00 / 55927, GB2348316, WO00 / 46321, WO00 / 06665, WO99 / 54943, WO99 / 54385, US5777070, WO98.
  • JP, 2000-136379, JP 2000-104057, JP 2000-80167, JP 10-324870, JP 10-114891, JP 9-111233, JP-A-9-45478 discloses polymers and copolymers having a fluorenediyl group as a structural unit (hereinafter referred to as “(co) polymer”), and arylene groups as a structural unit (a common unit). ) Polymer, (co) polymer having an arylene vinylene group as a structural unit, divalent aromatic amine residue Position to (co) polymers, and the like.
  • Low molecular weight compounds include naphthalene derivatives, anthracene and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, polymethine, xanthene, coumarin, and cyanine dyes, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, aromatic amines And tetraphenylcyclopentadiene and derivatives thereof, and tetraphenylbutadiene and derivatives thereof.
  • Specific examples include compounds described in JP-A-57-51781 and JP-A-59-194393. .
  • Ir (ppy) 3 having iridium as a central metal
  • Btp 2 Ir (acac) having iridium as a central metal
  • ADS066GE commercially available from American Dye Source, Inc.
  • platinum as a central metal PtOEP
  • specific examples are Nature, (1998), 395, 151, Appl. Phys. Lett. (1999), 75 (1), 4, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105 (Organic Light-Emitting Materials and Devices IV), 119, J. MoI. Am. Chem. Soc. , (2001), 123, 4304, Appl. Phys. Lett.
  • Additives include bipyridyl such as 2,2′-bipyridyl, 3,3′-bipyridyl, 4,4′-bipyridyl, 4-methyl-2,2′-bipyridyl, 5-methyl-2,2′-bipyridyl And bipyridyl derivatives such as 5,5′-dimethyl-2,2′-bipyridyl.
  • the thickness of the light-emitting layer varies depending on the material used, and may be selected so that the driving voltage and the light emission efficiency are appropriate values. Usually, the thickness is 1 nm to 1 ⁇ m, preferably 2 nm to 500 nm. More preferably, it is 5 nm to 200 nm, and still more preferably 50 nm to 150 nm.
  • a method for forming the light emitting layer there is a method by film formation from a solution.
  • Printing methods, offset printing methods, ink jet printing methods, capillary coating methods, nozzle coating methods, and other coating methods can be used.
  • screen printing methods and flexographic printing methods can be used.
  • a printing method such as a printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method is preferable.
  • an organic EL device in which an electron transport layer is provided between the cathode and the light emitting layer, an organic EL device in which a hole transport layer is provided between the anode and the light emitting layer, a cathode And an organic EL device in which an electron transport layer is provided between the luminescent layer and the light emitting layer, and a hole transport layer is provided between the anode and the luminescent layer.
  • the polymer compound according to the present light emitting element form is preferably contained in the hole transport layer.
  • Examples of the structure of such an organic EL element include the following structures a) to d). Note that “/” indicates that the layers before and after that are stacked adjacent to each other (for example, “anode / light emitting layer” indicates that the anode and the light emitting layer are stacked adjacent to each other). .same as below.).
  • a) Anode / light emitting layer / cathode b) Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode c) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode d) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode
  • a hole transport layer may be provided adjacent to the light emitting layer between the light emitting layer and the anode.
  • Examples of the structure of such an organic EL element include the following structures a ′) to d ′). a ′) anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode b ′) anode / hole transport layer / hole transport layer / light emitting layer / cathode c ′) anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / Cathode d ') Anode / hole transport layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode
  • the hole transport layer usually contains a polymer compound according to the present light emitting device form.
  • Other hole transport materials include polyvinyl carbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine structure in the side chain or main chain, pyrazoline derivatives, Arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, poly (p-phenylene vinylene) and derivatives thereof, poly (2,5-thienylene vinylene) and derivatives thereof Derivatives, etc., as well as JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, JP-A-2-209998, JP-A
  • high molecular weight compounds include polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine structure in the side chain or main chain, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, poly ( p-phenylene vinylene) and derivatives thereof, poly (2,5-thienylene vinylene) and derivatives thereof are preferable, polyvinyl carbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane having an aromatic amine structure in the side chain or main chain Derivatives are more preferred.
  • low molecular weight compounds are preferred as the low molecular weight compounds.
  • These low molecular weight compounds are preferably used by being dispersed in a polymer binder.
  • the polymer binder is preferably a compound that does not extremely inhibit charge transport and does not strongly absorb visible light.
  • Polyvinylcarbazole and its derivatives can be obtained, for example, from a vinyl monomer by cation polymerization or radical polymerization.
  • polysilane and derivatives thereof examples include compounds described in Chem. Rev., 89, 1359 (1989), and GB 2300196 published specification. As the synthesis method, the methods described in these can be used, but the Kipping method is particularly preferably used.
  • a compound having the structure of the low molecular weight hole transporting material in the side chain or main chain is preferable, and the hole transporting aromatic compound is preferable.
  • a compound having an amine structure in the side chain or main chain is more preferred.
  • a method for forming a hole transport layer when a low molecular weight compound is used, a method of forming a film from a mixed solution with a polymer binder is exemplified, and a high molecular weight compound (according to the present light emitting device form) is exemplified.
  • a method by film formation from a solution is exemplified.
  • Solvents include chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorinated solvents such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, and aromatics such as toluene and xylene.
  • Aliphatic hydrocarbon solvents cyclohexane, methylcyclohexane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane and other aliphatic hydrocarbon solvents, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc.
  • Ketone solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxyethane
  • Polyhydric alcohols such as propylene glycol, diethoxymethane, triethylene glycol monoethyl ether, glycerin, 1,2-hexanediol and their derivatives, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, cyclohexanol, dimethyl sulfoxide
  • amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylformamide.
  • a coating method such as a printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a capillary-coating method, or a nozzle coating method can be used.
  • the thickness of the hole transport layer varies depending on the material used, and may be selected so that the drive voltage and the light emission efficiency are appropriate. Usually, the thickness is 1 nm to 1 ⁇ m, preferably 2 nm to 500 nm. More preferably, the thickness is 5 nm to 200 nm.
  • the electron transport layer usually contains the electron transport material (high molecular weight compound, low molecular weight compound).
  • electron transport material high molecular weight compound, low molecular weight compound.
  • Known electron transport materials can be used, including oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof.
  • oxadiazole derivatives benzoquinones and derivatives thereof, anthraquinones and derivatives thereof, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinolines and derivatives thereof, polyquinoxalines and derivatives thereof, Polyfluorene and its derivatives are preferred, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum, polyquinoline Is more preferable.
  • a vacuum deposition method from powder or a method by film formation from a solution or a molten state is exemplified, and when a high molecular weight compound is used.
  • the method include film formation from a solution or a molten state.
  • the above polymer binder may be used in combination.
  • the solvent used for film formation from a solution is preferably a solvent capable of dissolving or uniformly dispersing the electron transport material and / or polymer binder.
  • the solvent include chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorinated solvents such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, toluene, xylene and the like.
  • Aromatic hydrocarbon solvents such as ketone solvents, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxy ether
  • ketone solvents such as ketone solvents, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and ethyl cellosolve acetate
  • ethylene glycol ethylene glycol monobutyl ether
  • ethylene glycol monoethyl ether ethylene glycol monomethyl ether
  • dimethoxy ether Polyhydric alcohols and derivatives thereof such as ethylene, propylene glycol, diethoxymethane, triethylene glycol monoethyl ether, glycerin, 1,2-hexanediol, alcohol solvents such as methanol,
  • spin coating method For film formation from solution or molten state, 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, spray coating method, screen printing
  • a coating method such as a method, a flexographic printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a capillary coating method, or a nozzle coating method can be used.
  • the thickness of the electron transport layer varies depending on the material used, and may be selected so that the drive voltage and the light emission efficiency are appropriate values. Usually, the thickness is 1 nm to 1 ⁇ m, preferably 2 nm to 500 nm. More preferably, it is 5 nm to 200 nm.
  • the hole injection layer and the electron injection layer have the function of improving the charge injection efficiency from the electrode among the charge transport layers provided adjacent to the electrode, and have the effect of lowering the driving voltage of the organic EL element. is there.
  • a charge injection layer or an insulating layer (usually 0.5 nm to 4.0 nm in average thickness adjacent to the electrode, The same may be provided, and a thin buffer layer may be inserted at the interface of the charge transport layer or the light-emitting layer in order to improve adhesion at the interface and prevent mixing.
  • the order and number of layers to be stacked, and the thickness of each layer may be adjusted in consideration of light emission efficiency and element lifetime.
  • an organic EL device provided with a charge injection layer (electron injection layer, hole injection layer)
  • An organic EL element provided with a layer may be mentioned. Examples of the structure of such an organic EL element include the following structures e) to p).
  • the charge injection layer is a layer containing a conductive polymer, provided between the anode and the hole transport layer, and has an ionization potential of an intermediate value between the anode material and the hole transport material contained in the hole transport layer.
  • Examples thereof include a layer including a material having a material, a layer including a material provided between the cathode and the electron transport layer, and having a material having an intermediate electron affinity between the cathode material and the electron transport material included in the electron transport layer.
  • the electrical conductivity of the conductive polymer is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 5 S / cm to 1 ⁇ 10 3 S / cm.
  • 1 ⁇ 10 ⁇ 5 S / cm to 1 ⁇ 10 2 S / cm is more preferable, and 1 ⁇ 10 ⁇ 5 S / cm to 1 ⁇ 10 1 S / cm is further preferable.
  • the conductive polymer is doped with an appropriate amount of ions.
  • the kind of ions to be doped is an anion for the hole injection layer and a cation for the electron injection layer.
  • the anion include polystyrene sulfonate ion, alkylbenzene sulfonate ion, camphor sulfonate ion, and the like.
  • the cation include lithium ion, sodium ion, potassium ion, and tetrabutylammonium ion.
  • the material used for the charge injection layer may be selected in relation to the material of the electrode and the adjacent layer.
  • Examples of the material for the insulating layer include metal fluorides, metal oxides, and organic insulating materials.
  • Examples of the organic EL element provided with an insulating layer include an organic EL element provided with an insulating layer adjacent to the cathode and an organic EL element provided with an insulating layer adjacent to the anode.
  • Examples of the structure of such an organic EL device include the following structures q) to ab). q) anode / insulating layer / light emitting layer / cathode r) anode / light emitting layer / insulating layer / cathode s) anode / insulating layer / light emitting layer / insulating layer / cathode t) anode / insulating layer / hole transport layer / light emitting layer / Cathode u) anode / hole transport layer / light emitting layer / insulating layer / cathode v) anode / insulating layer / hole transport layer / light emitting layer / insulating layer / cathode w) anode / insulating layer / light emitting layer / electron transport layer / Cathode x) anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode y) anode / insul
  • the substrate for forming the organic EL element according to the present light emitting element form may be any material that does not change chemically when the electrode is formed and the organic layer is formed, such as glass, plastic, polymer film, silicon, etc. The thing which consists of is illustrated. In the case of an opaque substrate, the opposite electrode is preferably transparent or translucent.
  • At least one of the anode and the cathode included in the organic EL device according to the present light emitting device form is usually transparent or translucent, but the anode side is preferably transparent or translucent.
  • Examples of the material of the anode include a conductive metal oxide film, a translucent metal thin film, and the like. Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and a composite thereof such as indium / tin / tin / Films made using conductive compounds composed of oxide (ITO), indium, zinc, oxide, etc., NESA, gold, platinum, silver, copper, etc. are used, and ITO, indium, zinc, oxide, tin oxide are preferred .
  • Examples of the production method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, and the like.
  • As the anode an organic transparent conductive film such as polyaniline and a derivative thereof, polythiophene and a derivative thereof may be used.
  • the anode may have a laminated structure of two or more layers.
  • the thickness of the anode can be selected in consideration of light transmittance and electrical conductivity, and is, for example, 10 nm to 10 ⁇ m, preferably 20 nm to 1 ⁇ m, more preferably 40 nm to 500 nm. .
  • a layer made of a phthalocyanine derivative, a conductive polymer, carbon or the like; an insulating layer made of a metal oxide, a metal fluoride, an organic insulating material or the like may be provided.
  • a material having a small work function is preferable, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, Europium, terbium, ytterbium and other metals, or two or more of them, or one or more of them, and one of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, tin Alloys with more than seeds, graphite and graphite intercalation compounds, etc. are used.
  • the cathode may have a laminated structure of two or more layers.
  • the thickness of the cathode may be adjusted in consideration of electric conductivity and durability, and is usually 10 nm to 10 ⁇ m, preferably 20 nm to 1 ⁇ m, more preferably 50 nm to 500 nm.
  • a vacuum deposition method, a sputtering method, a laminating method in which a metal thin film is thermocompression bonded, or the like is used.
  • a layer made of a conductive polymer, or a metal oxide, a metal fluoride, or an organic insulating material between the cathode and the organic layer that is, any layer containing the polymer compound according to the present light emitting device form
  • a layer having an average thickness of 2 nm or less may be provided, and a protective layer for protecting the organic EL element may be attached after the cathode is manufactured.
  • a protective layer and / or a protective cover in order to protect the element from the outside.
  • the protective layer high molecular weight compounds, metal oxides, metal fluorides, metal borides and the like can be used.
  • a metal plate, a glass plate, a plastic plate having a low water permeability treatment on the surface, or the like can be used, and a method in which the protective cover is bonded to the element substrate with a thermosetting resin or a photocurable resin and sealed. Preferably used. If a space is maintained using a spacer, it is easy to prevent damage to the element.
  • an inert gas such as nitrogen or argon
  • oxidation of the cathode can be prevented, and further, moisture or hardening adsorbed in the manufacturing process can be obtained by installing a desiccant such as barium oxide in the space. It is easy to suppress a minute amount of moisture entering through the resin from damaging the device. Among these, it is preferable to take one or more measures.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element (organic EL element having the above-described configuration (p)) according to the present light-emitting element form.
  • An organic EL element 200 shown in FIG. 1 includes a substrate 20, an anode 22 formed on the substrate 20, a charge injection layer 23, a hole transport layer 24, a light emitting layer 25, an electron transport layer 26, a charge injection layer 27, and A cathode 28.
  • the anode 22 is provided on the substrate 20 so as to be in contact with the substrate 20.
  • a charge injection layer 23, a hole transport layer 24, a light emitting layer 25, and an electron transport layer 26 are provided on the opposite side of the anode 22 from the substrate 20, a charge injection layer 23, a hole transport layer 24, a light emitting layer 25, and an electron transport layer 26 are provided.
  • the charge injection layer 27 and the cathode 28 are laminated in this order.
  • the hole transport layer 24 includes a polymer compound according to the present light emitting device form.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element (organic EL element having the configuration of (h) above) according to the present light emitting element form.
  • An organic light emitting device 220 shown in FIG. 2 includes a substrate 20, and an anode 22, a charge injection layer 23, a hole transport layer 24, a light emitting layer 25, and a cathode 28 formed on the substrate 20.
  • the anode 22 is provided on the substrate 20 so as to be in contact with the substrate.
  • a charge injection layer 23, a hole transport layer 24, a light emitting layer 25, and a cathode 28 are arranged in this order. Are stacked.
  • the hole transport layer 24 includes a polymer compound according to the present light emitting device form.
  • the organic EL device according to the present light emitting device form is useful for a planar light source, a segment display device, a dot matrix display device, a backlight of a liquid crystal display device, and the like.
  • the planar anode and cathode may be arranged so as to overlap each other.
  • a method of installing a mask provided with a pattern-like window on the surface of a planar organic EL element a layer that is desired to be a non-light-emitting portion is formed extremely thick and substantially non-light-emitting.
  • a method of emitting light a method of forming an anode or a cathode, or both electrodes in a pattern.
  • both the anode and the cathode may be formed in stripes and arranged so as to be orthogonal to each other. Partial color display and multicolor display are possible by a method of separately coating a plurality of types of polymeric fluorescent substances having different emission colors or a method using a color filter or a fluorescence conversion filter.
  • the dot matrix element can be driven passively, or may be actively driven in combination with a TFT or the like.
  • These display devices can be used in display devices such as computers, televisions, mobile terminals, mobile phones, car navigation systems, and video camera viewfinders.
  • planar organic EL element is self-luminous and thin, and can be suitably used as a planar light source for a backlight of a liquid crystal display device or a planar illumination light source. Further, if a flexible substrate is used, it can be used as a curved light source or display device.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a planar light source according to the present light-emitting element configuration.
  • a planar light source 300 shown in FIG. 3 includes a substrate 30, an anode 31, a hole transport layer 32, a light emitting layer 33, a cathode 34, and a protective layer 35.
  • the anode 31 is provided on the substrate 30 so as to be in contact with the substrate 30, and a hole transport layer 32, a light emitting layer 33, and a cathode 34 are laminated in this order on the opposite side of the anode 31 from the substrate 30. .
  • the protective layer 35 is formed so as to cover all of the anode 31, the hole transport layer 32, the light emitting layer 33, and the cathode 34 formed on the substrate 30 and in contact with the substrate 30 at the end. Yes.
  • the hole transport layer 32 includes a polymer compound according to the present light emitting device form.
  • the planar light source 300 shown in FIG. 3 is provided with a plurality of light emitting layers other than the light emitting layer 33, and a red light emitting material, a blue light emitting material, and a green light emitting material are used for each light emitting layer, and each light emitting layer is adjusted. By doing so, a color display device can be obtained.
  • photoelectric conversion element form an embodiment of a photoelectric conversion element using the polymer compound of the present invention (hereinafter also referred to as “photoelectric conversion element form”) will be described in detail.
  • Unit means a group derived from a compound subjected to condensation polymerization when a polymer compound is synthesized by condensation polymerization.
  • “Structural unit” means one or more units present in a polymer compound.
  • “Repeating unit” means a unit present in two or more in a polymer compound.
  • “Arylene unit” means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted arylene group. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • Heteroarylene unit means a unit in which a group derived from a compound subjected to condensation polymerization is an unsubstituted or substituted heteroarylene group. It may have a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • “Arylene group” means an atomic group formed by removing two hydrogen atoms bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon.
  • the arylene group may have a substituent.
  • Heteroarylene group means an atomic group formed by removing two hydrogen atoms from an aromatic heterocyclic compound.
  • the heteroarylene group may have a substituent.
  • the “heterocyclic compound” refers to an organic compound having a cyclic structure, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom, a boron atom in addition to a carbon atom as an element constituting a ring.
  • a compound containing a hetero atom such as
  • Carbon cluster means a molecule whose minimum structure is composed of several to several thousand carbon atoms.
  • fullerene molecules having a spherical shell structure, cylindrical carbon nanotubes, and carbon nanohorns may be mentioned.
  • Carbon cluster structure means a structure derived from a carbon cluster.
  • Crosslinkable group means a group containing a functional group capable of bonding to a carbon cluster by Diels-Alder reaction, Bingel-Hirsh reaction, or the like.
  • C x -C y indicates that the number of carbon atoms in the partial structure corresponding to the functional group name described immediately after this term is It means x to y. That is, when the organic group described immediately after “C x -C y ” is an organic group named by combining a plurality of functional group names (for example, C x -C y alkoxyphenyl group), This means that the number of carbon atoms in the partial structure corresponding to the functional group name (for example, alkoxy) described immediately after “C x -C y ” among the functional group names is x to y.
  • C 1 -C 12 alkyl group means an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • C 1 -C 12 alkoxyphenyl group means “1 to 12 carbon atoms”. It means a phenyl group having an “alkoxy group”.
  • Unsubstituted or substituted means that the group described immediately after that may have a substituent.
  • an unsubstituted or substituted arylene group means “an arylene group having no substituent or an arylene group having a substituent”.
  • substituents examples include alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, alkynyl group, amino group, silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, monovalent heterocyclic ring Group, monovalent heterocyclic thio group, imine residue, amide compound residue, acid imide residue, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, nitro group, cyano group and the like.
  • substituents when referring to “substituents”, the same ones can be exemplified unless otherwise specified.
  • these substituents may further have a “substituent”.
  • the alkyl group as a substituent may be any of a linear alkyl group, a branched alkyl group, and a cyclic alkyl group (cycloalkyl group).
  • the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom.
  • Alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isoamyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, 3,7-dimethyloctyl group, dodecyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl group, etc. It is done.
  • Examples of the C 1 to C 12 alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isoamyl group, hexyl group, cyclohexyl group, Examples include heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group and the like.
  • the alkoxy group as a substituent may be any of a linear alkoxy group, a branched alkoxy group, and a cyclic alkoxy group (cycloalkoxy group).
  • the hydrogen atom in the alkoxy group may be substituted with a fluorine atom.
  • Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropyloxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclohexyloxy, heptyloxy Octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, dodecyloxy group, trifluoromethoxy group, pentafluoroethoxy group, perfluorobutoxy group, perfluorohexyloxy group Perfluorooctyloxy group, methoxymethyloxy group, 2-methoxyethyloxy group and the like.
  • C 1 -C 12 alkoxy groups include methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropyloxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclohexyloxy Group, heptyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, dodecyloxy group and the like.
  • the alkylthio group as a substituent may be any of a linear alkylthio group, a molecular chain alkylthio group, and a cyclic alkylthio group (cycloalkylthio group).
  • the hydrogen atom in the alkylthio group may be substituted with a fluorine atom.
  • alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, sec-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, dodecylthio group, trifluoromethylthio group and the like.
  • Examples of the C 1 -C 12 alkylthio group include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, sec-butylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, cyclohexylthio group, Examples include heptylthio group, octylthio group, 2-ethylhexylthio group, nonylthio group, decylthio group, 3,7-dimethyloctylthio group, dodecylthio group and the like.
  • the aryl group as a substituent means an atomic group obtained by removing one hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon.
  • the aryl group includes a group having a condensed ring, a group in which two or more independent benzene rings or condensed rings are single-bonded.
  • the hydrogen atom in the aryl group may be further substituted with the above alkyl group, aryl group or the like.
  • the aryl group includes a phenyl group, a C 1 -C 12 alkoxyphenyl group, a C 1 -C 12 alkylphenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthracenyl group, a 2-anthracenyl group, and a 9-anthracenyl group.
  • aryl moiety in the aryloxy group examples include the same groups as those exemplified as the aryl group.
  • the aryloxy group as a substituent includes a phenoxy group, a C 1 -C 12 alkoxyphenoxy group, a C 1 -C 12 alkylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, a pentafluorophenyloxy group, and the like. Can be mentioned.
  • Examples of the aryl moiety in the arylthio group include the same groups as those exemplified as the aryl group.
  • Examples of the arylthio group as a substituent include a phenylthio group, a C 1 -C 12 alkoxyphenylthio group, a C 1 -C 12 alkylphenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group, and a pentafluorophenylthio group. It is done.
  • the alkenyl group as a substituent may be any of a linear alkenyl group, a branched alkenyl group and a cyclic alkenyl group.
  • Examples of the alkenyl group include vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, An octenyl group etc. are mentioned.
  • the alkynyl group as a substituent may be any of a linear alkynyl group, a branched alkynyl group and a cyclic alkynyl group.
  • Examples of the alkynyl group include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 1- An octynyl group etc. are mentioned.
  • the amino group as a substituent includes, in addition to the group represented by —NH 2 , an amino group in which one or two hydrogen atoms are substituted with a substituent (that is, a substituted amino group).
  • substituted amino groups include methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, propylamino, dipropylamino, isopropylamino, diisopropylamino, butylamino, isobutylamino, sec-butylamino Group, tert-butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, heptylamino group, octylamino group, 2-ethylhexylamino group, nonylamino group, decylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, dodecylamino group, cyclopentyl amino group, dicyclopenty
  • the silyl group as a substituent includes, in addition to the group represented by —SiH 3 , a silyl group in which 1 to 3 hydrogen atoms are substituted with a substituent (hereinafter also referred to as “substituted silyl group”).
  • substituted silyl groups include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tri-isopropylsilyl, dimethyl-isopropylsilyl, diethyl-isopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, pentyldimethylsilyl, hexyldimethyl Silyl group, heptyldimethylsilyl group, octyldimethylsilyl group, 2-ethylhexyl-dimethylsilyl group, nonyldimethylsilyl group, decyldimethylsilyl group, 3,7-dimethyloctyl-dimethylsilyl group, dodecyldimethylsilyl group, phenyl-C 1 ⁇ C 12 alkylsilyl group, C 1 ⁇ C 12 alkoxyphenyl -C 1 ⁇ C 12 alkylsilyl group,
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • acyl group examples include acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, pivaloyl group, benzoyl group, trifluoroacetyl group, pentafluorobenzoyl group and the like.
  • acyloxy group examples 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 monovalent heterocyclic group as a substituent means an atomic group formed by removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound (particularly, a heterocyclic compound having aromaticity).
  • the “heterocyclic compound” in the “monovalent heterocyclic group” is an organic compound having a cyclic structure, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom in addition to a carbon atom as an element constituting a ring. And a compound containing a hetero atom such as a boron atom.
  • Examples of the monovalent heterocyclic group include thienyl group, C 1 -C 12 alkylthienyl group, pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, C 1 -C 12 alkylpyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group Pyrrolidyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group and the like.
  • the hydrogen atom in these monovalent heterocyclic groups may be further substituted with the above alkyl group, alkoxy group or the like.
  • the monovalent heterocyclic thio group as a substituent means a group in which a hydrogen atom of a mercapto group is substituted with a monovalent heterocyclic group.
  • Examples of the monovalent heterocyclic thio group include a heteroarylthio group such as a pyridylthio group, a pyridazinylthio group, a pyrimidinylthio group, a pyrazinylthio group, and a triazinylthio group.
  • the imine residue as a substituent is the above-mentioned imine compound having a structure represented by at least one of the general formula: HN ⁇ C (R Y1 ) 2 or the general formula: H—CR X1 ⁇ N—R Y1. It means a residue from which a hydrogen atom is removed in the general formula.
  • R X1 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group or arylalkynyl group
  • R Y1 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group. Or an arylalkynyl group is shown.
  • a ring may be formed as an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms such as a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group.
  • imine compounds include compounds in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom in aldimine, ketimine, or aldimine is substituted with an alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, or the like.
  • Specific examples of the imine residue include groups represented by the following structural formulas.
  • the amide compound residue as a substituent is selected from the amide compounds having a structure represented by at least one of the general formula: H—NR X2 —COR Y2 or the general formula: H—CO—N (R Y2 ) 2 above. It means a residue from which a hydrogen atom in the formula is removed.
  • R X2 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group or arylalkynyl group
  • R Y2 represents a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, arylalkyl group, arylalkenyl group. Or an arylalkynyl group is shown.
  • Amide compound residues include formamide residue, acetamide residue, propioamide residue, butyroamide residue, benzamide residue, trifluoroacetamide residue, pentafluorobenzamide residue, diformamide residue, diacetamide residue, dipropioamide Residues, dibutyroamide residues, dibenzamide residues, ditrifluoroacetamide residues, dipentafluorobenzamide residues and the like.
  • the acid imide residue as a substituent means a residue obtained by removing one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom from the acid imide.
  • Examples of the acid imide residue include the following groups.
  • the alkoxycarbonyl group as a substituent is a group represented by the general formula: R X3 OCO—.
  • R X3 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group or an arylalkynyl group.
  • Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an n-propoxycarbonyl group.
  • the high molecular compound which concerns on this photoelectric conversion element form has at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of an arylene unit and heteroarylene units as a repeating unit, and at least one part of a repeating unit has group containing a carbon cluster structure.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form can also be referred to as a polymer compound having a group containing a carbon cluster structure in the side chain and the main chain having the following repeating units.
  • Ar represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • Examples of the group containing a carbon cluster structure include a group having a structure represented by the following general formula (110).
  • Z 11 and Z 12 are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms. And an unsubstituted or substituted heteroarylene group having 4 to 20 carbon atoms, a vinylene group, and a divalent group obtained by combining them.
  • V represents a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • s and u each independently represent an integer of 0 to 10.
  • a ′ represents a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene derivative.
  • Examples of the unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decalene group, dodecalene group, Examples thereof include a pentadodecalene group and a group having a monovalent substituent.
  • Examples of the unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms include a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, a triphenylene group, and a group having a substituent thereon.
  • Examples of the unsubstituted or substituted heteroarylene group having 4 to 20 carbon atoms include a thienylidene group, a pyridinylene group, a furanylidene group, and a group having a substituent thereon.
  • Z 11 and Z 12 are preferably an alkylene group or an arylene group, more preferably an alkylene group, and particularly preferably a methylene group, an ethylene group, a butylene group, or a hexylene group.
  • V represents a direct bond, an oxygen atom or a sulfur atom, preferably a direct bond or an oxygen atom, particularly preferably a direct bond.
  • S is preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 0 to 2, and particularly preferably 0.
  • u is preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 0 to 2, and particularly preferably 1.
  • Examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene derivative include a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C60 derivative, a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C70 derivative, and a hydrogen atom derived from a fullerene C76 derivative. Examples include a group in which one atom is removed, a group in which one hydrogen atom is removed from a derivative of fullerene C78, or a group in which one hydrogen atom is removed from a derivative of fullerene C84.
  • Preferred is a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C60 derivative, a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C70 derivative, or a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C84 derivative, more preferably It is a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C60 derivative, or a group obtained by removing one hydrogen atom from a fullerene C70 derivative.
  • the fullerene derivative means one obtained by cleaving a carbon-carbon bond of a skeleton constituting fullerene and replacing each bond with two monovalent groups or one divalent group.
  • the number of carbon-carbon bonds to be cut may be one, or two or more.
  • Examples of such fullerene derivatives are the following A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, A-7, A-8, A-9, A-10, A-11, A-12, A-13, A-14, A-15, A-16, A-17, A-18, A-19, A-20, A-21, A-22, A- And a compound having a structure represented by Formula 23.
  • ring A represents a fullerene ring of fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group.
  • nn represents an integer of 0 to 10.
  • Ring A is preferably a fullerene ring of fullerene C60, fullerene C70, and fullerene C84, and more preferably a fullerene ring of fullerene C60 and fullerene C70.
  • compounds having a structure represented by A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 are preferred, and A-1, A are more preferred.
  • -2 and A-3, and particularly preferred are compounds having the structures A-1 and A-2.
  • the alkyl group as the monovalent organic group may be linear or branched, and may be a cycloalkyloxy group.
  • the alkyl group usually has 1 to 30 carbon atoms.
  • Examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, 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 -Chain alkyl groups such as dimethyloctyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodec
  • the alkyloxy group as the monovalent organic group may be linear or branched, and may be a cycloalkyloxy group.
  • the alkyloxy group may have a substituent.
  • the alkyloxy group usually has 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkyloxy group include methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, isopropyloxy group, butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, pentyl group.
  • Examples thereof include a fluoroethoxy group, a perfluorobutoxy group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, a methoxymethyloxy group, and a 2-methoxyethyloxy group.
  • the alkylthio group as the monovalent organic group may be linear or branched, and may be a cycloalkylthio group.
  • the alkylthio group may have a substituent.
  • the alkylthio group usually has 1 to 20 carbon atoms.
  • alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, Examples include a hexylthio group, a cyclohexylthio group, a heptylthio group, an octylthio group, a 2-ethylhexylthio group, a nonylthio group, a decylthio group, a 3,7-dimethyloctylthio group, a laurylthio group, and a trifluoromethylthio group.
  • the aryl group as the monovalent organic group usually has 3 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Examples of the aryl group include a phenyl group, a C 1 to C 12 alkyloxyphenyl group, a C 1 to C 12 alkylphenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, and a pentafluorophenyl group.
  • the aryloxy group as a monovalent organic group usually has 3 to 60 carbon atoms and may have a substituent on the aromatic ring.
  • Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a C 1 -C 12 alkyloxyphenoxy group, a C 1 -C 12 alkylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and a pentafluorophenyloxy group. .
  • the arylthio group as a monovalent organic group usually has 3 to 60 carbon atoms and may have a substituent on the aromatic ring.
  • Examples of the arylthio group include a phenylthio group, a C 1 -C 12 alkyloxyphenylthio group, a C 1 -C 12 alkylphenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group, and a pentafluorophenylthio group.
  • the arylalkyl group as a monovalent organic group usually has 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Examples of the arylalkyl group include phenyl-C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkyloxyphenyl-C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl-C 1 -C 12 alkyl group 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkyl group and 2-naphthyl-C 1 -C 12 alkyl group.
  • the arylalkyloxy group as a monovalent organic group usually has 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • arylalkyloxy groups include phenyl-C 1 -C 12 alkyloxy groups, C 1 -C 12 alkyloxyphenyl-C 1 -C 12 alkyloxy groups, C 1 -C 12 alkylphenyl-C 1 -C Examples thereof include a 12 alkyloxy group, a 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkyloxy group, and a 2-naphthyl-C 1 -C 12 alkyloxy group.
  • the arylalkylthio group as the monovalent organic group usually has 7 to 60 carbon atoms and may have a substituent.
  • Examples of the arylalkylthio group include phenyl-C 1 -C 12 alkylthio group, C 1 -C 12 alkyloxyphenyl-C 1 -C 12 alkylthio group, C 1 -C 12 alkylphenyl-C 1 -C 12 alkylthio group 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkylthio group, and 2-naphthyl-C 1 -C 12 alkylthio group.
  • the acyl group as a monovalent organic group usually has 2 to 20 carbon atoms.
  • 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.
  • the acyloxy group as a monovalent organic group usually has 2 to 20 carbon atoms.
  • 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 compound residue as a monovalent organic group is derived from an amide compound having a structure represented by at least one of the general formula: H—NR X2 —COR Y2 or the general formula: H—CO—N (R Y2 ) 2. These are residues obtained by removing a hydrogen atom in the above general formula.
  • R X2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group or an arylalkynyl group
  • R Y2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group A group or an arylalkynyl group.
  • the amide compound residue usually has 2 to 20 carbon atoms.
  • amide compound residues include formamide group, acetamide group, propioamide group, butyroamide group, benzamide group, trifluoroacetamide group, pentafluorobenzamide group, diformamide group, diacetamide group, dipropioamide group, dibutyroamide group, dibenzamide Group, ditrifluoroacetamide group, dipentafluorobenzamide group.
  • the acid imide residue as the monovalent organic group is a residue obtained by removing one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom from the acid imide.
  • Examples of the acid imide residue include succinimide groups, phthalates An acid imide group is mentioned.
  • the substituted amino group as a monovalent organic group usually has 1 to 40 carbon atoms.
  • substituted amino groups include methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, propylamino, dipropylamino, isopropylamino, diisopropylamino, butylamino, isobutylamino, tert- Butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, cyclohexylamino group, heptylamino group, octylamino group, 2-ethylhexylamino group, nonylamino group, decylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, laurylamino group, cyclopentyl amino group, dicyclopentylamino group, cyclohexylamino group, dicyclohexylamino group, pyrroli
  • Substituted silyl group serving as a monovalent organic group those represented by -SiH 3, a silyl group 1 to 3 of the hydrogen atoms in the -SiH 3 is substituted with a substituent.
  • substituted silyl groups include trimethylsilyl, triethylsilyl, tri-n-propylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, triphenylsilyl, tri-p-xylylsilyl, tribenzylsilyl Group, diphenylmethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, and dimethylphenylsilyl group.
  • substituted silyloxy groups as monovalent organic groups include trimethylsilyloxy, triethylsilyloxy, tri-n-propylsilyloxy, triisopropylsilyloxy, tert-butyldimethylsilyloxy, triphenylsilyl
  • Examples thereof include an oxy group, a tri-p-xylylsilyloxy group, a tribenzylsilyloxy group, a diphenylmethylsilyloxy group, a tert-butyldiphenylsilyloxy group, and a dimethylphenylsilyloxy group.
  • substituted silylthio groups as monovalent organic groups include trimethylsilylthio group, triethylsilylthio group, tri-n-propylsilylthio group, triisopropylsilylthio group, tert-butyldimethylsilylthio group, triphenylsilyl group.
  • Examples include a ruthio group, a tri-p-xylylsilylthio group, a tribenzylsilylthio group, a diphenylmethylsilylthio group, a tert-butyldiphenylsilylthio group, and a dimethylphenylsilylthio group.
  • substituted silylamino groups as monovalent organic groups include trimethylsilylamino group, triethylsilylamino group, tri-n-propylsilylamino group, triisopropylsilylamino group, tert-butyldimethylsilylamino group, triphenylsilyl group Amino 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 (triisopropylsilyl) amino group, di (tert-butyldimethylsilyl) amino group, di (triphenylsilyl) amino group, di (
  • Examples of monovalent heterocyclic groups as monovalent organic groups include furan, thiophene, pyrrole, pyrroline, pyrrolidine, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazole, imidazoline, imidazolidine, pyrazole, pyrazoline, prazolidine , Furazane, triazole, thiadiazole, oxadiazole, 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, quinol
  • heterocyclic oxy group and heterocyclic thio group as the monovalent organic group include groups in which an oxygen atom or a nitrogen atom is bonded to the monovalent heterocyclic group.
  • the heterocyclic oxy group as a monovalent organic group usually has 4 to 60 carbon atoms.
  • Examples of the heterocyclic oxy group include thienyloxy group, C 1 -C 12 alkylthienyloxy group, pyrrolyloxy group, furyloxy group, pyridyloxy group, C 1 -C 12 alkylpyridyloxy group, imidazolyloxy group, pyrazolyloxy group , Triazolyloxy group, oxazolyloxy group, thiazoleoxy group, thiadiazoleoxy group.
  • the heterocyclic thio group as a monovalent organic group usually has 4 to 60 carbon atoms.
  • Examples of the heterocyclic thio group include thienyl mercapto group, C 1 -C 12 alkyl thienyl mercapto group, pyrrolyl mercapto group, furyl mercapto group, pyridyl mercapto group, C 1 -C 12 alkyl pyridyl mercapto group, imidazolyl mercapto group, Examples include a pyrazolyl mercapto group, a triazolyl mercapto group, an oxazolyl mercapto group, a thiazole mercapto group, and a thiadiazole mercapto group.
  • An arylalkenyl group as a monovalent organic group usually has 7 to 20 carbon atoms, and examples of the arylalkenyl group include a styryl group.
  • the arylalkynyl group as a monovalent organic group usually has 7 to 20 carbon atoms, and examples of the arylalkynyl group include a phenylacetylenyl group.
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • Examples of the group containing such a carbon cluster structure include A′-1, A′-2, A′-3, A′-4, A′-5, A′-6, A′-7, and A ′ described below. And groups represented by ⁇ 8, A′-9, A′-10, A′-11, and A′-12.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • examples of the halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above.
  • Ring A represents the same meaning as described above. * Represents a bond.
  • the arylene group in the arylene unit which is a repeating unit is as described above.
  • the number of carbon atoms of the arylene group in the arylene unit is usually 6 to 60, preferably 6 to 30, more preferably 6 to 18, more preferably not including the number of carbon atoms of the substituent. 6-14.
  • arylene group for example, two hydrogen atoms are removed from a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, tetracene ring, chrysene ring, triphenylene ring, tetraphen ring, pyrene ring, pentacene ring, picene ring, and perylene ring.
  • the arylene group may have a halogen atom or a monovalent organic group. Examples of the halogen atom and the monovalent organic group include the same ones as described above. Examples of the arylene group include groups having a structure represented by the following formulas 1 to 38.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • halogen atom and the monovalent organic group include the same ones as described above.
  • the heteroarylene group in the heteroarylene unit which is a repeating unit is as described above.
  • the heterocyclic compound having aromaticity is preferably a heteropolycyclic compound having aromaticity.
  • a heteropolycyclic compound having aromaticity is a compound in which an organic compound having two or more cyclic structures is condensed, and in addition to a carbon atom as an element constituting the ring, an oxygen atom, a sulfur atom,
  • a compound containing a hetero atom such as a nitrogen atom, phosphorus atom, boron atom or arsenic atom and further condensed is aromatic.
  • heteroarylene group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic polycyclic compound having aromaticity examples include the following formulas 49 to 72, 76 to 84, 91 to 93, 99 to 104, and 106 to 108. Or the group which has a structure represented by 110 is mentioned.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group.
  • halogen atom and the monovalent organic group include the same ones as described above. * Indicates a bond.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form preferably has a heteroarylene unit, and more preferably has a heteroarylene unit as a repeating unit.
  • the heteroarylene group in the heteroarylene unit is a group obtained by removing two hydrogen atoms from a compound containing a sulfur ring having aromaticity (hereinafter also referred to as “aromatic sulfur-containing ring group”). Is more preferable.
  • aromatic sulfur-containing ring group include a thiophene ring, a thiazole ring, a polycyclic compound having a thiophene ring, and a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycyclic compound having a thiazole ring.
  • These rings may have a halogen atom or a monovalent organic group. Examples of the halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above.
  • Examples of the group in which two hydrogen atoms are removed from the thiophene ring include groups having a structure represented by the following formulas (1-1), (1-2), and (1-3).
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group.
  • Examples of the halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above. * Indicates a bond.
  • Examples of the group in which two hydrogen atoms have been removed from the thiazole ring include groups having structures represented by the following formulas (1-4) and (1-5).
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group.
  • Examples of the halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above. * Indicates a bond.
  • Examples of the polycyclic compound having a thiophene ring include compounds having the following structures (2-1), (2-2) and (2-3), and examples of the polycyclic compound having a thiazole ring: The compound having the structure represented by (2-4) is exemplified.
  • ring B, ring C, ring D, ring E and ring G are each independently an unsubstituted or substituted aromatic ring, an unsubstituted or substituted heteroaromatic ring.
  • the compounds represented by the formulas (2-1), (2-2), (2-3), and (2-4) may have a halogen atom or a monovalent organic group. Have two or more hydrogen atoms. Examples of the halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above.
  • the aromatic ring here is a ring in which the elements constituting the ring are composed of only carbon atoms. Examples thereof include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a tetracene ring, a chrysene ring, and a triphenylene ring. , Tetraphen ring, pyrene ring, pentacene ring, picene ring, and perylene ring.
  • the heteroaromatic ring referred to here includes, in addition to carbon atoms, organic atoms having a cyclic structure, in addition to carbon atoms, hetero atoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, and boron atoms.
  • Examples include organic compounds such as furan, pyrrole, imidazole, thiophene, phosphole, borol, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazinebenzofuran, isobenzofuran, indole, isoindole, Examples include benzothiophene, benzophosphole, benzimidazole, purine, indazole, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, and cinnoline. These heteroaromatic rings may be further condensed with other aromatic rings or heteroaromatic rings.
  • Examples of the group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycyclic compound having a thiophene ring include groups having a structure represented by the following formula.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above. * Indicates a bond.
  • Examples of the group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycyclic compound having a thiazole ring include groups having a structure represented by the following formula.
  • R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • halogen atom and monovalent organic group are the same as those described above. * Indicates a bond.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form preferably includes a heteroarylene unit as a repeating unit.
  • the heteroarylene unit is contained as a repeating unit, it is more preferable that the heteroarylene group in the heteroarylene unit contains an aromatic sulfur-containing ring group, and all the heteroarylene groups are aromatic sulfur-containing rings. Particularly preferred is a group.
  • the aromatic sulfur-containing cyclic group is contained, the number of consecutive aromatic sulfur-containing cyclic groups in the main chain is preferably 1-20, more preferably 1-10. More preferably, it is .about.5.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form also includes a first repeating unit and a second repeating unit different from the first repeating unit, and the first repeating unit and the second repeating unit. At least one of them preferably has a group containing a carbon cluster structure.
  • a heteroarylene unit can be used as the first repeating unit, and an arylene unit can be used as the second repeating unit.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (T5A).
  • Ar 500 represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof.
  • Ring A ′′ represents a carbon cluster structure.
  • I represents an integer of 1 to 4.
  • TW represents a divalent group containing a carbon atom or a silicon atom.
  • TZ represents a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • h represents an integer of 0 to 12
  • g represents 0 or 1.
  • TW is a silicon atom.
  • TZ is a carbon atom when h is 1.
  • at least one of a plurality of TZs may be a heteroatom, and a bond between adjacent carbon atoms is a single bond or unsaturated.
  • a divalent group containing a carbon atom as a TW may form a ring together with a ring containing TZ, such as R TW , R TX , TX, TW, TZ, g, when there are multiple h and ring A ′′, they are each the same or different Also good.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, or an unsubstituted or substituted phenylene group, preferably a single bond or an oxygen atom, and more preferably a single bond.
  • TW represents a divalent group containing a carbon atom or a silicon atom.
  • the divalent group containing carbon include an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent group obtained by combining these.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene having 6 to 20 carbon atoms.
  • a divalent group or a combination thereof preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group, more preferably a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • ring A ′′ represents a carbon cluster structure, for example, a fullerene ring of fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, preferably fullerene C60, fullerene C70, fullerene.
  • a fullerene ring of C84 more preferably a fullerene ring of fullerene C60 and fullerene C70.
  • i represents an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
  • h represents an integer of 0 to 12, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 4, and still more preferably 1 or 4.
  • the bond between adjacent TZs may be a single bond or a double bond.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure includes a repeating unit represented by the following general formula (T5 ′), a repeating unit represented by the following general formula (T5B), and a repeating unit represented by the following general formula (T5C). More preferably, it is at least one selected from the group consisting of a unit and a repeating unit represented by the following general formula (T5D).
  • Ar 500 represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • Ar 110 represents an unsubstituted or substituted aryl lysine group or an unsubstituted or substituted hetero aryl lysine group.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • R 100 and R 200 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. When a plurality of R 100 and R 200 are present, each may be the same or different.
  • Ring A ′′ represents a carbon cluster structure. I represents an integer of 1 to 4, j represents 0 or 1.
  • j When j is 0, the carbon atom to which R 100 is bonded and the carbon atom to which R 200 are bonded are not directly bonded.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted arylidine group represented by Ar 110 does not include the number of carbon atoms of the substituent and is usually 6 to 30, more preferably 6 to 16.
  • the number of carbon atoms of the unsubstituted or substituted heteroarylidine group represented by Ar 110 does not include the number of carbon atoms of the substituent and is usually 6 to 30, more preferably 6 to 16.
  • the heteroarylidine group may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, etc. in addition to a carbon atom as an atom forming an aromatic ring.
  • Examples of the unsubstituted arylidyne group include a phenylidyne group, a naphthalenetriyl group, an anthracentriyl group, a phenanthrenetriyl group, a naphthacentriyl group, a fluorenetriyl group, a perylenetriyl group, and a chrysantylyl group.
  • Examples of the substituted arylidine group include the above-described groups having a substituent.
  • Examples of the unsubstituted heteroarylidine group include a pyrrole triyl group, a furan triyl group, a pyridine triyl group, a quinoline triyl group, and an isoquinoline triyl group.
  • Examples of the substituted heteroarylidine group include the above-described groups having a substituent.
  • R 100 and R 200 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted group having 1 to 20 carbon atoms.
  • An alkoxy group preferably a hydrogen atom.
  • Ar 500 represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • R 30 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a direct bond with R TX .
  • a plurality of R 30 may be the same or different.
  • Ring A ′′ represents a carbon cluster structure. I represents an integer of 1 to 4. When there are a plurality of R TW , R TX , TX and ring A ′′, they may be the same or different. Good.
  • R 30 is a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or R x Direct bond is shown, preferably a hydrogen atom.
  • a plurality of R 30 may be the same or different.
  • Ar 500 represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • Ring A ′′ represents a carbon cluster structure. I represents an integer of 1 to 4.
  • TZ represents a heteroatom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom, or a carbon atom.
  • the atom may have a substituent, h is an integer of 1 to 12.
  • h is 1, TZ is a carbon atom, and when h is 2 or more, a plurality of TZs are present. At least one of them may be a heteroatom, and the bond between adjacent carbon atoms may be a single bond or an unsaturated bond.
  • R TW , R TX , TX, TZ, h and ring A ′′ When there are a plurality of them, they may be the same or different.
  • Ar 500 represents an unsubstituted or substituted arylene group or an unsubstituted or substituted heteroarylene group.
  • TX represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an unsubstituted or substituted alkylene group, or an unsubstituted or substituted phenylene group.
  • R TW and R TX are each independently a single bond, an unsubstituted or substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an unsubstituted or substituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. Indicates a valent group.
  • Ring A ′′ represents a carbon cluster structure. I represents an integer of 1 to 4.
  • R TW , R TX , TX, and Ring A ′′ they may be the same or different. May be.
  • examples of the structure include structures represented by the following formulae.
  • examples of the structure include structures represented by the following formula.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device has a weight average molecular weight of usually 1.0 ⁇ 10 3 or more, preferably 3.0 ⁇ 10 3 to 1.0 ⁇ 10 7 , more preferably It is 8.0 ⁇ 10 3 to 5.0 ⁇ 10 6 , more preferably 1.0 ⁇ 10 4 to 1.0 ⁇ 10 6 .
  • the weight average molecular weight in this photoelectric conversion element form is the weight average molecular weight of polystyrene conversion calculated using the standard sample of polystyrene using gel permeation chromatography (GPC).
  • the polystyrene-equivalent number average molecular weight of the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is usually 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 .
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene satisfies such a range, a tough thin film tends to be obtained, and the solubility of the polymer compound is higher, and the thin film tends to be easily produced.
  • the content of the carbon cluster structure in the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is usually 0.001% by mass to 80% by mass, preferably 0.01% by mass to 70% by mass, and particularly preferably. Is 0.1% by mass to 60% by mass.
  • the repeating unit having a group containing a carbon cluster structure in the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form is the sum of all repeating units in the polymer compound (the repeating unit having a group containing the carbon cluster structure and the carbon cluster). 5 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 15 mol% or more and 80 mol% or less, and more preferably 30 mol% or more with respect to the total of repeating units having no group containing a structure) More preferably, it is 60 mol% or less.
  • the terminal group of the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form is stable because the property or life of the device obtained when the polymerization active group remains as it is may be reduced when used for device preparation. It may be protected with any group.
  • 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 monovalent heterocyclic group via a vinylene group may be used.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is a copolymer
  • it may be any of a block copolymer, a random copolymer, an alternating copolymer, and a graft copolymer. It may be.
  • the light absorption terminal wavelength is preferably a long wavelength.
  • the light absorption terminal wavelength can be determined by the following method using a polymer compound thin film.
  • a spectrophotometer for example, JASCO-V670, made by JASCO Corporation
  • the measurable wavelength range is 200 nm to 1500 nm. Therefore, measurement is performed in the 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 polymer compound is formed on the substrate from a solution containing the polymer compound or a melt containing the polymer 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 polymer compound.
  • the vertical axis represents the absorbance of the polymer compound
  • the horizontal axis represents the wavelength. It is desirable to adjust the thickness of the thin film so that the absorbance of the absorption peak with the highest absorbance is 0.5-2.
  • the absorbance of the absorption peak on the longest wavelength side (hereinafter referred to as the “longest wavelength absorption peak”) among the absorption peaks (plural) is defined as 100%.
  • a straight line parallel to the horizontal axis (wavelength axis) is drawn at the position where the absorbance is 50%, and among the intersections between the straight line and the longest wavelength absorption peak, the intersection on the longer wavelength side of the peak wavelength of the longest wavelength absorption peak is selected. Let it be the first point.
  • a straight line parallel to the horizontal axis (wavelength axis) is drawn at the absorbance position at 25%, and among the intersections between the straight line and the longest wavelength absorption peak, the intersection on the longer wavelength side of the peak wavelength of the longest wavelength absorption peak is taken. The second point.
  • the wavelength value at the intersection of the horizontal axis (wavelength axis) and the perpendicular when a vertical line is drawn on the horizontal axis (wavelength axis) from 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 refers to a straight line determined as follows. The absorbance of the longest wavelength absorption peak is assumed to be 100%, a straight line parallel to the horizontal axis (wavelength axis) is drawn at the 10% absorbance, and the longest wavelength absorption peak at the intersection of the straight line and the longest wavelength absorption peak.
  • a straight line perpendicular to the horizontal axis (wavelength axis) is drawn at a position 100 nm longer than the reference wavelength, and the third point is the intersection of the straight line and the absorption spectrum of the polymer compound.
  • a straight line perpendicular to the horizontal axis (wavelength axis) is drawn, and the intersection of the straight line and the absorption spectrum of the polymer compound is defined as the fourth point.
  • a straight line connecting the third point and the fourth point is referred to as a reference line.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form can be obtained by condensation polymerization of a compound (monomer) corresponding to a unit contained in the polymer compound.
  • a compound (monomer) corresponding to a unit contained in the polymer compound.
  • the monomer one synthesized and isolated in advance may be used, or it may be synthesized in a reaction system and used as it is.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is a compound having a group containing a carbon cluster structure, which is produced by condensation polymerization using a compound that becomes an arylene unit or a heteroarylene unit when synthesized by condensation polymerization. can do.
  • Other compounds used for condensation polymerization can be selected so that the repeating unit is an arylene unit or a heteroarylene unit.
  • T5A-a a compound represented by the following general formula (T5A-a).
  • Ar 500 , TX, R TW , R TX , TW, TZ, h, g, and ring A ′′ are the same as those in the general formula (T5A).
  • Z 100 A halogen atom, a methoxy group, a boric acid ester residue (details as described later), a boric acid residue (—B (OH) 2 ), a group represented by the following formula (Ta-1), Z 100 present .2 pieces of a group represented by the formula (Ta-2), a group represented by the group represented by the following formula (Ta-3), or the following formula (Ta-4) are the same
  • R TW , R TX , TX, TW, TZ, g, h and ring A ′′ they may be the same or different.
  • R TT represents an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • XTA represents a halogen atom.
  • XTA has the same meaning as described above.
  • R TT has the same meaning as described above.
  • a compound represented by the following general formula (T5′-a), a compound represented by the following general formula (T5B-a), a compound represented by the following general formula (T5C-a), and the following general formula It can also be produced by condensation polymerization of at least one selected from the group consisting of compounds represented by the formula (T5D-a).
  • Ar 500 , Ar 110 , TX, R TW , R TX , R 100 , R 200 , ring A ′′, i and j are those in the general formula (T5 ′).
  • synonymous .Z 100 is represented by the general formula (T5A-a) Z 100 existing .2 pieces have the same meaning as in the optionally be the same or different .
  • R TW, R TX, TX , Ar 110 , R 100 , R 200 , j, and a plurality of rings A ′′ may be the same or different.
  • j is 0, the carbon atom bonded to R 100 and the carbon atom bonded to R 200 are not directly bonded.
  • Ar 500 , TX, R TW, R TX, R 30, Ring A "and i are the general formula (T5B) .Z 100 as the same meaning in the general The same as those in formula (T5A-a).
  • the two Z 100 may be the same or different.
  • R TW , R TX , TX and ring A ′′ Each may be the same or different.
  • Ar 500 , TX, R TW , R TX , ring A ′′ and i have the same meanings as those in the general formula (T5D).
  • Z 100 represents the general formula (T5A). The same as those in -a). The two Z 100 may be the same or different. When there are a plurality of R TW , R TX , TX and ring A ′′, , May be the same or different.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form can also be obtained by reacting a precursor polymer compound synthesized in advance by condensation polymerization with a carbon cluster.
  • the precursor polymer compound has at least one unit selected from the group consisting of an arylene unit and a heteroarylene unit as a repeating unit, and at least a part of the repeating unit contains a crosslinkable group.
  • crosslinkable group examples include a divinyl group, a group obtained by removing one hydrogen atom on the vinyl group from isobutene, a group obtained by removing one hydrogen atom on the benzene ring from benzocyclobutene, and an azide group.
  • examples of the crosslinkable group include the following formulas B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-16, B-17, B-18, B-19, B-20, B-21, B-22 Group.
  • a polymer compound having a group represented by the above formula A′-1 is a bridge represented by the above formula B-6, B-7, B-8, or B-9. It can be obtained by reacting a precursor polymer compound having a functional group with fullerene.
  • the polymer compound having a group represented by the above formula A′-2 as a group containing a carbon cluster structure is a bridge represented by the above formula B-16, B-17, B-18, or B-19. It can be obtained by reacting a precursor polymer compound having a functional group with fullerene.
  • Examples of the precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by the above formulas B-6, B-7, B-8, and B-9 include a precursor polymer having a structure represented by the following formula as a repeating unit. Compounds.
  • precursor polymer compounds having a crosslinkable group represented by the above formulas B-16, B-17, B-18, B-19 include precursor polymers having a structure represented by the following formula as a repeating unit: Compounds.
  • reaction of a precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by the above formulas B-6, B-7, B-8, B-9 with fullerene, and the above formulas B-16, B-17, B-18 The reaction between the precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by B-19 and fullerene is usually performed in the presence of a solvent such as an organic solvent or in the absence of a solvent, preferably a solvent such as an organic solvent. Done in the presence of
  • the organic solvent is, for example, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene or trichlorobenzene, preferably chlorobenzene, dichlorobenzene or trichlorobenzene, particularly preferably dichlorobenzene or trichlorobenzene.
  • the amount of the organic solvent used is a precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by the above formulas B-6, B-7, B-8, B-9, or the above formulas B-16, B-17,
  • the total concentration of the precursor polymer compounds having a crosslinkable group represented by B-18 and B-19 is usually 0.1% by mass to 90% by mass, preferably 0.1% by mass to 10% by mass, The amount is preferably 0.5% by mass to 5% by mass.
  • the reaction temperature of the precursor polymer compound having a crosslinkable group and the fullerene is preferably 60 ° C. to 250 ° C., more preferably 100 ° C. to 220 ° C., and further preferably 180 ° C. to 220 ° C. It is.
  • the above reaction time depends on the reaction temperature and other conditions, but is usually 1 hour or longer, preferably 10 hours to 500 hours.
  • the amount of fullerene used in the reaction is a precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by the above formulas B-6, B-7, B-8, B-9, or the above formulas B-16, B-17.
  • 0.5 to 5 molar equivalents are preferred with respect to the number of moles of all crosslinkable groups contained in the precursor polymer compound having a crosslinkable group represented by B-18 or B-19. 0 to 4 molar equivalents are more preferred, and 1.5 to 3 molar equivalents are particularly preferred.
  • the post-reaction treatment can be carried out by a known method such as a method of adding a reaction solution obtained by the above reaction to a lower alcohol such as methanol and filtering and drying the deposited precipitate.
  • the ratio of the fullerene not supported by the polymer compound contained in the polymer compound obtained by reacting the precursor polymer compound having a crosslinkable group with fullerene is included in the polymer compound.
  • the number of moles of the repeating units, and the number of moles of the fullerene which is not supported when the N M 'and N NS' respectively in the polymer compound, N M 'and N NS' satisfies the following formula (IV ') It is preferable from the viewpoint of improving the characteristics of the photoelectric conversion element and from the viewpoint of stability of characteristics. 0 ⁇ N NS ′ ⁇ 100 / N M ′ ⁇ 50 (IV ′)
  • the fullerene not supported on the polymer compound means that the unreacted fullerene that has not reacted with the (precursor) polymer compound is liberated in the polymer compound.
  • Fullerene supported on the polymer compound (fixed fullerene) and unsupported fullerene (free fullerene) can be quantified by GPC-UV. That is, it can be quantified by separating fixed fullerene and free fullerene using the difference in elution time with GPC and measuring UV absorption (335 nm) of fullerene.
  • free fullerene can be quantified according to the following procedures (1) to (4).
  • a plurality of toluene solutions of fullerene C60 are prepared at different concentrations, and GPC-UV (detected at 335 nm) is measured for each.
  • a calibration curve (fullerene elution peak area value with respect to fullerene concentration) is prepared using the chromatogram obtained by the measurement in (1).
  • GPC-UV measurement is performed on the actual sample.
  • (4) Using the fullerene elution peak area value of the chromatogram obtained by the measurement of (3) and the calibration curve of (2), the amount of free fullerene in the actual sample is calculated.
  • fullerene C60 fixed fullerene can be quantified according to the following procedures (1) to (5).
  • a plurality of standard samples in which fullerene C60 is mixed with the precursor polymer compound at different concentrations are prepared, and each UV absorption spectrum is measured.
  • the relative intensity of absorption at 335 nm is determined from the UV absorption spectrum obtained in (1), and a calibration curve (the amount of mixed fullerene with respect to the relative intensity of absorption at 335 nm) is prepared.
  • the polymer compound elution fraction (including fixed fullerene) in the actual sample is collected by GPC to obtain the polymer compound elution fraction.
  • the UV absorption spectrum of the polymer compound elution fraction obtained in (3) is measured.
  • the relative intensity of absorption at 335 nm is determined from the UV absorption spectrum obtained in (4), and the amount of fixed fullerene in the actual sample is calculated using the calibration curve in (2).
  • Examples of the purification method for removing fullerene released in the polymer compound include ordinary purification methods such as reprecipitation, continuous extraction with a Soxhlet extractor, and column chromatography.
  • the purification method is purification by column chromatography
  • the method for the condensation polymerization reaction of the polymer compound or precursor polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is not particularly limited, but Suzuki is not particularly limited because of the ease of synthesis of the polymer compound or precursor polymer compound.
  • a method using a coupling reaction or a Stille coupling reaction is preferred.
  • a method for producing a polymer compound or a precursor polymer compound according to the present photoelectric conversion element form by condensation polymerization will be described using the precursor polymer compound as an example.
  • E 1 represents a divalent group containing an aromatic ring.
  • E 1 may have a group containing a carbon cluster structure in the side chain, or may have a crosslinkable group in the side chain.
  • Q 100 and Q 200 each independently represent a boric acid residue (—B (OH) 2 ) or a boric acid ester residue.
  • T 1 and T 2 each independently represent a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, or an arylalkyl sulfonate group.
  • E 1 is preferably a divalent aromatic group, and more preferably represented by the aforementioned formulas 1 to 38, 49 to 72, 76 to 84, 91 to 93, 99 to 104, 106 to 108 or 110. Examples include groups having a structure. Further, at least one of E 1 and E 2 has a group containing a carbon cluster structure or a crosslinkable group.
  • the total number of moles of the one or more compounds represented by the formula (200) used in the reaction is excessive with respect to the total number of moles of the one or more compounds represented by the formula (120). Preferably there is.
  • 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 (120) is 0.6 moles. It is preferably 0.99 mol, more preferably 0.7 mol to 0.95 mol.
  • boric acid ester residue examples include groups represented by the following formula. [Wherein, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl 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.
  • 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 and a Pd (II) catalyst.
  • Palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] palladium acetate, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, Palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium are preferred, and dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium from the viewpoint of ease of reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate.
  • Acetate and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are particularly preferred.
  • the addition amount of the palladium catalyst may be an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 mol to 0.5 mol, preferably 0.0003, relative to 1 mol of the compound represented by the formula (120). Mol to 0.1
  • 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 a mole.
  • 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, and barium hydroxide.
  • examples of the organic base include triethylamine and tributylamine.
  • An example of the inorganic salt is 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, relative to 1 mol of the compound represented by the formula (120). ⁇ 10 moles.
  • 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 or precursor polymer compound according to the present photoelectric conversion element form, toluene and tetrahydrofuran are preferable.
  • 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 50 ° C. to 160 ° C., and preferably 60 ° C. 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 be the end point when the desired degree of polymerization is reached, but is usually 0.1 to 200 hours. 1 hour 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 (120), the compound represented by the formula (200), Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) was charged, and the polymerization vessel was sufficiently replaced with nitrogen gas and 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
  • E 3 is preferably an arylene group or a heteroarylene group, and more preferably represented by the above formulas 1 to 38, 49 to 72, 76 to 84, 91 to 93, 99 to 104, 106 to 108 or 110. Examples include an arylene group and a heteroarylene group having a structure. Further, at least one of E 2 and E 3 has a crosslinkable group.
  • organotin residue examples include a group represented by —SnR 110 3 .
  • R 110 represents a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
  • Alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, 2-methylbutyl, 1 -Methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 21-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, Examples include chain alkyl groups such as undecyl group, dodecyl group, te
  • 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, 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 in the Stille coupling reaction may be an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 mol to 0.5 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (300). Mol, preferably 0.0003 mol to 0.2 mol.
  • a ligand and a cocatalyst can be used as necessary.
  • the ligand include phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine, and tris (2-furyl) phosphine, and triphenylarsine and triphenoxyarsine. These arsenic compounds are listed.
  • 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 or precursor polymer compound according to the present photoelectric conversion element form, toluene and tetrahydrofuran are preferable.
  • the temperature at which the Stille coupling reaction is carried out depends on the solvent, it is usually 50 ° C. to 160 ° C., and preferably 60 ° C. to 120 ° C. from the viewpoint that the high molecular weight of the polymer compound is easy. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
  • reaction time may be the end point when the target degree of polymerization is reached, but is usually 0.1 to 200 hours. 1 hour 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 represented by the compound represented by the formula (300) and the formula (200).
  • a compound and a palladium catalyst are charged, and the polymerization vessel is sufficiently replaced with nitrogen gas, deaerated, and then bubbled with nitrogen gas in advance to add a degassed solvent, for example, toluene.
  • a ligand and a co-catalyst are added, and then heated and heated.
  • polymerization is performed while maintaining an inert atmosphere at a reflux temperature for 8 hours.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form can exhibit high charge (electron, hole) transportability, when an organic thin film containing the polymer compound is used in the device, the charge injected from the electrode Or charge generated by light absorption can be transported.
  • the high molecular compound which concerns on this photoelectric conversion element form can be used suitably for a photoelectric conversion element (especially organic solar cell) by these characteristics.
  • the photoelectric conversion composition which concerns on this photoelectric conversion element form contains a 1st compound and the 2nd compound different from a 1st compound.
  • the first compound is a polymer compound according to the present photoelectric conversion element form.
  • the 1st aspect of a 2nd compound is a high molecular compound whose above-mentioned light absorption terminal wavelength is 500 nm or more and 1500 nm or less.
  • a polymer compound having a light absorption terminal wavelength of 500 nm or more and 1500 nm or less By using a polymer compound having a light absorption terminal wavelength of 500 nm or more and 1500 nm or less, the amount of light absorption can be increased, and the short-circuit current density can be improved.
  • a polymer compound having a light absorption terminal wavelength of 550 nm or more and 1200 nm or less is preferable, and a polymer compound having a light absorption terminal wavelength of 600 nm or more and 1000 nm or less is more preferable.
  • Examples of such a polymer compound include a polymer compound having a structural unit represented by the following formula. [Wherein, R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group. Examples of the
  • the second aspect of the second compound is fullerene or a fullerene derivative.
  • Use of fullerene or a fullerene derivative is preferable because charge separation is promoted and photoelectric conversion efficiency is improved.
  • fullerene and fullerene derivatives include fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, and derivatives thereof.
  • Examples of the fullerene derivative include a compound represented by the formula (T-13), a compound represented by the formula (T-14), a compound represented by the formula (T-15), and a formula (T-16). And the compounds represented.
  • 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. A plurality of R b may be the same or different.
  • R a and R b are the same as the definitions and specific examples of the alkyl group and aryl group in the monovalent organic group represented by R described above.
  • 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 R a include a group represented by the formula (T-17).
  • T-17 a group represented by the formula (T-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 .
  • fullerene C60 derivatives include the following compounds.
  • fullerene C70 derivatives include the following compounds.
  • 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-C61 butyric acid And methyl ester ([6,6] -Thienyl C61 butyric acid methyl ester).
  • the content of the second compound is 0.1% by mass to 99% by mass based on the total amount of the photoelectric conversion composition.
  • the amount is preferably 1% by mass to 80% by mass, and more preferably 5% by mass to 60% by mass.
  • the photoelectric conversion element according to the present photoelectric conversion element form has one or more active layers including the polymer compound or the photoelectric conversion composition according to the present photoelectric conversion element form between a pair of electrodes.
  • a preferable form of the photoelectric conversion element according to the present photoelectric conversion element form is formed from an organic composition of a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor. Has an active layer. Since the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form has characteristics of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor in the molecule, it is preferably used as an active layer of the photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion element according to the present photoelectric conversion element form 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
  • a photoelectric conversion element is a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and a polymer compound or a photoelectric conversion composition according to the present photoelectric conversion element form between the electrodes.
  • a photoelectric conversion element comprising: a first active layer including: and a second active layer including an electron-accepting compound such as a fullerene derivative adjacent to the first active layer.
  • the first active layer has any electron donating compound or electron accepting compound as long as the object of the present invention is not hindered. It may be.
  • the transparent or translucent electrode material examples include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film. Specifically, a film formed using a conductive material made of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide, etc., which is a composite thereof, NESA Alternatively, gold, platinum, silver, copper, or the like is used, and ITO, indium / zinc / oxide, and tin oxide are preferable.
  • the method for producing the electrode 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 one kind of polymer compound according to the present photoelectric conversion element form alone, or may contain two or more kinds in combination.
  • compounds other than the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form 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 according to the present photoelectric conversion device form, for example, pyrazoline derivative, arylamine derivative, stilbene derivative, triphenyldiamine derivative, oligothiophene and its derivative, polyvinylcarbazole and its derivative, polysilane And derivatives thereof, 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 Can be mentioned.
  • the electron-accepting compound in addition to the polymer compound according to the present photoelectric conversion device form, for example, carbon materials, metal oxides such as titanium oxide, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives Naphthoquinone and derivatives thereof, anthraquinone 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, polyfluorene and derivatives thereof, phenanthroline derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (basocproin), fullerene, fullerene derivatives Body and the like, preferably, titanium oxide, carbon nanotubes, fuller
  • fullerene and fullerene derivative are the same as the definition and specific examples of fullerene or fullerene derivative described as one of the embodiments of the second compound described above.
  • the ratio of the fullerene derivative is usually 0.1% by mass to 99% by mass based on the total amount of the photoelectric conversion composition. Preferably, it is 1% by mass to 80% by mass, and more preferably 5% by mass to 60% by mass.
  • the thickness of the active layer is usually 1 nm to 100 ⁇ m, preferably 2 nm to 1000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm, and still more preferably 20 nm to 200 nm.
  • the active layer may be produced by any method, and examples thereof include a method of forming a film from a solution containing a polymer compound, and a method of forming a film by vacuum deposition.
  • a preferred method for producing a photoelectric conversion element is a method for producing a photoelectric conversion 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 (generally also referred to as ink) containing a polymer compound according to the present photoelectric conversion element form and a solvent on the first electrode by a coating method to form an active layer; And a step of forming a second electrode on the active layer.
  • a solution containing the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form and a solvent an organic thin film containing the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form can be formed.
  • the solvent used in the solution may be any solvent that dissolves the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form.
  • the solvent include unsaturated hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane.
  • Halogenated saturated hydrocarbon solvents such as dichloroethane, chlorobutane, bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, and halogenated unsaturated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene
  • the solvent include ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran.
  • the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form can be usually dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by mass or more.
  • slit coating, knife coating, spin coating, casting micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating Coating methods such as dip coating, dip coating, spray coating, screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, ink jet printing, dispenser printing, nozzle coating, capillary coating, etc.
  • the slit coating method, the capillary coating method, the gravure coating method, the micro gravure coating method, the bar coating method, the knife coating method, the nozzle coating method, the ink jet printing method, and the spin coating method are preferable.
  • the surface tension of the solvent at 25 ° C. 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.
  • a photovoltaic power is generated between the electrodes by irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode, and the organic thin film solar cell Can be operated as Moreover, it can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an organic thin-film solar cell according to the present photoelectric conversion element form.
  • An organic thin-film solar cell 100 shown in FIG. 4 includes a substrate 1, a first electrode 7a formed on the substrate 1, and a polymer compound according to the present photoelectric conversion element formed on the first electrode 7a.
  • An active layer 2 made of an organic thin film is included, and a second electrode 7b formed on the active layer 2 is provided.
  • a transparent or translucent electrode is used as one of the first electrode 7a and the second electrode 7b.
  • the electrode material those described above can be used.
  • each electrode is preferably selected so that the difference in work function is large.
  • a charge generating agent, a sensitizer and the like can be added in order to increase photosensitivity.
  • the substrate 1 a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be used.
  • 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, or 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 according to the present photoelectric conversion device form can also be appropriately selected from these module structures depending on the purpose of use, the place of use, and the 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.
  • the photoelectric conversion element using the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form is also capable of emitting light by irradiating light from a transparent or translucent electrode in a state where a voltage is applied between the electrodes or in a state where no voltage is applied.
  • An electric current flows and can be operated as an organic light sensor. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.
  • Organic transistor Since the high molecular compound which concerns on this photoelectric conversion element form can exhibit high charge transportability, it is used suitably also for an organic thin-film transistor.
  • an organic thin film transistor a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between these electrodes (that is, an active layer, the same shall apply hereinafter), and an amount of current passing through the current path are controlled.
  • the organic semiconductor layer includes an organic thin film containing the polymer compound according to the above-described photoelectric conversion element configuration 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 serving as a current path between them, a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path, and a gap between the organic semiconductor layer and the gate electrode. It is preferable to provide an insulating layer to be disposed.
  • the source electrode and the drain electrode are preferably provided in contact with the organic semiconductor 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 according to the present photoelectric conversion element form.
  • the electrostatic induction type organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between them, and a gate electrode for controlling an amount of current passing through the current path, and the gate electrode is 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 according to the present photoelectric conversion element form.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect type organic thin film transistor) according to the present photoelectric conversion element form.
  • An organic thin film transistor 400 shown in FIG. 5 is formed on the substrate 10 so as to cover the substrate 10, the source electrode 15 and the drain electrode 16 formed on the substrate 10 with a predetermined interval, and the source electrode 15 and the drain electrode 16.
  • a gate electrode 14 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect type organic thin film transistor) according to the present photoelectric conversion element form.
  • An organic thin film transistor 400 shown in FIG. 5 is formed on the substrate 10 so as to cover the substrate 10, the source electrode 15 and the drain electrode 16 formed on the substrate 10 with a predetermined interval, and the source electrode 15 and the drain electrode 16.
  • the organic semiconductor layer 12 is composed of an organic thin film containing the polymer compound according to the present photoelectric conversion element form, and between the source electrode 15 and the drain electrode 16. It becomes a current passage (channel).
  • the gate electrode 14 controls the amount of current passing through the current path (channel) in the organic semiconductor layer 12 by applying a voltage.
  • the field effect type organic thin film transistor can be manufactured by a known method, for example, a method described in JP-A-5-110069.
  • the electrostatic induction organic thin film transistor can be produced by a known method, for example, a method described in JP-A-2004-006476.
  • 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 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 mass, 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.
  • LC-MS measurement was performed by the following method.
  • the measurement sample was dissolved in chloroform or tetrahydrofuran to a concentration of about 2 mg / mL, and 1 ⁇ L was injected into LC-MS (manufactured by Agilent Technologies, trade name: 1100LCMSD).
  • LC-MS ion-exchanged water, acetonitrile, tetrahydrofuran or a mixed solution thereof was used, and acetic acid was added as necessary.
  • L-column 2 ODS 3 ⁇ m
  • a 20% by mass aqueous tetraethylammonium hydroxide solution (6.6 mL) was added dropwise to the reaction solution, and the mixture was refluxed for 8 hours.
  • phenylboronic acid (24.4 mg) and dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (1.4 mg) were added thereto, and the mixture was further refluxed for 23 hours.
  • an aqueous sodium diethyldithiocarbamate solution was added thereto, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours.
  • the reaction solution was cooled, washed twice with water, twice with a 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water, and the resulting solution was dropped into methanol and collected by filtration to obtain a precipitate.
  • This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through an alumina column and a silica gel column in this order.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 1.76 g of polymer compound 1.
  • the number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound 1 was 6.5 * 10 ⁇ 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 2.3 * 10 ⁇ 5 >.
  • the polymer compound 1 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 50: 12.5: 30: 7.5.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 3.31 g of polymer compound 2.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound 2 was 7.6 ⁇ 10 4
  • weight average molecular weight in terms of polystyrene was found to be 1.8 ⁇ 10 5.
  • the polymer compound 2 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer formed by a molar ratio of 62.5: 30: 7.5.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 1.88 g of polymer compound 3.
  • the polymer compound 3 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 5.6 ⁇ 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.4 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 3 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 50: 42.5: 7.5.
  • the polymer compound 4 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.4 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 4.3 ⁇ 10 5 . Further, the amount of fullerene supported relative to all repeating units of the obtained polymer compound 4 was 6.4 mol%, and the amount of unsupported fullerene was 0.0 mol%.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound 5 was 1.6 ⁇ 10 5
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 4.8 ⁇ 10 5
  • the amount of fullerene supported relative to all repeating units of the obtained polymer compound 5 was 6.3 mol%
  • the amount of fullerene not supported was 0.0 mol%.
  • the reaction solution was cooled, washed twice with water, twice with a 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water, and the resulting solution was dropped into methanol and collected by filtration to obtain a precipitate.
  • This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through an alumina column and a silica gel column in this order.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 7.56 g of polymer compound 6.
  • the polymer compound 6 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.0 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.4 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 6 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 36: 14: 45: 4: 1.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 3.13 g of polymer compound 7.
  • the polymer compound 7 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 2.6 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 6.7 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 7 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 50:40:10.
  • the reaction solution was cooled, washed twice with water, twice with a 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water, and the resulting solution was dropped into methanol and collected by filtration to obtain a precipitate.
  • This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through an alumina column and a silica gel column in this order.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 12.48 g of polymer compound 8.
  • the polymer compound 8 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 9.7 ⁇ 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.8 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 8 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer having a molar ratio of 36: 14: 41: 5: 1: 3.
  • the obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 2.00 g of polymer compound 9.
  • the polymer compound 9 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.1 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.8 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 9 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 50: 45: 5.
  • the polymer compound 10 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.1 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 3.7 ⁇ 10 5 . Further, the amount of fullerene supported relative to all repeating units of the obtained polymer compound 10 was 2.2 mol%, and the amount of fullerene not supported was 0.0 mol%.
  • reaction solution was cooled to 0 ° C., hexane and hydrogen peroxide solution were slowly added, and the mixture was stirred while being kept warm for 30 minutes.
  • the organic layer was washed with water, the obtained organic layer was concentrated, and the crude product was purified using a silica gel column (developing solvent: hexane / ethyl acetate mixed solution) to obtain 25.2 g of Compound B as a colorless transparent oil. Obtained.
  • the reaction solution was returned to room temperature, water and dichloromethane were added, and the organic layer and the aqueous layer were separated.
  • the organic layer was washed with water, and the obtained organic layer was concentrated to obtain a crude product.
  • the crude product was recrystallized with a mixed liquid of isopropanol and toluene to obtain 15.2 g of Compound 1 as a white solid.
  • a 20% by mass aqueous tetraethylammonium hydroxide solution (7 ml) was added dropwise to the reaction solution and refluxed for 4 hours.
  • phenylboronic acid (24.4 mg) and dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (1.8 mg) were added thereto, and the mixture was further refluxed for 16.5.
  • an aqueous sodium diethyldithiocarbamate solution was added thereto, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours.
  • the reaction solution was cooled, washed twice with water, twice with a 3% by mass aqueous acetic acid solution and twice with water, and the resulting solution was added dropwise to methanol and collected by filtration to obtain a precipitate.
  • This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through an alumina column and a silica gel column in this order. The obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the precipitate was collected by filtration and dried to obtain 1.98 g of polymer compound 11.
  • the polymer compound 11 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 5.2 ⁇ 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 2.2 ⁇ 10 5 .
  • the polymer compound 11 has the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: And a repeating unit represented by the following formula: Is a random copolymer composed of a molar ratio of 50: 5: 30: 15.
  • ⁇ Synthesis Example 12 Synthesis of Polymer Compound 12> (Synthesis Example 4) Under an inert atmosphere, polymer compound 11 (1.5426 g, 2.38 mmol), fullerene C60 (manufactured by Sigma-Aldrich) (0.5163 g, 0.72 mmol), and 120 mL of orthodichlorobenzene were mixed. The obtained mixture was bubbled with argon gas for 30 minutes, then heated to 190 ° C. and stirred for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was reprecipitated in methanol, filtered and dried under reduced pressure.
  • the polymer compound 12 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.5 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 5.3 ⁇ 10 5 . Further, the amount of fullerene supported relative to all repeating units of the obtained polymer compound 12 was 4.5 mol%, and the amount of fullerene not supported was 0.0 mol%.
  • Example 1 A glass substrate with an ITO film having a thickness of 45 nm formed by sputtering is spin-coated with a poly (ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid solution (HC Starck, trade name: AI4083) by spin coating. A film was formed at a thickness of 10 mm and dried by heating on a hot plate at 200 ° C. for 10 minutes.
  • a poly (ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid solution HC Starck, trade name: AI4083
  • polymer compound 1 and polymer compound 5 were each dissolved in xylene to prepare a 0.7 mass% xylene solution.
  • the xylene solution of the polymer compound 1 and the xylene solution of the polymer compound 5 were mixed so that the mass ratio of the solid content of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 was 80:20.
  • a thin film having a thickness of 20 nm was formed by spin coating using this xylene solution. This was heated on a hot plate at 180 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere.
  • the polymer compound 6 was dissolved in xylene to prepare a 1.3% by mass xylene solution.
  • a 65 nm thick thin film is formed by spin coating using this xylene solution, dried by heating at 130 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere, and then deposited as barium with about 5 nm and then with aluminum with about 80 nm.
  • an organic EL element was produced. Note that metal deposition was started after the degree of vacuum reached 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2420 hours.
  • Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 2 was used instead of the polymer compound 1 in Example 1.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2030 hours.
  • Example 3 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a xylene solution consisting only of the polymer compound 5 was used instead of the xylene solution obtained by mixing the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 1. .
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was halved after 2325 hours.
  • Example 4 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 3 and the polymer compound 4 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 1.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2310 hours.
  • Example 5 Instead of the xylene solution of the polymer compound 6 in Example 1, the polymer compound 7 and the iridium complex represented by the following formula (L-1) were mixed so that the solid mass ratio was 80:20.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a thin film having a thickness of 80 nm was formed by spin coating using a xylene solution.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 380 hours.
  • Example 6 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 8 was used instead of the polymer compound 6 in Example 1.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 61740 hours.
  • Example 7 Instead of the xylene solution of the polymer compound 6 in Example 1, the mass ratio of the solid content of the polymer compound 9 and the iridium complex represented by the following formula (L-2) is 92.5: 7.5.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a thin film having a thickness of 80 nm was formed by spin coating using the mixed xylene solution.
  • a current value was set so that the organic EL device obtained as described above had an initial luminance of 1000 cd / m 2, driven at a constant current, a change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 20320 hours.
  • Example 8 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 10 was used instead of the polymer compound 5 in Example 1.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2290 hours.
  • Example 9 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 2 and the polymer compound 10 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 1.
  • a current value was set so that the organic EL device obtained as described above had an initial luminance of 1000 cd / m 2, driven at a constant current, a change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2460 hours.
  • Example 10 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound 3 and the polymer compound 12 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 1.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 2920 hours.
  • Example 11 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 6 except that the polymer compound 2 and the polymer compound 10 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 6.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 50890 hours.
  • Example 12 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 6 except that the polymer compound 3 and the polymer compound 12 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 6.
  • a current value was set so that the organic EL device obtained as described above had an initial luminance of 1000 cd / m 2, driven at a constant current, a change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 67110 hours.
  • Example 13 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 7 except that the polymer compound 2 and the polymer compound 10 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 7.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 22310 hours.
  • Example 14 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 7 except that the polymer compound 3 and the polymer compound 12 were used in place of the polymer compound 1 and the polymer compound 5 in Example 7.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 24520 hours.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 860 hours.
  • Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that the xylene solution containing only the polymer compound 2 was used instead of the xylene solution obtained by mixing the polymer compound 2 and the polymer compound 5 in Example 2. .
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 1041 hours.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 1001 hours.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 280 hours.
  • Example 5 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 6 except that a xylene solution containing only polymer compound 1 was used instead of the xylene solution in which polymer compound 1 and polymer compound 5 were mixed in Example 6. .
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 32970 hours.
  • the organic EL element obtained above was driven with a constant current after setting the current value so that the initial luminance was 1000 cd / m 2, and the change in luminance with time was measured. As a result, the luminance was reduced by half after 16800 hours.
  • Polymer compounds 4, 5, 10 and 12 correspond to the polymer compounds according to the light emitting device form.
  • the organic EL device containing the polymer compound 4, 5, 10 or 12 in the hole transport layer showed an excellent luminance life.
  • 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 mass, 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.
  • reaction solution was cooled to ⁇ 25 ° C., and a solution in which 60 g (236 mmol) of iodine was dissolved in 1000 mL of diethyl ether was added dropwise over 30 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 2 hours, and 50 mL of a 1N aqueous sodium thiosulfate solution was added thereto to stop the reaction. After extracting the reaction product with diethyl ether, the reaction product was dried with magnesium sulfate, filtered, and the filtrate was concentrated to obtain 35 g of a crude product. The crude product was purified by recrystallization using chloroform to obtain 28 g of Compound G-1.
  • the organic layer as a chloroform solution was dried over magnesium sulfate, the organic layer was filtered, and the filtrate was concentrated to obtain a crude product.
  • the crude product was purified with a silica gel column (developing solvent: chloroform) to obtain 3.26 g of Compound G-3. The operation so far was performed several times.
  • silica gel of the silica gel column silica gel previously immersed in hexane containing 5% by mass of triethylamine for 5 minutes and then rinsed with hexane was used. After purification, 3.52 g (3.34 mmol) of compound G-7 was obtained.
  • the yellow oil (32 g), lithium bromide (36 g), and tetrahydrofuran (400 mL) were mixed and refluxed for 7 hours.
  • the obtained reaction liquid was cooled, ion exchange water and toluene were added, liquid separation was performed, and the organic layer was washed 5 times with ion exchange water and dried over sodium sulfate.
  • the obtained organic layer was concentrated, hexane was added, and the mixture was passed through an alumina flash column and concentrated.
  • the obtained oil was fractionally distilled (3 mmHg, 27 ° C.) to obtain 15.1 g of Compound G-12.
  • the precipitated polymer was collected by filtration, and the obtained polymer was put into a cylindrical filter paper and extracted with methanol, acetone and hexane for 5 hours each using a Soxhlet extractor.
  • the polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 100 mL of toluene, 2 g of sodium diethyldithiocarbamate and 40 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours. After removing the aqueous layer, the organic layer is washed twice with water, then twice with 3% by weight aqueous acetic acid, then twice with water and then with 2% 5% by weight aqueous potassium fluoride.
  • polymer A had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 3.8 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 2.4 ⁇ 10 4 .
  • Example 101 Production of photoelectric conversion composition A> Into a flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 100 mg of the polymer A obtained in Synthesis Example 114, 250 mg of fullerene C60 (nanom purple ST, manufactured by Frontier Carbon Co.) and 50 mL of orthodichlorobenzene were added. The reaction was performed at 100 ° C. for 6 hours as a homogeneous solution. After the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and passed through a silica gel column. The obtained solution was poured into methanol, and the precipitated solid was filtered and washed with methanol to obtain 277 mg of a black solid. This black solid is called photoelectric conversion composition A.
  • Example 102 Preparation 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.
  • the photoelectric conversion composition A (10 mg) was dissolved in orthodichlorobenzene (2 mL) to produce ink 1.
  • the ink 1 was applied onto a substrate by spin coating to produce an organic film containing the photoelectric conversion composition A (thickness: about 100 nm).
  • the thus prepared organic film had a light absorption terminal wavelength of 890 nm.
  • the obtained organic thin film solar cell was a regular 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 3.04 mA / cm 2 , Voc (open end voltage) is 0.71 V, ff (fill factor) is 0.50, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) Was 1.07%.
  • the thus prepared organic film had a light absorption terminal wavelength of 890 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 regular 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 end voltage
  • ff fill factor
  • photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 0.76%.
  • the toluene layer was washed twice with water, twice with 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water.
  • the obtained toluene layer was poured into methanol, and the deposited precipitate was recovered. This precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in toluene.
  • the obtained toluene solution was passed through a silica gel / alumina column for purification.
  • the obtained toluene 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 203 mg of a polymer.
  • this polymer is referred to as polymer C.
  • the polymer C had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 8.2 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 3.5 ⁇ 10 4 .
  • Example 103 Production of photoelectric conversion composition B> Into a flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 100 mg of the polymer C obtained in Synthesis Example 115, 132 mg of fullerene C60 (nanom purple ST, manufactured by Frontier Carbon Co.), and 50 mL of orthodichlorobenzene were placed in a uniform solution. The reaction was performed at 100 ° C. for 2 hours. After the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and passed through a silica gel column. The obtained solution was poured into methanol, and the precipitated solid was filtered and washed with methanol to obtain 191 mg of a black solid. This black solid is called photoelectric conversion composition B.
  • the toluene layer was washed twice with water, twice with 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water.
  • the obtained toluene layer was poured into methanol, and the deposited precipitate was recovered. This precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in toluene.
  • the obtained toluene solution was passed through a silica gel / alumina column for purification.
  • the obtained toluene 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 8120 mg of a polymer.
  • this polymer is referred to as polymer E.
  • the polymer E had a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 1.43 ⁇ 10 4 and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 2.52 ⁇ 10 4 . Further, the light absorption terminal wavelength of the polymer E was 650 nm.
  • the organic thin film solar cell produced using the photoelectric conversion composition B and the polymer E is expected to exhibit high short-circuit current density and high photoelectric conversion efficiency.
  • Crystallization was performed by adding methanol while heating under reflux, and the resulting crystals were filtered. The crystals were added to chloroform and heated, methanol was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The resulting crystals were filtered and dried. 2.0 g (yield 35.0%, LC purity 99.5%) of the target compound G-19 was obtained as a white solid.
  • the toluene layer was washed twice with water, twice with 3% by mass acetic acid aqueous solution and twice with water.
  • the obtained toluene layer was poured into methanol, and the deposited precipitate was recovered. This precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in toluene.
  • the obtained toluene solution was passed through a silica gel / alumina column for purification.
  • the obtained toluene 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 219 mg of a polymer.
  • this polymer is referred to as polymer F.
  • the polymer F had a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 1.01 ⁇ 10 5 and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 4.2 ⁇ 10 4 .
  • ⁇ Example 104 Production of photoelectric conversion composition C> Into a flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 100 mg of the polymer F obtained in Synthesis Example 119, 130 mg of fullerene C60 (nanom purple ST, manufactured by Frontier Carbon Co.), and 50 mL of orthodichlorobenzene were placed in a uniform solution. The reaction was performed at 100 ° C. for 2 hours. After the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and passed through a silica gel column. The obtained solution was poured into methanol, and the precipitated solid was filtered and washed with methanol to obtain 121 mg of a black solid. This black solid is referred to as a photoelectric conversion composition C. Photoelectric conversion composition C is presumed to be a mixture of polymer G having the following structural formula and free fullerene C60. (In the formula, a, b and c represent the number of repeating units.)
  • the organic thin-film solar cell produced using the photoelectric conversion composition C is expected to exhibit a high short-circuit current density and a high photoelectric conversion efficiency.

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Abstract

 本発明は、繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する高分子化合物を提供する。

Description

炭素クラスター構造を有する高分子化合物及びそれを用いた有機デバイス
 本発明は、炭素クラスター構造を有する高分子化合物及びそれを用いた有機デバイスに関する。より詳細には、炭素クラスター構造を有する高分子化合物、並びにそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子(以下、単に「有機EL素子」という。)、太陽電池等の光電変換素子及び有機薄膜トランジスタに関する。
 有機EL素子は、材料自らが光る自発光性の素子であり、そのためコントラスト比及び視野角、並びに応答速度等が液晶表示素子と比較して優れている。また、有機EL素子は、薄膜化が容易であることから、液晶表示素子に代わる次世代のディスプレイ用の素子として近年注目されている。
 有機EL素子に用いられる材料は、低分子系材料と高分子系材料の2種類に大別される。高分子系材料を用いた場合、塗布法を用いて有機EL素子を作製することができるため、低分子系材料を用いた場合よりも有機EL素子の作製が比較的容易であるという利点がある。このため、近年高分子系材料として種々の高分子化合物、例えば、構成単位として、フェニレン基とフルオレンジイル基とを有する高分子化合物が提案されている(例えば、非特許文献1)。
 また、近年、地球温暖化防止のため、大気中に放出される二酸化炭素の削減が求められている。例えば、家屋の屋根にpn接合型のシリコン系太陽電池等を用いるソーラーシステムを設置することが提唱されているが、上記シリコン系太陽電池に用いられる単結晶シリコン、多結晶シリコン及びアモルファスシリコンは、その製造過程において高温、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に用いられる高温、高真空プロセスを省略でき、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と、電子輸送性材料としてのフラーレン誘導体とを含む高分子系材料を有機層に含有する有機薄膜太陽電池が知られている(特許文献1)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
特表2009-506519号公報
Advanced Materials,2000年,12巻,pp.1737-1750
 しかし、上述の高分子系材料は、得られる有機EL素子の輝度寿命、又は得られる光電変換素子の短絡電流密度及び光電変換効率が十分ではない等、有機デバイスに用いた場合の特性が十分とは言い難かった。
 このように、有機EL素子、光電変換素子等の有機デバイスに好適に使用可能な高分子化合物が求められている。
 そこで、本発明は、有機デバイスに好適に応用可能な高分子化合物を提供することを目的とする。より具体的には、高分子系材料として有機EL素子の製造に用いた場合に、得られる有機EL素子の輝度寿命が優れる高分子化合物を提供することを目的とする。また、高分子系材料として光電変換素子の製造に用いた場合に、得られる光電変換素子の短絡電流密度及び光電変換効率が優れる高分子化合物を提供することを目的とする。
 本発明の高分子化合物は、繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有するものであり、有機EL素子、光電変換素子等の用途に好適に用いることができる。以下、有機EL素子の用途に好適に用いられる態様、光電変換素子の用途に好適に用いられる態様のそれぞれについて、順に説明する。
 まず、有機EL素子の用途に好適に用いられる態様について以下説明する。
 本発明は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有し、前記繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する高分子化合物を提供する。
 本発明の高分子化合物は上記構成を有するため、高分子系材料として有機EL素子の製造に用いた場合に、得られる有機EL素子の輝度寿命が優れたものとなる。
 上記高分子化合物は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位及び複素環単位からなる群より選ばれる1種以上の単位と、芳香族アミン単位と、を繰り返し単位として有することが好ましい。これにより、有機EL素子の輝度寿命がより一層優れたものとなる。
 上記高分子化合物は、芳香族アミン単位が、下記一般式(2)で表される単位及び一般式(3)で表される単位からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[一般式(2)中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。cは0又は1を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[一般式(3)中、Rは、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。]
 上記高分子化合物は、アリーレン単位が、フェニレン構造又はフルオレン構造を有する単位であることが好ましく、フルオレン構造を有する単位であることがより好ましい。また、上記高分子化合物は、共役系高分子であることが好ましい。
 上記高分子化合物は、上記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位が、下記一般式(5A)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[一般式(5A)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、C~C20の非置換若しくは置換のアルキレン基、C~C20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。Wは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。Zは、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。pは0~12の整数、qは0又は1を示す。ここで、pが0のとき、qは1であり、かつWはケイ素原子である。pが1のとき、Zは炭素原子である。pが2以上のとき、複数存在するZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であり、Wとしての、炭素原子を含む2価の基は、Zを含む環と一緒になって環を形成していてもよい。なお、R、R、X、W、Z、p、q及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
 上記炭素クラスター構造は、フラーレンを含む構造であることが好ましい。また、上記フラーレンとしては、例えば、フラーレンC60、フラーレンC70及びフラーレン84が挙げられ、フラーレンC60及びフラーレンC70が好ましく、フラーレン60がより好ましい。
 上記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(6)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[一般式(6)中、Yは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、C~C20の非置換若しくは置換のアルキレン基、C~C20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R10は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、又は架橋性基を示す。tは1又は2を示す。R、R及びYが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
 本発明はまた、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位、及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有し、前記繰り返し単位の少なくとも一部が架橋性基を含有する前駆体高分子化合物と、炭素クラスターと、を反応させることにより得ることのできる高分子化合物を提供する。このようにして得られる高分子化合物は、高分子系材料として有機EL素子の製造に用いた場合に、得られる有機EL素子の輝度寿命が優れたものとなる。
 上記架橋性基を含有する繰り返し単位は、下記一般式(7)で表される単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[一般式(7)中、R11は、架橋性基を示す。R12は、水素原子、架橋性基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。]
 本発明はまた、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群より選ばれる1種以上の材料(通常、固形分である。)と、上記高分子化合物と、を含有する組成物(通常、固形分である。)を提供する。上記組成物は、有機EL素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物を含有するため、例えば、有機EL素子の発光層、電荷輸送層又は電荷注入層の製造に用いることができ、製造効率を向上させることができる。
 本発明はまた、上記高分子化合物と、溶媒とを含有する溶液を提供する。上記溶液は、塗布することにより、有機EL素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物を含む薄膜を積層・成膜させることができるため、製造上非常に有利である。したがって、本発明は更に、有機EL素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物又は組成物を用いて得られる薄膜も提供する。
 本発明はまた、上記薄膜を有する有機EL素子を提供する。本発明の有機EL素子は、有機EL素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物又は上記組成物を用いているため、輝度寿命に優れている。上記有機EL素子は、上記薄膜が正孔輸送層として使用されることが好ましい。これにより、より一層輝度寿命に優れる。
 本発明は更に上記有機EL素子を有する面状光源及び表示装置を提供する。
 次に、光電変換素子の用途に好適に用いられる態様について以下説明する。
 本発明は、アリーレン単位及びヘテロアリーレン単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を繰り返し単位として有し、前記繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する高分子化合物を提供する。
 本発明の高分子化合物はこのような構成を有するため、高分子系材料として光電変換素子の製造に用いた場合に、得られる光電変換素子の短絡電流密度及び光電変換効率が優れたものとなる。
 上記炭素クラスター構造を含む基は、フラーレンC60の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC70の誘導体から水素原子を1個除いた基、又はフラーレンC84の誘導体から水素原子を1個除いた基であることが好ましい。これにより、光電変換素子の短絡電流密度及び光電変換効率がより一層優れたものとなる。
 上記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、高分子化合物に含まれる全繰り返し単位の合計に対して、5モル%以上100モル%以下であることが好ましい。
 本発明はまた、第1の化合物と、該第1の化合物とは異なる第2の化合物とを含有し、上記第1の化合物が、上記高分子化合物であり、上記第2の化合物が、フラーレン若しくはフラーレン誘導体、又は、光吸収末端波長が500nm以上1500nm以下である高分子化合物であり、上記第2の化合物の含有量が、全量を基準として、0.1質量%~99質量%である光電変換組成物(通常、固形分である。)を提供する。上記光電変換組成物は、光電変換素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物を含有するため、光電変換素子の製造に好適に用いることができる。
 本発明はまた、一対の電極と、該電極間に少なくとも1層の活性層とを有し、上記活性層に、上記高分子化合物、又は上記光電変換組成物を含有する光電変換素子を提供する。上記光電変換素子は、光電変換素子の高分子材料として好適な上記高分子化合物を含有するため、短絡電流密度及び光電変換効率に優れる。
 本発明はまた、上記光電変換素子を有する太陽電池及びそれを含む太陽電池モジュール、並びに上記光電変換素子を有するイメージセンサーを提供する。
 本発明はまた、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層とを有し、該活性層中に上記高分子化合物を含有する有機薄膜トランジスタも提供する。
 本発明の高分子化合物は、有機EL素子の製造に用いた場合に、得られる有機EL素子の輝度寿命が優れたものとなる高分子化合物であり、例えば、発光材料、電荷輸送材料等の有機EL素子用の材料として有用である。したがって、本発明の高分子化合物及び有機EL素子は、液晶ディスプレイのバックライト、照明用としての曲面状又は平面状の光源(面状光源)、セグメントタイプ表示装置、ドットマトリックス表示装置等の表示装置等に有用である。
 本発明の高分子化合物はまた、光電変換素子の製造に用いた場合に、得られる光電変換素子の短絡電流密度及び光電変換効率が優れたものとなる高分子化合物である。したがって、太陽電池(特に、有機薄膜太陽電池)、太陽電池モジュール、有機イメージセンサー、有機トランジスタ(特に、有機薄膜トランジスタ)等の材料として有用である。
有機EL素子(構成p)の模式断面図である。 有機EL素子(構成h)の模式断面図である。 面状光源の模式断面図である。 有機薄膜太陽電池の模式断面図である。 有機薄膜トランジスタの模式断面図である。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。まず、本発明の高分子化合物を用いた有機ELの実施形態(以下、「発光素子形態」ともいう。)について詳細に説明する。
〔用語の説明〕
 以下、本発光素子形態において共通して用いられる用語について、必要に応じて具体例を挙げて説明する。
 「単位」とは、高分子化合物を縮合重合により合成する際、縮合重合に供した化合物に由来する基を意味する。
 「アリーレン単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換のアリーレン基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「複素環単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換の2価の複素環基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「ヘテロアリーレン単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「芳香族アミン単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
 「繰り返し単位」とは、高分子化合物中に2個以上存在する単位を意味する。
 「2価の複素環基」とは、芳香族性を有しない複素環式化合物(即ち、後述の芳香族性を有する複素環式化合物以外の複素環式化合物)から2個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。ここで、2価の複素環基は置換基を有していてもよい。「2価の複素環基」における「複素環式化合物」とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、窒素原子、燐原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む化合物を意味する。
 「ヘテロアリーレン基」とは、芳香族性を有する複素環式化合物から2個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。ここで、ヘテロアリーレン基は置換基を有していてもよい。「ヘテロアリーレン基」における「複素環式化合物」とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、窒素原子、燐原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む化合物を意味する。
 「アリーレン基」とは、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子2個を除いてなる原子団を意味する。ここで、アリーレン基は置換基を有していてもよい。
 「2価の芳香族アミン残基」とは、芳香族アミン化合物から水素原子2個を除いてなる原子団を意味する。ここで、2価の芳香族アミン残基は置換基を有していてもよい。
 「ヘテロアリーリジン基」とは、芳香族性を有する複素環式化合物から3個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。
 「アリーリジン基」とは、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子3個を除いてなる原子団を意味する。
 「炭素クラスター」とは、最小の構造が数個から数千個の炭素原子で構成される分子を意味する。例えば、球殻構造のフラーレン分子、円筒状のカーボンナノチューブ、及びカーボンナノホーンが挙げられる。
 「炭素クラスター構造」とは、炭素クラスターから誘導される構造を意味する。
 「架橋性基」とは、ディールスアルダー反応、Bingel-Hirsh反応等により、炭素クラスターと結合することのできる官能基を含む基を意味する。
 「C~C」(x、yはx<yを満たす正の整数である。)という用語は、この用語の直後に記載された官能基名に該当する部分構造の炭素原子数が、x~y個であることを意味する。すなわち、「C~C」の直後に記載された有機基が、複数の官能基名を組み合わせて命名された有機基(例えば、C~Cアルコキシフェニル基)である場合、複数の官能基名のうち「C~C」の直後に記載された官能基名(例えば、アルコキシ)に該当する部分構造の炭素原子数が、x~y個であることを意味する。例えば、「C~C12アルキル基」は炭素原子数が1~12個であるアルキル基を意味し、「C~C12アルコキシフェニル基」は「炭素原子数が1~12個であるアルコキシ基」を有するフェニル基を意味する。
 「非置換若しくは置換の」とは、その直後に記載された基が置換基を有していてもよいことを意味する。例えば、「非置換若しくは置換のアリーレン基」とは、「置換基を有しないアリーレン基又は置換基を有するアリーレン基」を意味する。
 置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、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、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、1価の複素環チオ基、イミン残基、アミド化合物残基、酸イミド残基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。以下、「置換基」というときは、特記しない限り、同様のものを例示できる。また、これらの置換基は、更に「置換基」を有する場合がある。
 アルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基及び環状アルキル基(シクロアルキル基)のいずれであってもよい。アルキル基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、ドデシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。C~C12アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられる。
 アルコキシ基は、直鎖状アルコキシ基、分岐状アルコキシ基及び環状アルコキシ基(シクロアルコキシ基)のいずれであってもよい。アルコキシ基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-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、ドデシルオキシ基、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オキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基、メトキシメチルオキシ基、2-メトキシエチルオキシ基等が挙げられる。C~C12アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-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、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
 アルキルチオ基は、直鎖状アルキルチオ基、分子鎖状アルキルチオ基及び環状アルキルチオ基(シクロアルキルチオ基)のいずれであってもよい。アルキルチオ基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-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、ドデシルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等が挙げられる。C~C12アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-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、ドデシルチオ基等が挙げられる。
 アリール基とは、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子1個を除いてなる原子団を意味する。アリール基は、縮合環を有する基、独立したベンゼン環又は縮合環が2個以上単結合した基を含む。アリール基における水素原子は、上記のアルキル基、アリール基等で更に置換されていてもよい。アリール基としては、フェニル基、C~C12アルコキシフェニル基、C~C12アルキルフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、2-フルオレニル基、ペンタフルオロフェニル基、ビフェニリル基、C~C12アルコキシビフェニリル基、C~C12アルキルビフェニリル基等が挙げられる。
 アリールオキシ基におけるアリール部分としては、上記アリール基として例示した基と同様の基が挙げられる。アリールオキシ基としては、フェノキシ基、C~C12アルコキシフェノキシ基、C~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等が挙げられる。
 アリールチオ基におけるアリール部分としては、上記アリール基として例示した基と同様の基が挙げられる。アリールチオ基としては、フェニルチオ基、C~C12アルコキシフェニルチオ基、C~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等が挙げられる。
 アルケニル基は、直鎖状アルケニル基、分岐状アルケニル基及び環状アルケニル基のいずれであってもよい。アルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、1-オクテニル基等が挙げられる。
 アルキニル基は、直鎖状アルキニル基、分岐状アルキニル基及び環状アルキニル基のいずれであってもよい。アルキニル基としては、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、2-ヘキシニル基、1-オクチニル基等が挙げられる。
 アミノ基は、-NHで表される基のほか、1又は2個の水素原子が置換基で置換されたアミノ基(以下「置換アミノ基」ともいう。)も含む。置換アミノ基としては、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、sec-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、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、ドデシルアミノ基、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、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、C~C12アルコキシフェニルアミノ基、ビス(C~C12アルコキシフェニル)アミノ基、C~C12アルキルフェニルアミノ基、ビス(C~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、ピリミジニルアミノ基、ピラジニルアミノ基、トリアジニルアミノ基、フェニル-C~C12アルキルアミノ基、C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキルアミノ基、ジ(C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルアミノ基、ジ(C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、1-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基、2-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基等が挙げられる。
 シリル基は、-SiHで表される基のほか、1~3個の水素原子が置換基で置換されたシリル基(以下「置換シリル基」ともいう。)も含む。置換シリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリ-イソプロピルシリル基、ジメチル-イソプロピルシリル基、ジエチル-イソプロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2-エチルヘキシル-ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、3,7-ジメチルオクチル-ジメチルシリル基、ドデシルジメチルシリル基、フェニル-C~C12アルキルシリル基、C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキルシリル基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルシリル基、1-ナフチル-C~C12アルキルシリル基、2-ナフチル-C~C12アルキルシリル基、フェニル-C~C12アルキ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等が挙げられる。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
 アシル基としては、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等が挙げられる。
 アシルオキシ基としては、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等が挙げられる。
 1価の複素環基とは、複素環式化合物(特には、芳香族性を有する複素環式化合物)から1個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。「1価の複素環基」における「複素環式化合物」とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む化合物を意味する。1価の複素環基としては、チエニル基、C~C12アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C~C12アルキルピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ピロリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。これらの1価の複素環基における水素原子は、上記のアルキル基、アルコキシ基等で更に置換されていてもよい。
 1価の複素環チオ基とは、メルカプト基の水素原子が1価の複素環基で置換された基を意味する。1価の複素環チオ基としては、例えば、ピリジルチオ基、ピリダジニルチオ基、ピリミジニルチオ基、ピラジニルチオ基、トリアジニルチオ基等のヘテロアリールチオ基等が挙げられる。
 イミン残基は、一般式:H-N=C(RY1又は一般式:H-CRX1=N-RY1の少なくとも一方で表される構造を有するイミン化合物から、上記一般式中の水素原子を除いた残基を意味する。一般式中、RX1は水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示し、RY1は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。但し、RY1が2個存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、また、2個のRY1は相互に結合し一体となって2価の基、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の炭素原子数2~18のアルキレン基として環を形成してもよい。このようなイミン化合物としては、例えば、アルジミン、ケチミン又はアルジミン中の窒素原子に結合した水素原子が、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基等で置換された化合物が挙げられる。イミン残基の具体例としては、以下の構造式で示される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 アミド化合物残基は、一般式:H-NRX2-CORY2又は一般式:H-CO-N(RY2の少なくとも一方で表される構造を有するアミド化合物から、上記一般式中の水素原子を除いた残基を意味する。式中、RX2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示し、RY2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。アミド化合物残基としては、ホルムアミド残基、アセトアミド残基、プロピオアミド残基、ブチロアミド残基、ベンズアミド残基、トリフルオロアセトアミド残基、ペンタフルオロベンズアミド残基、ジホルムアミド残基、ジアセトアミド残基、ジプロピオアミド残基、ジブチロアミド残基、ジベンズアミド残基、ジトリフルオロアセトアミド残基、ジペンタフルオロベンズアミド残基等が挙げられる。
 酸イミド残基は、酸イミドからその窒素原子に結合した水素原子1個を除いて得られる残基を意味する。酸イミド残基としては、例えば、以下に示す基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 アルコキシカルボニル基は、一般式:RX3OCO-で表される基である。式中、RX3は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基等が挙げられる。
〔発光素子形態に係る高分子化合物〕
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有し、前記繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する。
 また、本発光素子形態に係る高分子化合物は、得られる有機EL素子の輝度寿命がより一層優れるので、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位及び複素環単位からなる群より選ばれる1種以上の単位と、芳香族アミン単位と、を繰り返し単位として有することが好ましい。
<ヘテロアリーレン単位>
 ヘテロアリーレン単位中のヘテロアリーレン基は、前述のとおりである。
 ヘテロアリーレン単位中のヘテロアリーレン基としては、例えば、ピリジレン基、チアゾレン基、オキサゾレン基、ピリミジレン基、ピローレン基、ピラゾレン基、イミダゾレン基、フリーレン基、チエニレン基、チオフェン基が挙げられる。また、ピリジレン基、チアゾレン基、オキサゾレン基、ピリミジレン基、ピローレン基、ピラゾレン基、イミダゾレン基、フリーレン基が好ましい。
<複素環単位>
 複素環単位中の2価の複素環基は、前述のとおりである。
<芳香族アミン単位>
 芳香族アミン単位中の2価の芳香族アミン残基は、前述のとおりである。
 芳香族アミン単位は、下記一般式(2)で表される単位及び一般式(3)で表される単位からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。芳香族アミン単位中の2価の芳香族アミン残基は、下記一般式(2)又は一般式(3)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(2)中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示し、非置換若しくは置換のアリール基が好ましい。cは0又は1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 一般式(3)中、Rは、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示し、非置換若しくは置換のアリール基が好ましい。
 Ar、Ar又はArで示される非置換若しくは置換のアリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~60であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18であり、更に好ましくは6~10であり、特に好ましくは6である。
 Ar、Ar又はArで示される非置換のアリーレン基としては、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基等のフェニレン基;1,4-ナフタレンジイル基、2,6-ナフタレンジイル基等のナフタレンジイル基;9,10-アントラセンジイル基等のアントラセンジイル基、2,7-フェナントレンジイル基等のフェナントレンジイル基;5,12-ナフタセンジイル基等のナフタセンジイル基、2,7-フルオレンジイル基等のフルオレンジイル基;3,8-ペリレンジイル基等のペリレンジイル基、2,8-クリセンジイル基、6,12-クリセンジイル基等のクリセンジイル基が挙げられる。Ar、Ar及びArで示される置換のアリーレン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 Ar、Ar又はArで示される非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常4~60であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~9であり、更に好ましくは4又は5である。
 Ar、Ar又はArで示される非置換のヘテロアリーレン基としては、N-メチル-2,5-ピロールジイル基等のピロールジイル基;2,5-フランジイル基等のフランジイル基;2,5-ピリジンジイル基、2,6-ピリジンジイル基等のピリジンジイル基;2,4-キノリンジイル基、2,6-キノリンジイル基等のキノリンジイル基;1,4-イソキノリンジイル基、1,5-イソキノリンジイル基等のイソキノリンジイル基;3,6-カルバゾールジイル基等のカルバゾールジイル基が挙げられる。Ar、Ar及びArで示される置換のヘテロアリーレン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 Ar、Ar又はArで示される非置換若しくは置換の2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常4~60であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~9であり、更に好ましくは4又は5である。
 Ar、Ar又はArで示される非置換の2価の複素環基としては、3,7-フェノキサジンジイル基等のフェノキサジンジイル基等が挙げられる。Ar、Ar及びArで示される置換の2価の複素環基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 Ar及びArは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示すが、好ましくは、非置換若しくは置換のアリーレン基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換の1,3-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,6-ナフタレンジイル基であり、更に好ましくは、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基又は非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基であり、特に好ましくは、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基である。
 Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示すが、好ましくは、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換の1,3-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7-フルオレンジイル基、9,10-アントラセンジイル基であり、更に好ましくは、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7-フルオレンジイル基、9,10-アントラセンジイル基であり、特に好ましくは、非置換の1,4-フェニレン基、置換の2,7-フルオレンジイル基で表される基である。
 Ar、Ar又はArで示される基が有し得る置換基としては、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基であり、より好ましくは、非置換のアルキル基、非置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基であり、更に好ましくは、非置換のアルキル基である。
 上記一般式(2)中、R及びRで示される非置換のアルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素原子数が通常1~20であり、好ましくは1~15であり、より好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~8であり、特に好ましくは1~6である。
 R及びRで示される非置換のアルキル基としては、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、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソアミル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、ラウリル基等が挙げられ、高分子化合物の有機溶媒への溶解性と得られる有機EL素子の輝度寿命とのバランスが優れるので、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、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソアミル基、n-ヘキシル基、n-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が好ましく、メチル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基がより好ましく、メチル基、n-ブチル基、n-ヘキシル基が更に好ましい。
 R及びRで示される置換のアルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、その炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常1~20であり、好ましくは1~15であり、より好ましくは1~10である。
 R及びRで示される置換のアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基等のハロゲン原子で置換されたアルキル基、フェニルメチル基、4-(4-ヘキシルフェニル)ブチル基等のアリール基で置換されたアルキル基、エチルオキシメチル基、エチルオキシエチル基等のアルコキシ基で置換されたアルキル基等が挙げられる。
 R及びRで示される非置換若しくは置換のアリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~60であり、好ましくは6~48であり、より好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~10である。
 R及びRで示される非置換のアリール基としては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-ペリレニル基、3-ペリレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、1-ビフェニレニル基、2-ビフェニレニル基、2-フェナンスレニル基、9-フェナンスレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基等が挙げられ、高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランスが良好であるので、フェニル基が好ましい。置換のアリール基としては、上述の各基における水素原子が、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アシル基、N,N-ジアルキルアミノ基、N,N-ジアリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子、フッ素原子等で置換された基が挙げられ、高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランスが良好であるので、アルキル基で置換されたフェニル基が好ましい。
 アルキル基で置換されたフェニル基としては、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、3-n-ブチルフェニル基、4-n-ブチルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3-n-ヘキシルフェニル基、4-n-ヘキシルフェニル基、4-n-オクチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、3-n-ヘキシル-5-メチルフェニル基、3,5-ジヘキシルフェニル基等が挙げられる。
 R及びRで示される非置換若しくは置換の1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常4~60であり、好ましくは4~20である。
 R及びRで示される非置換の1価の複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジル基、トリアジニル基が挙げられ、チエニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジル基、トリアジニル基が好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基がより好ましい。置換の1価の複素環基としては、上述の各基における水素原子が、アルキル基、アルコキシ基等で置換された基が挙げられ、チエニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジル基及びトリアジニル基における水素原子が、アルキル基、アルコキシ基で置換された基が好ましく、ピリジル基、ピリミジル基及びトリアジニル基における水素原子が、アルキル基、アルコキシ基で置換された基がより好ましい。
 上記一般式(2)中、cは0又は1であり、好ましくは1である。
 上記一般式(2)で表される2価の芳香族アミン残基としては、得られる有機EL素子の輝度寿命がより一層優れるので、下記一般式(2A)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 上記一般式(2A)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示す。これらの基には、2個の芳香環が単結合で連結した非置換若しくは置換の2価の基も含まれる。好ましくは、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換の1,3-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7-フルオレンジイル基、非置換若しくは置換の9,10-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の2,6-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の2,8-クリセンジイル基、非置換若しくは置換の3,6-クリセンジイル基であり、更に好ましくは、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7-フルオレンジイル基、非置換若しくは置換の9,10-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の2,6-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の2,8-クリセンジイル基、非置換若しくは置換の3,6-クリセンジイル基であり、特に好ましくは、非置換の1,4-フェニレン基、置換の2,7-フルオレンジイル基である。
 上記一般式(2A)中、R5A及びR5Bは、それぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、又は、シアノ基を示す。R5A及びR5Bは複数存在する場合、各々、同一であっても異なっていてもよい。好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基であり、更に好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基である。
 R5A及びR5Bで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基としては、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基として説明したものを使用できる。
 R5A及びR5Bで示される非置換のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられ、高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランスが良好であるので、n-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、2-エトキシエチルオキシ基が好ましい。置換のアルコキシ基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 上記一般式(2A)中、dは0又は1であり、好ましくは1である。
 上記一般式(2A)中、e及びfは、それぞれ独立に、0~5の整数を示し、好ましくは1~3の整数を示し、より好ましくは1又は3を示す。
 上記一般式(2A)で表される2価の芳香族アミン残基の例としては、以下の式(2B-1)、(2B-2)、(2B-3)、(2B-4)、(2B-5)、(2B-6)、(2B-7)、(2B-8)、(2B-9)、(2B-10)、(2B-11)、(2B-12)、(2B-13)、(2B-14)、(2B-15)、(2B-16)、(2B-17)、(2B-18)、(2B-19)、(2B-20)、(2B-21)、(2B-22)、(2B-23)、(2B-24)、(2B-25)、(2B-26)、(2B-27)、(2B-28)、(2B-29)、(2B-30)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 上記一般式(3)中、Rは、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示し、好ましくは、非置換若しくは置換のアリール基である。
 上記一般式(3)で表される2価の芳香族アミン残基の例としては、以下の式(3A-1)、(3A-2)、(3A-3)、(3A-4)、(3A-5)、(3A-6)、(3A-7)、(3A-8)、(3A-9)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
<アリーレン単位>
 アリーレン単位中のアリーレン基は、前述のとおりである。
 アリーレン単位中のアリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~60であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18であり、更に好ましくは6~14である。
 アリーレン単位中のアリーレン基としては、非置換若しくは置換の1,4-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,3-フェニレン基、非置換若しくは置換の1,2-フェニレン基等の非置換若しくは置換のフェニレン基;非置換若しくは置換の1,4-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の1,5-ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,6-ナフタレンジイル基等の非置換若しくは置換のナフタレンジイル基;非置換若しくは置換の1,4-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の1,5-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の2,6-アントラセンジイル基、非置換若しくは置換の9,10-アントラセンジイル基等の非置換若しくは置換のアントラセンジイル基;非置換若しくは置換の2,7-フェナントレンジイル基等の非置換若しくは置換のフェナントレンジイル基;非置換若しくは置換の1,7-ナフタセンジイル基、非置換若しくは置換の2,8-ナフタセンジイル基、非置換若しくは置換の5,12-ナフタセンジイル基等の非置換若しくは置換のナフタセンジイル基;非置換若しくは置換の1,6-ピレンジイル基、非置換若しくは置換の1,8-ピレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7-ピレンジイル基、非置換若しくは置換の4,9-ピレンジイル基等の非置換若しくは置換のピレンジイル基;非置換若しくは置換の3,9-ペリレンジイル基、非置換若しくは置換の3,10-ペリレンジイル基等の非置換若しくは置換のペリレンジイル基等が挙げられ、好ましくは、非置換若しくは置換のフェニレン基、非置換若しくは置換のナフタレンジイル基又は非置換若しくは置換のピレンジイル基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のフェニレン基である。
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、溶媒への溶解度、薄膜形成の容易さ、及び得られる有機EL素子の特性が良好であるので、アリーレン単位がフルオレン構造を有する単位であること、すなわち、アリーレン単位中のアリーレン基がフルオレン構造を有する基であることが好ましく、アリーレン単位中のアリーレン基が下記一般式(1)で表されるフルオレン構造を有する基であることが、より好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 一般式(1)中、RM1、RM2、RM3及びRM4は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。a及びbは、それぞれ独立に、0~3の整数を示す。RM1及びRM2は、各々、複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(1)中、RM1及びRM2は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基が好ましく、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基がより好ましく、非置換若しくは置換のアルキル基が更に好ましく、非置換のアルキル基が特に好ましい。
 RM1及びRM2で示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しく置換の1価の複素環基、又は非置換若しくは置換のアルコキシ基としては、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、若しくは非置換若しくは置換の1価の複素環基として説明したもの、又はR5A及びR5Bで示される非置換若しくは置換のアルコキシ基として説明したものを使用することができる。
 上記一般式(1)中、a及びbは、それぞれ独立に、0~3の整数を示し、0~2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
 上記一般式(1)中、RM3及びRM4は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基が好ましく、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基がより好ましく、非置換のアルキル基、置換のアリール基が更に好ましく、置換のアリール基が特に好ましい。
 RM3及びRM4の組合せとしては、RM3及びRM4の双方が非置換若しくは置換のアルキル基、RM3及びRM4の双方が非置換若しくは置換のアリール基、並びに、RM3が非置換若しくは置換のアルキル基でRM4が非置換若しくは置換のアリール基であることが好ましく、RM3及びRM4の双方が非置換のアルキル基、RM3及びRM4の双方が置換のアリール基、並びに、RM3が非置換のアルキル基でRM4が置換のアリール基であることがより好ましく、RM3及びRM4の双方が置換のアリール基、並びにRM3が非置換のアルキル基でRM4が置換のアリール基であることが更に好ましく、RM3及びRM4の双方が置換のアリール基であることが特に好ましい。
 RM3及びRM4で示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しく置換の1価の複素環基として、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基として説明したものを使用することができる。
 上記一般式(1)で表される基は、好ましくは、下記一般式(1A)及び一般式(1A’)で表される基である。一般式(1A)及び一般式(1A’)中、R1A、R1B、R2A、R2B及びRは、それぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示し、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基が好ましく、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基がより好ましく、非置換若しくは置換のアルキル基が更に好ましく、非置換のアルキル基が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 上記一般式(1)で表される基は、より好ましくは、下記一般式(1B)及び一般式(1B’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
[一般式(1B)及び一般式(1B’)中、R1A、R1B、R2A、R2B及びRは、一般式(1A)及び一般式(1A’)中のものと同じである。]
で表される基、下記一般式(1C)及び一般式(1C’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
[一般式(1C)及び一般式(1C’)中、R1A、R1B、R2A、R2B及びRは、一般式(1A)及び一般式(1A’)中のものと同じである。]
で表される基、又は下記一般式(1D)及び一般式(1D’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[一般式(1D)及び一般式(1D’)中、R1A、R1B、R2A、R2B及びRは、一般式(1A)及び一般式(1A’)中のものと同じである。]
で表される基であり、更に好ましくは、上記一般式(1B)及び一般式(1B’)で表される基、又は上記一般式(1D)及び一般式(1D’)で表される基であり、特に好ましくは、上記一般式(1B)及び一般式(1B’)で表される基である。
 上記一般式(1)で表される基としては、以下の式(1E-1)、(1E-2)、(1E-3)、(1E-4)、(1E-5)、(1E-6)、(1F-1)、(1F-2)、(1F-3)、(1F-4)、(1G-1)、(1G-2)、(1G-3)、(1G-4)、(1G-5)、(1G-6)、(1G-7)、(1G-8)、(1H-1)、(1H-2)、(1H-3)、(1H-4)、(1H-5)、(1H-6)、(1H-7)、(1H-8)、(1H-9)、(1H-10)、(1H-11)、(1H-12)、(1H-13)、(1H-14)で表される基が好ましく、以下の式(1H-1)、(1H-2)、(1H-3)、(1H-4)、(1H-5)、(1H-6)、(1H-7)、(1H-8)、(1H-9)、(1H-10)、(1H-11)、(1H-12)、(1H-13)、(1H-14)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
<炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位>
 炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(5A)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記一般式(5A)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。Wは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。Zは、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。pは0~12の整数、qは0又は1を示す。ここで、pが0のとき、qは1であり、かつWはケイ素原子である。pが1のとき、Zは炭素原子である。pが2以上のとき、複数存在するZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であり、Wとしての、炭素原子を含む2価の基は、Zを含む環と一緒になって環を形成していてもよい。なお、R、R、X、W、Z、p、q及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基であることが好ましく、非置換若しくは置換のアリーレン基であることがより好ましく、非置換若しくは置換のフルオレンジイル基であることが特に好ましい。ここでいう非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位、芳香族アミン単位の説明における記載と同じである。
 Arで示される非置換若しくは置換のフルオレンジイル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常13~60であり、好ましくは13~30であり、より好ましくは13~18であり、特に好ましくは13である。
 上記一般式(5A)中、Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示し、好ましくは単結合又は酸素原子であり、より好ましくは単結合である。
 上記一般式(5A)中、Wは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。炭素原子を含む2価の基としては、例えば、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基が挙げられる。
 上記一般式(5A)中、R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基であり、好ましくは単結合又は非置換のアルキレン基であり、より好ましくは単結合又は炭素原子数1~20の非置換のアルキレン基である。
 上記一般式(5A)中、環Fは炭素クラスター構造を示し、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレンが挙げられ、好ましくはフラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC84であり、より好ましくはフラーレンC60である。ここで、フラーレンは、その表面にアルキル基又はシアノ基を有していてもよい。
 上記一般式(5A)中、mは1~4の整数を示し、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1又は2である。
 上記一般式(5A)中、pは0~12の整数を示し、好ましくは1~8の整数であり、より好ましくは1~4の整数であり、更に好ましくは1又は4である。pが2以上である場合、隣り合うZ同士の結合は、単結合であっても、二重結合であってもよい。
 炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(5’)で表される繰り返し単位、下記一般式(5B)で表される繰り返し単位、下記一般式(5C)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(5D)で表される繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 上記一般式(5’)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Ar11は、非置換若しくは置換のアリーリジン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーリジン基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、又は炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基を示す。R及びRは複数存在する場合、各々、同一であっても異なっていてもよい。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数、nは0又は1を示す。R、R、X、Ar11、R、R、n及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。なお、nが0のとき、Rが結合している炭素原子とRが結合している炭素原子は直接結合していない。
 上記一般式(5’)中、Ar、X、R、R、環F及びmは、それぞれ、一般式(5A)中のものと同義である。
 Ar11で示される非置換若しくは置換のアリーリジン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~30であり、好ましくは6~16である。Ar11で示される非置換若しくは置換のヘテロアリーリジン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~30であり、好ましくは6~16である。ヘテロアリーリジン基は、芳香環を形成する原子として、炭素原子に加え、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含んでよい。
 非置換のアリーリジン基として、フェニリジン基、ナフタレントリイル基、アントラセントリイル基、フェナントレントリイル基、ナフタセントリイル基、フルオレントリイル基、ペリレントリイル基、クリセントリイル基等が挙げられる。置換のアリーリジン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 非置換のヘテロアリーリジン基として、ピロールトリイル基、フラントリイル基、ピリジントリイル基、キノリントリイル基、イソキノリントリイル基が挙げられる。置換のヘテロアリーリジン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 上記一般式(5’)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、又は炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基を示し、好ましくは水素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 上記一般式(5B)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。Rは、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基、又はRとの直接結合を示す。複数存在するRは、各々、同一であっても異なっていてもよい。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。R、R、X及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(5B)中、Ar、X、R、R、環F及びmは、それぞれ、一般式(5A)中のものと同義である。
 上記一般式(5B)中、Rは、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基、又はRとの直接結合を示し、好ましくは水素原子である。複数存在するRは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記一般式(5C)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。Zは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。Zである窒素原子及び炭素原子は、置換基を有していてもよい。pは1~12の整数を示す。ここで、pが1のとき、Zは炭素原子である。pが2以上のとき、複数存在するZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であってもよい。なお、R、R、X、Z、p及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(5C)中、Ar、X、Z、R、R、環F、p及びmは、それぞれ、一般式(5A)中のものと同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記一般式(5D)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。なお、R、R、X及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(5D)中、Ar、X、R、R、環F及びmは、それぞれ、一般式(5A)中のものと同義である。
 炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(5)で表される繰り返し単位であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 上記一般式(5)中、Ar、X、R、R、R、R、環F、m及びnは、それぞれ、一般式(5’)中のものと同義である。R、R、X、R、R、n及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。なお、nが0のとき、Rが結合している炭素原子とRが結合している炭素原子は直接結合していない。
 また、上記一般式(5)で表される繰り返し単位は、下記一般式(6)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(6)中、Yは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R10は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。tは1又は2である。R、R及びYが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(6)中、Yは、好ましくは単結合、酸素原子又は硫黄原子であり、より好ましくは単結合である。
 一般式(6)中、R及びRは、それぞれ独立に、好ましくは単結合又は非置換のアルキレン基であり、より好ましくは単結合又は炭素原子数1~6の非置換のアルキレン基である。
 R10は、好ましくは非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基であり、より好ましくは非置換のアルキル基又は置換のアリール基である。
 R10で示される、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、又は非置換若しくは置換のアルコキシ基としては、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、若しくは非置換若しくは置換の1価の複素環基として説明したもの、又はR5A及びR5Bで示される非置換若しくは置換のアルコキシ基として説明したものを使用することができる。
 一般式(6)で表される繰り返し単位の例としては、下記式(6A-1)、(6A-2)、(6A-3)、(6A-4)、(6A-5)、(6A-6)、(6A-7)、(6A-8)、(6A-9)、(6A-10)、(6A-11)で表される繰り返し単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、主鎖が共役系である共役系高分子であることが、得られる素子の発光特性が優れるので好ましい。主鎖とは、高分子化合物の単位間の結合に沿った鎖をいう。なお、主鎖の共役系は部分的に途切れていてもよい。
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上の繰り返し単位であって、炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位の数、及び高分子化合物中のその他の単位の数をそれぞれN及びNNCとしたときに、N及びNNCが下記式(0)を満たすことが好ましい。
 5≦N×100/(N+NNC)≦100  (0)
 また、上記N及びNNCが下記式(I)を満たすことがより好ましく、下記式(II)を満たすことが更に好ましく、下記式(III)を満たすことが特に好ましい。
 0.001≦N×100/(N+NNC)≦90  (I)
 0.001≦N×100/(N+NNC)≦50  (II)
 0.001≦N×100/(N+NNC)≦10  (III)
 本発光素子形態に係る高分子化合物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という。)によるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、通常、5×10~1×10であり、好ましくは1×10~1×10である。また、本発光素子形態に係る高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、通常、5×10~1×10であり、成膜性が優れるので、好ましくは1×10~5×10であり、より好ましくは3×10~1×10であり、更に好ましくは5×10~5×10である。
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、共重合体である場合、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、その他の態様であってもよい。本発光素子形態に係る高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体であることが好ましく、ブロック共重合体、ランダム共重合体であることがより好ましく、ランダム共重合体であることが更に好ましい。
〔発光素子形態に係る高分子化合物の製造方法〕
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、当該高分子化合物に含まれる単位に対応する化合物(モノマー)を縮合重合して得ることができる。モノマーは、予め合成し単離したものを用いてもよく、反応系中で合成してそのまま用いてもよい。得られる高分子化合物を有機EL素子に用いる場合、モノマーの純度が有機EL素子の性能に影響を与える傾向がある。そのため、これらのモノマーは蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製されていることが好ましい。
<製造方法1>
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、炭素クラスター構造を含む基を有する化合物であって、縮合重合により合成したときに、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位又は芳香族アミン単位となる化合物を用いて縮合重合することにより製造することができる。その他の縮合重合に用いる化合物は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上が繰り返し単位となるように選択することができる。
 上記一般式(5A)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、例えば、下記一般式(5A-a)で表される化合物を縮合重合することにより、製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 一般式(5A-a)中、Ar、R、X、W、Z、R、環F、p、q及びmは、一般式(5A)中のものと同義である。Zは、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(-B(OH))、下記式(a-1)で表される基、下記式(a-2)で表される基、下記式(a-3)で表される基、又は下記式(a-4)で表される基を示す。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X、W、Z、p、q及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。前記ホウ酸エステル残基は、後述する一般式(a-0)中のZにおける説明と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 式(a-1)中、Rは、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式(a-2)中、Xは、ハロゲン原子を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 式(a-3)中、Xは、上記と同じ意味を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 式(a-4)中、Rは、上記と同じ意味を有する。
 上記一般式(5A-a)で表される化合物は、下記一般式(5’-a)で表される化合物、下記一般式(5B-a)で表される化合物、下記一般式(5C-a)で表される化合物、及び下記一般式(5D-a)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 一般式(5’-a)中、Ar、Ar11、R、X、R、環F、R、R、n及びmは、一般式(5’)中のものと同義である。Zは、一般式(5A-a)中のものと同義である。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X、Ar11、R、R、n及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。なお、nが0のとき、Rが結合している炭素原子とRが結合している炭素原子は直接結合していない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 一般式(5B-a)中、Ar、R、X、R、環F、R及びmは、一般式(5B)中のものと同義である。Zは、一般式(5A-a)中のものと同義である。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。複数存在するRは、各々、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 一般式(5C-a)中、Ar、R、X、Z、R、環F、p及びmは、一般式(5C)中のものと同義である。Zは、一般式(5A-a)中のものと同義である。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X、Z、p及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 一般式(5D-a)中、Ar、R、X、R、環F及びmは、一般式(5D)中のものと同義である。Zは、一般式(5A-a)中のものと同義である。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(5)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、例えば、下記一般式(a)で表される化合物を縮合重合することにより、製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 一般式(a)中、Ar、R、X、R、環F、R、R、n及びmは、一般式(5’)中のものと同義である。Zは、一般式(5A-a)中のものと同義である。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。R、R、X、R、R、n及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
<製造方法2>
 本発光素子形態に係る高分子化合物はまた、予め縮合重合によって合成した前駆体高分子化合物と、炭素クラスターとを反応させることにより得ることもできる。前駆体高分子化合物は、アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有し、かつ繰り返し単位の少なくとも一部が架橋性基を含有するものである。前記架橋性基を含有する繰り返し単位は、下記一般式(7)で表される単位であることが好ましい。
 本発光素子形態に係る高分子化合物は、例えば、下記一般式(7)で表される繰り返し単位を有する前駆体高分子化合物と、炭素クラスターと、を反応させることにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 一般式(7)中、R11は、架橋性基を示す。R12は、水素原子、架橋性基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。
 架橋性基の例としては、以下の式(7A-6)、(7A-7)、(7A-8)、(7A-9)、(7A-10)、(7A-11)、(7A-15)、(7A-16)、(7A-17)、(7A-18)、(7A-19)、(7A-20)、(7A-21)、(7A-22)、(7A-23)、(7A-24)、(7A-25)、(7A-26)、(7A-27)、(7A-28)、(7A-29)、(7A-30)で表される基が挙げられる。炭素クラスターとの反応性が優れるので、式(7A-6)、(7A-7)、(7A-8)、(7A-9)、(7A-10)、(7A-11)で表される基が好ましく、式(7A-6)、(7A-7)、(7A-8)、(7A-9)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 一般式(7)中、R12は、水素原子、架橋性基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。R12は、好ましくは架橋性基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示し、より好ましくは架橋性基を示す。
 R11で示される架橋性基として、R12で示される架橋性基として説明したものを使用することができる。
 R12で示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として、それぞれ、RM3及びRM4で示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として説明したものを使用することができる。
 架橋性基とフラーレンの反応の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 反応式中、R、R及びRは、一般式(5’)のものと同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 反応式中、Rは一般式(5’)のものと同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 反応式中、Rは一般式(5’)のものと同義である。
 以下、炭素クラスターがフラーレンである場合を例として、より詳細に製造方法について説明する。
 前駆体高分子化合物とフラーレンとの反応は、通常、有機溶媒等の溶媒の存在下又は無溶媒下で行われ、好ましくは有機溶媒等の溶媒の存在下で行われる。
 上記有機溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンであり、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが好ましく、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが特に好ましい。
 上記有機溶媒の使用量は、前駆体高分子化合物の合計濃度が、通常、0.1質量%~90質量%、好ましくは0.1質量%~10質量%、より好ましくは0.5質量%~5質量%となる量である。
 前駆体高分子化合物とフラーレンとの反応温度は、好ましくは60℃~250℃であり、より好ましくは100℃~220℃であり、更に好ましくは180℃~220℃である。
 上記反応時間は、反応温度等の条件によるが、通常、1時間以上であり、好ましくは10時間~500時間である。
 反応に使用するフラーレンの量は、前駆体高分子化合物中に含まれる全架橋性基のモル数に対して、0.5モル当量~5モル当量が好ましく、1.0モル当量~4モル当量が更に好ましく、1.5モル当量~3モル当量が特に好ましい。
 反応に使用するフラーレンの純度としては、有機EL素子の特性が優れるので、98%以上であることが好ましく、99%以上であることがより好ましい。
 反応後処理は、メタノール等の低級アルコールに上記反応で得られた反応液を加えて析出させた沈殿を濾過、乾燥する方法等の公知の方法で行うことができる。
 一般式(7)で表される繰り返し単位を有する前駆体高分子化合物とフラーレンとを反応(縮合重合)させることにより得られる高分子化合物は、一般式(7)で表される繰り返し単位及び当該単位とは相違する任意追加単位が上記縮合重合により導入されており、上記一般式(7)で表される繰り返し単位のモル数、上記任意追加単位のモル数及び高分子化合物に担持されていないフラーレンのモル数をそれぞれN、N及びNNSとしたときに、N、N及びNNSが下記式(IV)を満たすことが、有機EL素子の特性がより向上し、かつ、特性の安定性が向上するので、好ましい。
 NNS×100/(N+N)≦0.1  (IV)
 また、上記N、N及びNNSが下記式(V)を満たすことが、より好ましい。
 NNS×100/(N+N)≦0.05  (V)
 ここで、高分子化合物に担持されていないフラーレンとは、(前駆体)高分子化合物と反応しなかった、未反応のフラーレンが高分子化合物中に遊離しているもののことを表す。
 高分子化合物に担持されたフラーレン(固定フラーレン)及び担持されていないフラーレン(遊離フラーレン)は、GPC-UVにより定量することができる。すなわち、GPCでの溶出時間の差を利用して固定フラーレンと遊離フラーレンとを分離し、それぞれ、フラーレンのUV吸収(335nm)を測定することによって定量することができる。具体的には、例えば、フラーレンC60の場合、遊離フラーレンの定量は、以下の(1)~(4)の手順に従って行うことができる。
 (1)フラーレンC60のトルエン溶液を、異なる濃度で複数調製し、それぞれGPC-UV(335nmで検出)測定を行う。
 (2)(1)の測定で得たクロマトグラムを用い、検量線(フラーレン濃度に対するフラーレン溶出ピーク面積値)を作成する。
 (3)実試料のGPC-UV測定を行う。
 (4)(3)の測定で得たクロマトグラムのフラーレン溶出ピーク面積値及び(2)の検量線を用いて、実試料中の遊離フラーレン量を算出する。
 また、例えば、フラーレンC60の場合、固定フラーレンの定量は、以下の(1)~(5)の手順に従って行うことができる。
 (1)前駆体高分子化合物に、フラーレンC60を異なる濃度で混合した標準サンプルを複数調製し、それぞれUV吸収スペクトルを測定する。
 (2)(1)で得たUV吸収スペクトルから335nmにおける吸収の相対強度を求め、検量線(335nmにおける吸収の相対強度に対する混合したフラーレン量)を作成する。
 (3)実試料中の高分子化合物溶出画分(固定フラーレンを含む)をGPCで分取し、高分子化合物溶出画分を得る。
 (4)(3)で得た高分子化合物溶出画分のUV吸収スペクトルを測定する。
 (5)(4)で得たUV吸収スペクトルから335nmにおける吸収の相対強度を求め、(2)の検量線を用いて、実試料中の固定フラーレン量を算出する。
 上記高分子化合物中に遊離しているフラーレンを除去するための精製方法としては、再結晶、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法が例示される。
 精製方法がカラムクロマトグラフィーによる精製の場合、シリカゲル、アルミナ、活性炭を用いることが好ましく、シリカゲル、活性炭を用いることが更に好ましく、それらを併用して用いることが特に好ましい。
<縮合重合>
 次に本発光素子形態に係る高分子化合物、又は前駆体高分子化合物を縮合重合により製造する方法を、前駆体高分子化合物を例として説明する。
 前駆体高分子化合物の製造には、例えば、縮合重合反応に用いるモノマーとして下記一般式(a-0)で表される化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 一般式(a-0)中、Arは、一般式(5’)中のArと同じ意味を有する。Zは、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(-B(OH))、上記式(a-1)で表される基、上記式(a-2)で表される基、上記式(a-3)で表される基、又は上記式(a-4)で表される基を示す。2個存在するZは、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(a-0)、式(a-2)及び(a-3)中、Z、Xで示されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 上記一般式(a-0)中、Zで示されるホウ酸エステル残基としては、下記式で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 上記式(a-1)中、Rで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として説明したものを使用することができる。
 上記式(a-1)で表される基としては、メ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、フェニルスルホネート基、4-メチルフェニルスルホネート基が挙げられる。
 上記式(a-4)中、Rで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として、それぞれ、R及びRで示される非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基として説明したものを使用することができる。
 上記式(a-4)で表される基としては、トリメチルスタナニル基、トリエチルスタナニル基、トリブチルスタナニル基が挙げられる。
 上記一般式(a-0)で表される化合物は、予め合成し単離したものを用いることも、反応系中で調製してそのまま用いることもできる。
 上記一般式(a-0)中、Zは、上記一般式(a-0)で表される化合物の合成が簡便になり、かつ、取り扱い易いので、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基であることが好ましい。
 縮合重合の方法としては、上記一般式(a-0)で表される化合物を、適切な触媒又は適切な塩基を用いて、反応させる方法が挙げられる。
 触媒としては、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、パラジウムアセテート等のパラジウム錯体、ニッケル[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル、[ビス(1,4-シクロオクダジエン)]ニッケル等のニッケル錯体等の遷移金属錯体等が挙げられ、その中でもパラジウム[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、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル、[ビス(1,4-シクロオクダジエン)]ニッケルが好ましく、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル、[ビス(1,4-シクロオクダジエン)]ニッケルが好ましい。
 前記遷移金属錯体は、更にトリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチルホスフィン)、トリシクロヘキシルホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、ビピリジル等の配位子を有していてもよい。
 触媒は、予め合成したものを用いることもできるし、反応系中で調製したものをそのまま用いることもできる。これらの触媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
 触媒を用いる場合には、その使用量は、上記一般式(a-0)で表される化合物を含む全モノマーのモル数の合計に対する遷移金属の量は、通常、0.00001モル当量~3モル当量であり、0.00005モル当量~3モル当量が好ましく、0.0001モル当量~2.5モル当量が更に好ましい。
 触媒にパラジウム錯体を用いる場合の塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、リン酸三カリウム等の無機塩基、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の有機塩基が挙げられる。これらの塩基は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
 塩基を用いる場合には、その使用量は、上記一般式(a-0)で表される化合物を含む全モノマーのモル数の合計に対して、通常、0.5モル当量~20モル当量であり、1モル当量~10モル当量が好ましい。
 縮合重合は、通常、有機溶媒等の溶媒の存在下で行われる。
 有機溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドである。副反応を抑制するために、これらの溶媒に対して、脱酸素処理を行うことが望ましい。これらの有機溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
 有機溶媒の使用量は、上記一般式(a-0)で表される化合物を含む全モノマーの合計濃度が、通常、0.1質量%~90質量%、好ましくは1質量%~50質量%、より好ましくは2質量%~30質量%となる量である。
 縮合重合の反応温度は、通常、-100℃~200℃であり、好ましくは-80℃~150℃であり、更に好ましくは0℃~120℃である。
 反応時間は、反応温度等の条件によるが、通常、1時間以上であり、好ましくは2時間~500時間である。
 縮合重合は、例えば、上記一般式(a-0)中のZが上記式(a-2)で表される基である場合には、無水条件下で行うことが望ましい。
 縮合重合の方法としては、Suzuki反応により重合する方法(ケミカル レビュー(Chem. Rev.),第95巻,2457頁(1995年))、Grignard反応により重合する方法(共立出版、高分子機能材料シリーズ第2巻、高分子の合成と反応(2)、432~433頁)、山本重合法により重合する方法(プログレス イン ポリマー サイエンス(Prog. Polym. Sci.),第17巻, 1153~1205頁, 1992年)が挙げられ、反応性の観点からSuzuki反応により重合する方法が好ましい。
 縮合重合の後処理は、メタノール等の低級アルコールに縮合重合で得られた反応液を加えて析出させた沈殿を濾過、乾燥する方法等の公知の方法で行うことができる。
 上記後処理により本発光素子形態に係る高分子化合物が得られるが、高分子化合物の純度が低い場合には、再結晶、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
〔組成物〕
 本発光素子形態に係る第一の組成物は、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群より選ばれる1種以上の材料(通常、固形分である。)と、本発光素子形態に係る高分子化合物とを含有する組成物(通常、固形分である。)である。
 上記正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料としては、後述する有機EL素子が有する有機層が含み得る正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料が挙げられる。
 また、本発光素子形態に係る組成物としては、前駆体高分子化合物と炭素クラスターとを反応させることによって得られた高分子化合物と、前駆体高分子化合物(反応前の化合物)と、を含有する組成物も例示される。
 上記正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群より選ばれる1種以上の材料と本発光素子形態に係る高分子化合物との含有比率は、用途に応じて決めればよい。例えば、発光材料の用途の場合は、本発光素子形態に係る高分子化合物の含有量は、組成物全体に対して、通常、1質量%~99質量%であり、好ましくは1質量%~30質量%である。
 本発光素子形態に係る第一の組成物のポリスチレン換算の数平均分子量は、通常、5×10~1×10であり、好ましくは1×10~1×10である。また、本発光素子形態に係る組成物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、通常、5×10~1×10であり、成膜性が優れ、かつ、得られる有機EL素子の発光効率が優れるので、1×10~5×10であることが好ましい。本発光素子形態に係る組成物の平均分子量とは、該組成物をGPCで分析して求めた値をいう。
 本発光素子形態に係る第二の組成物は、本発光素子形態に係る高分子化合物と、溶媒とを含有する組成物である。この組成物は、溶液、インク、インク組成物と呼ぶことがあり、以下、「本発光素子形態に係る溶液」という。
 本発光素子形態に係る溶液は、インクジェットプリント法又は印刷法等の塗布による素子作製に有用である。また、本発光素子形態に係る溶媒は、本発光素子形態に係る高分子化合物及び溶媒以外に、正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、安定剤、増粘剤(粘度を高めるための高分子量の化合物及び貧溶媒)、粘度を下げるための低分子量の化合物、界面活性剤(表面張力を下げるためのもの)、酸化防止剤を含んでいてもよい。
 本発光素子形態に係る溶液における本発光素子形態に係る高分子化合物の割合は、溶液全量に対して、通常、0.1質量%~99.9質量%であり、好ましくは0.1質量%~10質量%であり、より好ましくは0.2質量%~7質量%であり、更に好ましくは0.5質量%~2質量%である。
 本発光素子形態に係る溶液の粘度は、印刷法によっても異なるが、好ましくは25℃において0.5mPa・s~1000mPa・s、より好ましくは0.5mPa・s~500mPa・sである。また、インクジェットプリント法のように上記溶液が吐出装置を経由する場合、吐出時の目詰まり、及び飛行曲がりを防止するために、25℃における粘度は、好ましくは0.5mPa・s~50mPa・sであり、より好ましくは0.5mPa・s~20mPa・sである。
 上記増粘剤として用いられる高分子量の化合物は、本発光素子形態に係る高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しないものであればよく、例えば、高分子量のポリスチレン、高分子量のポリメチルメタクリレートを用いることができる。これらの高分子量の化合物は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が5.0×10以上であることが好ましく、1.0×10以上であることがより好ましい。
 上記増粘剤として貧溶媒を用いることもできる。貧溶媒を、上記溶液中の固形分の量と比べて、少量添加することで、粘度を高めることができる。この目的で貧溶媒を添加する場合、溶液中の固形分が析出しない範囲で、溶媒の種類と添加量を選択すればよい。保存時の安定性も考慮すると、貧溶媒の量は、溶液全体に対して、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 上記酸化防止剤は、本発光素子形態に係る溶液の保存安定性を向上させるためのものである。上記酸化防止剤としては、本発光素子形態に係る高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しないものであればよく、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が例示される。
 本発光素子形態に係る溶液の溶媒としては、高分子化合物が溶解又は分散するものであればよく、例えば、以下の有機溶媒が挙げられる。
 芳香族炭化水素系溶媒:トルエン、キシレン(各異性体又はそれらの混合物)、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン、メシチレン(1,3,5-トリメチルベンゼン)、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、2-フェニルブタン、tert-ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ネオペンチルベンゼン、イソアミルベンゼン、ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、3-プロピルトルエン、4-プロピルトルエン、1-メチル-4-プロピルベンゼン、1,4-ジエチルベンゼン、1,4-ジプロピルベンゼン、1,4-ジ-tert-ブチルベンゼン、インダン、テトラリン(1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン)等。
 脂肪族炭化水素系溶媒:n-ペンタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、デカリン等。
 芳香族系エーテル系溶媒:アニソール、エトキシベンゼン、プロポキシベンゼン、ブチロキシベンゼン、ペンチルオキシベンゼン、シクロペンチルオキシベンゼン、ヘキシルオキシベンゼン、シクロヘキシルオキシベンゼン、ヘプチルオキシベンゼン、オクチルオキシベンゼン、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、4-メチルアニソール、4-エチルアニソール、4-プロピルアニソール、4-ブチルアニソール、4-ペンチルアニソール、4-ヘキシルアニソール、ジフェニルエーテル、4-メチルフェノキシベンゼン、4-エチルフェノキシベンゼン、4-プロピルフェノキシベンゼン、4-ブチルフェノキシベンゼン、4-ペンチルフェノキシベンゼン、4-ヘキシルフェノキシベンゼン、4-フェノキシトルエン、3-フェノキシトルエン、1,3-ジメトキシベンゼン、2,6-ジメチルアニソール、2,5-ジメチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,5-ジメチルアニソール等。
 脂肪族エーテル系溶媒:テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等。
 ケトン系溶媒:アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等。
 エステル系溶媒:酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、エチルセルソルブアセテート等。
 塩素化溶媒:塩化メチレン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等。
 アルコール系溶媒:メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、フェノール等。
 多価アルコール及びその誘導体:エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等。
 非プロトン性極性溶媒:ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等。
 これらの有機溶媒は、1種単独で用いても、2種以上を混合溶媒として使用してもよい。混合溶媒を用いる場合、上記の溶媒群から2種又は3種以上を組み合わせることが好ましいが、上記例示の同じ系の溶媒群から複数を組み合わせても、異なる系の溶媒群から1種以上ずつを組み合わせてもよい。その組成比は、各溶媒の物性、及び高分子化合物等の溶解性を考慮して決めることができる。
 同じ系の溶媒群から複数種を選んで組み合わせる場合の好ましい例としては、芳香族炭化水素系溶媒から複数種、芳香族エーテル系溶媒から複数種等が挙げられる。
 異なる系の溶媒群から1種以上ずつを選んで組み合わせる場合の好ましい例としては、以下の組み合わせが挙げられる。
 芳香族炭化水素系溶媒と脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒と芳香族エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒と脂肪族エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒と非プロトン性極性溶媒、芳香族エーテル系溶媒と非プロトン性極性溶媒等。
 また、単独又は混合有機溶媒に水を添加することもできる。これらの有機溶媒のうち、ベンゼン環を含む構造を有し、融点が0℃以下であり、且つ沸点が100℃以上である有機溶媒を一種以上含む単独溶媒又は混合溶媒は、粘度及び成膜性が良好となるので好ましく、なかでも芳香族炭化水素系溶媒、芳香族エーテル系溶媒を1種以上含む場合が好ましい。これらは、1種単独で用いても2種以上を混合溶媒として使用してもよいが、成膜性を制御する観点から混合溶媒を用いることが好ましい。
 これらの溶媒は、洗浄、蒸留、吸着剤への接触等の方法により精製してから使用してもよい。
 上記溶媒は、成膜性及び素子特性が優れるので、2種以上を組み合わせて用いることが好ましく、2~3種を組み合わせて用いることがより好ましく、2種を組み合わせて用いることが特に好ましい。
 本発光素子形態に係る溶液中に2種の溶媒が含まれる場合、そのうちの1種の溶媒は25℃において固体状態のものでもよい。成膜性が優れるので、1種の溶媒は沸点が180℃以上の溶媒であることが好ましく、200℃以上の溶媒であることがより好ましい。また、粘度が良好であるので、2種の溶媒のいずれにも60℃において1質量%以上の濃度で高分子化合物が溶解することが好ましく、2種の溶媒のうちの1種の溶媒には、25℃において1質量%以上の濃度で高分子化合物が溶解することが好ましい。
 本発光素子形態に係る溶液中に2種以上の溶媒が含まれる場合、粘度及び成膜性が優れるので、沸点が最も高い溶媒が、溶液中の全溶媒の質量の40質量%~90質量%であることが好ましく、50質量%~90質量%であることがより好ましく、65質量%~85質量%であることが更に好ましい。
 本発光素子形態に係る溶液に含まれる本発光素子形態に係る高分子化合物は、1種でも2種以上でもよく、素子特性を損なわない範囲で、本発光素子形態に係る高分子化合物以外の高分子量の化合物を含んでいてもよい。
 本発光素子形態に係る溶液には、水、金属及びその塩を質量基準で1ppm~1000ppmの範囲で含んでいてもよい。上記金属としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、クロム、マンガン、コバルト、白金、イリジウム等が挙げられる。また、本発光素子形態に係る溶液には、ケイ素、リン、フッ素、塩素、臭素等を質量基準で1ppm~1000ppmの範囲で含んでいてもよい。
〔薄膜〕
 本発光素子形態に係る薄膜は、本発光素子形態に係る高分子化合物を用いて得られるものであり、本発光素子形態に係る高分子化合物をそのまま含有している態様、本発光素子形態に係る高分子化合物が分子内又は分子間で架橋した化合物を含有している態様がある。本発光素子形態に係る薄膜は、例えば、発光性薄膜、導電性薄膜である。
 本発光素子形態に係る薄膜は、例えば、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、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法により作製することができるが、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、より好ましくは、インクジェット法により作製することができる。
 本発光素子形態に係る溶液を用いて薄膜を製造する場合、溶液に含まれる本発光素子形態に係る高分子化合物のガラス転移温度が高いため、100℃以上の温度で加熱することが可能である。
 発光性薄膜は、有機EL素子の輝度及び発光開始電圧が良好であるので、発光量子収率が30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、60%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが特に好ましい。
 導電性薄膜は、表面抵抗が1KΩ/□以下であることが好ましく、100Ω/□以下であることがより好ましく、10Ω/□以下であることが更に好ましい。導電性薄膜に、ルイス酸、イオン性化合物等をドープすることにより、電気伝導度を高めることができる。
〔有機EL素子〕
 次に、本発光素子形態に係る有機EL素子について説明する。
 本発光素子形態に係る有機EL素子は、陽極と、陰極と、該陽極及び該陰極の間に存在する有機層と、を備え、上記有機層に本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する。さらに、本発光素子形態に係る高分子化合物をそのまま含有する態様、本発光素子形態に係る高分子化合物が分子内又は分子間で架橋した化合物を含有する態様がある。
 上記有機層としては、発光層、正孔輸送層(一般的に、「インターレイヤー層」と呼ばれることがある。)、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層等が挙げられる。発光層は、発光する機能を有する層を意味する。正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層を意味する。電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層を意味する。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層といい、電子注入層と正孔注入層を総称して電荷注入層という。上記有機層は、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層が一層のみからなっていてもよく(すなわち、一層中にこれらの各層の機能が含まれる)、二層以上からなっていてもよい。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層は、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層からなる群より選ばれる1種以上の層であることが好ましく、有機層が発光層、正孔輸送層であることがより好ましい。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層が発光層である場合には、発光層が更に正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、有機EL素子の輝度寿命を長くする添加剤等を含んでいてもよい。ここで、発光材料とは、蛍光又は燐光を発する材料(但し、本発光素子形態に係る高分子化合物を除く。)を意味する。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層が、本発光素子形態に係る高分子化合物と正孔輸送材料とを含有する場合には、本発光素子形態に係る高分子化合物と正孔輸送材料との合計量に対する正孔輸送材料の割合は、通常、1質量%~80質量%であり、好ましくは5質量%~60質量%である。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層が、本発光素子形態に係る高分子化合物と電子輸送材料とを含有する場合には、本発光素子形態に係る高分子化合物と電子輸送材料との合計量に対する電子輸送材料の割合は、通常、1質量%~80質量%であり、好ましくは5質量%~60質量%である。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層が、本発光素子形態に係る高分子化合物と発光材料とを含有する場合には、本発光素子形態に係る高分子化合物と発光材料との合計量に対する発光材料の割合は、通常、1質量%~80質量%であり、好ましくは5質量%~60質量%である。
 本発光素子形態に係る高分子化合物を含有する有機層が、本発光素子形態に係る高分子化合物と、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる2種以上とを含有する場合には、それらの合計量に対する発光材料の割合は、通常、1質量%~50質量%であり、好ましくは5質量%~40質量%であり、それらの合計量に対する正孔輸送材料及び電子輸送材料の合計割合は、通常、1質量%~50質量%であり、好ましくは5質量%~40質量%である。
 正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料は、公知の低分子量の化合物、三重項発光錯体、高分子量の化合物が使用できる。
 高分子量の化合物としては、WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、特開2001-181618号公報、特開2001-123156号公報、特開2001-3045号公報、特開2000-351967号公報、特開2000-303066号公報、特開2000-299189号公報、特開2000-252065号公報、特開2000-136379号公報、特開2000-104057号公報、特開2000-80167号公報、特開平10-324870号公報、特開平10-114891号公報、特開平9-111233号公報、特開平9-45478号公報に記載されているフルオレンジイル基を構成単位とする重合体及び共重合体(以下、「(共)重合体」という。)、アリーレン基を構成単位とする(共)重合体、アリーレンビニレン基を構成単位とする(共)重合体、2価の芳香族アミン残基を構成単位とする(共)重合体等が挙げられる。
 低分子量の化合物としては、ナフタレン誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系等の色素類、8-ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体が挙げられ、具体的には、特開昭57-51781号公報、特開昭59-194393号公報に記載されている化合物が挙げられる。
 三重項発光錯体としては、イリジウムを中心金属とするIr(ppy)、BtpIr(acac)、アメリカンダイソース社(American Dye Source, Inc)から市販されているADS066GE、白金を中心金属とするPtOEP、ユーロピウムを中心金属とするEu(TTA)phenが挙げられ、具体的には、Nature, (1998), 395, 151、Appl. Phys. Lett. (1999), 75(1), 4、Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and DevicesIV), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 94(1), 103、Syn. Met., (1999), 99(2), 1361、Adv. Mater., (1999), 11(10), 852 、Jpn.J.Appl.Phys.,34, 1883 (1995)に記載されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 添加剤としては、2,2’-ビピリジル、3,3’-ビピリジル、4,4’-ビピリジル等のビピリジル、4-メチル-2,2’-ビピリジル、5-メチル-2,2’-ビピリジル、5,5’-ジメチル-2,2’-ビピリジル等のビピリジル誘導体が挙げられる。
 発光層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、通常、1nm~1μmであり、好ましくは2nm~500nmであり、より好ましくは5nm~200nmであり、更に好ましくは50nm~150nmである。
 発光層の形成方法としては、溶液からの成膜による方法が挙げられる。溶液からの成膜には、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、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができるが、パターン形成及び多色の塗分けが容易であるので、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
 本発光素子形態に係る有機EL素子としては、陰極と発光層との間に電子輸送層を設けた有機EL素子、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機EL素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設け、かつ、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機EL素子が挙げられる。本発光素子形態に係る有機EL素子において、本発光素子形態に係る高分子化合物は、正孔輸送層に含まれることが好ましい。
 このような有機EL素子の構造としては、以下のa)~d)の構造が例示される。なお、「/」は、その前後の層が隣接して積層していることを示す(例えば、「陽極/発光層」とは、陽極と発光層とが隣接して積層していることを示す。以下同じ。)。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
 また、これら構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接して正孔輸送層を設けてもよい。このような有機EL素子の構造としては、以下のa’)~d’)の構造が例示される。
a’)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
b’)陽極/正孔輸送層/正孔輸送層/発光層/陰極
c’)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
d’)陽極/正孔輸送層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
 本発光素子形態に係る有機EL素子が正孔輸送層を有する場合、正孔輸送層には、通常、本発光素子形態に係る高分子化合物が含まれる。その他の正孔輸送材料(高分子量の化合物、低分子量の化合物)としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリシロキサン誘導体、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、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(p-フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5-チエニレンビニレン)及びその誘導体等、並びに特開昭63-70257号公報、同63-175860号公報、特開平2-135359号公報、同2-135361号公報、同2-209988号公報、同3-37992号公報、同3-152184号公報に記載されているものが例示される。
 これらの中でも、高分子量の化合物としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p-フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5-チエニレンビニレン)及びその誘導体が好ましく、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリシロキサン誘導体がより好ましい。
 これらの中でも、低分子量の化合物としては、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が好ましい。これらの低分子量の化合物は、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
 上記高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害せず、可視光に対する吸収が強くない化合物が好ましく、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、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(p-フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5-チエニレンビニレン)及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンが例示される。
 ポリビニルカルバゾール及びその誘導体は、例えば、ビニルモノマーからカチオン重合又はラジカル重合によって得られる。
 ポリシラン及びその誘導体としては、ケミカル・レビュー(Chem.Rev.)第89巻、1359頁(1989年)、英国特許GB2300196号公開明細書に記載の化合物が例示される。合成方法もこれらに記載の方法を用いることができるが、特にキッピング法が好適に用いられる。
 ポリシロキサン及びその誘導体は、シロキサン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、側鎖又は主鎖に前記低分子量の正孔輸送材料の構造を有する化合物が好ましく、正孔輸送性の芳香族アミン構造を側鎖又は主鎖に有する化合物がより好ましい。
 正孔輸送層の成膜の方法としては、低分子量の化合物を用いる場合には、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法が例示され、高分子量の化合物(本発光素子形態に係る高分子化合物を含む。)を用いる場合には、溶液からの成膜による方法が例示される。
 溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
 溶液からの成膜には、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、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
 正孔輸送層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適切な値となるように選択すればよく、通常、1nm~1μmであり、好ましくは2nm~500nmであり、より好ましくは5nm~200nmである。
 本発光素子形態に係る有機EL素子が電子輸送層を有する場合、電子輸送層には、通常、上記電子輸送材料(高分子量の化合物、低分子量の化合物)が含まれる。電子輸送材料としては、公知のものが使用できるが、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等、並びに特開昭63-70257号公報、特開昭63-175860号公報、特開平2-135359号公報、特開平2-135361号公報、特開平2-209988号公報、特開平3-37992号公報、特開平3-152184号公報に記載されている化合物が例示され、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、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が好ましく、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8-キノリノール)アルミニウム、ポリキノリンが更に好ましい。
 電子輸送層の成膜法としては、低分子量の化合物を用いる場合には、粉末からの真空蒸着法、又は溶液若しくは溶融状態からの成膜による方法が例示され、高分子量の化合物を用いる場合には、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が例示される。溶液又は溶融状態からの成膜による方法では、上記高分子バインダーを併用してもよい。
 溶液からの成膜に用いる溶媒は、電子輸送材料及び/又は高分子バインダーを、溶解又は均一に分散できる溶媒が好ましい。該溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
 溶液又は溶融状態からの成膜には、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、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
 電子輸送層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適切な値となるように選択すればよく、通常、1nm~1μmであり、好ましくは2nm~500nmであり、より好ましくは5nm~200nmである。
 正孔注入層、電子注入層は、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、有機EL素子の駆動電圧を下げる効果を有するものである。
 電極との密着性向上、及び電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して電荷注入層又は絶縁層(通常、平均の厚さで0.5nm~4.0nmであり、以下、同じである)を設けてもよく、また、界面の密着性向上、及び混合の防止等のために電荷輸送層又は発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
 積層する層の順番及び数、並びに各層の厚さは、発光効率や素子寿命を勘案して調整すればよい。
 本発光素子形態において、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた有機EL素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた有機EL素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた有機EL素子が挙げられる。このような有機EL素子の構造としては、以下のe)~p)の構造が挙げられる。
e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極
f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極
g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極
h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
k)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/陰極
l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
 これらの構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接して正孔輸送層を設ける構造も例示される。
 電荷注入層としては、導電性高分子を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層等が挙げられる。
 電荷注入層が導電性高分子を含む層の場合、導電性高分子の電気伝導度は、1×10-5S/cm~1×10S/cmであることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、1×10-5S/cm~1×10S/cmがより好ましく、1×10-5S/cm~1×10S/cmが更に好ましい。通常、導電性高分子の電気伝導度をこのような範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープする。
 ドープするイオンの種類は、正孔注入層であればアニオン、電子注入層であればカチオンである。アニオンとしては、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン等が例示され、カチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが例示される。
 電荷注入層に用いる材料としては、電極及び隣接する層の材料との関係で選択すればよく、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子、金属フタロシアニン(銅フタロシアニン等)、カーボンが例示される。
 絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。絶縁層を設けた有機EL素子としては、陰極に隣接して絶縁層を設けた有機EL素子、陽極に隣接して絶縁層を設けた有機EL素子が挙げられる。
 このような有機EL素子の構造としては、以下のq)~ab)の構造が挙げられる。
q)陽極/絶縁層/発光層/陰極
r)陽極/発光層/絶縁層/陰極
s)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
t)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/陰極
u)陽極/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
v)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
w)陽極/絶縁層/発光層/電子輸送層/陰極
x)陽極/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
y)陽極/絶縁層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
z)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
aa)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
ab)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
 これらの構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接して正孔輸送層を設ける構造も例示される。
 本発光素子形態に係る有機EL素子を形成する基板は、電極を形成し、有機層を形成する際に化学的に変化しないものであればよく、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン等の材料からなるものが例示される。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明又は半透明であることが好ましい。
 本発光素子形態に係る有機EL素子が有する陽極及び陰極の少なくとも一方は、通常、透明又は半透明であるが、陽極側が透明又は半透明であることが好ましい。
 陽極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられ、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化合物を用いて作製された膜、NESA、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。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。陽極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。陽極を2層以上の積層構造としてもよい。
 陽極の厚さは、光の透過性と電気伝導度とを考慮して選択することができるが、例えば、10nm~10μmであり、好ましくは20nm~1μmであり、より好ましくは40nm~500nmである。
 陽極上に、電荷注入を容易にするために、フタロシアニン誘導体、導電性高分子、カーボン等からなる層;金属酸化物、金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる絶縁層を設けてもよい。
 陰極の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましく、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、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、又はそれらのうち2種以上の合金、又はそれらのうち1種以上と、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、錫のうち1種以上との合金、並びにグラファイト及びグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、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。陰極を2層以上の積層構造としてもよい。
 陰極の厚さは、電気伝導度及び耐久性を考慮して調整すればよく、通常、10nm~10μmであり、好ましくは20nm~1μmであり、より好ましくは50nm~500nmである。
 陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、又は金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が用いられる。また、陰極と有機層(即ち、本発光素子形態に係る高分子化合物を含むいずれかの層)との間に、導電性高分子からなる層、又は金属酸化物、金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均の厚さが2nm以下の層を設けてもよく、陰極作製後、有機EL素子を保護する保護層を装着していてもよい。有機EL素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層及び/又は保護カバーを装着することが好ましい。
 保護層としては、高分子量の化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物等を用いることができる。保護カバーとしては、金属板、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板等を用いることができ、保護カバーを熱硬化樹脂又は光硬化樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子の損傷を防ぐことが容易である。空間に窒素又はアルゴンのような不活性ガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、更に酸化バリウム等の乾燥剤を空間内に設置することにより、製造工程で吸着した水分又は硬化樹脂を通り抜けて浸入する微量の水分が素子に損傷を与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、1種以上の方策を採ることが好ましい。
 図1は、本発光素子形態に係る有機EL素子(上記(p)の構成を有する有機EL素子)の模式断面図である。図1に示す有機EL素子200は、基板20と、上記基板20上に形成された陽極22、電荷注入層23、正孔輸送層24、発光層25、電子輸送層26、電荷注入層27及び陰極28と、を備えている。陽極22は、基板20と接するように基板20上に設けられており、陽極22の基板20とは反対側には、電荷注入層23、正孔輸送層24、発光層25、電子輸送層26、電荷注入層27及び陰極28が、この順で積層されている。正孔輸送層24には、本発光素子形態に係る高分子化合物が含まれる。
 図2は、本発光素子形態に係る有機EL素子(上記(h)の構成を有する有機EL素子)の模式断面図である。図2に示す有機発光素子220は、基板20と、上記基板20上に形成された陽極22、電荷注入層23、正孔輸送層24、発光層25及び陰極28と、を備えている。陽極22は、基板と接するように基板20上に設けられており、陽極22の基板20と反対側には、電荷注入層23、正孔輸送層24、発光層25及び陰極28が、この順で積層されている。正孔輸送層24には、本発光素子形態に係る高分子化合物が含まれる。
〔面状光源、表示装置〕
 本発光素子形態に係る有機EL素子は、面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライト等に有用である。
 本発光素子形態に係る有機EL素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、面状の有機EL素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字又は文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプ表示装置が得られる。更に、ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体を塗り分ける方法、又はカラーフィルター若しくは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置に用いることができる。
 更に、面状の有機EL素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源又は表示装置としても使用できる。
 図3は、本発光素子形態に係る面状光源の模式断面図である。図3に示す面状光源300は、基板30と、陽極31と、正孔輸送層32と、発光層33と、陰極34と、保護層35と、から構成されている。陽極31は、基板30と接するように基板30上に設けられており、陽極31の基板30と反対側には、正孔輸送層32、発光層33及び陰極34がこの順で積層されている。また、保護層35は、基板30上に形成された陽極31、正孔輸送層32、発光層33及び陰極34を全て覆うように、かつ、端部で基板30と接するように、形成されている。正孔輸送層32には、本発光素子形態に係る高分子化合物が含まれる。
 図3に示した面状光源300は、発光層33以外の発光層を更に複数備えるものとし、それぞれの発光層に赤色発光材料、青色発光材料及び緑色発光材料を用い、それぞれの発光層を調整することで、カラー表示装置とすることができる。
 次に、本発明の高分子化合物を用いた光電変換素子の実施形態(以下、「光電変換素子形態」ともいう。)について詳細に説明する。
〔用語の説明〕
 以下、本光電変換素子形態において共通して用いられる用語について、必要に応じて具体例を挙げて説明する。
 「単位」とは、高分子化合物を縮合重合により合成する際、縮合重合に供した化合物に由来する基を意味する。
 「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
 「繰り返し単位」とは、高分子化合物中に2個以上存在する単位を意味する。
 「アリーレン単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換のアリーレン基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「ヘテロアリーレン単位」とは、縮合重合に供した化合物に由来する基が、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基である単位を意味する。炭素クラスター構造を含む基又は架橋性基を有する場合がある。
 「アリーレン基」とは、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子2個を除いてなる原子団を意味する。ここで、アリーレン基は置換基を有していてもよい。
 「ヘテロアリーレン基」とは、芳香族性を有する複素環式化合物から2個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。ここで、ヘテロアリーレン基は置換基を有していてもよい。「ヘテロアリーレン基」における「複素環式化合物」とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、窒素原子、燐原子、硫黄原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む化合物を意味する。
 「炭素クラスター」とは、最小の構造が数個から数千個程度の炭素原子で構成される分子を意味する。例えば、球殻構造のフラーレン分子、円筒状のカーボンナノチューブ、及びカーボンナノホーンが挙げられる。
 「炭素クラスター構造」とは、炭素クラスターから誘導される構造を意味する。
 「架橋性基」とは、ディールスアルダー反応、Bingel-Hirsh反応等により、炭素クラスターと結合することのできる官能基を含む基を意味する。
 「C~C」(x、yはx<yを満たす正の整数である。)という用語は、この用語の直後に記載された官能基名に該当する部分構造の炭素原子数が、x~y個であることを意味する。すなわち、「C~C」の直後に記載された有機基が、複数の官能基名を組み合わせて命名された有機基(例えば、C~Cアルコキシフェニル基)である場合、複数の官能基名のうち「C~C」の直後に記載された官能基名(例えば、アルコキシ)に該当する部分構造の炭素原子数が、x~y個であることを意味する。例えば、「C~C12アルキル基」は炭素原子数が1~12個であるアルキル基を意味し、「C~C12アルコキシフェニル基」は「炭素原子数が1~12個であるアルコキシ基」を有するフェニル基を意味する。
 「非置換若しくは置換の」とは、その直後に記載された基が置換基を有していてもよいことを意味する。例えば、「非置換若しくは置換のアリーレン基」とは、「置換基を有しないアリーレン基又は置換基を有するアリーレン基」を意味する。
 置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、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、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、1価の複素環チオ基、イミン残基、アミド化合物残基、酸イミド残基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。以下、「置換基」というときは、特記しない限り、同様のものを例示できる。また、これらの置換基は、更に「置換基」を有する場合がある。
 置換基としてのアルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基及び環状アルキル基(シクロアルキル基)のいずれであってもよい。アルキル基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、ドデシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。C~C12アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられる。
 置換基としてのアルコキシ基は、直鎖状アルコキシ基、分岐状アルコキシ基及び環状アルコキシ基(シクロアルコキシ基)のいずれであってもよい。アルコキシ基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-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、ドデシルオキシ基、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オキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基、メトキシメチルオキシ基、2-メトキシエチルオキシ基等が挙げられる。C~C12アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-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、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
 置換基としてのアルキルチオ基は、直鎖状アルキルチオ基、分子鎖状アルキルチオ基及び環状アルキルチオ基(シクロアルキルチオ基)のいずれであってもよい。アルキルチオ基における水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-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、ドデシルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等が挙げられる。C~C12アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-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、ドデシルチオ基等が挙げられる。
 置換基としてのアリール基とは、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子1個を除いてなる原子団を意味する。アリール基は、縮合環を有する基、独立したベンゼン環又は縮合環が2個以上単結合した基を含む。アリール基における水素原子は、上記のアルキル基、アリール基等で更に置換されていてもよい。アリール基としては、フェニル基、C~C12アルコキシフェニル基、C~C12アルキルフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、2-フルオレニル基、ペンタフルオロフェニル基、ビフェニリル基、C~C12アルコキシビフェニリル基、C~C12アルキルビフェニリル基等が挙げられる。
 アリールオキシ基におけるアリール部分としては、上記アリール基として例示した基と同様の基が挙げられる。置換基としてのアリールオキシ基としては、フェノキシ基、C~C12アルコキシフェノキシ基、C~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等が挙げられる。
 アリールチオ基におけるアリール部分としては、上記アリール基として例示した基と同様の基が挙げられる。置換基としてのアリールチオ基としては、フェニルチオ基、C~C12アルコキシフェニルチオ基、C~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等が挙げられる。
 置換基としてのアルケニル基は、直鎖状アルケニル基、分岐状アルケニル基及び環状アルケニル基のいずれであってもよい。アルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、1-オクテニル基等が挙げられる。
 置換基としてのアルキニル基は、直鎖状アルキニル基、分岐状アルキニル基及び環状アルキニル基のいずれであってもよい。アルキニル基としては、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、2-ヘキシニル基、1-オクチニル基等が挙げられる。
 置換基としてのアミノ基は、-NHで表される基のほか、1又は2個の水素原子が置換基で置換されたアミノ基(即ち、置換アミノ基である。)も含む。置換アミノ基としては、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、sec-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、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、ドデシルアミノ基、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、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、C~C12アルコキシフェニルアミノ基、ビス(C~C12アルコキシフェニル)アミノ基、C~C12アルキルフェニルアミノ基、ビス(C~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、ピリミジニルアミノ基、ピラジニルアミノ基、トリアジニルアミノ基、フェニル-C~C12アルキルアミノ基、C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキルアミノ基、ジ(C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルアミノ基、ジ(C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、1-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基、2-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基等が挙げられる。
 置換基としてのシリル基は、-SiHで表される基のほか、1~3個の水素原子が置換基で置換されたシリル基(以下「置換シリル基」ともいう。)も含む。置換シリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリ-イソプロピルシリル基、ジメチル-イソプロピルシリル基、ジエチル-イソプロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2-エチルヘキシル-ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、3,7-ジメチルオクチル-ジメチルシリル基、ドデシルジメチルシリル基、フェニル-C~C12アルキルシリル基、C~C12アルコキシフェニル-C~C12アルキルシリル基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルシリル基、1-ナフチル-C~C12アルキルシリル基、2-ナフチル-C~C12アルキルシリル基、フェニル-C~C12アルキ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等が挙げられる。
 置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
 置換基としてのアシル基としては、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等が挙げられる。
 置換基としてのアシルオキシ基としては、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等が挙げられる。
 置換基としての1価の複素環基とは、複素環式化合物(特には、芳香族性を有する複素環式化合物)から1個の水素原子を除いてなる原子団を意味する。「1価の複素環基」における「複素環式化合物」とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む化合物を意味する。1価の複素環基としては、チエニル基、C~C12アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C~C12アルキルピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ピロリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。これらの1価の複素環基における水素原子は、上記のアルキル基、アルコキシ基等で更に置換されていてもよい。
 置換基としての1価の複素環チオ基とは、メルカプト基の水素原子が1価の複素環基で置換された基を意味する。1価の複素環チオ基としては、例えば、ピリジルチオ基、ピリダジニルチオ基、ピリミジニルチオ基、ピラジニルチオ基、トリアジニルチオ基等のヘテロアリールチオ基等が挙げられる。
 置換基としてのイミン残基は、一般式:H-N=C(RY1又は一般式:H-CRX1=N-RY1の少なくとも一方で表される構造を有するイミン化合物から、上記一般式中の水素原子を除いた残基を意味する。一般式中、RX1は水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示し、RY1は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。但し、RY1が2個存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、また、2個のRY1は相互に結合し一体となって2価の基、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の炭素原子数2~18のアルキレン基として環を形成してもよい。このようなイミン化合物としては、例えば、アルジミン、ケチミン又はアルジミン中の窒素原子に結合した水素原子が、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基等で置換された化合物が挙げられる。イミン残基の具体例としては、以下の構造式で示される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 置換基としてのアミド化合物残基は、一般式:H-NRX2-CORY2又は一般式:H-CO-N(RY2の少なくとも一方で表される構造を有するアミド化合物から、上記一般式中の水素原子を除いた残基を意味する。式中、RX2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示し、RY2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。アミド化合物残基としては、ホルムアミド残基、アセトアミド残基、プロピオアミド残基、ブチロアミド残基、ベンズアミド残基、トリフルオロアセトアミド残基、ペンタフルオロベンズアミド残基、ジホルムアミド残基、ジアセトアミド残基、ジプロピオアミド残基、ジブチロアミド残基、ジベンズアミド残基、ジトリフルオロアセトアミド残基、ジペンタフルオロベンズアミド残基等が挙げられる。
 置換基としての酸イミド残基は、酸イミドからその窒素原子に結合した水素原子1個を除いて得られる残基を意味する。酸イミド残基としては、例えば、以下に示す基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 置換基としてのアルコキシカルボニル基は、一般式:RX3OCO-で表される基である。式中、RX3は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基等が挙げられる。
〔光電変換素子形態に係る高分子化合物〕
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、アリーレン単位及びヘテロアリーレン単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を繰り返し単位として有し、繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物はまた、炭素クラスター構造を含む基を側鎖に有し、主鎖が以下の繰り返し単位を有する高分子化合物ということもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 一般式(100)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。
 炭素クラスター構造を含む基としては、例えば、下記一般式(110)で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
[一般式(110)中、Z11及びZ12はそれぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、炭素原子数4~20の非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、ビニレン基及びそれら同士を組み合わせた2価の基を示す。Vは、単結合、酸素原子又は硫黄原子を示す。s及びuは、それぞれ独立に、0~10の整数を示す。A’はフラーレン誘導体から水素原子を1個除いた基を示す。]
 炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デカレン基、ドデカレン基、ペンタドデカレン基、及びこれらに1価の置換基を有する基等が挙げられる。炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基トリフェニレン基、及びこれらに置換基を有する基等が挙げられる。炭素原子数4~20の非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基としては、チエニリデン基、ピリジニレン基、フラニリデン基、及びこれらに置換基を有する基等が挙げられる。
 Z11及びZ12は、好ましくはアルキレン基、アリーレン基であり、更に好ましくはアルキレン基であり、特に好ましくはメチレン基、エチレン基、ブチレン基、ヘキシレン基である。
 Vは、直接結合、酸素原子又は硫黄原子を示すが、好ましくは直接結合又は酸素原子であり、特に好ましくは直接結合である。
 sは好ましくは0~4の整数、更に好ましくは0~2の整数、特に好ましくは0である。uは好ましくは0~4の整数、更に好ましくは0~2の整数、特に好ましくは1である。
 フラーレン誘導体から水素原子を1個除いた基としては、例えば、フラーレンC60の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC70の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC76の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC78の誘導体から水素原子を1個除いた基、又はフラーレンC84の誘導体から水素原子を1個除いた基が挙げられる。好ましくはフラーレンC60の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC70の誘導体から水素原子を1個除いた基、又はフラーレンC84の誘導体から水素原子を1個除いた基であり、更に好ましくはフラーレンC60の誘導体から水素原子を1個除いた基、又はフラーレンC70の誘導体から水素原子を1個除いた基である。
 ここでフラーレン誘導体とは、フラーレンを構成する骨格の炭素-炭素結合を切断し、それぞれの結合を2つの1価の基、又は1つの2価の基に置換したものをいう。切断する炭素-炭素結合は1つでもよいし、2つ以上でもよい。このようなフラーレン誘導体の例としては下記A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、A-9、A-10、A-11、A-12、A-13、A-14、A-15、A-16、A-17、A-18、A-19、A-20、A-21、A-22、A-23で表される構造を有する化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 上記式中、環Aは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84のフラーレン環を示す。Rは水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基を示す。nnは0~10の整数を示す。
 環Aは、好ましくは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC84のフラーレン環であり、更に好ましくは、フラーレンC60、フラーレンC70のフラーレン環である。上記式中、好ましくは上記A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6で表される構造を有する化合物であり、更に好ましくは上記A-1、A-2、A-3で表される構造を有する化合物であり、特に好ましくは上記A-1、A-2で表される構造を有する化合物である。
 ここで、Rで表される1価の有機基としては、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、アシル基、アシルオキシ基、アミド化合物残基、酸イミド残基、イミン残基、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、シアノ基等が挙げられる。
 1価の有機基としてのアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキルオキシ基であってもよい。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。
 1価の有機基としての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であり、アルキルオキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、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。
 1価の有機基としてのアルキルチオ基は、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であり、アルキルチオ基の例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、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。
 1価の有機基としてのアリール基は、その炭素原子数が通常3~60であり、置換基を有していてもよい。アリール基の例としては、フェニル基、C~C12アルキルオキシフェニル基、C~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。
 1価の有機基としてのアリールオキシ基は、その炭素原子数が通常3~60であり、芳香環上に置換基を有していてもよい。アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基、C~C12アルキルオキシフェノキシ基、C~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。
 1価の有機基としてのアリールチオ基は、その炭素原子数が通常3~60であり、芳香環上に置換基を有していてもよい。アリールチオ基の例としては、フェニルチオ基、C~C12アルキルオキシフェニルチオ基、C~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。
 1価の有機基としてのアリールアルキル基は、その炭素原子数が通常7~60であり、置換基を有していてもよい。アリールアルキル基の例としては、フェニル-C~C12アルキル基、C~C12アルキルオキシフェニル-C~C12アルキル基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキル基、1-ナフチル-C~C12アルキル基、2-ナフチル-C~C12アルキル基が挙げられる。
 1価の有機基としての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であり、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例としては、フェニル-C~C12アルキルオキシ基、C~C12アルキルオキシフェニル-C~C12アルキルオキシ基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルオキシ基、1-ナフチル-C~C12アルキルオキシ基、2-ナフチル-C~C12アルキルオキシ基が挙げられる。
 1価の有機基としてのアリールアルキルチオ基は、その炭素原子数が通常7~60であり、置換基を有していてもよい。アリールアルキルチオ基の例としては、フェニル-C~C12アルキルチオ基、C~C12アルキルオキシフェニル-C~C12アルキルチオ基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルチオ基、1-ナフチル-C~C12アルキルチオ基、2-ナフチル-C~C12アルキルチオ基が挙げられる。
 1価の有機基としてのアシル基は、その炭素原子数が通常2~20である。アシル基の例としては、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。
 1価の有機基としてのアシルオキシ基は、その炭素原子数が通常2~20である。アシルオキシ基の例としては、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。
 1価の有機基としてのアミド化合物残基は、一般式:H-NRX2-CORY2又は一般式:H-CO-N(RY2の少なくとも一方で表される構造を有するアミド化合物から、上記一般式中の水素原子を除いた残基である。一般式中、RX2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示し、RY2は、水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基又はアリールアルキニル基を示す。アミド化合物残基は、その炭素原子数が通常2~20である。アミド化合物残基の例としては、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。
 1価の有機基としての酸イミド残基としては、酸イミドからその窒素原子に結合した水素原子を1個除いて得られる残基であり、酸イミド残基の例としては、スクシンイミド基、フタル酸イミド基が挙げられる。
 1価の有機基としての置換アミノ基は、その炭素原子数が通常1~40である。置換アミノ基の例としては、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、C~C12アルキルオキシフェニルアミノ基、ジ(C~C12アルキルオキシフェニル)アミノ基、ジ(C~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-C~C12アルキルアミノ基、C~C12アルキルオキシフェニル-C~C12アルキルアミノ基、C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキルアミノ基、ジ(C~C12アルキルオキシフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、ジ(C~C12アルキルフェニル-C~C12アルキル)アミノ基、1-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基、2-ナフチル-C~C12アルキルアミノ基が挙げられる。
 1価の有機基としての置換シリル基は、-SiHで表されるもの、-SiH中の1~3個の水素原子が置換基と置換されたシリル基である。置換シリル基の例としては、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、トリイソプロピルシリル基、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が挙げられる。
 1価の有機基としての置換シリルオキシ基の例としては、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、トリイソ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が挙げられる。
 1価の有機基としての置換シリルチオ基の例としては、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、トリイソ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が挙げられる。
 1価の有機基としての置換シリルアミノ基の例としては、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、トリイソ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(トリイソプロピルシリル)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価の有機基としての1価の複素環基の例としては、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリン、プラゾリジン、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、チオピラン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、モルホリン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、クロメン、クロマン、イソクロマン、ベンゾピラン、キノリン、イソキノリン、キノリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、キサンテン、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン、チアントレン、フェノキサチイン、フェノキサジン、フェノチアジン、フェナジン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価の複素環基としては、1価の芳香族複素環基が好ましい。
 1価の有機基としての複素環オキシ基、複素環チオ基としては、上記1価の複素環基に酸素原子又は窒素原子が結合した基が挙げられる。
 1価の有機基としての複素環オキシ基は、その炭素原子数が通常4~60である。複素環オキシ基の例としては、チエニルオキシ基、C~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、C~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。
 1価の有機基としての複素環チオ基は、その炭素原子数が通常4~60である。複素環チオ基の例としては、チエニルメルカプト基、C~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、C~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。
 1価の有機基としてのアリールアルケニル基は、通常、その炭素原子数7~20であり、アリールアルケニル基の例としては、スチリル基が挙げられる。
 1価の有機基としてのアリールアルキニル基は、通常、その炭素原子数7~20であり、アリールアルキニル基の例としては、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。
 このような炭素クラスター構造を含む基としては、下記A’-1、A’-2、A’-3、A’-4、A’-5、A’-6、A’-7、A’-8、A’-9、A’-10、A’-11、A’-12で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 上記式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を示す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述のものと同じものを挙げることができる。環Aは前述と同じ意味を表す。*は結合手を表す。
 繰り返し単位であるアリーレン単位中のアリーレン基は、前述のとおりである。
 アリーレン単位中のアリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~60であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18であり、更に好ましくは6~14である。
 アリーレン基として、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環、ペリレン環から水素原子を2つ除いた基が挙げられる。アリーレン基は、ハロゲン原子又は1価の有機基を有していてもよい。ハロゲン原子、1価の有機基としては、上述のものと同じものを挙げることができる。アリーレン基の例としては、下記式1~38で表される構造を有する基を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 上記式1~38中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。ハロゲン原子、1価の有機基としては、上述のものと同じものを挙げることができる。
 繰り返し単位であるヘテロアリーレン単位中のヘテロアリーレン基は、前述のとおりである。芳香族性を有する複素環式化合物は、芳香族性を有する複素多環式化合物であることが好ましい。芳香族性を有する複素多環式化合物とは、2つ以上の環式構造を有する有機化合物が縮合した化合物であり、かつその環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子、ホウ素原子、ヒ素原子等のヘテロ原子を含み、更に縮合した化合物が芳香族性を有しているものをいう。このような芳香族性を有する複素多環式化合物から2個の水素原子を除いてなるヘテロアリーレン基としては、下記式49~72、76~84、91~93、99~104、106~108又は110で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 上記式49~72、76~84、91~93、99~104、106~108又は110中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。ハロゲン原子、1価の有機基としては、上述のものと同じものを挙げることができる。*は結合手を示す。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、ヘテロアリーレン単位を有することが好ましく、ヘテロアリーレン単位を繰り返し単位として有することがより好ましい。また、ヘテロアリーレン単位中のヘテロアリーレン基が、芳香族性を有する硫黄環を含む化合物から水素原子を2個除いた基(以下、「芳香族性含硫黄環基」ともいう。)であることが更に好ましい。芳香族性含硫黄環基としては、例えば、チオフェン環、チアゾール環、チオフェン環を有する多環式化合物、及びチアゾール環を有する多環式化合物から水素原子を2個除いた基が挙げられる。これらの環にはハロゲン原子又は1価の有機基を有していてもよい。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。
 チオフェン環から水素原子を2個除いた基としては、下記式(1-1)、(1-2)、(1-3)で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 上記式中、Rは水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基を示す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。*は結合手を示す。
 チアゾール環から水素原子を2個除いた基としては、下記式(1-4)、(1-5)で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 上記式中、Rは水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基を示す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。*は結合手を示す。
 チオフェン環を有する多環式化合物としては下記の(2-1)、(2-2)、(2-3)で表される構造を有する化合物、チアゾール環を有する多環式化合物としては、下記の(2-4)で表される構造を有する化合物が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 上記式中、環B、環C、環D、環E及び環Gは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換の芳香環、非置換若しくは置換の複素芳香環である。式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)で表される化合物は、ハロゲン原子又は1価の有機基を有していてもよいが、環上に2つ以上の水素原子を有する。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。
 ここでいう芳香環とは、環を構成する元素が炭素原子だけで構成された環であり、その例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、ピレン環、ペンタセン環、ピセン環、ペリレン環が挙げられる。
 ここでいう複素芳香環とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する元素として炭素原子に加え、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子等のヘテロ原子を含む有機化合物をいい、その例としては、フラン、ピロール、イミダゾール、チオフェン、ホスホール、ボロール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンベンゾフラン、イソベンゾフラン、インドール、イソインドール、ベンゾチオフェン、ベンゾホスホール、ベンゾイミダゾール、プリン、インダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリンが挙げられる。これらの複素芳香環は、更に他の芳香環又は複素芳香環と縮合していてもよい。
 チオフェン環を有する多環式化合物から水素原子を2個除いた基としては、下記式で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
 上記式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。*は結合手を示す。
 チアゾール環を有する多環式化合物から水素原子を2個除いた基としては下記式で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 上記式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。*は結合手を示す。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、ヘテロアリーレン単位を繰り返し単位として含んでいることが好ましい。ヘテロアリーレン単位を繰り返し単位として含んでいる場合、該ヘテロアリーレン単位中のヘテロアリーレン基が芳香族性含硫黄環基を含んでいることが更に好ましく、ヘテロアリーレン基のすべてが芳香族性含硫黄環基であることが特に好ましい。芳香族性含硫黄環基を含んでいる場合、主鎖中に芳香族性含硫黄環基が連続する数が、1~20であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1~5であることが更に好ましい。上記範囲であることにより、本光電変換素子形態に係る高分子化合物を有機太陽電池に用いた場合に、有機太陽電池の電圧をより高くすることができ、より優れた電圧特性を有する有機太陽電池を得ることができる。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物はまた、第1の繰り返し単位と、第1の繰り返し単位とは異なる第2の繰り返し単位とを含み、上記第1の繰り返し単位及び第2の繰り返し単位の少なくとも一方が炭素クラスター構造を含む基を有することが好ましい。例えば、第1の繰り返し単位としてヘテロアリーレン単位、第2の繰り返し単位としてアリーレン単位とすることができる。
 炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(T5A)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
 上記一般式(T5A)中、Ar500は、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環A”は炭素クラスター構造を示す。iは1~4の整数を示す。TWは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。TZは、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。hは0~12の整数、gは0又は1を示す。ここで、hが0のとき、gは1であり、かつTWはケイ素原子である。hが1のとき、TZは炭素原子である。hが2以上のとき、複数存在するTZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であり、TWとしての、炭素原子を含む2価の基は、TZを含む環と一緒になって環を形成していてもよい。RTW、RTX、TX、TW、TZ、g、h及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(T5A)中、TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示し、好ましくは単結合又は酸素原子であり、より好ましくは単結合である。
 上記一般式(T5A)中、TWは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。炭素を含む2価の基としては、例えば、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基が挙げられる。
 上記一般式(T5A)中、RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基であり、好ましくは単結合又は非置換のアルキレン基であり、より好ましくは単結合又は炭素原子数1~20の非置換のアルキレン基である。
 上記一般式(T5A)中、環A”は炭素クラスター構造を示し、例えば、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84のフラーレン環であり、好ましくは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC84のフラーレン環であり、更に好ましくは、フラーレンC60、フラーレンC70のフラーレン環である。
 上記一般式(T5A)中、iは1~4の整数を示し、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1又は2である。
 上記一般式(T5A)中、hは0~12の整数を示し、好ましくは1~8の整数であり、より好ましくは1~4の整数であり、更に好ましくは1又は4である。hが2以上である場合、隣り合うTZ同士の結合は、単結合であっても二重結合であってもよい。
 炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、下記一般式(T5’)で表される繰り返し単位、下記一般式(T5B)で表される繰り返し単位、下記一般式(T5C)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(T5D)で表される繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
 上記一般式(T5’)中、Ar500は、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。Ar110は、非置換若しくは置換のアリーリジン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーリジン基を示す。TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R100及びR200は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、又は炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基を示す。R100及びR200は複数存在する場合、各々、同一であっても異なっていてもよい。環A”は炭素クラスター構造を示す。iは1~4の整数、jは0又は1を示す。RTW、RTX、TX、Ar110、R100、R200、j及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。なお、jが0のとき、R100が結合している炭素原子とR200が結合している炭素原子は直接結合していない。
 上記一般式(T5’)中、Ar500、TX、RTW、RTX、環A”及びiは、それぞれ、一般式(T5A)中のものと同義である。
 Ar110で示される非置換若しくは置換のアリーリジン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~30であり、より好ましくは6~16である。Ar110で示される非置換若しくは置換のヘテロアリーリジン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含まないで、通常6~30であり、より好ましくは6~16である。ヘテロアリーリジン基は、芳香環を形成する原子として、炭素原子に加え、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含んでいてもよい。
 非置換のアリーリジン基として、フェニリジン基、ナフタレントリイル基、アントラセントリイル基、フェナントレントリイル基、ナフタセントリイル基、フルオレントリイル基、ペリレントリイル基、クリセントリイル基等が挙げられる。置換のアリーリジン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 非置換のヘテロアリーリジン基として、ピロールトリイル基、フラントリイル基、ピリジントリイル基、キノリントリイル基、イソキノリントリイル基が挙げられる。置換のヘテロアリーリジン基としては、置換基を有する上述の各基が挙げられる。
 上記一般式(T5’)中、R100及びR200は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、又は炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基を示し、好ましくは水素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 上記一般式(T5B)中、Ar500は、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R30は、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基、又はRTXとの直接結合を示す。複数存在するR30は、各々、同一であっても異なっていてもよい。環A”は炭素クラスター構造を示す。iは1~4の整数を示す。RTW、RTX、TX及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(T5B)中、Ar500、TX、RTW、RTX、環A”及びiは、それぞれ、一般式(T5A)中のものと同義である。
 上記一般式(T5B)中、R30は、水素原子、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルコキシ基、又はRとの直接結合を示し、好ましくは水素原子である。複数存在するR30は、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
 上記一般式(T5C)中、Ar500は、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環A”は炭素クラスター構造を示す。iは1~4の整数を示す。TZは、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。TZである窒素原子及び炭素原子は、置換基を有していてもよい。hは1~12の整数を示す。ここで、hが1のとき、TZは炭素原子である。hが2以上のとき、複数存在するTZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であってもよい。なお、RTW、RTX、TX、TZ、h及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(T5C)中、Ar500、TX、TZ、RTW、RTX、環A”、h及びiは、それぞれ、一般式(T5A)中のものと同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
 上記一般式(T5D)中、Ar500は、非置換若しくは置換のアリーレン基、又は非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基を示す。TXは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。RTW及びRTXは、それぞれ独立に、単結合、炭素原子数1~20の非置換若しくは置換のアルキレン基、炭素原子数6~20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環A”は炭素クラスター構造を示す。iは1~4の整数を示す。なお、RTW、RTX、TX及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(T5D)中、Ar500、TX、RTW、RTX、環A”及びiは、それぞれ、一般式(T5A)中のものと同義である。
 ここで、第1の繰り返し単位に炭素クラスター構造を含む基が導入されている場合、その構造の例としては、下記式で表される構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
 また、第2の繰り返し単位に炭素クラスター構造を含む基が導入されている場合、その構造の例としては、下記式で表される構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、重量平均分子量が、通常、1.0×10以上であり、好ましくは3.0×10~1.0×10であり、より好ましくは8.0×10~5.0×10であり、更に好ましくは1.0×10~1.0×10である。
 なお、本光電変換素子形態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である。
 また、本光電変換素子形態に係る高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、通常、1×10~1×10である。ポリスチレン換算の数平均分子量がかかる範囲を満たすと、強靭な薄膜が得られ易くなる傾向、及び、高分子化合物の溶解性がより高く、薄膜の作製が容易となる傾向がある。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物中の炭素クラスター構造の含有量は、通常、0.001質量%~80質量%であり、好ましくは0.01質量%~70質量%であり、特に好ましくは0.1質量%~60質量%である。
 また、本光電変換素子形態に係る高分子化合物中の炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位は、高分子化合物中の全繰り返し単位の合計(炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位と炭素クラスター構造を含む基を有しない繰り返し単位との合計)に対して、5モル%以上100モル%以下であることが好ましく、15モル%以上80モル%以下であることがより好ましく、30モル%以上60モル%以下であることが更に好ましい。
 本光電変換素子形態に係る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又は寿命が低下する可能性があるため、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1価の複素環基と結合している構造であってもよい。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、共重合体である場合、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、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、高分子化合物の薄膜を用いて、以下の方法で求めることができる。
 上記薄膜の吸収スペクトル測定には、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200nm~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、高分子化合物を含む溶液、又は高分子化合物を含む溶融体から、その基板の上に高分子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、高分子化合物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、縦軸が高分子化合物の吸光度を、横軸が波長を示す。最も吸光度の高い吸収ピークの吸光度が0.5~2になるよう、薄膜の厚さを調整することが望ましい。
 (複数ある)吸収ピークのうち、一番長波長側にある吸収ピーク(以下、「最長波長吸収ピーク」という。)の吸光度を100%とする。その50%となる吸光度の位置に横軸(波長軸)と平行な直線を引き、該直線と最長波長吸収ピークとの交点のうち、最長波長吸収ピークのピーク波長よりも長波長側の交点を第1の点とする。その25%となる吸光度の位置に横軸(波長軸)と平行な直線を引き、該直線と最長波長吸収ピークとの交点のうち、最長波長吸収ピークのピーク波長よりも長波長側の交点を第2の点とする。
 この第1の点と第2の点とを結ぶ直線と基準線との交点から横軸(波長軸)に垂線を引いたときの、横軸(波長軸)と垂線との交点にある波長値を光吸収末端波長と定義する。
 ここで、基準線とは、以下のようにして定められる直線をいう。最長波長吸収ピークの吸光度を100%とし、その10%となる吸光度の位置に横軸(波長軸)と平行な直線を引き、該直線と最長波長吸収ピークとの交点のうち、最長波長吸収ピークのピーク波長よりも長波長側の交点から横軸(波長軸)に垂線を引いたときの、横軸(波長軸)と垂線との交点にある波長値を基準波長とする。基準波長より100nm長波長の位置に横軸(波長軸)と垂直な直線を引き、該直線と高分子化合物の吸収スペクトルとの交点を第3の点とし、基準波長より150nm長波長の位置に横軸(波長軸)と垂直な直線を引き、該直線と高分子化合物の吸収スペクトルとの交点を第4の点とする。この第3の点と第4の点を結んだ直線を基準線という。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、当該高分子化合物に含まれる単位に対応する化合物(モノマー)を縮合重合して得ることができる。モノマーは、予め合成し単離したものを用いてもよく、反応系中で合成してそのまま用いてもよい。
<製造方法1>
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、炭素クラスター構造を含む基を有する化合物であって、縮合重合により合成したときにアリーレン単位又はヘテロアリーレン単位となる化合物を用いて縮合重合することにより製造することができる。その他の縮合重合に用いる化合物は、繰り返し単位がアリーレン単位又はヘテロアリーレン単位となるように選択することができる。
 例えば、下記一般式(T5A-a)で表される化合物を縮合重合することにより、製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
 上記一般式(T5A-a)中、Ar500、TX、RTW、RTX、TW、TZ、h、g及び環A”は、上記一般式(T5A)のものと同義である。Z100は、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基(詳しくは後述のとおりである。)、ホウ酸残基(-B(OH))、下記式(Ta-1)で表される基、下記式(Ta-2)で表される基、下記式(Ta-3)で表される基、又は下記式(Ta-4)で表される基を示す。2個存在するZ100は、同一であっても異なっていてもよい。RTW、RTX、TX、TW、TZ、g、h及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121
 式(Ta-1)中、RTTは、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
 式(Ta-2)中、XTAは、ハロゲン原子を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123
 式(Ta-3)中、XTAは、上記と同じ意味を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000124
 式(Ta-4)中、RTTは、上記と同じ意味を有する。
 また、例えば、下記一般式(T5’-a)で表される化合物、下記一般式(T5B-a)で表される化合物、下記一般式(T5C-a)で表される化合物、及び下記一般式(T5D-a)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を縮合重合することにより、製造することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125
 上記一般式(T5’-a)中、Ar500、Ar110、TX、RTW、RTX、R100、R200、環A”、i及びjは、上記一般式(T5’)中のものと同義である。Z100は、一般式(T5A-a)中のものと同義である。2個存在するZ100は、同一であっても異なっていてもよい。RTW、RTX、TX、Ar110、R100、R200、j及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。なお、jが0のとき、R100と結合している炭素原子とR200と結合している炭素原子は直接結合していない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
 上記一般式(T5B-a)中、Ar500、TX、RTW、RTX、R30、環A”及びiは、上記一般式(T5B)中のものと同義である。Z100は、一般式(T5A-a)中のものと同義である。2個存在するZ100は、同一であっても異なっていてもよい。RTW、RTX、TX及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
 上記一般式(T5C-a)中、Ar500、TX、RTW、RTX、環A”、i、TZ及びhは、上記一般式(T5C)中のものと同義である。Z100は、一般式(T5A-a)中のものと同義である。2個存在するZ100は、同一であっても異なっていてもよい。RTW、RTX、TX、TZ、h及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
 上記一般式(T5D-a)中、Ar500、TX、RTW、RTX、環A”及びiは、上記一般式(T5D)中のものと同義である。Z100は、一般式(T5A-a)中のものと同義である。2個存在するZ100は、同一であっても異なっていてもよい。RTW、RTX、TX及び環A”が複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。
<製造方法2>
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物はまた、予め縮合重合によって合成した前駆体高分子化合物と、炭素クラスターとを反応させることにより得ることもできる。前駆体高分子化合物は、アリーレン単位及びヘテロアリーレン単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の単位を繰り返し単位として有し、かつ繰り返し単位の少なくとも一部が架橋性基を含有するものである。
 架橋性基としては、ジビニル基、イソブテンからビニル基上の水素原子を一つ取り除いた基、ベンゾシクロブテンからベンゼン環上の水素原子を1つ取り除いた基、アジ基等が挙げられる。架橋性基の例としては、下記式B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-16、B-17、B-18、B-19、B-20、B-21、B-22で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
 例えば、炭素クラスター構造を含む基として、上記式A’-1で表される基を有する高分子化合物は、上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物とフラーレンとを反応させることにより得ることができる。また、炭素クラスター構造を含む基として、上記式A’-2で表される基を有する高分子化合物は、上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物とフラーレンとを反応させることにより得ることができる。
 上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物の一例としては、下記式で表される構造を繰り返し単位として有する前駆体高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000130
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
 上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物の一例としては、下記式で表される構造を繰り返し単位として有する前駆体高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
 上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物とフラーレンとの反応、及び上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物とフラーレンとの反応は、通常、有機溶媒等の溶媒の存在下、又は無溶媒下で行われ、好ましくは有機溶媒等の溶媒の存在下で行われる。
 上記有機溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンであり、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが好ましく、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが特に好ましい。
 上記有機溶媒の使用量は、上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物、又は上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物の合計濃度が、通常、0.1質量%~90質量%、好ましくは0.1質量%~10質量%、より好ましくは0.5質量%~5質量%となる量である。
 上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物、又は上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物と、フラーレンとの反応温度は、好ましくは60℃~250℃であり、より好ましくは100℃~220℃であり、更に好ましくは180℃~220℃である。
 上記反応時間は、反応温度等の条件によるが、通常、1時間以上であり、好ましくは10時間~500時間である。
 反応に使用するフラーレンの量は、上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物、又は上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物中に含まれる全架橋性基のモル数に対して、0.5モル当量~5モル当量が好ましく、1.0モル当量~4モル当量が更に好ましく、1.5モル当量~3モル当量が特に好ましい。
 反応後処理は、メタノール等の低級アルコールに上記反応で得られた反応液を加えて析出させた沈殿を濾過、乾燥する方法等の公知の方法で行うことができる。
 上記式B-6、B-7、B-8、B-9で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物、又は上記式B-16、B-17、B-18、B-19で表される架橋性基を有する前駆体高分子化合物と、フラーレンとを反応させることにより得られる高分子化合物中に含まれる、当該高分子化合物に担持されていないフラーレンの割合は、高分子化合物に含まれる繰り返し単位のモル数、及び高分子化合物に担持されていないフラーレンのモル数をそれぞれNM’及びNNS’としたときに、NM’及びNNS’が下記式(IV’)を満たすことが、光電変換素子の特性の向上の観点及び特性の安定性の観点から好ましい。
 0≦NNS’×100/NM’≦50  (IV’)
 ここで、高分子化合物に担持されていないフラーレンとは、(前駆体)高分子化合物と反応しなかった、未反応のフラーレンが高分子化合物中に遊離しているもののことを表す。
 高分子化合物に担持されたフラーレン(固定フラーレン)及び担持されていないフラーレン(遊離フラーレン)は、GPC-UVにより定量することができる。すなわち、GPCでの溶出時間の差を利用して固定フラーレンと遊離フラーレンとを分離し、それぞれ、フラーレンのUV吸収(335nm)を測定することによって定量することができる。具体的には、例えば、フラーレンC60の場合、遊離フラーレンの定量は、以下の(1)~(4)の手順に従って行うことができる。
 (1)フラーレンC60のトルエン溶液を、異なる濃度で複数調製し、それぞれGPC-UV(335nmで検出)測定を行う。
 (2)(1)の測定で得たクロマトグラムを用い、検量線(フラーレン濃度に対するフラーレン溶出ピーク面積値)を作成する。
 (3)実試料のGPC-UV測定を行う。
 (4)(3)の測定で得たクロマトグラムのフラーレン溶出ピーク面積値及び(2)の検量線を用いて、実試料中の遊離フラーレン量を算出する。
 また、例えば、フラーレンC60の場合、固定フラーレンの定量は、以下の(1)~(5)の手順に従って行うことができる。
 (1)前駆体高分子化合物に、フラーレンC60を異なる濃度で混合した標準サンプルを複数調製し、それぞれUV吸収スペクトルを測定する。
 (2)(1)で得たUV吸収スペクトルから335nmにおける吸収の相対強度を求め、検量線(335nmにおける吸収の相対強度に対する混合したフラーレン量)を作成する。
 (3)実試料中の高分子化合物溶出画分(固定フラーレンを含む)をGPCで分取し、高分子化合物溶出画分を得る。
 (4)(3)で得た高分子化合物溶出画分のUV吸収スペクトルを測定する。
 (5)(4)で得たUV吸収スペクトルから335nmにおける吸収の相対強度を求め、(2)の検量線を用いて、実試料中の固定フラーレン量を算出する。
 高分子化合物中に遊離しているフラーレンを除去するための精製方法としては、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製方法が例示される。
 上記精製方法がカラムクロマトグラフィーによる精製の場合、シリカゲル、アルミナ、活性炭を用いることが好ましく、シリカゲル、活性炭を用いることが更に好ましく、それらを併用して用いることが特に好ましい。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は前駆体高分子化合物の縮合重合反応の方法としては、特に制限されるものではないが、高分子化合物又は前駆体高分子化合物の合成の容易さからは、Suzukiカップリング反応又はStilleカップリング反応を用いる方法が好ましい。以下、本光電変換素子形態に係る高分子化合物、又は前駆体高分子化合物を縮合重合により製造する方法を、前駆体高分子化合物を例として説明する。
 Suzukiカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(120):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
[式(120)中、Eは、芳香環を含む2価の基を示す。Eは、炭素クラスター構造を含む基を側鎖に有していてもよいし、架橋性基を側鎖に有していてもよい。Q100及びQ200は、それぞれ独立に、ホウ酸残基(-B(OH))又はホウ酸エステル残基を示す。]
で表される1種以上の化合物と、式(200):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
[式(200)中、Eは、式(100)で表される単位を示す。T及びTは、それぞれ独立に、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示す。]
で表される1種以上の化合物とを、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、更に好ましくは、前述した式1~38、49~72、76~84、91~93、99~104、106~108又は110で表される構造を有する基が挙げられる。また、E及びEの少なくとも1種は炭素クラスター構造を含む基、又は架橋性基を有する。
 この場合、反応に用いる式(200)で表される1種以上の化合物のモル数の合計が、式(120)で表される1種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)で表される1種以上の化合物のモル数の合計を1モルとすると、式(120)で表される1種以上の化合物のモル数の合計が0.6モル~0.99モルであることが好ましく、0.7モル~0.95モルであることが更に好ましい。
 ホウ酸エステル残基としては、下記式で表される基が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
[式中、Meはメチル基を示し、Etはエチル基を示す。]
 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く、臭素原子であることが更に好ましい。
 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)触媒が挙げられ、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、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)パラジウムが好ましく、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)ジパラジウムが特に好ましい。
 パラジウム触媒の添加量は、触媒としての有効量であればよいが、式(120)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モルであり、更に好ましくは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、トリブチルアミンが挙げられる。無機塩としては、例えば、フッ化セシウムが挙げられる。
 塩基の添加量は、式(120)で表される化合物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モルであり、更に好ましくは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。本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は前駆体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級アンモニウム塩等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、上記溶媒にもよるが、通常、50℃~160℃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時間である。1時間~30時間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、アルゴンガス又は窒素ガス等で、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(120)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、更に、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、予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、予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価の基を示す。Q300及びQ400は、同一であっても異なっていてもよく、有機スズ残基を表す。]
で表される1種以上の化合物と、上記式(200)で表される1種以上の化合物とを、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として好ましくはアリーレン基及びヘテロアリーレン基であり、更に好ましくは、前述した式1~38、49~72、76~84、91~93、99~104、106~108又は110で表される構造を有するアリーレン基及びヘテロアリーレン基が挙げられる。また、E及びEの少なくとも1種は、架橋性基を有する。
 有機スズ残基としては、-SnR110 で表される基等が挙げられる。ここでR110は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基、アリール基等が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、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、ナフチル基等が挙げられる。有機スズ残基として好ましくは-SnMe、-SnEt、-SnBu、-SnPhであり、更に好ましくは-SnMe、-SnEt、-SnBuである。上記好ましい例において、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基を表す。
 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、触媒としての有効量であればよいが、式(300)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及び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、及び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)等が挙げられる。
 配位子又は助触媒を用いる場合、配位子又は助触媒の添加量は、パラジウム触媒1モルに対して、通常、0.5モル~100モルであり、好ましくは0.9モル~20モル、更に好ましくは1モル~10モルである。
 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。本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は前駆体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、上記溶媒にもよるが、通常、50℃~160℃であり、高分子化合物の高分子量化が容易であるとの観点から、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。
 上記反応を行う時間(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時間である。1時間~30時間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)内の気体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、更に、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、予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。
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、高い電荷(電子、正孔)輸送性を発揮し得ることから、該高分子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荷、又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。本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、これらの特性により、光電変換素子(特に、有機太陽電池)に好適に用いることができる。
〔光電変換組成物〕
 本光電変換素子形態に係る光電変換組成物は、第1の化合物と、第1の化合物とは異なる第2の化合物とを含有する。ここで、第1の化合物は、本光電変換素子形態に係る高分子化合物である。
 第2の化合物の第一の態様は、上述の光吸収末端波長が500nm以上1500nm以下である高分子化合物である。光吸収末端波長が500nm以上1500nm以下である高分子化合物を用いることによって光の吸収量を多くすることができ、短絡電流密度を向上させることができる。好ましくは光吸収末端波長が550nm以上1200nm以下である高分子化合物であり、さらに好ましくは光吸収末端波長が600nm以上1000nm以下である高分子化合物である。このような高分子化合物としては、例えば、以下の式で表される構成単位を有する高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を示す。ハロゲン原子、1価の有機基としては上述したものと同じものを挙げることができる。]
 第2の化合物の第二の態様は、フラーレン又はフラーレン誘導体である。フラーレン又はフラーレン誘導体を用いると電荷分離を促進して光電変換効率が向上するために好ましい。
 フラーレン及びフラーレン誘導体としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、及びこれらの誘導体が挙げられる。
 フラーレン誘導体としては、例えば、式(T-13)で表される化合物、式(T-14)で表される化合物、式(T-15)で表される化合物、式(T-16)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139
[式(T-13)、(T-14)、(T-15)、(T-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、同一であっても異なっていてもよい。Rは、アルキル基又はアリール基を表す。複数個あるRは、同一であっても異なっていてもよい。]
 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、上述のRで示される1価の有機基におけるアルキル基、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としては、例えば、式(T-17)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
[式(T-17)中、u1は、1~6の整数を示し、u2は、0~6の整数を示し、Rは、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。]
 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。
 フラーレンC60の誘導体の例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
 フラーレンC70の誘導体の例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
 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。
 また、本光電変換素子形態に係る光電変換組成物は、第2の化合物の含有量が、光電変換組成物全量を基準として、0.1質量%~99質量%である。好ましくは1質量%~80質量%であり、より好ましくは5質量%~60質量%である。
〔光電変換素子〕
 本光電変換素子形態に係る光電変換素子は、一対の電極間に、本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は光電変換組成物を含む1層以上の活性層を有する。
 本光電変換素子形態に係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。本光電変換素子形態に係る高分子化合物は分子内にp型半導体とn型半導体の特性を有するため、光電変換素子の活性層として好ましく用いられる。
 本光電変換素子形態に係る光電変換素子は、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。
 本光電変換素子形態に係る光電変換素子の他の形態は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、該電極間に本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は光電変換組成物を含む第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の活性層と、を備える光電変換素子である。第1の活性層には本光電変換素子形態に係る高分子化合物又は光電変換組成物のほかに、本発明の目的を妨げない限りにおいて、任意の電子供与性化合物や電子受容性化合物を有していてもよい。
 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)等が挙げられる。
 活性層は、本光電変換素子形態に係る高分子化合物を1種単独で含んでいても2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。活性層の正孔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、本光電変換素子形態に係る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、本光電変換素子形態に係る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、本光電変換素子形態に係る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、前述の第2の化合物の態様の一つとして説明したフラーレン又はフラーレン誘導体の定義、具体例と同じである。
 同一の活性層中に本光電変換素子形態に係る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、光電変換組成物全量を基準として、通常、0.1質量%~99質量%であり、好ましくは1質量%~80質量%であり、より好ましくは5質量%~60質量%である。
 活性層の厚さは、通常、1nm~100μmであり、好ましくは2nm~1000nmであり、より好ましくは5nm~500nmであり、更に好ましくは20nm~200nmである。
 活性層は、任意の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成膜する方法、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光電変換素子の製造方法であって、該第1の電極上に本光電変換素子形態に係る高分子化合物と溶媒とを含む溶液(一般的に、インクとも言う。)を塗布法により塗布して活性層を形成する工程と、該活性層上に第2の電極を形成する工程とを備える光電変換素子の製造方法である。本光電変換素子形態に係る高分子化合物と溶媒とを含む溶液を塗布することにより、本光電変換素子形態に係る高分子化合物を含む有機薄膜を形成することができる。
 溶液に用いる溶媒は、本光電変換素子形態に係る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。本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、通常、前記溶媒に0.1質量%以上溶解させることができる。
 溶液を用いて成膜(活性層を形成)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、インクジェット印刷法、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、インクジェット印刷法、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更に好ましい。
〔太陽電池〕
 本光電変換素子形態に係る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。また、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。
 図4は、本光電変換素子形態に係る有機薄膜太陽電池の模式断面図である。図4に示す有機薄膜太陽電池100は、基板1と、基板1上に形成された第1の電極7aと、第1の電極7a上に形成された本光電変換素子形態に係る高分子化合物を含む有機薄膜からなる活性層2と、活性層2上に形成された第2の電極7bと、を備えるものである。
 本光電変換素子形態に係る有機薄膜太陽電池においては、第1の電極7a及び第2の電極7bの一方に透明又は半透明の電極を用いる。電極材料としては、上述したものを用いることができる。高い開放電圧を得るためには、それぞれの電極として、仕事関数の差が大きくなるように選ばれることが好ましい。活性層2(有機薄膜)中には光感度を高めるために電荷発生剤、増感剤等を添加することができる。基板1としては、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板等を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よ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。本光電変換素子形態に係る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。
〔有機イメージセンサー〕
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物を用いた光電変換素子はまた、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。
〔有機トランジスタ〕
 本光電変換素子形態に係る高分子化合物は、高い電荷輸送性を発揮し得ることから、有機薄膜トランジスタにも好適に用いられる。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(即ち、活性層であり、以下同様である。)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本光電変換素子形態に係る高分子化合物を含む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、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、有機半導体層に接して設けられており、更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、本光電変換素子形態に係る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、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、本光電変換素子形態に係る高分子化合物を含む有機薄膜によって構成される。
 図5は、本光電変換素子形態に係る有機薄膜トランジスタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模式断面図である。図5に示す有機薄膜トランジスタ400は、基板10と、基板10上に所定の間隔をもって形成されたソース電極15及びドレイン電極16と、ソース電極15及びドレイン電極16を覆うようにして基板10上に形成された有機半導体層12と、有機半導体層12上に形成された絶縁層13と、ソース電極15とドレイン電極16との間の絶縁層13の領域を覆うように絶縁層13上に形成されたゲート電極14と、を備えるものである。
 本光電変換素子形態に係る有機薄膜トランジスタ400においては、有機半導体層12は、本光電変換素子形態に係る高分子化合物を含む有機薄膜から構成されており、ソース電極15とドレイン電極16との間の電流通路(チャネル)となる。また、ゲート電極14は、電圧を印加することにより有機半導体層12における電流通路(チャネル)を通る電流量を制御する。
 有機薄膜トランジスタのうち、電界効果型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば、特開平5-110069号公報に記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば、特開2004-006476号公報に記載の方法により製造することができる。
 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。
 以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔発光素子形態に係る高分子化合物〕
 まず、発光素子形態に係る高分子化合物及びそれを用いた有機EL素子についての実施例及び比較例について説明する。
(数平均分子量及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質量%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。
 LC-MSの測定は、以下の方法で行った。測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させて、LC-MS(アジレント・テクノロジー製、商品名:1100LCMSD)に1μL注入した。LC-MSの移動相には、イオン交換水、アセトニトリル、テトラヒドロフラン又はそれらの混合溶液を用い、必要に応じて酢酸を添加した。カラムは、L-column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
<合成例1:高分子化合物1の合成>
 不活性雰囲気下、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
で表される化合物10(1.8163g、1.99mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
で表される化合物11(1.1002g、1.20mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145
で表される化合物2(0.2829g、0.50mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146
で表される化合物12(0.1587g、0.30mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)、及びトルエン(47mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(24.4mg)、及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物1を1.76g得た。高分子化合物1のポリスチレン換算の数平均分子量は6.5×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.3×10であった。
 高分子化合物1は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
で表される繰り返し単位とが、50:12.5:30:7.5のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例2:高分子化合物2の合成>
 不活性雰囲気下、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000151
で表される化合物7(2.6525g、5.00mmol)、化合物2(0.6856g、1.25mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000152
で表される化合物13(2.0476g、3.00mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000153
で表される化合物14(0.3219g、0.75mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(7.0mg)、及びトルエン(50mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に17.5質量%炭酸ナトリウム水溶液(13.6mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(60.0mg)、及び、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(7.0mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物2を3.31g得た。高分子化合物2のポリスチレン換算の数平均分子量は7.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.8×10であった。
 高分子化合物2は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000154
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000155
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000156
で表される繰り返し単位とが、62.5:30:7.5のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例3:高分子化合物3の合成>
 不活性雰囲気下、化合物10(1.8163g、1.99mmol)、化合物11(1.5586g、1.70mmol)、化合物12(0.1587g、0.30mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)、及びトルエン(47mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(24.4mg)、及び、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物3を1.88g得た。高分子化合物3のポリスチレン換算の数平均分子量は5.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.4×10であった。
 高分子化合物3は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000157
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000158
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000159
で表される繰り返し単位とが、50:42.5:7.5のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例4:高分子化合物4の合成>(合成実施例1)
 不活性雰囲気下、高分子化合物3(1.5000g,2.38mmol)、フラーレンC60(シグマアルドリッチ社製)(0.5160g,0.72mmol)、及びオルトジクロロベンゼン120mLを混合させた。得られた混合液にアルゴンガスを30分間バブリングした後、190℃に加熱し、24時間撹拌した。その後、反応液をメタノールに再沈殿し、濾過、減圧乾燥を行った。
 乾燥後、得られた粗ポリマーにテトラヒドロフラン80mLを加え溶解させ、セライト濾過を行い、ポリマー溶液を得た。その後、桐山ロートの下層にセライト、上層に活性炭とシリカゲルの混合物を積層させ、ポリマー溶液を通液させた。この操作を2回繰り返した後、テトラヒドロフランを留去し、トルエンに再溶解させた。ポリマー溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物4を1.01g得た。高分子化合物4のポリスチレン換算の数平均分子量は1.4×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.3×10であった。
 また、得られた高分子化合物4の全繰り返し単位に対するフラーレン担持量は6.4モル%、担持されていないフラーレンは0.0モル%であった。
<合成例5:高分子化合物5の合成>(合成実施例2)
 不活性雰囲気下、高分子化合物1(1.5000g,2.24mmol)、フラーレンC60(シグマアルドリッチ社製)(0.4848g,0.67mmol)、及びオルトジクロロベンゼン110mLを混合させた。得られた混合液にアルゴンガスを30分間バブリングした後、190℃に加熱し、24時間撹拌した。その後、反応液をメタノールに再沈殿し、濾過、減圧乾燥を行った。
 乾燥後、得られた粗ポリマーにテトラヒドロフラン80mLを加え溶解させ、セライト濾過を行い、ポリマー溶液を得た。その後、桐山ロートの下層にセライト、上層に活性炭とシリカゲルの混合物を積層させ、ポリマー溶液を通液させた。この操作を2回繰り返した後、テトラヒドロフランを留去し、トルエンに再溶解させた。ポリマー溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物5を0.86g得た。高分子化合物5のポリスチレン換算の数平均分子量は1.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.8×10であった。
 また、得られた高分子化合物5の全繰り返し単位に対するフラーレン担持量は6.3モル%、担持されていないフラーレンは0.0モル%であった。
<合成例6:高分子化合物6の合成>
 不活性雰囲気下、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000160
で表される化合物6(5.2592g、7.12mmol)、化合物7(1.4850g、2.80mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000161
で表される化合物8(5.8007g、9.00mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000162
で表される化合物9(0.0946g、0.20mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000163
で表される化合物4(0.5909g、0.8mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(14.0mg)、及びトルエン(111mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(33.2mL)を滴下し、3時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(1.292g)、及び、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(14.0mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物6を7.56g得た。高分子化合物6のポリスチレン換算の数平均分子量は1.0×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.4×10であった。
 高分子化合物6は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000164
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000165
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000166
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000167
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000168
で表される繰り返し単位とが、36:14:45:4:1のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例7:高分子化合物7の合成>
 不活性雰囲気下、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000169
で表される化合物15(2.4925g、5.00mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000170
で表される化合物16(0.5513g、1.00mmol)、化合物8(2.5781g、4.00mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.7mg)、及びトルエン(50mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(16.6mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(60.9mg)、及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.7mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物7を3.13g得た。高分子化合物7のポリスチレン換算の数平均分子量は2.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は6.7×10であった。
 高分子化合物7は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000171
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000172
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000173
で表される繰り返し単位とが、50:40:10のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例8:高分子化合物8の合成>
 不活性雰囲気下、化合物6(7.5733g、10.23mmol)、化合物7(2.1494g、4.03mmol)、化合物3(7.635g、11.82mmol)、化合物9(0.1369g、0.29mmol)、化合物4(1.0707g、1.44mmol)、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000174
で表される化合物17(0.6895g、0.86mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(5.0mg)、及びトルエン(315mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(48.9mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(0.17g)、及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(5.0mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物8を12.48g得た。高分子化合物8のポリスチレン換算の数平均分子量は9.7×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.8×10であった。
 高分子化合物8は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000175
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000176
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000177
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000178
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000179
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000180
で表される繰り返し単位とが、36:14:41:5:1:3のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例9:高分子化合物9の合成>
 不活性雰囲気下、化合物6(2.8964g、3.92mmol)、化合物2(1.9744g、3.60mmol)、化合物4(0.2963g、0.40mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.8mg)、及びトルエン(80mL)を混合し、105℃に加熱した。反応液に17.5質量%炭酸ナトリウム水溶液(10.9mL)を滴下し、8時間還流させた。反応後、そこにフェニルボロン酸(50.0mg)、及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.8mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下、濾取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物9を2.00g得た。高分子化合物9のポリスチレン換算の数平均分子量は1.1×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.8×10であった。
 高分子化合物9は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000181
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000182
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000183
で表される繰り返し単位とが、50:45:5のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例10:高分子化合物10の合成>(合成実施例3)
 不活性雰囲気下、高分子化合物2(1.200g,2.90mmol)、フラーレンC60(シグマアルドリッチ社製)(0.6219g,0.90mmol)、及びオルトジクロロベンゼン140mLを混合させた。得られた混合液にアルゴンガスを30分間バブリングした後、190℃に加熱し、24時間撹拌した。その後、反応液をメタノールに再沈殿し、濾過、減圧乾燥を行った。
 乾燥後、得られた粗ポリマーにテトラヒドロフランを加え溶解させ、セライト濾過を行い、ポリマー溶液を得た。その後、桐山ロートの下層にセライト、上層に活性炭とシリカゲルの混合物を積層させ、ポリマー溶液を通液させた。この操作を2回繰り返した後、テトラヒドロフランを留去し、トルエンに再溶解させた。ポリマー溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物10を0.43g得た。高分子化合物10のポリスチレン換算の数平均分子量は1.1×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は3.7×10であった。
 また、得られた高分子化合物10の全繰り返し単位に対するフラーレン担持量は2.2モル%、担持されていないフラーレンは0.0モル%であった。
<合成例11:高分子化合物11の合成>
(化合物Bの合成)
 下記式で表される反応により、化合物Aから化合物Bを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000184
 撹拌器を備えた3000mLの四つ口フラスコに、6-ブロモ-1-へキセン(90.9g)、及びテトラヒドロフラン(350mL)を入れた後、9-ボラビシクロ[3.3.1]ノナン(66.6g)をゆっくり滴下し、室温で19時間保温しながら撹拌した。
 反応液に、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン-パラジウム(II)ジクロリド(8.92g)、3mol/L水酸化ナトリウム水溶液(290mL)、化合物A(40.0g)及びテトラヒドロフラン(350mL)を入れた後、70℃まで昇温し、1時間保温しながら撹拌した。
 反応液を0℃に冷却し、ヘキサン及び過酸化水素水をゆっくり加え、30分保温しながら撹拌した。有機層を水で洗浄し、得られた有機層を濃縮し、粗生成物をシリカゲルカラム(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル混合液)を用いて精製し、無色透明オイルとして化合物Bを25.2g得た。
 LC-MS(APCI、positive):[M+H]266
(化合物1の合成)
 下記式で表される反応により、化合物Bから化合物1を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000185
 撹拌器を備えた300mLの四つ口フラスコに、化合物B(16.7g)、化合物C(20.8g)、及びメチルトリオクチルアンモニウムクロライド(Aliquat336、シグマアルドリッチ社製)(0.92g)を入れた後、85℃まで昇温し、1時間保温しながら撹拌した。そこに、40質量%水酸化カリウム水溶液(24mL)をゆっくり滴下し、85℃で3時間保温しながら撹拌した。
 反応液を室温に戻し、水及びジクロロメタンを加え、有機層と水層を分離した。有機層を水で洗浄し、得られた有機層を濃縮し、粗生成物を得た。粗生成物を、イソプロパノールとトルエンの混合液で再結晶し、白色固体として化合物1を15.2g得た。
 LC-MS(APCI、positive):[M+H]668
(高分子化合物11の合成)
 不活性雰囲気下、化合物10(1.8090g、1.99mmol)、化合物2(0.1132g、0.20mmol)、化合物11(1.1002g、1.20mmol)、化合物1(0.4032g、0.60mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.8mg)、及びトルエン(50ml)を混合し、105℃に加熱した。
 反応液に、20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(7ml)を滴下し、4時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(24.4mg)、及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.8mg)を加え、更に16.5間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下し、濾取することで沈殿物を得た。
 この沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物11を1.98g得た。高分子化合物11のポリスチレン換算の数平均分子量は5.2×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.2×10であった。
 高分子化合物11は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000186
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000187
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000188
で表される繰り返し単位と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000189
で表される繰り返し単位とが、50:5:30:15のモル比で構成されてなるランダム共重合体である。
<合成例12:高分子化合物12の合成>(合成実施例4)
 不活性雰囲気下、高分子化合物11(1.5426g,2.38mmol)、フラーレンC60(シグマアルドリッチ社製)(0.5163g,0.72mmol)、及びオルトジクロロベンゼン120mLを混合させた。得られた混合液にアルゴンガスを30分間バブリングした後、190℃に加熱し、24時間撹拌した。その後、反応液をメタノールに再沈殿し、濾過、減圧乾燥を行った。
 乾燥後、得られた粗ポリマーにテトラヒドロフラン80mLを加え溶解させ、セライト濾過を行い、ポリマー溶液を得た。その後、桐山ロートの下層にセライト、上層に活性炭とシリカゲルの混合物を積層させ、ポリマー溶液を通液させた。この操作を2回繰り返した後、テトラヒドロフランを留去し、トルエンに再溶解させた。ポリマー溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物12を1.11g得た。高分子化合物12のポリスチレン換算の数平均分子量は1.5×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は5.3×10であった。
 また、得られた高分子化合物12の全繰り返し単位に対するフラーレン担持量は4.5モル%、担持されていないフラーレンは0.0モル%であった。
<有機EL素子の作製>
(実施例1)
 スパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(H.C.Starck社、商品名:AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚さで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間加熱して乾燥させた。
 次に、高分子化合物1と高分子化合物5とをそれぞれ、キシレンに溶解させ0.7質量%のキシレン溶液を調製した。
 次に、高分子化合物1と高分子化合物5との固形分の質量比が80:20となるように、高分子化合物1のキシレン溶液と高分子化合物5のキシレン溶液を混合した。このキシレン溶液を用いてスピンコートすることにより、厚さ20nmの薄膜を形成した。これを窒素ガス雰囲気中において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱した。
 次に、高分子化合物6をキシレンに溶解させ、1.3質量%のキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いてスピンコートすることにより厚さ65nmの薄膜を形成し、窒素雰囲気中において130℃で10分加熱して乾燥させた後、陰極としてバリウムを約5nm、次いでアルミニウムを約80nm蒸着して、有機EL素子を作製した。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は7.1cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2420時間後に半減した。
(実施例2)
 実施例1における高分子化合物1に代えて、高分子化合物2を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は7.5cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2030時間後に半減した。
(実施例3)
 実施例1における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物5のみからなるキシレン溶液を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は4.8cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2325時間後に半減した。
(実施例4)
 実施例1における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物3及び高分子化合物4を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られた、最大発光効率は6.9cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2310時間後に半減した。
(実施例5)
 実施例1における高分子化合物6のキシレン溶液に代えて、高分子化合物7と下記式(L-1)で表されるイリジウム錯体との固形分の質量比が80:20となるように混合したキシレン溶液を用いてスピンコートすることにより、厚さ80nmの薄膜を形成した以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000190
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から510nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は16.2cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は380時間後に半減した。
(実施例6)
 実施例1における高分子化合物6に代えて、高分子化合物8を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から520nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は12.0cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は61740時間後に半減した。
(実施例7)
 実施例1における高分子化合物6のキシレン溶液に代えて、高分子化合物9と下記式(L-2)で表されるイリジウム錯体との固形分の質量比が92.5:7.5となるように混合したキシレン溶液を用いてスピンコートすることにより、厚さ80nmの薄膜を形成した以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000191
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から625nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は6.2cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は20320時間後に半減した。
(実施例8)
 実施例1における高分子化合物5に代えて、高分子化合物10を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は6.1cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2290時間後に半減した。
(実施例9)
 実施例1における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物2及び高分子化合物10を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は4.2cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2460時間後に半減した。
(実施例10)
 実施例1における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物3及び高分子化合物12を用いた以外は実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は5.7cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は2920時間後に半減した。
(実施例11)
 実施例6における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物2及び高分子化合物10を用いた以外は実施例6と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から520nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は11.9cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は50890時間後に半減した。
(実施例12)
 実施例6における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物3及び高分子化合物12を用いた以外は実施例6と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から520nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は14.0cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は67110時間後に半減した。
(実施例13)
 実施例7における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物2及び高分子化合物10を用いた以外は実施例7と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から625nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は6.0cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は22310時間後に半減した。
(実施例14)
 実施例7における高分子化合物1及び高分子化合物5に代えて、高分子化合物3及び高分子化合物12を用いた以外は実施例7と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から625nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は6.0cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は24520時間後に半減した。
(比較例1)
 実施例1における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物1のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は8.4cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は860時間後に半減した。
(比較例2)
 実施例2における高分子化合物2と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物2のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例2と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は8.8cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は1041時間後に半減した。
(比較例3)
 実施例4における高分子化合物3と高分子化合物4を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物3のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例4と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は8.5cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は1001時間後に半減した。
(比較例4)
 実施例5における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物1のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例5と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から510nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は18.8cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は280時間後に半減した。
(比較例5)
 実施例6における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物1のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例6と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から520nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は14.2cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は32970時間後に半減した。
(比較例6)
 実施例7における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物1のみのキシレン溶液を用いた以外は、実施例7と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から625nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は7.2cd/Aであった。
 上記で得られた有機EL素子を初期輝度が1000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度は16800時間後に半減した。
(比較例7)
 実施例1における高分子化合物1と高分子化合物5を混合したキシレン溶液に代えて、高分子化合物1とフラーレンC60との固形分の質量比が92.5:7.5となるように調製したキシレン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、有機EL素子を作製した。
 得られた有機EL素子に電圧を印加したところ、この素子から465nmにピークを有するEL発光が得られ、最大発光効率は3.2cd/Aと大きく低下した。
 実施例及び比較例の結果を表1に示す。表1中、各層に記載した「種類」及び「比率」は、各層に用いた高分子化合物(又はIr錯体)の種類とその混合比(質量比)を示す。また、「ピーク」はEL発光のピーク、「輝度寿命」は輝度半減寿命を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000192
 高分子化合物4、5、10及び12は、発光素子形態に係る高分子化合物に該当する。高分子化合物4、5、10又は12を正孔輸送層に含む有機EL素子は、優れた輝度寿命を示した。
〔光電変換素子形態に係る高分子化合物〕
 次に、光電変換素子形態に係る高分子化合物及びそれを用いた光電変換素子についての実施例及び比較例について説明する。
(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。
(数平均分子量及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質量%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。
<合成例101:化合物G-1の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000193
 内部の気体をアルゴンガスで置換した4つ口フラスコに、3-ブロモチオフェン13.0g(80.0mmol)、及び、ジエチルエーテル80mLを入れて均一な溶液とした。該溶液を-78℃に保ったまま、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(2.6M、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、更に室温(25℃)で30分攪拌した。反応液を再度-78℃に冷却し、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(2.6M、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、更に室温(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、そこに、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、濾過後、濾液を濃縮して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G-1を28g得た。
<合成例102:化合物G-2の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000194
 4つ口フラスコに、合成例101で合成したビスヨードチエニルメタノール(化合物G-1)10.5g(23.4mmol)、及び、塩化メチレン150mLを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。反応液を濾過して不溶物を除去後、濾液を濃縮し、化合物G-2を10.0g(22.4mmol)得た。
<合成例103:化合物G-3の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000195
 内部の気体をアルゴンガスで置換したフラスコに、合成例102で合成した化合物G-2を10.0g(22.4mmol)、銅粉末を6.0g(94.5mmol)、及び、脱水N,N-ジメチルホルムアミドを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マグネシウムで乾燥し、有機層を濾過し、濾液を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム(展開溶媒:クロロホルム)で精製し、化合物G-3を3.26g得た。ここまでの操作を複数回行った。
<合成例104:化合物G-4の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000196
 メカニカルスターラーを備え、内部の気体をアルゴンガスで置換した4つ口フラスコに、合成例103で合成した化合物G-3を3.85g(20.0mmol)、クロロホルムを50mL、及び、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、エバポレーターで濾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G-4を534mg得た。合成例104の操作を複数回行った。
 化合物G-4のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H NMR(CDCl、ppm):δ 7.64(d、1H)、7.43(d、1H)、7.27(d、1H)、7.10(d、1H)。
<合成例105:化合物G-5の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000197
 内部の気体をアルゴンガスで置換した4つ口フラスコに、化合物G-4を1.00g(4.80mmol)、及び、脱水テトラヒドロフランを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、濾過後、酢酸エチル溶液をシリカゲルカラムに通し、濾液の溶媒を留去し、化合物G-5を1.50g得た。
 化合物G-5のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H NMR(CDCl、ppm):δ 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)。
<合成例106:化合物G-6の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000198
 内部の気体をアルゴンガスで置換したフラスコに、化合物G-5 1.50gとトルエン30mLと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、濾過後、溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラム(展開溶媒:ヘキサン)で生成し、化合物G-6を1.33g得た。ここまでの操作を複数回行った。
 化合物G-6のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H NMR(CDCl、ppm):δ 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)。
<合成例107:化合物G-7の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000199
 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G-6を2.16g(4.55 mmol)、及び、脱水テトラヒドロフランを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、濾過後、濾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、予め5質量%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G-7を3.52g(3.34mmol)得た。
<合成例108:化合物G-8の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000200
 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)、及び、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℃に加熱して、6時間反応を行った。その後、反応液に水を加え、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、濾過した。濾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G-8を10.5g(61.0mmol)得た。
 化合物G-8のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H NMR(CDCl、ppm):δ 7.75(t、2H)。
 19F NMR(CDCl、ppm):δ -128.3(s、2F)。
<合成例109:化合物G-9の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000201
 フラスコに化合物G-8を2.00g(11.6mmol)、及び、鉄粉0.20g(3.58mmol)を入れ、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、5質量%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。濾過後、濾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に溶解させ、その後、25℃まで冷却した。析出した結晶を濾過回収し、その後、室温(25℃)で減圧乾燥して化合物G-9を1.50g得た。
 化合物G-9のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 19F NMR(CDCl、ppm):δ -118.9(s、2F)。
<合成例110:化合物G-10の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000202
 アルゴン雰囲気下、ジビニルカルビノール(25.24g)、トリエチルオルトアセテート(340g)、及びプロピオン酸(0.20g)を混合し、ディーンスターク装置を用いエタノールを除去しながら4時間、130℃に加温して還流させた。反応終了後、得られた反応液を、冷却し、そこに、ヘキサンとイオン交換水を加え、60℃で3時間攪拌した。分液後、有機層をイオン交換水で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。得られた有機層を、アルミナフラッシュカラムに通し、濃縮した。得られたオイルに、再度ヘキサン、イオン交換水、及びプロピオン酸(0.20g)を加え、60℃で8時間攪拌した。分液後、有機層をイオン交換水で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。得られた有機層を、アルミナフラッシュカラムに通し、濃縮することにより、化合物G-10を28g得た。
 化合物G-10のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H-NMR(270MHz,CDCl、ppm):δ 1.25(t,3H),2.07(q,2H),2.41(m,4H),5.05(dd,2H),5.70(m,1H),6.09(dd,1H),6.29(m,1H)。
<合成例111:化合物G-11の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000203
 アルゴン雰囲気下、化合物G-10(14.65g)、及びジエチルエーテル(770mL)を混合し、0℃に冷却した。次に、得られた混合液に、1Mリチウムアルミニウムハイドライド・ジエチルエーテル溶液(50mL)を1時間かけて滴下し、0℃を維持したまま1時間攪拌した。得られた反応液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液(100mL)をゆっくりと滴下し、反応を停止させた後、有機層を水で3回洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。得られた有機層を、アルミナフラッシュカラムに通し、濃縮することにより化合物G-11を8.0g得た。
 化合物G-11のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H-NMR(270MHz,CDCl、ppm):δ 1.67(tt,2H),2.13-2.28(m,3H),3.63(q,2H),5.04(dd,2H),5.72(dd,1H),6.07(dd,1H),6.30(m,1H)。
<合成例112:化合物G-12の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000204
 アルゴン雰囲気下、化合物G-11(18.98g)、及びジクロロメタン(730mL)を混合し、0℃に冷却した。得られた混合液に、トリエチルアミン(58mL)を滴下し、次いで、メタンスルホニルクロライド(24mL)を滴下し、0℃を保ったまま2時間攪拌した。得られた反応液に水を加えて反応を停止させた後、ジエチルエーテルで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥させることにより黄色オイルを32g得た。
 アルゴン雰囲気下、上記黄色オイル(32g)、臭化リチウム(36g)、及び、テトラヒドロフラン(400mL)を混合し、7時間還流した。得られた反応液を冷却し、イオン交換水とトルエンを加え、分液を行い、有機層をイオン交換水で5回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。得られた有機層を濃縮し、ヘキサンを加えた後、アルミナフラッシュカラムに通し、濃縮した。得られたオイルを分留(3mmHg、27℃)することにより化合物G-12を15.1g得た。
 化合物G-12のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 H-NMR(270MHz,CDCl、ppm):δ 1.96(tt,2H),2.22-2.29(m,2H),3.41(t,2H),5.05(dd,2H),5.65(m,1H),6.10(dd,1H),6.30(m,1H)。
<合成例113:化合物G-13の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000205
 アルゴン雰囲気下、4つ口フラスコ中で、化合物G-12(5.29g)、2,7-ジブロモフルオレン(4.67g)、及びジメチルスルホキシド(DMSO)(35mL)を混合した。得られた混合液に、乳鉢ですりつぶした水酸化カリウム(3.43g)とヨウ化カリウム(0.17g)を加え、85℃で、45分加温した。得られた混合液に、イオン交換水と酢酸エチルを加え、分液を行った後、有機層を飽和食塩水で10回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮した。得られたオイルをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン)で精製することにより、化合物G-13を白色固体として4.9g得た。
 化合物G-13のNMRスペクトルデータ及びマススペクトルデータを以下に示す。
 H-NMR(270MHz,CDCl、ppm):δ 0.68(m,4H),1.81-1.96(m,8H),4.99(dd,4H),5.44(m,2H),5.89(dd,2H),6.22(td,2H),7.47(m,6H)。
 MS(APCI-MS:Positive)m/z:512(〔M〕)。
<合成例114:重合体Aの合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000206
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000207
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000208
 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G-7を400mg(0.380mmol)、化合物G-9を106.5mg(0.323mmol)、化合物G-13を10mg(0.020mmol)、及び、トルエン25mLを入れて均一溶液とした。得られたトルエン溶液に対して、アルゴンガスを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5.22mg(0.00570mmol)、及び、トリス(2-トルイル)ホスフィン10.4mg(0.0342mmol)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100mg加え、更に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濾過して回収し、得られたポリマーを、円筒濾紙に入れ、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。円筒濾紙内に残ったポリマーを、トルエン100mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム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、有機層を水で2回洗浄し、次いで、3質量%の酢酸水溶液で2回洗浄し、次いで、水で2回洗浄し、次いで、5質量%フッ化カリウム水溶液で2回洗浄し、次いで、水で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。ポリマーを濾過後、乾燥し、得られたポリマーをo-ジクロロベンゼンに再度溶解し、アルミナ/シリカゲルカラムに通した。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、ポリマーを濾過後、乾燥し、精製された重合体202mg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3.8×10であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が2.4×10であった。
<実施例101:光電変換組成物Aの製造>
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換したフラスコに、上記合成例114で得られた重合体Aを100mg、フラーレンC60(nanom purple ST、フロンティアカーボン社製)を250mg、及び、オルトジクロロベンゼンを50mL入れて均一溶液として、100℃で6時間反応させた。反応後、反応液を室温に冷却し、シリカゲルカラムに通した。得られた溶液をメタノールに注ぎこみ、析出した固体を濾過し、メタノールで洗浄して黒色固体277mgを得た。この黒色固体を光電変換組成物Aと呼称する。光電変換組成物Aは、下記の構造式を有する重合体Bと遊離のフラーレンC60の混合物(重合体B:フラーレンC60=5:95(質量比))であると推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000209
(式中、a、b、c及びdは、繰り返し単位数を表す。)
<実施例102:インク及び有機薄膜太陽電池の作製及び評価>
 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、光電変換組成物A(10mg)をオルトジクロロベンゼン(2mL)に溶解し、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、光電変換組成物Aを含む有機膜を作製した(厚さ約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の正四角形であった。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3.04mA/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0.50であり、光電変換効率(η)は、1.07%であった。
<比較例101>
 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A及びフラーレンC60(nanom purple ST、フロンティアカーボン社製)(重合体A/フラーレンC60の質量比=1/2)をオルトジクロロベンゼンに溶解し(重合体AとフラーレンC60との質量の合計は、インク2の全量に対して2.0質量%)、インク2を製造した。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AとフラーレンC60を含む有機膜を作製した(厚さ約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の正四角形であった。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2.54mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.70Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.43であり、光電変換効率(η)は、0.76%であった。
<合成例115:重合体Cの合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000210
 フラスコに、化合物G-14を270mg(0.509mmol)と化合物G-13を250mg(0.488mmol)、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130mg加え、トルエン26mLに溶解させ、得られたトルエン溶液に対してアルゴンガスを30分バブリングした。その後、酢酸パラジウム 1.71mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン9.4mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7質量%)を2.6mL加え、還流下で3時間攪拌を行った。その後、そこにフェニルボロン酸50mgを加えて、更に2時間還流下で攪拌した。その後、そこに、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。該トルエン層を水で2回、3質量%酢酸水で2回、更に水で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、トルエンに溶解した。次に、得られたトルエン溶液をシリカゲル/アルミナカラムに通し、精製した。得られたトルエン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203mg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8.2×10であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が3.5×10であった。
<実施例103:光電変換組成物Bの製造>
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換したフラスコに、上記合成例115で得られた重合体Cを100mg、フラーレンC60(nanom purple ST、フロンティアカーボン社製)を132mg、オルトジクロロベンゼンを50mL入れて均一溶液として、100℃で2時間反応させた。反応後、反応液を室温に冷却し、シリカゲルカラムに通した。得られた溶液をメタノールに注ぎこみ、析出した固体を濾過し、メタノールで洗浄して黒色固体191mgを得た。この黒色固体を光電変換組成物Bと呼称する。光電変換組成物Bは下記の構造式を有する重合体Dと遊離のフラーレンC60の混合物(重合体D:フラーレンC60=50:50(質量比))であると推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000211
(式中、a、b及びcは、繰り返し単位数を表す。)
<合成例116:重合体Eの合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000212
 フラスコに、化合物G-15を7302mg(15.94mmol)、化合物G-16を8469mg(14.34mmol)、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)を3940mg入れ、トルエン789mLに溶解させ、得られたトルエン溶液に対して、アルゴンガスを30分間バブリングした。その後、酢酸パラジウム53.66mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン294.8mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7質量%)を78.9mL加え、還流下で5時間攪拌を行った。その後、フェニルボロン酸1096mgを加えて、更に2時間還流下で攪拌した。その後、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム143gと水712mL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。該トルエン層を水で2回、3質量%酢酸水で2回、更に水で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、トルエンに溶解した。次に、得られたトルエン溶液をシリカゲル/アルミナカラムに通し、精製した。得られたトルエン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8120mgを得た。以下、この重合体を重合体Eという。重合体Eは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1.43×10であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が2.52×10であった。また、重合体Eの光吸収末端波長は650nmであった。
 光電変換組成物B及び重合体Eを用いて作製された有機薄膜太陽電池は、高い短絡電流密度及び高い光電変換効率を示すことが期待される。
<合成例117:化合物G-18の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000213
 三つ口ナスフラスコに攪拌子を入れ、コンデンサー及び熱電対を取り付けた。3-ブロモベンゾシクロブタン(4.1g)及びテトラヒドロフラン(69mL)を仕込み、ドライアイス-アセトンバスで-78℃まで冷却した。n-ブチルリチウム(16.9mL)を加えて2時間攪拌し、化合物G-17(4.1g)をテトラヒドロフラン(12mL)に溶かした溶液を滴下した。2時間-78℃で攪拌後、更に室温で4時間攪拌した。氷浴で冷やしながら水をゆっくりと加え、分液ロートに移して洗浄し、更に水で2回洗浄した。得られた有機層は硫酸マグネシウムを用いて脱水し、固体を濾過して溶液を濃縮した。その結果、化合物G-18を含む固体を8.1g(収率99.9%、LC純度73.0%)得た。
<合成例118:化合物G-19の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000214
 ナスフラスコに化合物G-18を仕込み、ジクロロメタン(24mL)を加えて溶液とした。氷浴で0℃に冷却後、BF・EtO(7.0mL)を滴下漏斗より滴下した。1時間攪拌後、更にBF・EtO(7.0mL)を加えて1時間攪拌し、室温で5時間攪拌した。水を加えて攪拌した後、分液ロートへ移し、クロロホルムで3回抽出した。得られた有機層は硫酸ナトリウムで乾燥後、溶液を濃縮し、クロロホルムを加えた。加熱還流しながらメタノールを加えて結晶化を行い、得られた結晶を濾過した。この結晶をクロロホルムに加えて加熱し、メタノールを加えて室温で2時間攪拌した。生じた結晶を濾過して乾燥した。目的とする化合物G-19を白色固体として2.0g(収率35.0%、LC純度99.5%)得た。
 化合物G-19のNMRスペクトルデータを以下に示す。
 HNMR(300MHz,CDCl、ppm):δ 7.56(d,8.1Hz,2H),7.49(d,1.2Hz,2H),7.45(dd,8.1,1.2Hz,2H),7.01(d,7.8Hz,2H),6.92(d,7.8Hz,2H), 6.81(s,2H),3.11(s,4H)
<合成例119:重合体Fの合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000215
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000216
 フラスコに、化合物G-14を267mg(0.503mmol)と化合物G-19を250mg(0.473mmol)、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129mg入れ、トルエン26mLに溶解させ、得られたトルエン溶液に対してアルゴンガスを30分間バブリングした。その後、酢酸パラジウム1.70mg、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン9.3mg、炭酸ナトリウム水溶液(16.7質量%)を2.6mL加え、還流下で2時間攪拌を行った。その後、フェニルボロン酸29mgを加えて、更に2時間還流下で攪拌した。その後、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム4.7gと水23mL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。該トルエン層を水で2回、3質量%酢酸水で2回、更に水で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、トルエンに溶解した。次に、得られたトルエン溶液をシリカゲル/アルミナカラムに通し、精製した。得られたトルエン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219mgを得た。以下、この重合体を重合体Fという。重合体Fは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1.01×10であり、ポリスチレン換算の数平均分子量が4.2×10であった。
<実施例104:光電変換組成物Cの製造>
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換したフラスコに、上記合成例119で得られた重合体Fを100mg、フラーレンC60(nanom purple ST、フロンティアカーボン社製)を130mg、オルトジクロロベンゼンを50mL入れて均一溶液として、100℃で2時間反応させた。反応後、反応液を室温に冷却し、シリカゲルカラムに通した。得られた溶液をメタノールに注ぎこみ、析出した固体を濾過し、メタノールで洗浄して黒色固体121mgを得た。この黒色固体を光電変換組成物Cと呼称する。光電変換組成物Cは下記の構造式を有する重合体Gと遊離のフラーレンC60の混合物であると推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000217
(式中、a、b及びcは、繰り返し単位数を表す。)
 光電変換組成物Cを用いて作製された有機薄膜太陽電池は、高い短絡電流密度及び高い光電変換効率を示すことが期待される。
 1…基板、2…活性層、7a、7b…電極、10…基板、12…有機半導体層、13…絶縁層、14…ゲート電極、15…ソース電極、16…ドレイン電極、20…基板、22…陽極、23…電荷注入層、24…正孔輸送層、25…発光層、26…電子輸送層、27…電荷注入層、28…陰極、30…基板、31…陽極、32…正孔輸送層、33…発光層、34…陰極、35…保護層、100…有機薄膜太陽電池、200…有機EL素子(構成p)、220…有機EL素子(構成h)、300…面状光源、400…有機薄膜トランジスタ。

Claims (28)

  1.  繰り返し単位の少なくとも一部が炭素クラスター構造を含む基を有する高分子化合物。
  2.  アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有する、請求項1に記載の高分子化合物。
  3.  アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位及び複素環単位からなる群より選ばれる1種以上の単位と、芳香族アミン単位と、を繰り返し単位として有する、請求項1又は2に記載の高分子化合物。
  4.  芳香族アミン単位が、下記一般式(2)で表される単位及び一般式(3)で表される単位からなる群より選ばれる1種以上である、請求項2又は3に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(2)中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、又は非置換若しくは置換の2価の複素環基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。cは0又は1を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [一般式(3)中、Rは、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。]
  5.  アリーレン単位が、フルオレン構造を有する単位である、請求項2~4のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  6.  共役系高分子である、請求項1~5のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  7.  前記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位が、下記一般式(5A)で表される、請求項1~6のいずれか一項に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [一般式(5A)中、Arは、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換のヘテロアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の複素環基、又は非置換若しくは置換の2価の芳香族アミン残基を示す。Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、C~C20の非置換若しくは置換のアルキレン基、C~C20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。環Fは炭素クラスター構造を示す。mは1~4の整数を示す。Wは、炭素原子を含む2価の基、又はケイ素原子を示す。Zは、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子から選ばれるヘテロ原子、又は炭素原子を示す。pは0~12の整数、qは0又は1を示す。ここで、pが0のとき、qは1であり、かつWはケイ素原子である。pが1のとき、Zは炭素原子である。pが2以上のとき、複数存在するZの少なくとも1つはヘテロ原子であってもよく、隣り合う炭素原子間の結合は単結合又は不飽和結合であり、Wとしての、炭素原子を含む2価の基は、Zを含む環と一緒になって環を形成していてもよい。なお、R、R、X、W、Z、p、q及び環Fが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
  8.  前記炭素クラスター構造が、フラーレンを含む構造である、請求項7に記載の高分子化合物。
  9.  前記フラーレンがフラーレンC60である、請求項8に記載の高分子化合物。
  10.  前記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位が、下記一般式(6)で表される、請求項8又は9に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [一般式(6)中、Yは、単結合、酸素原子、硫黄原子、非置換若しくは置換のアルキレン基、又は非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、単結合、C~C20の非置換若しくは置換のアルキレン基、C~C20の非置換若しくは置換のアリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示す。R10は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、又は架橋性基を示す。tは1又は2を示す。R、R及びYが複数ある場合、それらは、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
  11.  アリーレン単位、ヘテロアリーレン単位、複素環単位、及び芳香族アミン単位からなる群より選ばれる2種以上を繰り返し単位として有し、前記繰り返し単位の少なくとも一部が架橋性基を含有する前駆体高分子化合物と、炭素クラスターと、を反応させることにより得ることのできる高分子化合物。
  12.  前記架橋性基を含有する繰り返し単位が、下記一般式(7)で表される単位である、請求項11に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [一般式(7)中、R11は、架橋性基を示す。R12は、水素原子、架橋性基、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を示す。]
  13.  正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群より選ばれる1種以上の材料と、請求項1~12のいずれか一項に記載の高分子化合物と、を含有する組成物。
  14.  請求項1~12のいずれか一項に記載の高分子化合物と、溶媒とを含有する溶液。
  15.  請求項1~12のいずれか一項に記載の高分子化合物、又は請求項13に記載の組成物を用いて得られる薄膜。
  16.  請求項15に記載の薄膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  17.  請求項15に記載の薄膜を正孔輸送層として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子。
  18.  請求項16又は17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する面状光源。
  19.  請求項16又は17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置。
  20.  アリーレン単位及びヘテロアリーレン単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を繰り返し単位として有する、請求項1に記載の高分子化合物。
  21.  前記炭素クラスター構造を含む基が、フラーレンC60の誘導体から水素原子を1個除いた基、フラーレンC70の誘導体から水素原子を1個除いた基、又はフラーレンC84の誘導体から水素原子を1個除いた基である、請求項1又は20に記載の高分子化合物。
  22.  前記炭素クラスター構造を含む基を有する繰り返し単位が、全繰り返し単位の合計に対して、5モル%以上100モル%以下である、請求項1~12、20及び21のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  23.  第1の化合物と、該第1の化合物とは異なる第2の化合物とを含有し、
     前記第1の化合物が、請求項20~22のいずれか一項に記載の高分子化合物であり、
     前記第2の化合物が、フラーレン若しくはフラーレン誘導体、又は、光吸収末端波長が500nm以上1500nm以下である高分子化合物であり、
     前記第2の化合物の含有量が、全量を基準として、0.1質量%~99質量%である光電変換組成物。
  24.  一対の電極と、該電極間に少なくとも1層の活性層とを有し、
     前記活性層に、請求項20~22のいずれか一項に記載の高分子化合物、又は請求項23に記載の光電変換組成物を含有する光電変換素子。
  25.  請求項24に記載の光電変換素子を有する太陽電池。
  26.  請求項24に記載の光電変換素子を有するイメージセンサー。
  27.  請求項25に記載の太陽電池を含む太陽電池モジュール。
  28.  ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層とを有し、該活性層中に請求項20~22のいずれか一項に記載の高分子化合物を含有する有機薄膜トランジスタ。
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