WO2013051676A1 - 高分子化合物及び電子素子 - Google Patents

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substituent
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吉村 研
健一郎 大家
岳仁 加藤
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住友化学株式会社
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a polymer compound having a specific structure and an electronic device using the same.
  • the adoption of a solar system using a pn junction type silicon solar cell or the like on the roof of a house has been proposed, the single crystal, polycrystalline and amorphous silicon used in the silicon solar cell are in the manufacturing process. There is a problem that high temperature and high vacuum conditions are required.
  • the organic thin film solar cell which is one aspect of the organic photoelectric conversion element can omit the high temperature and high vacuum process used in the manufacturing process of the silicon-based solar cell, and can be manufactured inexpensively only by the coating process. Attention has been paid.
  • a polymer compound used for an organic thin film solar cell a polymer compound composed of a repeating unit (A) and a repeating unit (B) has been proposed (WO2011 / 052709).
  • an organic photoelectric conversion element having an organic layer containing the polymer compound does not necessarily have sufficient photoelectric conversion efficiency.
  • This invention provides the high molecular compound from which a photoelectric conversion efficiency becomes large when it uses for the organic layer contained in an organic photoelectric conversion element. That is, this invention provides the high molecular compound containing the structural unit represented by Formula (1), and the structural unit represented by Formula (2).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Y 1 represents an oxygen atom, a sulfur atom or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Ring Z 1 and ring Z 2 each independently represent an aromatic carbocyclic ring that may have a substituent or a heterocyclic ring that may have a substituent.
  • R 2 is different from R 1 and represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Y 2 represents an oxygen atom, a sulfur atom, or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Ring Z 3 and ring Z 4 each independently represent an aromatic carbocyclic ring that may have a substituent or a heterocyclic ring that may have a substituent.
  • the present invention provides the polymer compound further comprising a structural unit represented by the formula (3).
  • Ar 1 has an arylene group or a substituent which may have a substituent, unlike the structural unit represented by formula (1) and the structural unit represented by formula (2). It represents a divalent heterocyclic group which may be present.
  • the polymer compound of the present invention includes a structural unit represented by the formula (1) and a structural unit represented by the formula (2).
  • R in formula (1) 1 Represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 1 As the substituent represented by, for example, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted alkylthio group, an optionally substituted aryl group, An optionally substituted aryloxy group, an optionally substituted arylthio group, an optionally substituted arylalkyl group, an optionally substituted arylalkoxy group, an optionally substituted arylalkylthio group, an acyl Group, acyloxy group, amide group, acid imide group, imino group, amino group, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, hetero
  • R 1 Examples of the halogen atom represented by the formula include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
  • R 1 The alkyl group represented by may be linear, branched, or cyclic. The alkyl group usually has 1 to 30 carbon atoms. The alkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl tomb, pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl.
  • hexyl group isohexyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, nonyl group
  • chain alkyl groups such as decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group and eicosyl group, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and adamantyl group.
  • the alkyl part of the alkoxy group represented by may be linear, branched or cyclic.
  • the alkoxy group may have a substituent.
  • the alkoxy group usually has 1 to 20 carbon atoms, and examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, 1 to 20 carbon atoms).
  • Specific examples of the alkoxy group which may have a substituent include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and a cyclohexyl group.
  • R 1 The alkyl part of the alkylthio group represented by the formula may be linear, branched or cyclic. The alkylthio group may have a substituent.
  • the alkylthio group usually has 1 to 20 carbon atoms, and examples of the substituent include a halogen atom.
  • substituents include a halogen atom.
  • Specific examples of the alkylthio group which may have a substituent include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an isopropylthio group, a butylthio group, an isobutylthio group, a tert-butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, and a cyclohexylthio group.
  • R 1 Is a group obtained by removing one hydrogen atom on an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon, and usually has 6 to 60 carbon atoms.
  • the aryl group may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • aryl group which may have a substituent include a phenyl group and a C1 to C12 alkoxyphenyl group (C1 to C12 alkoxy represents an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms.
  • C1 to C12 alkoxy Is preferably C1 to C8 alkoxy, more preferably C1 to C6 alkoxy, C1 to C8 alkoxy being alkoxy having 1 to 8 carbon atoms, and C1 to C6 alkoxy being 1 to 8 carbon atoms. It is an alkoxy of 6.
  • C1-C12 alkoxy, C1-C8 alkoxy and C1-C6 alkoxy include those described and exemplified above for the alkoxy group, and the same applies to the following.
  • C1 to C12 alkylphenyl group (C1 to C12 alkyl represents alkyl having 1 to 12 carbon atoms.
  • C1 to C12 alkyl is preferably Or C1 to C8 alkyl, more preferably C1 to C6 alkyl, C1 to C8 alkyl represents alkyl having 1 to 8 carbon atoms, and C1 to C6 alkyl represents 1 to 6 carbon atoms.
  • C1 to C12 alkyl, C1 to C8 alkyl, and C1 to C6 alkyl include those described and exemplified above for the alkyl group, and the same applies to the following.
  • a naphthyl group, 2-naphthyl group, and a pentafluorophenyl group are mentioned.
  • R 1 In general, the aryloxy group has 6 to 60 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • An oxy group is mentioned.
  • R 1 Is usually 6 to 60 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent.
  • substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • the arylthio group which may have a substituent include a phenylthio group, a C1-C12 alkoxyphenylthio group, a C1-C12 alkylphenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 2-naphthylthio group and a pentafluorophenylthio group.
  • Groups. R 1 In general, the arylalkyl group represented by the formula has 7 to 60 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • R 1 In general, the arylalkoxy group represented by the formula has 7 to 60 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent.
  • substituents examples include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • arylalkoxy group which may have a substituent include a phenyl-C1 to C12 alkoxy group, a C1 to C12 alkoxyphenyl-C1 to C12 alkoxy group, a C1 to C12 alkylphenyl-C1 to C12 alkoxy group, Examples include 1-naphthyl-C1 to C12 alkoxy groups and 2-naphthyl-C1 to C12 alkoxy groups.
  • R 1 Is usually 7 to 60 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent.
  • substituents include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • arylalkylthio group which may have a substituent include a phenyl-C1-C12 alkylthio group, a C1-C12 alkoxyphenyl-C1-C12 alkylthio group, a C1-C12 alkylphenyl-C1-C12 alkylthio group, Examples include 1-naphthyl-C1-C12 alkylthio group and 2-naphthyl-C1-C12 alkylthio group.
  • the acyl group represented by the formula means a group excluding the hydroxyl group in the carboxylic acid, and the carbon number thereof is usually 2-20.
  • Specific examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, a pivaloyl group, a trifluoroacetyl group, an alkylcarbonyl group which may be substituted with a halogen having 2 to 20 carbon atoms, a benzoyl group, Examples thereof include a phenylcarbonyl group which may be substituted with a halogen such as a pentafluorobenzoyl group.
  • R 1 An acyloxy group represented by the formula means a group in which a hydrogen atom in a carboxylic acid is removed, and usually has 2 to 20 carbon atoms. Specific examples of the acyloxy group include an acetoxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, an isobutyryloxy group, a pivaloyloxy group, a benzoyloxy group, a trifluoroacetyloxy group, and a pentafluorobenzoyloxy group.
  • amide group examples include a formamide group, an acetamide group, a propioamide group, a butyroamide group, a benzamide group, a trifluoroacetamide group, a pentafluorobenzamide group, a diformamide group, a diacetamide group, a dipropioamide group, a dibutyroamide group, and a dibenzamide group.
  • R 1 Means an imide (—CO—NH—CO—) from which one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom has been removed, and specific examples include a succinimide group and a phthalimide group. .
  • the substituted amino group represented by is one in which one or two hydrogen atoms of the amino group are substituted, and the substituent may be, for example, an optionally substituted alkyl group or a substituted one.
  • An aryl group An optionally substituted alkyl group and the optionally substituted aryl group are the same as the specific examples of the optionally substituted alkyl group and the optionally substituted aryl group represented by R. is there.
  • the substituted amino group usually has 1 to 40 carbon atoms.
  • substituted amino group examples include methylamino group, dimethylamino group, ethylamino group, diethylamino group, propylamino group, dipropylamino group, isopropylamino group, diisopropylamino group, butylamino group, isobutylamino group, 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, Cyclopentylamino group, dicyclopentylamino group, cyclohexylamino group, dicyclohexylamino group, pyrrolidyl group, piperidyl
  • an alkyl group which may be substituted and an aryl group which may be substituted are substituted.
  • Specific examples of the optionally substituted alkyl group and the optionally substituted aryl group include R 1
  • Specific examples of the alkyl group which may be substituted and the aryl group which may be substituted are the same as those described above.
  • substituted silyl group examples include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tripropylsilyl group, triisopropylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, tri-p-xylylsilyl group, tribenzylsilyl group, Examples include a diphenylmethylsilyl group, a tert-butyldiphenylsilyl group, and a dimethylphenylsilyl group.
  • R 1 The substituted silyloxy group represented by is a group in which an oxygen atom is bonded to the above substituted silyl group.
  • substituted silyloxy group examples include trimethylsilyloxy group, triethylsilyloxy group, tripropylsilyloxy group, triisopropylsilyloxy group, tert-butyldimethylsilyloxy group, triphenylsilyloxy group, tri-p-xylyl group.
  • examples thereof include a silyloxy group, a tribenzylsilyloxy group, a diphenylmethylsilyloxy group, a tert-butyldiphenylsilyloxy group, and a dimethylphenylsilyloxy group.
  • R 1 Is a group in which a sulfur atom is bonded to the above substituted silyl group.
  • substituted silylthio group examples include trimethylsilylthio group, triethylsilylthio group, tripropylsilylthio group, triisopropylsilylthio group, tert-butyldimethylsilylthio group, triphenylsilylthio group, and tri-p-xylyl.
  • examples thereof include a silylthio group, a tribenzylsilylthio group, a diphenylmethylsilylthio group, a tert-butyldiphenylsilylthio group, and a dimethylphenylsilylthio group.
  • the substituted silylamino group represented by is one in which one or two hydrogen atoms of the amino group are substituted with a substituted silyl group, and the substituted silyl group is as described above.
  • Specific examples of the substituted silylamino group include trimethylsilylamino group, triethylsilylamino group, tripropylsilylamino group, triisopropylsilylamino group, tert-butyldimethylsilylamino group, triphenylsilylamino group, tri-p-xylyl.
  • the heterocyclic group represented by may be substituted 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, quinolidine,
  • an aromatic heterocyclic group is preferable.
  • R 1 Examples of the heterocyclic oxy group represented by the formula include a group represented by the formula (4) in which an oxygen atom is bonded to the above heterocyclic group.
  • R 1 Examples of the heterocyclic thio group represented by formula (1) include a group represented by the formula (5) in which a sulfur atom is bonded to the above heterocyclic group.
  • Ar 2 represents a heterocyclic group.
  • the heterocyclic oxy group usually has 2 to 60 carbon atoms.
  • heterocyclic oxy group examples include thienyloxy group, C1-C12 alkylthienyloxy group, pyrrolyloxy group, furyloxy group, pyridyloxy group, C1-C12 alkylpyridyloxy group, imidazolyloxy group, pyrazolyloxy group, triazolyl group. And a ruoxy group, an oxazolyloxy group, a thiazoleoxy group, and a thiadiazoleoxy group.
  • the heterocyclic thio group usually has 2 to 60 carbon atoms.
  • heterocyclic thio group examples include thienyl mercapto group, C1-C12 alkyl thienyl mercapto group, pyrrolyl mercapto group, furyl mercapto group, pyridyl mercapto group, C1-C12 alkyl pyridyl mercapto group, imidazolyl mercapto group, pyrazolyl mercapto group. , Triazolyl mercapto group, oxazolyl mercapto group, thiazole mercapto group and thiadiazole mercapto group.
  • the arylalkenyl group represented by the formula has 8 to 20 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent.
  • the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • Specific examples of the arylalkenyl group include a styryl group.
  • R 1 In general, the arylalkynyl group represented by the formula has 8 to 20 carbon atoms, and the aryl moiety may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • arylalkynyl group examples include a phenylacetylenyl group.
  • R 1 In the carboxy group represented by the formula, a hydrogen atom in the carboxy group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the substituted carboxy group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a propoxycarbonyl group.
  • R 2 Is R 1 And represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 2 The definition and specific examples of the substituent represented by 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by Y in formula (1) 1 Is an oxygen atom, a sulfur atom or -N (R 3 )-.
  • R 3 Represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 3 The definition and specific examples of the substituent represented by 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by Y in formula (2) 2 Is an oxygen atom, a sulfur atom or -N (R 3 )-.
  • ring Z 1 And ring Z 2 Each independently represents an aromatic carbocyclic ring which may have a substituent or a heterocyclic ring which may have a substituent.
  • Ring Z 1 And ring Z 2 examples of the aromatic carbocycle represented by the formula include a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, perylene ring, tetracene ring, and pentacene ring.
  • the aromatic carbocycle is preferably a benzene ring or a naphthalene ring, and more preferably a benzene ring.
  • Ring Z 1 And ring Z 2 As the heterocyclic ring represented by, for example, pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, acridine ring, phenanthroline ring, thiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene A ring, a furan ring, a benzofuran ring, a dibenzofuran ring, a pyrrole ring, an indole ring, a dibenzopyrrole ring, a silole ring, a benzosilol ring, a dibenzosilole ring, a borol ring, a benzoborol ring, and a dibenzoborol ring.
  • the sulfur atom in the thiophene ring, benzothiophene ring and dibenzothiophene ring may be substituted with an oxo group to form a cyclic sulfoxide or a cyclic sulfone.
  • Ring Z 1 And ring Z 2 The heterocyclic ring represented by is preferably an aromatic heterocyclic ring.
  • the aromatic heterocyclic ring is preferably a thiophene ring, a furan ring or a pyrrole ring, more preferably a thiophene ring or a furan ring, and even more preferably a thiophene ring.
  • Ring Z 1 And ring Z 2 Specific examples of the substituent that the aromatic carbocycle and the heterocyclic ring represented by 1 Specific examples of the substituent represented by In formula (2), ring Z 3 And ring Z 4 Each independently represents an aromatic carbocyclic ring which may have a substituent or a heterocyclic ring which may have a substituent.
  • Ring Z 3 And ring Z 4 Specific examples of the aromatic carbocycle and heterocyclic ring represented by 1 And ring Z 2 The same as the specific examples of the aromatic carbocycle and heterocyclic ring represented by Ring Z 3 And ring Z 4 The definition and specific examples of the substituent that the aromatic carbocycle and the heterocycle represented by 1 The definition and specific examples of the substituent represented by From the viewpoint of increasing the solubility of the polymer compound of the present invention in an organic solvent, ring Z 1 , Ring Z 2 , Ring Z 3 And ring Z 4
  • the aromatic carbocycle and the heterocycle represented by the formula are an alkyl group which may be substituted, an alkoxy group which may be substituted, an aryloxy group which may be substituted and an aryl group which may be substituted.
  • R 1 Represents the same meaning as described above.
  • R represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the definition and specific examples of the substituent represented by R are R 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by As the structural unit represented by the formula (2), structural units represented by the formula (401) to the formula (475), and aromatic carbocycles or aromatic heterocycles contained in these structural units are included. Examples include structural units having a substituent.
  • R 2 And R represent the same meaning as described above.
  • R 1 And R 2 are preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, an arylalkyl group and an arylalkoxy group, more preferably an alkyl group, an aryl group and an arylalkyl group, and even more preferably an alkyl group.
  • R 1 Is preferably a branched alkyl group
  • R 2 Is preferably a linear alkyl group.
  • R 1 Examples of the structural unit represented by the formula (1) in which is a branched alkyl group include structural units represented by the formula (1-1) to the formula (1-12).
  • R 1 The number of carbon atoms is preferably 5 to 20, more preferably 8 to 16, and particularly preferably 10 to 15.
  • the structural units represented by the formulas (1-2) to (1-10) are preferable.
  • R 2 Examples of the structural unit represented by Formula (2) in which is a linear alkyl group include structural units represented by Formula (2-1) to Formula (2-8).
  • R 2 The carbon number is preferably 6 to 20, more preferably 8 to 16, and particularly preferably 10 to 15.
  • the polymer compound of the present invention may have a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2).
  • the structural unit represented by Formula (3) is mentioned, for example.
  • Ar 1 Is different from the structural unit represented by Formula (1) and the structural unit represented by Formula (2), and represents an arylene group or divalent heterocyclic group which may have a substituent.
  • the arylene group represented by the formula means a group obtained by removing two hydrogen atoms on an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon, and the carbon number thereof is usually 6 to 60.
  • the arylene group may have a substituent.
  • substituents include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • alkoxy group for example, having 1 to 20 carbon atoms.
  • arylene group which may have a substituent include a phenylene group which may have a substituent (for example, the following formulas 1 to 3), and a naphthalenediyl group which may have a substituent (described below).
  • the group having a condensed ring structure includes a fluorene-diyl group (the following formulas 36 to 38).
  • the divalent heterocyclic group represented by the formulas may have an optionally substituted 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, india Lysine, indoline, isoindoline, chromene, chroman, isochroman, benzopyran, quinoline, isoquinoline, iso
  • Examples of the substituent include a halogen atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
  • Examples of the divalent heterocyclic group include the following groups. Divalent heterocyclic group containing nitrogen as a hetero atom: a pyridine-diyl group optionally having a substituent (the following formulas 39 to 44). A diazaphenylene group optionally having a substituent (the following formulas 45 to 48). A quinolinediyl group optionally having a substituent (the following formulas 49 to 63). A quinoxalinediyl group optionally having a substituent (the following formulas 64-68). An acridinediyl group which may have a substituent (the following formulas 69 to 72).
  • a bipyridyldiyl group optionally having a substituent (the following formulas 73 to 75).
  • a phenanthrolinediyl group optionally having a substituent (the following formulas 76 to 78).
  • a group having a fluorene structure containing silicon, nitrogen, sulfur, selenium and the like as a hetero atom (the following formulas 79 to 93).
  • 5-membered ring heterocyclic group containing silicon, nitrogen, sulfur, selenium and the like as a hetero atom (the following formulas 94 to 98).
  • 5-membered ring condensed hetero groups containing silicon, nitrogen, sulfur, selenium and the like as a hetero atom (the following formulas 99 to 110).
  • a 5-membered ring heterocyclic group containing silicon, nitrogen, sulfur, selenium or the like as a heteroatom, which is bonded at the ⁇ -position of the heteroatom to form a dimer or oligomer (the following formulas 111 to 112).
  • a 5-membered ring heterocyclic group containing silicon, nitrogen, sulfur, selenium or the like as a hetero atom, and a group bonded to the phenyl group at the ⁇ -position of the hetero atom (the following formulas 113 to 119).
  • a group in which a benzene ring and a thiophene ring are condensed (the following formulas 120 to 122).
  • R represents the same meaning as described above.
  • Ar 1 Is preferably a structural unit represented by formula (3-1) to formula (3-8).
  • R 21 ⁇ R 38 Each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • X 21 ⁇ X 29 Each independently represents a sulfur atom, an oxygen atom or a selenium atom.
  • R 21 ⁇ R 38 The definition and specific examples of the substituent represented by 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by R 21 , R 22 And R 35 are preferably an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group and an optionally substituted alkylthio group, more preferably an optionally substituted alkyl group and an optionally substituted alkoxy group.
  • An alkyl group which may be substituted is preferable. From the viewpoint of enhancing the solubility of the polymer compound of the present invention, the alkyl group is preferably a branched alkyl group.
  • R 23 , R 24 , R 27 , R 28 , R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 37 And R 38 Is preferably a halogen atom or a hydrogen atom, more preferably a fluorine atom or a hydrogen atom.
  • R 25 , R 26 , R 29 And R 30 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group and an optionally substituted arylalkyl group, and a hydrogen atom and an optionally substituted arylalkyl group Is more preferable.
  • R 36 Is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an acyl group or an acyloxy group, more preferably an acyl group or an acyloxy group.
  • X in Formula (3-1) to Formula (3-8) 21 ⁇ X 29 Each independently represents a sulfur atom, an oxygen atom or a selenium atom.
  • X 21 ⁇ X 29 Is preferably a sulfur atom or an oxygen atom, more preferably a sulfur atom.
  • Ar 1 Is more preferably a structural unit represented by formula (3-1) to formula (3-6), and particularly preferably a structural unit represented by formula (3-2). Specific examples of the structural unit represented by Formula (3-2) include structural units represented by Formula (3-2-1) to Formula (3-2-9).
  • R ' represents a substituent.
  • the definition and specific examples of the substituent represented by R ′ are R 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by When the polymer compound of the present invention is composed of the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2), the total number of the structural units possessed by the polymer compound of the present invention is 100.
  • the number of structural units represented by formula (1) is preferably 20 to 80, and the number of structural units represented by formula (2) is preferably 20 to 80.
  • the polymer compound of the present invention comprises the structural unit represented by the formula (1), the structural unit represented by the formula (2), and the structural unit represented by the formula (3)
  • the polymer compound of the present invention When the total number of structural units possessed by is 100, the number of structural units represented by formula (1) is preferably 20 to 50, and the total number of structural units possessed by the polymer compound of the present invention is 100.
  • the number of structural units represented by formula (2) is preferably 20 to 50, and the number of structural units represented by formula (3) when the total number of structural units possessed by the polymer compound of the present invention is defined as 100. Is preferably 30 to 60.
  • the polymer compound of the present invention may have an arbitrary structural unit in addition to the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (2).
  • An arbitrary structural unit includes a divalent organic group.
  • a group represented by the following formula (1000) is a preferred example.
  • R 4 Represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 4 The definition and specific examples of the substituent represented by 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by Y 4 Is an oxygen atom, a sulfur atom or -N (R 3 )-.
  • R 3 Represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R 3 The definition and specific examples of the substituent represented by 1
  • the definition and specific examples of the substituent represented by Ring Z 5 And ring Z 6 Each independently represents an aromatic carbocyclic ring which may have a substituent or a heterocyclic ring which may have a substituent.
  • Ring Z 5 And ring Z 6 Specific examples of the aromatic carbocycle and heterocyclic ring represented by 1 And ring Z 2 The same as the specific examples of the aromatic carbocycle and heterocyclic ring represented by Ring Z 5 And ring Z 6 The definition and specific examples of the substituent that the aromatic carbocycle and the heterocycle represented by 1 The definition and specific examples of the substituent represented by R 4 As, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted aryloxy group, an optionally substituted aryl group, The aryloxy group which may be substituted is more preferably an aryl group which may be substituted.
  • Examples of such a divalent organic group include structures represented by the following formulas (1001) to (1020).
  • the formulas (1001) to (1020) the formula (1001), the formula (1003), the formula (1004), the formula (1005), and the formula (1008) are preferable, and the formula (1001) and the formula (1008) are more preferable.
  • the polymer compound of the present invention has a structural unit represented by the formula (1000), it is represented by the structural unit represented by the formula (1), the structural unit represented by the formula (2), and the formula (1000).
  • the structural unit represented by the formula (1000) is preferably 20 to 80
  • the structural unit represented by the formula (1) is preferably 10 to 40
  • the formula (2) The structural unit represented is preferably 10 to 40.
  • the polymer compound of the present invention is generally a compound having a weight average molecular weight of 1000 or more.
  • the weight average molecular weight of the polymer compound in the present invention is preferably from 3,000 to 10,000,000, more preferably from 8,000 to 5,000,000, particularly preferably from 10,000 to 1,000,000. If the weight average molecular weight is lower than 3000, defects may occur in film formation during device fabrication, and if it exceeds 10000000, solubility in a solvent and applicability during device fabrication may be degraded.
  • the weight average molecular weight means a weight average molecular weight in terms of polystyrene calculated using a standard sample of polystyrene using gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the polymer compound of the present invention preferably has a solubility capable of producing a solution containing 0.01% by weight or more of the polymer compound, and can produce a solution containing 0.1% by weight or more. It is more preferable to have solubility, and it is more preferable to have solubility capable of producing a solution containing 0.4% by weight or more.
  • the polymer compound comprising the structural unit represented by formula (2), the structural unit represented by formula (3), and the structural unit represented by formula (1000) is not particularly limited.
  • a method using a Suzuki coupling reaction or a Stille coupling reaction is preferable.
  • Q 100 And Q 200 Each independently represents a dihydroxyboryl group [—B (OH) 2 ] Or a boric acid ester residue.
  • E 1 Is preferably a structural unit represented by formula (3-1) to formula (3-8).
  • the total number of moles of two or more compounds represented by formula (200) used in the reaction is excessive with respect to the total number of moles of one or more compounds represented by formula (100). Is preferred.
  • the total number of moles of two or more compounds represented by the formula (200) used in the reaction is 1 mole
  • the total number of moles of the one or more compounds represented by the formula (100) is 0.6-0.
  • the amount is preferably 99 mol, more preferably 0.7 to 0.95 mol.
  • the boric acid ester residue means a group obtained by removing a hydroxyl group from a boric acid diester, and examples thereof include a dialkyl ester residue, a diaryl ester residue, and a di (arylalkyl) ester residue.
  • boric acid ester residue examples include the following formula: (In the formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.) The group etc. which are represented by these are illustrated. T in equation (200) 1 And T 2
  • the halogen atom represented by the formula include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. In view of the ease of synthesis of the polymer compound, a bromine atom and an iodine atom are preferable, and a bromine atom is more preferable.
  • T in equation (200) 1
  • T 2 Is a sulfonic acid (-SO 3 H) means an atomic group obtained by removing acidic hydrogen from alkyl sulfonate group (for example, methane sulfonate group, ethane sulfonate group), aryl sulfonate group (for example, benzene sulfonate group, p-toluene sulfonate group). , Arylalkyl sulfonate groups (eg, benzyl sulfonate groups) and trifluoromethane sulfonate groups.
  • alkyl sulfonate group for example, methane sulfonate group, ethane sulfonate group
  • aryl sulfonate group for example, benzene sulfonate group, p-toluene 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.
  • the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction include a Pd (0) catalyst and a Pd (II) catalyst.
  • the addition amount of the palladium catalyst is not particularly limited as long as it is an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 mol to 0.5 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (100). The amount is preferably 0.0003 mol to 0.1 mol.
  • a phosphorus compound such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine is added as a ligand.
  • the addition amount of the ligand is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, more preferably 1 mol to 10 mol with respect to 1 mol of the palladium catalyst. is there.
  • the base used for the Suzuki coupling reaction include inorganic bases, organic bases, and inorganic salts.
  • 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 amount of the base added is usually 0.5 mol to 100 mol, preferably 0.9 mol to 20 mol, more preferably 1 mol to 10 mol, relative to 1 mol of the compound represented by the formula (100). is there.
  • the Suzuki coupling reaction is usually performed in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, toluene, dimethoxyethane, and tetrahydrofuran.
  • 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, as needed.
  • the temperature at which the Suzuki coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and 60 to 120 ° C.
  • the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
  • the reaction time may be reached when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 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. For example, it is performed in a system sufficiently deaerated with argon gas or nitrogen gas.
  • the polymerization vessel was sufficiently replaced with nitrogen gas, degassed, and then degassed by adding a degassed solvent such as toluene by bubbling with nitrogen gas in advance.
  • a base degassed by bubbling with nitrogen gas in advance for example, an aqueous sodium carbonate solution, is dropped into this solution, and then heated and heated, for example, while maintaining an inert atmosphere at the reflux temperature for 8 hours. Polymerize.
  • E 3 Is preferably a structural unit represented by formula (3-1) to formula (3-8).
  • substituted stannyl group -SnR 100 3 The group etc. which are represented by these are mentioned. Where R 100 Represents a monovalent organic group.
  • Examples of the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
  • the alkyl group usually has 1 to 30 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl tomb, a pentyl group, Isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group Chain alkyl groups such as nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecy
  • Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the substituted stannyl group is preferably -SnMe 3 , -SnEt 3 , -SnBu 3 , -SnPh 3 And more preferably -SnMe 3 , -SnEt 3 , -SnBu 3 It is.
  • Me represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group
  • Bu represents A butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • T in equation (200) 1 And T 2 Examples of the halogen atom represented by the formula include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. In view of the ease of synthesis of the polymer compound, a bromine atom and an iodine atom are preferable.
  • T in equation (200) 1 And T 2 Examples of the alkyl sulfonate group represented by the formula 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.
  • palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] palladium acetates
  • dichlorobis (triphenylphosphine) palladium
  • palladium acetate 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 for the Stille coupling reaction is not particularly limited as long as it is an effective amount as a catalyst, but is usually 0.0001 per 1 mol of the compound represented by the formula (100). The amount is from mol to 0.5 mol, preferably from 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, tris (2-furyl) phosphine, triphenylarsine, and triphenoxyarsine.
  • Examples include arsenic compounds.
  • Examples of the cocatalyst include copper iodide, copper bromide, copper chloride, and copper (I) 2-thenoylate.
  • the amount of ligand or promoter added is usually 0.5 to 100 moles, preferably 0.9 to 20 moles per mole of palladium catalyst. More preferably, it is 1 mol to 10 mol.
  • the Stille coupling reaction is usually performed in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like.
  • the temperature at which the Stille coupling reaction is performed depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
  • the time for performing the reaction may be the end point when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 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 charged with a compound represented by the formula (300), a compound represented by the formula (200), A palladium catalyst is charged, and the polymerization vessel is sufficiently replaced with nitrogen gas, degassed, and then bubbled with nitrogen gas in advance to add a degassed solvent, for example, toluene, and then coordinate as necessary.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound of the present invention is preferably 1 ⁇ 10 3 ⁇ 1 ⁇ 10 8 It is.
  • Number average molecular weight in terms of polystyrene is 1 ⁇ 10 3 When it is above, it becomes easy to obtain a tough thin film. Meanwhile, 10 8 In the following cases, the solubility is high and the production of the thin film is easy.
  • the number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound of the present invention is preferably 3000 or more.
  • the terminal group of the polymer compound of the present invention is protected with a stable group because if the polymerization active group remains as it is, there is a possibility that the characteristics and life of the element obtained when used for the preparation of the element may be reduced. May be.
  • Those having a conjugated bond continuous with the conjugated structure of the main chain are preferable, and for example, a structure bonded to an aryl group or a heterocyclic group via a vinylene group may be used.
  • the monomer used as the raw material of the polymer compound of the present invention can be synthesized, for example, according to the description in WO2011 / 052709.
  • the compound of the present invention preferably has a light absorption terminal wavelength of 700 nm or more, more preferably 800 nm or more, and more preferably 900 nm or more. Compounds are particularly preferred.
  • the light absorption terminal wavelength means a value obtained by the following method.
  • a spectrophotometer for example, JASCO-V670, made by JASCO Corporation
  • JASCO-V670 since the measurable wavelength range is 200 to 1500 nm, the 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 as the substrate.
  • a thin film containing the compound of the present invention is formed on the substrate from a solution containing the compound of the present invention or a melt containing the compound of the present invention.
  • film formation from a solution drying is performed after film formation.
  • an absorption spectrum of the laminate of the thin film and the substrate is obtained.
  • the difference between the absorption spectrum of the laminate of the thin film and the substrate and the absorption spectrum of the substrate is obtained as the absorption spectrum of the thin film.
  • the vertical axis represents the absorbance of the compound of the present invention
  • the horizontal axis represents the wavelength.
  • the absorbance of the absorption peak with the longest wavelength among the absorption peaks is defined as 100%, and the intersection of the absorption peak and a straight line parallel to the horizontal axis (wavelength axis) including the absorbance of 50% of the absorption peak.
  • the intersection point that is longer than the peak wavelength is taken as the first point.
  • the intersection point between the absorption peak and a straight line parallel to the wavelength axis containing 25% of the absorbance, which is longer than the peak wavelength of the absorption peak is defined as a second point.
  • the intersection of the straight line connecting the first point and the second point and the reference line is defined as the light absorption terminal wavelength.
  • the reference line is the intersection of the absorption peak and the straight line parallel to the wavelength axis including the absorbance of 10% at the absorption peak of the longest wavelength, where the absorbance of the absorption peak is 100%.
  • the third point on the absorption spectrum that is 100 nm longer than the reference wavelength and the absorption spectrum that is 150 nm longer than the reference wavelength with reference to the wavelength of the intersection that is longer than the peak wavelength of the absorption peak A straight line connecting the top and the fourth point. Since the compound of the present invention can exhibit high electron and / or hole transport properties, when an organic thin film containing the compound is used in a device, it is generated by electrons or holes injected from an electrode or light absorption. Charge can be transported.
  • the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention has one or more active layers containing the polymer compound of the present invention between a pair of electrodes.
  • a preferred form of the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention is formed from a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and an organic composition of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor. Having an active layer.
  • the polymer compound of the present invention is preferably used as a p-type organic semiconductor.
  • the photoelectric conversion element produced using the polymer compound of the present invention is usually formed on a substrate.
  • the substrate may be any substrate that does not chemically change when the electrodes are formed and the organic layer is formed. Examples of the material for the substrate include glass, plastic, polymer film, and silicon.
  • the opposite electrode that is, the electrode far from the substrate
  • the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention is the first active layer containing the compound of the present invention between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and the first activity.
  • Examples of transparent or translucent electrodes include conductive metal oxide films and translucent metal thin films. 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 A film of gold, platinum, silver, copper or the like is used, and a film of ITO, indium / zinc / oxide, or tin oxide is preferable.
  • Examples of 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 its derivatives, polythiophene and its derivatives 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.
  • 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 active layer may contain the compound of the present invention alone or in combination of two or more.
  • compounds other than the polymer compound of the present invention can be mixed and used as the electron donating compound and / or the electron accepting compound in the active layer.
  • the electron-donating compound and the electron-accepting compound are relatively determined from the energy level of the energy level of these compounds.
  • the electron-donating compound in addition to the compound of the present invention, for example, pyrazoline derivative, arylamine derivative, stilbene derivative, triphenyldiamine derivative, oligothiophene and its derivative, polyvinylcarbazole and its derivative, polysilane and its derivative, side chain
  • polysiloxane derivatives having an aromatic amine residue in the 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 of the present invention, for example, carbon materials, metal oxides such as titanium oxide, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof Derivatives, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof Derivatives, polyfluorenes and derivatives thereof, phenanthroline derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (basocuproin), fullerenes, fullerene derivatives, Mashiku are titanium oxide, carbon nanotubes, metal
  • the fullerene derivative represents a compound in which at least a part of fullerene is modified.
  • Examples of the fullerene derivative include a compound represented by formula (6), a compound represented by formula (7), a compound represented by formula (8), and a compound represented by formula (9).
  • R a Is an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, a heterocyclic group or a group having an ester structure. Multiple R a May be the same or different.
  • R b Represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group. Multiple R b May be the same or different.
  • R a Examples of the group having an ester structure represented by the formula (10) include a group represented by the formula (10).
  • R c Represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or a heterocyclic group.
  • C 60 Specific examples of the fullerene derivative include the following compounds.
  • C 70 Specific examples of the fullerene derivative 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- And C61 butyric acid methyl ester ([6,6] -Thienyl C61 butyric acid methyl ester).
  • the active layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention preferably contains a composition containing the compound of the present invention and an electron-accepting compound.
  • the electron accepting compound is preferably a fullerene derivative.
  • the ratio of the fullerene derivative is preferably 10 to 1000 parts by weight, preferably 20 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the compound of the present invention. More preferably, it is a part.
  • the active layer is preferably a thin film made of the polymer compound of the present invention and a thin film made of the polymer compound of the present invention and an electron-accepting compound.
  • the thickness of the active layer is usually preferably 1 nm to 100 ⁇ m, more preferably 2 nm to 1000 nm, still more preferably 5 nm to 500 nm, and more preferably 20 nm to 200 nm.
  • the method for producing the active layer may be produced by any method, and examples thereof include film formation from a solution containing a polymer compound and film formation by vacuum deposition.
  • a preferred method for producing an organic photoelectric conversion element is a method for producing an element having a first electrode and a second electrode, and having an active layer between the first electrode and the second electrode. And applying a solution (ink) containing the compound of the present invention and a solvent on the first electrode by a coating method to form an active layer, and forming a second electrode on the active layer.
  • the active layer may be formed using a solution containing the polymer compound of the present invention, an electron accepting compound and a solvent.
  • the solvent used for film formation from a solution may be any solvent that dissolves the compound of the present invention.
  • the solvent examples include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobutane, Examples thereof include halogenated hydrocarbon solvents such as bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran.
  • hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicycl
  • the polymer compound of the present invention can usually be dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by weight or more.
  • 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 further preferable that the value is small.
  • the compound of the present invention can also be used for organic thin film transistors.
  • the organic thin film transistor has a configuration including a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between these electrodes, and a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path.
  • the organic semiconductor layer is constituted by the organic thin film described above.
  • a field effect organic thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between them, a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path, and an organic semiconductor layer and a gate electrode It is preferable to provide an insulating layer disposed between the two.
  • the source electrode and the drain electrode are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer (active layer), and the gate electrode is preferably provided with an insulating layer in contact with the organic semiconductor layer interposed therebetween.
  • the organic semiconductor layer is constituted by an organic thin film containing the polymer compound of the present invention.
  • the static induction organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer (active layer) serving as a current path between them, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path. It is preferable to be provided in the organic semiconductor layer.
  • the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode provided in the organic semiconductor layer are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer.
  • the structure of the gate electrode may be a structure in which a current path flowing from the source electrode to the drain electrode is formed and the amount of current flowing through the current path can be controlled by a voltage applied to the gate electrode. An electrode is mentioned.
  • the organic semiconductor layer is constituted by an organic thin film containing the compound of the present invention.
  • the compound of the present invention can also be used for an organic electroluminescence device (organic EL device).
  • An organic EL element has a light emitting layer between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent.
  • the organic EL element may include a hole transport layer and an electron transport layer in addition to the light emitting layer.
  • the compound of the present invention is contained in any one of the light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer.
  • the light emitting layer may contain a charge transport material (which means a generic term for an electron transport material and a hole transport material).
  • an organic EL element an element having an anode, a light emitting layer, and a cathode, and an anode, a light emitting layer, and an electron having an electron transport layer containing an electron transport material adjacent to the light emitting layer between the cathode and the light emitting layer.
  • an element having an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode an element having an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode.
  • the organic photoelectric conversion element using the compound of the present invention can be operated as an organic thin film solar cell by generating photovoltaic power between the electrodes by irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode. it can. It can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells. Also, by applying 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, a photocurrent flows and it can be operated as an organic photosensor. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.
  • Organic thin-film solar cells can have basically the same module structure as conventional solar cell modules.
  • the solar cell module generally has a structure in which a cell is formed on a support substrate such as metal or ceramic, and the cell is covered with a filling resin or protective glass, and light is taken in from the opposite side of the support substrate. It is also possible to use a transparent material such as tempered glass for the support substrate, configure a cell thereon, and take in light from the transparent support substrate side.
  • a module structure called a super straight type, a substrate type, and a potting type, a substrate integrated module structure used in an amorphous silicon solar cell, and the like are known.
  • the organic thin-film solar cell produced using the compound of the present invention 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 side 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.
  • Various types of 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 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 reaction solution was stirred at -78 ° C for 30 minutes, and then stirred at room temperature (25 ° C) for 2 hours. Thereafter, the flask was cooled to ⁇ 78 ° C., and 3.37 g (10.4 mmol) of tributyltin chloride was added to the reaction solution. After the addition, the reaction solution was stirred at ⁇ 78 ° C. for 30 minutes, and then stirred at room temperature (25 ° C.) for 3 hours. Thereafter, 200 ml of water was added to the reaction solution to stop the reaction, and ethyl acetate was added to extract the reaction product.
  • the organic layer was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off with an evaporator.
  • the obtained oily substance was purified with a silica gel column in which the developing solvent was hexane to obtain 3.55 g (3.20 mmol) of Compound 2.
  • silica gel of the silica gel column silica gel previously immersed in hexane containing 10% by weight of triethylamine for 5 minutes and then rinsed with hexane was used.
  • Example 1 (Synthesis of Polymer Compound A) Compound 300 synthesized in accordance with the description of WO2011 / 052709, Compound 3 synthesized in accordance with the description of WO2011 / 052709, Compound 840 mg (0.757 mmol), compounded in accordance with the description of WO2011 / 052709, in a 300 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon 4 was added to 471 mg (1.43 mmol) and 107 ml of toluene to obtain a uniform solution.
  • 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 using a Soxhlet extractor.
  • the polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 53 mL of o-dichlorobenzene, 1.21 g of sodium diethyldithiocarbamate and 12 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.
  • polymer compound A After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 200 ml of water, then twice with 200 mL of a 3% by weight aqueous acetic acid solution and then twice with 200 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol. To precipitate the polymer.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 62 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 802 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound A.
  • Example 2 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) Surface treatment was performed by irradiating a glass substrate with an ITO film having a thickness of 150 nm by a sputtering method using a UV ozone cleaning device. Next, polymer compound A and fullerene C60PCBM (phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.) were dissolved in orthodichlorobenzene so that the weight ratio of C60PCBM to polymer compound A was 3, and ink 1 was added. Manufactured. In ink 1, the total weight of polymer compound A and C60PCBM was 2.0% by weight based on the weight of ink 1.
  • C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester
  • the ink 1 was applied onto a glass substrate by spin coating to produce an organic film containing the polymer compound A.
  • the thickness of the organic film was about 100 nm. It was 890 nm when the light absorption terminal wavelength of the organic film was measured.
  • lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 2 nm on the organic film by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm to produce an organic thin film solar cell.
  • the shape of the obtained organic thin film solar cell was a square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the obtained organic thin film solar cell is irradiated with constant 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 14.5 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.71 V, ff (fill factor) is 0.66, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) Was 6.76%.
  • Example 3 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • fullerene C70PCBM [6,6] phenyl-C71 butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co.
  • fullerene C60PCBM fullerene C60PCBM
  • the photoelectric conversion efficiency, Short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm. Jsc (short circuit current density) is 18.1 mA / cm 2
  • Voc open-circuit voltage
  • ff fill factor (curve factor)
  • photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 8.31%.
  • the obtained oily substance was purified with a silica gel column whose developing solvent was hexane to obtain 9.42 g (7.90 mmol) of Compound 6.
  • silica gel of the silica gel column silica gel previously immersed in hexane containing 10% by weight of triethylamine for 5 minutes and then rinsed with hexane was used.
  • Example 4 Synthesis of Polymer Compound B
  • a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon 205.8 mg (0.195 mmol) of compound 3 synthesized according to the description of WO2011 / 052709, 233.1 mg (0.195 mmol) of compound 6, and description of WO2011 / 052709
  • 123 mg (0.373 mmol) of compound 4 synthesized according to the above and 29 ml of toluene were added to obtain a uniform solution.
  • 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 15 mL of o-dichlorobenzene, 0.31 g of sodium diethyldithiocarbamate and 3 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.
  • polymer compound B After removing the aqueous layer, the organic layer is washed twice with 50 ml of water, then twice with 50 mL of a 3% by weight aqueous acetic acid solution and then twice with 50 mL of water, and the resulting solution is poured into methanol. To precipitate the polymer.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 17 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 188 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound B.
  • Example 5 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound B was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-end voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm.
  • Jsc short-circuit current density
  • Voc open-circuit voltage
  • ff fill factor
  • photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 5.83%.
  • the polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 15 mL of o-dichlorobenzene, 0.31 g of sodium diethyldithiocarbamate and 3 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 50 ml of water, then twice with 50 mL of a 3% by weight aqueous acetic acid solution and then twice with 50 mL of water, and the resulting solution is poured into methanol. To precipitate the polymer. The polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 20 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column.
  • Example 2 Comparative Example 1 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound C was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-circuit voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm.
  • 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 15 mL of o-dichlorobenzene, 0.3 g of sodium diethyldithiocarbamate and 3 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.
  • polymer compound D After removing the aqueous layer, the organic layer is washed twice with 50 ml of water, then twice with 50 mL of a 3% by weight aqueous acetic acid solution and then twice with 50 mL of water, and the resulting solution is poured into methanol. To precipitate the polymer.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 23 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 208 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound D.
  • Example 2 Comparative Example 2 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound D was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-end voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm. Jsc (short circuit current density) is 7.23 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.59 V, ff (fill factor (curve factor)) is 0.64, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 2.74%.
  • 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.
  • the organic layer was washed twice with 50 ml of water, then twice with 50 mL of 3 wt% aqueous acetic acid, twice with 50 mL of water, and further twice with 50 mL of 5 wt% aqueous potassium fluoride. Finally, it was washed twice with 50 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. The polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 50 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column.
  • Example 2 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound E was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-circuit voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm.
  • 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 using a Soxhlet extractor.
  • the polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 53 mL of o-dichlorobenzene, 1.32 g of sodium diethyldithiocarbamate and 13 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.
  • polymer compound F After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 200 ml of water, then washed twice with 200 mL of a 3% by weight acetic acid aqueous solution and twice with 200 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 60 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 919 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound F.
  • Example 7 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound F was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-end voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm. Jsc (short circuit current density) is 13.2 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.71 V, ff (fill factor) is 0.63, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 5.89%.
  • Example 8 Synthesis of polymer compound G
  • 624 mg (0.593 mmol) of compound 3 985.2 mg (0.888 mmol) of compound 2
  • 515.0 mg (1.56 mmol) of compound 4 and 107 ml of toluene
  • 21.44 mg (0.0234 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 42.8 mg (0.141 mmol) of tris (2-toluyl) phosphine were added, Stir at 100 ° C. for 5 hours.
  • polymer compound G After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 200 ml of water, then washed twice with 200 mL of a 3% by weight acetic acid aqueous solution and twice with 200 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 60 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 941 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound G.
  • Example 9 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound G was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-end voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm. Jsc (short circuit current density) is 13.5 mA / cm 2 , Voc (open end voltage) is 0.71 V, ff (fill factor) is 0.66, and photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 6.27%.
  • the obtained oily crude product was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane). As the silica gel of the silica gel column, silica gel previously immersed in hexane containing 10 wt% triethylamine for 5 minutes and then washed with hexane was used.
  • Example 10 (Synthesis of polymer compound H) In a 300 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 288 mg (0.274 mmol) of compound 3, 303.8 mg (0.274 mmol) of compound 2, and 64 mg (0.060 mmol) of compound 10 synthesized in Reference Example 8 above. ), Compound 4 (210 mg, 636 mmol) and toluene (41 ml) were added to obtain a uniform solution.
  • 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 using a Soxhlet extractor.
  • the polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 21 mL of o-dichlorobenzene, 0.54 g of sodium diethyldithiocarbamate and 5 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours.
  • polymer compound H After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 200 ml of water, then washed twice with 200 mL of a 3% by weight acetic acid aqueous solution and twice with 200 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. I let you.
  • the polymer obtained by filtration and drying was dissolved again in 47 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and filtered and dried to obtain 345 mg of a purified polymer.
  • this polymer is referred to as polymer compound H.
  • Example 11 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell)
  • an organic thin film solar cell was prepared in the same manner except that the polymer compound H was used instead of the polymer compound A, and the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current density, the open-circuit voltage, and the fill factor were determined.
  • the light absorption terminal wavelength of the organic film was 890 nm.
  • Jsc short circuit current density
  • Voc open circuit voltage
  • ff fill factor
  • photoelectric conversion efficiency ( ⁇ ) was 6.29%.
  • an organic photoelectric conversion element having an organic layer containing the compound of the present invention has high photoelectric conversion efficiency, the present invention is extremely useful.

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Abstract

式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む高分子化合物を有機光電変換素子中の有機層に用いることで、光電変換効率を大きくすることができる。 〔式(1)中、R1は、水素原子又は置換基を表す。Yは、酸素原子、硫黄原子又は-N(R)-を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕 〔式(2)中、Rは、Rとは異なり、水素原子又は置換基を表す。Yは、酸素原子、硫黄原子又は-N(R)-を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕

Description

高分子化合物及び電子素子
 本発明は、特定の構造を有する高分子化合物及びそれを用いた電子素子に関する。
 近年、地球温暖化防止のため、大気中に放出されるCOの削減が求められている。例えば、家屋の屋根にpn接合型のシリコン系太陽電池などを用いるソーラーシステムの採用が提唱されているが、上記シリコン系太陽電池に用いられる単結晶、多結晶及びアモルファスシリコンは、その製造工程において高温及び高真空条件が必要であるという問題がある。
 一方、有機光電変換素子の一態様である有機薄膜太陽電池は、シリコン系太陽電池の製造プロセスに用いられる高温及び高真空プロセスが省略でき、塗布プロセスのみで安価に製造できる可能性があり、近年注目されている。有機薄膜太陽電池に用いる高分子化合物としては、繰り返し単位(A)及び繰り返し単位(B)からなる高分子化合物が提案されている(WO2011/052709)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 しかしながら、前記高分子化合物を含む有機層を有する有機光電変換素子は、光電変換効率が必ずしも十分ではない。
 本発明は、有機光電変換素子に含まれる有機層に用いた場合に、光電変換効率が大きくなる高分子化合物を提供する。
 即ち、本発明は、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む高分子化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
〔式中、Rは水素原子又は置換基を表す。Yは酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
〔式中、Rは、Rとは異なり、水素原子又は置換基を表す。Yは、酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕
 また、本発明は、さらに式(3)で表される構成単位を含む前記高分子化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
〔式中、Arは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位とは異なり、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい2価の複素環基を表す。〕
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明の高分子化合物は式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含むことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
 式(1)中、Rは、水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基、置換されていてもよいアリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミノ基、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、複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、置換されていてもよいアリールアルケニル基、置換されていてもよいアリールアルキニル基、置換されていてもよいカルボキシ基、ニトロ基及びシアノ基が挙げられる。
 Rで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
 Rで表されるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキル基の炭素数は、通常1~30である。アルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。アルキル基の具体例としては、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−ブチル墓、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、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、オクタデシル基及びエイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びアダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
 Rで表されるアルコキシ基のアルキル部分は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基の炭素数は、通常1~20であり、置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、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及び2−メトキシエチルオキシ基が挙げられる。
 Rで表されるアルキルチオ基のアルキル部分は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキルチオ基は、置換基を有していてもよい。アルキルチオ基の炭素数は、通常1~20であり、置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。置換基を有していてもよいアルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、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、ラウリルチオ基及びトリフルオロメチルチオ基が挙げられる。
 Rで表されるアリール基は、芳香族炭化水素から芳香環上の水素原子1個を除いた基を意味し、その炭素数は通常6~60である。アリール基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリール基の具体例としては、フェニル基、C1~C12アルコキシフェニル基(C1~C12アルコキシは、炭素数1~12のアルコキシであることを示す。C1~C12アルコキシは、好ましくはC1~C8アルコキシであり、より好ましくはC1~C6アルコキシである。C1~C8アルコキシは、炭素数1~8のアルコキシであることを示し、C1~C6アルコキシは、炭素数1~6のアルコキシであることを示す。C1~C12アルコキシ、C1~C8アルコキシ及びC1~C6アルコキシの具体例としては、上記アルコキシ基で説明し例示したものが挙げられる。以下も同様である。)、C1~C12アルキルフェニル基(C1~C12アルキルは、炭素数1~12のアルキルであることを示す。C1~C12アルキルは、好ましくはC1~C8アルキルであり、より好ましくはC1~C6アルキルである。C1~C8アルキルは、炭素数1~8のアルキルであることを示し、C1~C6アルキルは、炭素数1~6のアルキルであることを示す。C1~C12アルキル、C1~C8アルキル及びC1~C6アルキルの具体例としては、上記アルキル基で説明し例示したものが挙げられる。以下も同様である。)、1−ナフチル基、2−ナフチル基及びペンタフルオロフェニル基が挙げられる。
 Rで表されるアリールオキシ基は、その炭素数が通常6~60であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、C1~C12アルコキシフェノキシ基、C1~C12アルキルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基及びペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。
 Rで表されるアリールチオ基は、その炭素数が通常6~60であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、C1~C12アルコキシフェニルチオ基、C1~C12アルキルフェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基及びペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。
 Rで表されるアリールアルキル基は、その炭素数が通常7~60であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリールアルキル基の具体例としては、フェニル−C1~C12アルキル基、C1~C12アルコキシフェニル−C1~C12アルキル基、C1~C12アルキルフェニル−C1~C12アルキル基、1−ナフチル−C1~C12アルキル基及び2−ナフチル−C1~C12アルキル基が挙げられる。
 Rで表されるアリールアルコキシ基は、その炭素数が通常7~60であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基の具体例としては、フェニル−C1~C12アルコキシ基、C1~C12アルコキシフェニル−C1~C12アルコキシ基、C1~C12アルキルフェニル−C1~C12アルコキシ基、1−ナフチル−C1~C12アルコキシ基及び2−ナフチル−C1~C12アルコキシ基が挙げられる。
 Rで表されるアリールアルキルチオ基は、その炭素数が通常7~60であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基の具体例としては、フェニル−C1~C12アルキルチオ基、C1~C12アルコキシフェニル−C1~C12アルキルチオ基、C1~C12アルキルフェニル−C1~C12アルキルチオ基、1−ナフチル−C1~C12アルキルチオ基及び2−ナフチル−C1~C12アルキルチオ基が挙げられる。
 Rで表されるアシル基は、カルボン酸中の水酸基を除いた基を意味し、その炭素数が通常2~20である。アシル基の具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、トリフルオロアセチル基等の炭素数2~20のハロゲンで置換されていてもよいアルキルカルボニル基、ベンゾイル基、ペンタフルオロベンゾイル基等のハロゲンで置換されていてもよいフェニルカルボニル基が挙げられる。
 Rで表されるアシルオキシ基は、カルボン酸中の水素原子を除いた基を意味し、その炭素数が通常2~20である。アシルオキシ基の具体例としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基及びペンタフルオロベンゾイルオキシ基が挙げられる。
 Rで表されるアミド基は、アミド(−CONH)から窒素原子に結合した水素原子1個を除いた基を意味し、その炭素数が通常1~20である。アミド基の具体例としては、ホルムアミド基、アセトアミド基、プロピオアミド基、ブチロアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、ペンタフルオロベンズアミド基、ジホルムアミド基、ジアセトアミド基、ジプロピオアミド基、ジブチロアミド基、ジベンズアミド基、ジトリフルオロアセトアミド基及びジペンタフルオロベンズアミド基が挙げられる。
 Rで表されるイミド基とは、イミド(−CO−NH−CO−)から窒素原子に結合した水素原子1個を除いた基を意味し、具体例としては、スクシンイミド基、フタルイミド基が挙げられる。
 Rで表される置換アミノ基とは、アミノ基の水素原子の1個又は2個が置換されたものであり、置換基は、例えば、置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基である。置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基の具体例は、Rで表される置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基の具体例と同じである。置換アミノ基の炭素数が通常1~40である。置換アミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、C1~C12アルコキルオキシフェニルアミノ基、ジ(C1~C12アルコキシフェニル)アミノ基、ジ(C1~C12アルキルフェニル)アミノ基、1−ナフチルアミノ基、2−ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基、フェニル−C1~C12アルキルアミノ基、C1~C12アルコキシフェニル−C1~C12アルキルアミノ基、C1~C12アルキルフェニル−C1~C12アルキルアミノ基、ジ(C1~C12アルコキシフェニル−C1~C12アルキル)アミノ基、ジ(C1~C12アルキルフェニル−C1~C12アルキル)アミノ基、1−ナフチル−C1~C12アルキルアミノ基及び2−ナフチル−C1~C12アルキルアミノ基が挙げられる。
 Rで表される置換シリル基とは、シリル基の水素原子の1個、2個又は3個が置換されたもの、一般に、シリル基の3水素原子全てが置換されたものであり、置換基は、例えば、置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基である。置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基の具体例は、Rで表される置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基の具体例と同じである。置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、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及びジメチルフェニルシリル基が挙げられる。
 Rで表される置換シリルオキシ基とは、上記の置換シリル基に酸素原子が結合した基である。置換シリルオキシ基の具体例としては、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリ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及びジメチルフェニルシリルオキシ基が挙げられる。
 Rで表される置換シリルチオ基とは、上記の置換シリル基に硫黄原子が結合した基である。置換シリルチオ基の具体例としては、トリメチルシリルチオ基、トリエチルシリルチオ基、トリ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及びジメチルフェニルシリルチオ基が挙げられる。
 Rで表される置換シリルアミノ基とは、アミノ基の水素原子の1個又は2個が置換シリル基で置換されたものであり、該置換シリル基は上記の通りである。置換シリルアミノ基の具体例としては、トリメチルシリルアミノ基、トリエチルシリルアミノ基、トリ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)アミノ基及びジ(ジメチルフェニルシリル)アミノ基が挙げられる。
 Rで表される複素環基は、置換基を有していてもよいフラン、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個除いた基を意味する。複素環基としては、芳香族複素環基が好ましい。
 Rで表される複素環オキシ基としては、上記の複素環基に酸素原子が結合した式(4)で表される基が挙げられる。
 Rで表される複素環チオ基としては、上記の複素環基に硫黄原子が結合した式(5)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
〔式(4)及び式(5)中、Arは複素環基を表す。〕
 複素環オキシ基は、その炭素数が通常2~60である。複素環オキシ基の具体例としては、チエニルオキシ基、C1~C12アルキルチエニルオキシ基、ピロリルオキシ基、フリルオキシ基、ピリジルオキシ基、C1~C12アルキルピリジルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、トリアゾリルオキシ基、オキサゾリルオキシ基、チアゾールオキシ基及びチアジアゾールオキシ基が挙げられる。
 複素環チオ基は、その炭素数が通常2~60である。複素環チオ基の具体例としては、チエニルメルカプト基、C1~C12アルキルチエニルメルカプト基、ピロリルメルカプト基、フリルメルカプト基、ピリジルメルカプト基、C1~C12アルキルピリジルメルカプト基、イミダゾリルメルカプト基、ピラゾリルメルカプト基、トリアゾリルメルカプト基、オキサゾリルメルカプト基、チアゾールメルカプト基及びチアジアゾールメルカプト基が挙げられる。
 Rで表されるアリールアルケニル基は、通常、その炭素数8~20であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。アリールアルケニル基の具体例としては、スチリル基が挙げられる。
 Rで表されるアリールアルキニル基は、通常、その炭素数8~20であり、アリール部分が置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。アリールアルキニル基の具体例としては、フェニルアセチレニル基が挙げられる。
 Rで表されるカルボキシ基は、カルボキシ基中の水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えば、炭素数1~20のアルキル基が挙げられる。置換されているカルボキシ基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びプロポキシカルボニル基が挙げられる。
 式(2)中、Rは、Rとは異なり、水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 式(1)中、Yは酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 式(2)中、Yは酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。
 式(1)中、環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。
 環Z及び環Zで表される芳香族炭素環としては、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、ピレン環、ペリレン環、テトラセン環及びペンタセン環が挙げられる。芳香族炭素環は、ベンゼン環及びナフタレン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
 環Z及び環Zで表される複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、ジベンゾピロール環、シロール環、ベンゾシロール環、ジベンゾシロール環、ボロール環、ベンゾボロール環及びジベンゾボロール環が挙げられる。チオフェン環、ベンゾチオフェン環及びジベンゾチオフェン環中の硫黄原子は、オキソ基が置換し、環状のスルホキシド又は環状のスルホンを形成してもよい。環Z及び環Zで表される複素環は、芳香族複素環が好ましい。芳香族複素環は、チオフェン環、フラン環及びピロール環が好ましく、チオフェン環及びフラン環がより好ましく、チオフェン環がさらに好ましい。
 環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環が有していてもよい置換基の具体例は、Rで表される置換基の具体例が挙げられる。
式(2)中、環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環の具体例は、環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環の具体例と同じである。環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環が有していてもよい置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 本発明の高分子化合物の有機溶媒に対する溶解性を高める観点から、環Z、環Z、環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環は、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアリールオキシ基及び置換されていてもよいアリール基からなる群から選ばれる1種以上の置換基を有することが好ましい。
 式(1)で表される構成単位としては、式(301)~式(375)で表される構成単位、及び、これらの構造単位中に含まれる芳香族炭素環又は芳香族複素環上に置換基を有する構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 式(301)~式(375)中、Rは前述と同じ意味を表す。Rは、水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 式(2)で表される構成単位としては、式(401)~式(475)で表される構成単位、及び、これらの構造単位中に含まれる芳香族炭素環又は芳香族複素環上に置換基を有する構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
 式(401)~式(475)中、R及びRは、前述と同じ意味を表す。
 R及びRは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基及びアリールアルコキシ基が好ましく、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
 本発明の高分子化合物を含む有機光電変換素子の光電変換効率を向上させる観点から、Rは分岐状のアルキル基が好ましく、Rは直鎖状のアルキル基が好ましい。
 Rが分岐状のアルキル基である式(1)で表される構成単位としては、例えば、式(1−1)~式(1−12)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
 Rの炭素数は、5~20が好ましく、8~16がより好ましく、10~15が特に好ましい。式(1−1)~式(1−12)で表される構成単位の中でも、式(1−2)~式(1−10)で表される構成単位が好ましい。
 Rが直鎖状のアルキル基である式(2)で表される構成単位としては、例えば、式(2−1)~式(2−8)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
 Rの炭素数は、6~20が好ましく、8~16がより好ましく、10~15が特に好ましい。式(2−1)~式(2−8)で表される構成単位の中でも、式(2−3)~式(2−5)で表される構成単位が好ましい。
 本発明の高分子化合物は式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位以外の構成単位を有していてもよい。該構成単位としては、例えば、式(3)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
 式(3)中、Arは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位とは異なり、置換基を有していてもよいアリーレン基又は2価の複素環基を表す。
 Arで表されるアリーレン基は、芳香族炭化水素から芳香環上の水素原子2個を除いた基を意味し、その炭素数は通常6~60である。アリーレン基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。
 置換基を有していてもよいアリーレン基としては、置換基を有していてもよいフェニレン基(例えば、下記の式1~3)、置換基を有していてもよいナフタレンジイル基(下記の式4~13)、置換基を有していてもよいアントラセンジイル基(下記の式14~19)、置換基を有していてもよいビフェニル−ジイル基(下記の式20~25)、置換基を有していてもよいターフェニル−ジイル基(下記の式26~28)、置換基を有していてもよい縮合環構造を有する基(下記の式29~38)などが例示される。縮合環構造を有する基には、フルオレン−ジイル基(下記の式36~38)が含まれる。
 Arで表される2価の複素環基は、置換基を有していてもよいフラン、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2個除いた基を意味する。2価の複素環基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1~20)が挙げられる。
 2価の複素環基としては、例えば以下の基が挙げられる。
 ヘテロ原子として、窒素を含む2価の複素環基:置換基を有していてもよいピリジン−ジイル基(下記の式39~44)。
 置換基を有していてもよいジアザフェニレン基(下記の式45~48)。
 置換基を有していてもよいキノリンジイル基(下記の式49~63)。
 置換基を有していてもよいキノキサリンジイル基(下記の式64~68)。
 置換基を有していてもよいアクリジンジイル基(下記の式69~72)。
 置換基を有していてもよいビピリジルジイル基(下記の式73~75)。
 置換基を有していてもよいフェナントロリンジイル基(下記の式76~78)。
 ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含みフルオレン構造を有する基(下記の式79~93)。
 ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基(下記の式94~98)。
 ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環縮合複素基(下記の式99~110)。
 ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位で結合し2量体やオリゴマーになっている基(下記の式111~112)。
 ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位でフェニル基に結合している基(下記の式113~119)。
 ベンゼン環とチオフェン環が縮合した基(下記の式120~122)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
 式1~式122中、Rは、前述と同じ意味を表す。
 本発明の高分子化合物を含む有機光電変換素子の短絡連流密度を高める観点から、Arは、式(3−1)~式(3−8)で表される構成単位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
〔式(3−1)~式(3−8)中、R21~R38は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。X21~X29は、それぞれ独立に、硫黄原子、酸素原子又はセレン原子を表す。〕
 R21~R38で表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 R21、R22及びR35は、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基及び置換されていてもよいアルキルチオ基が好ましく、置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアルコキシ基がより好ましく、置換されていてもよいアルキル基が特に好ましい。本発明の高分子化合物の溶解性を高める観点から、アルキル基は、分岐状のアルキル基が好ましい。
 R23、R24、R27、R28、R31、R32、R33、R34、R37及びR38は、ハロゲン原子及び水素原子が好ましく、フッ素原子及び水素原子がより好ましい。
 R25、R26、R29及びR30は、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基及び置換されていてもよいアリールアルキル基が好ましく、水素原子及び置換されていてもよいアリールアルキル基がより好ましい。
 R36は、水素原子、ハロゲン原子、アシル基及びアシルオキシ基が好ましく、アシル基及びアシルオキシ基がより好ましい。
 式(3−1)~式(3−8)中、X21~X29は、それぞれ独立に、硫黄原子、酸素原子又はセレン原子を表す。X21~X29は硫黄原子及び酸素原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。
 Arは、式(3−1)~式(3−6)で表される構成単位がより好ましく、式(3−2)で表される構成単位が特に好ましい。式(3−2)で表される構成単位の具体例としては、式(3−2−1)~式(3−2−9)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
(式中、R’は置換基を表す。)
 R’で表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 本発明の高分子化合物が、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位からなる場合、本発明の高分子化合物が有する構成単位の合計数を100とすると、式(1)で表される構成単位の数は、20~80が好ましく、式(2)で表される構成単位の数は、20~80が好ましい。
 本発明の高分子化合物が、式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位及び式(3)で表される構成単位からなる場合、本発明の高分子化合物が有する構成単位の合計数を100とすると、式(1)で表される構成単位の数は、20~50が好ましく、本発明の高分子化合物が有する構成単位の合計数を100とした時に式(2)で表される構成単位の数は、20~50が好ましく、本発明の高分子化合物が有する構成単位の合計数を100とした時に式(3)で表される構成単位の数は、30~60が好ましい。
 前述したように、本発明の高分子化合物には式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位の他に任意の構成単位を有していてもよく、当該任意の構成単位としては、2価の有機基が挙げられる。2価の有機基の中でも下記の式(1000)で表される基が好適な例として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
 式(1000)中、Rは水素原子又は置換基を表す。RはR、Rとは異なる基である。Rで表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 Yは、酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環の具体例は、環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環の具体例と同じである。環Z及び環Zで表される芳香族炭素環及び複素環が有していてもよい置換基の定義及び具体例は、Rで表される置換基の定義及び具体例と同じである。
 Rとしては、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルコキシ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基が好ましく置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基がさらに好ましく置換されていても良いアリール基がさらに好ましい。
 このような2価の有機基としては例えば、下記の式(1001)~式(1020)で表される構造が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
 式(1001)~式(1020)の中でも好ましくは式(1001)、式(1003)、式(1004)、式(1005)、式(1008)であり、さらに好ましくは式(1001)、式(1003)、式(1008)であり、特に好ましくは式(1008)である。
 本発明の高分子化合物が式(1000)で表される構成単位を有する場合、式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位及び式(1000)で表される構成単位の合計数を100とすると、式(1000)で表される構成単位は20~80が好ましく、式(1)で表される構成単位は10~40が好ましく、式(2)で表される構成単位は10~40が好ましい。
 本発明の高分子化合物は、一般に、重量平均分子量が1000以上の化合物である。本発明における高分子化合物の重量平均分子量は、3000~10000000が好ましく、8000~5000000がより好ましく、10000~1000000が特に好ましい。重量平均分子量が3000より低いと素子作製時の膜形成に欠陥が生じることがあり、10000000より大きいと溶媒への溶解性や素子作製時の塗布性が低下することがある。
 本発明における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、ポリスチレンの標準試料を用いて算出したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
 本発明の高分子化合物は、素子に用いられる場合、素子作製の容易性から、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、本発明の高分子化合物が、該高分子化合物を0.01重量%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することが好ましく、0.1重量%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがより好ましく、0.4重量%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがさらに好ましい。
 式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位及び式(3)で表される構成単位からなる高分子化合物、並びに、式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位、式(3)で表される構成単位及び式(1000)で表される構成単位からなる高分子化合物の製造方法としては、特に制限されるものではないが、高分子化合物の合成の容易さからは、Suzukiカップリング反応やStilleカップリング反応を用いる方法が好ましい。
 Suzukiカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(100):
 Q100−E−Q200  (100)
〔式中、Eは、式(3)で表される構成単位を表す。Q100及びQ200は、それぞれ独立に、ジヒドロキシボリル基[−B(OH)]又はホウ酸エステル残基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物と、式(200):
 T−E−T  (200)
〔式中、Eは、式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位又は式(3)で表される構成単位を表す。T及びTは、それぞれ独立に、ハロゲン原子又はスルホン酸残基を表す。〕
で表される2種類以上の化合物とを、パラジウム触媒及び塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。Eは、式(3−1)~式(3−8)で表される構成単位が好ましい。
 この場合、反応に用いる式(200)で表わされる2種類以上の化合物のモル数の合計が、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、過剰であることが好ましい。反応に用いる式(200)で表わされる2種類以上の化合物のモル数の合計を1モルとすると、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計が0.6~0.99モルであることが好ましく、0.7~0.95モルであることがさらに好ましい。
 ホウ酸エステル残基とは、ホウ酸ジエステルから水酸基を除去した基を意味し、ジアルキルエステル残基、ジアリールエステル残基、ジ(アリールアルキル)エステル残基などが挙げられる。ホウ酸エステル残基の具体例としては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
で表される基等が例示される。
 式(200)における、T及びTで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び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、臭素原子及びヨウ素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。
 式(200)における、T及びTで表されるスルホン酸残基とは、スルホン酸(−SOH)から酸性水素を除いた原子団を意味し、具体例としては、アルキルスルホネート基(例えば、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基)、アリールスルホネート基(例えば、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基)、アリールアルキルスルホネート基(例えば、ベンジルスルホネート基)及びトリフルオロメタンスルホネート基が挙げられる。
 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、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、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
 パラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(100)で表される化合物1モルに対して、通常、0.0001モル~0.5モル、好ましくは0.0003モル~0.1モルである。
 Suzukiカップリング反応に使用するパラジウム触媒としてパラジウムアセテート類を用いる場合は、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン等のリン化合物を配位子として添加することができる。この場合、配位子の添加量は、パラジウム触媒1モルに対して、通常、0.5モル~100モルであり、好ましくは0.9モル~20モル、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 Suzukiカップリング反応に使用する塩基としては、無機塩基、有機塩基及び無機塩が挙げられる。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(100)で表される化合物1モルに対して、通常、0.5モル~100モル、好ましくは0.9モル~20モル、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 Suzukiカップリング反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフランが例示される。本発明に用いられる高分子化合物の溶解性の観点からは、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。また、塩基は、水溶液として加え、2相系で反応させてもよい。塩基として無機塩を用いる場合は、無機塩の溶解性の観点から、通常、水溶液として加えて反応させる。
 なお、塩基を水溶液として加え、2相系で反応させる場合は、必要に応じて、第4級アンモニウム塩などの相間移動触媒を加えてもよい。
 Suzukiカップリング反応を行う温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50~160℃程度であり、高分子化合物の高分子量化の観点からは、60~120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。反応時間は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間~200時間程度である。1時間~30時間程度が効率的で好ましい。
 Suzukiカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下、Pd(0)触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式(100)で表される化合物、式(200)で表される化合物、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、トルエンを加えた後、この溶液に、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した塩基、例えば、炭酸ナトリウム水溶液を滴下した後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で8時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。
 Stilleカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(300):
 Q300−E−Q400  (300)
〔式中、Eは、式(3)で表される構成単位を表す。Q300及びQ400は、それぞれ独立に、置換スタンニル基を表す。〕
で表される1種類以上の化合物と、前記式(200)で表される2種類以上の化合物とを、パラジウム触媒の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。Eは、式(3−1)~式(3−8)で表される構成単位が好ましい。
 置換スタンニル基としては、−SnR100 で表される基等が挙げられる。ここでR100は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられる。
 該アルキル基の炭素数は通常1~30であり、具体例としては、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−ブチル墓、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、ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。置換スタンニル基として好ましくは−SnMe、−SnEt、−SnBu、−SnPhであり、さらに好ましくは−SnMe、−SnEt、−SnBuである。上記好ましい例において、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buは
ブチル基を、Phはフェニル基を表す。
 式(200)における、T及びTで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び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、臭素原子及びヨウ素原子が好ましい。
 式(200)における、T及びTで表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が例示される。
 具体的には、触媒として、例えば、パラジウム触媒下で任意の溶媒中で反応する方法が挙げられる。
 Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒としては、例えば、Pd(0)触媒、Pd(II)触媒が挙げられる。具体的には、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウムが挙げられ、反応(重合)操作の容易さ、反応(重合)速度の観点からは、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
 Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(100)で表される化合物1モルに対して、通常、0.0001モル~0.5モル、好ましくは0.0003モル~0.2モルである。
 Stilleカップリング反応において、必要に応じて配位子や助触媒を用いることもできる。配位子としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2−フリル)ホスフィン等のリン化合物やトリフェニルアルシン、トリフェノキシアルシン等の砒素化合物が挙げられる。助触媒としてはヨウ化銅、臭化銅、塩化銅、2−テノイル酸銅(I)などが挙げられる。
 配位子又は助触媒を用いる場合、配位子又は助触媒の添加量は、パラジウム触媒1モルに対して、通常、0.5モル~100モルであり、好ましくは0.9モル~20モル、さらに好ましくは1モル~10モルである。
 Stilleカップリング反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。本発明に用いられる高分子化合物の溶解性の観点からは、トルエン及びテトラヒドロフランが好ましい。
 Stilleカップリング反応を行う温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50~160℃程度であり、高分子化合物の高分子量化の観点から、60~120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
 前記反応を行う時間(反応時間)は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間~200時間程度である。1時間~30時間程度が効率的で好ましい。
 Stilleカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下、Pd触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式(300)で表される化合物、式(200)で表される化合物、パラジウム触媒を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、トルエンを加えた後、必要に応じて配位子や助触媒を加え、その後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で8時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。
 本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは1×10~1×10である。ポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上である場合には、強靭な薄膜が得られやすくなる。一方、10以下である場合には、溶解性が高く、薄膜の作製が容易である。
 本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、3000以上が好ましい。
 本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、素子の作製に用いたときに得られる素子の特性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基で保護されていてもよい。主鎖の共役構造と連続した共役結合を有しているものが好ましく、また、例えば、ビニレン基を介してアリール基又は複素環基と結合している構造であってもよい。
 本発明の高分子化合物の原料となるモノマーは、例えば、WO2011/052709の記載に従って合成することが可能である。
 本発明の化合物を含む有機光電変換素子の光電変換効率を高める観点からは、本発明の化合物は、その光吸収末端波長が700nm以上の化合物が好ましく、800nm以上の化合物がより好ましく、900nm以上の化合物が特に好ましい。
 本発明における光吸収末端波長とは以下の方法で求められた値のことを意味する。
 測定には、紫外、可視、近赤外の波長領域で動作する分光光度計(例えば、日本分光製、紫外可視近赤外分光光度計JASCO−V670)を用いる。JASCO−V670を用いる場合、測定可能な波長範囲が200~1500nmであるため、該波長範囲で測定を行う。まず、測定に用いる基板の吸収スペクトルを測定する。基板としては、石英基板、ガラス基板等を用いる。次いで、その基板の上に本発明の化合物を含む溶液若しくは本発明の化合物を含む溶融体から本発明の化合物を含む薄膜を形成する。溶液からの製膜では、製膜後乾燥を行う。その後、薄膜と基板との積層体の吸収スペクトルを得る。薄膜と基板との積層体の吸収スペクトルと基板の吸収スペクトルとの差を、薄膜の吸収スペクトルとして得る。
 該薄膜の吸収スペクトルは、縦軸が本発明の化合物の吸光度を、横軸が波長を示す。最も大きい吸収ピークの吸光度が0.5~2程度になるよう、薄膜の膜厚を調整することが望ましい。吸収ピークの中で一番長波長の吸収ピークの吸光度を100%とし、その50%の吸光度を含む横軸(波長軸)に平行な直線と該吸収ピークとの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点を第1の点とする。その25%の吸光度を含む波長軸に平行な直線と該吸収ピークとの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点を第2の点とする。第1の点と第2の点とを結ぶ直線と基準線の交点を光吸収末端波長と定義する。ここで、基準線とは、最も長波長の吸収ピークにおいて、該吸収ピークの吸光度を100%とし、その10%の吸光度を含む波長軸に平行な直線と該吸収ピークの交点であって、該吸収ピークのピーク波長よりも長波長である交点の波長を基準として、基準となる波長より100nm長波長である吸収スペクトル上の第3の点と、基準となる波長より150nm長波長である吸収スペクトル上と第4の点を結んだ直線をいう。
 本発明の化合物は、高い電子及び/又はホール輸送性を発揮し得ることから、該化合物を含む有機薄膜を素子に用いた場合、電極から注入された電子やホール、或いは、光吸収によって発生した電荷を輸送することができる。これらの特性を活かして有機光電変換素子、有機薄膜トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子等の種々の電子素子に好適に用いることができる。以下、これらの素子について個々に説明する。
 本発明の高分子化合物を有する光電変換素子は、一対の電極間に、本発明の高分子化合物を含む1層以上の活性層を有する。
 本発明の高分子化合物を有する光電変換素子の好ましい形態としては、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、p型の有機半導体とn型の有機半導体との有機組成物から形成される活性層を有する。本発明の高分子化合物は、p型の有機半導体として用いることが好ましい。
 本発明の高分子化合物を用いて製造される光電変換素子は、通常、基板上に形成される。この基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコンが挙げられる。不透明な基板の場合には、反対の電極(即ち、基板から遠い方の電極)が透明又は半透明であることが好ましい。
 本発明の高分子化合物を有する光電変換素子の他の態様は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に、本発明の化合物を含む第1の活性層と、該第1の活性層に隣接して、フラーレン誘導体等の電子受容性化合物を含む第2の活性層を含む光電変換素子である。
 透明又は半透明の電極としては、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、金、白金、銀、銅等の膜が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズの膜が好ましい。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、これらの金属のうち2つ以上の金属の合金、これらの金属のうち1種以上の金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン及び錫からなる群から選ばれる1種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金及びカルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
 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、例えば、フッ化リチウム等のアルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化チタン等の酸化物、PEDOT(ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン)などが挙げられる。
 活性層は、本発明の化合物を一種単独で含んでいても二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。活性層のホール輸送性を高めるため、電子供与性化合物及び/又は電子受容性化合物として、本発明の高分子化合物以外の化合物を活性層中に混合して用いることもできる。なお、電子供与性化合物及び電子受容性化合物は、これらの化合物のエネルギー準位のエネルギーレベルから相対的に決定される。
 電子供与性化合物としては、本発明の化合物のほか、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン残基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体が挙げられる。
 電子受容性化合物としては、本発明の高分子化合物のほか、例えば、炭素材料、酸化チタン等の金属酸化物、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(バソクプロイン)等のフェナントロリン誘導体、フラーレン、フラーレン誘導体が挙げられ、好ましくは、酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレン、フラーレン誘導体であり、特に好ましくはフラーレン、フラーレン誘導体である。
 フラーレン、フラーレン誘導体としてはC60、C70、C76、C78、C84及びその誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体は、フラーレンの少なくとも一部が修飾された化合物を表す。
 フラーレン誘導体としては、例えば、式(6)で表される化合物、式(7)で表される化合物、式(8)で表される化合物及び式(9)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
(式(6)~(9)中、Rは、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、複素環基又はエステル構造を有する基である。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。Rは置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール基を表す。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。)
 R及びRで表される置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基及び複素環基の定義及び具体例は、Rで表される置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基及び複素環基の定義及び具体例と同じである。
 Rで表されるエステル構造を有する基は、例えば、式(10)で表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
(式中、u1は、1~6の整数を表す、u2は、0~6の整数を表す、Rは、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基又は複素環基を表す。)
 Rで表される置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基及び複素環基の定義、具体例は、Rで表される置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基及び複素環基の定義及び具体例と同じである。
 C60フラーレンの誘導体の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
 C70フラーレンの誘導体の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
 また、フラーレン誘導体の例としては、[6,6]フェニル−C61酪酸メチルエステル(C60PCBM、[6,6]−Phenyl C61 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C71酪酸メチルエステル(C70PCBM、[6,6]−Phenyl C71 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C85酪酸メチルエステル(C84PCBM、[6,6]−Phenyl C85 butyric acid methyl ester)、[6,6]チエニル−C61酪酸メチルエステル([6,6]−Thienyl C61 butyric acid methyl ester)が挙げられる。
 本発明の有機光電変換素子の活性層は、本発明の化合物と電子受容性化合物とを含む組成物を含有することが好ましい。電子受容性化合物は、フラーレン誘導体が好ましい。
 活性層中に本発明の高分子化合物とフラーレン誘導体とを含む場合、フラーレン誘導体の割合が、本発明の化合物100重量部に対して、10~1000重量部であることが好ましく、20~500重量部であることがより好ましい。
 活性層は、好ましくは、本発明の高分子化合物からなる薄膜、及び、本発明の高分子化合物と電子受容性化合物からなる薄膜である。
 活性層の厚さは、通常、1nm~100μmが好ましく、より好ましくは2nm~1000nmであり、さらに好ましくは5nm~500nmであり、より好ましくは20nm~200nmである。
 前記活性層の製造方法は、如何なる方法で製造してもよく、例えば、高分子化合物を含む溶液からの成膜や、真空蒸着法による成膜方法が挙げられる。
 有機光電変換素子の好ましい製造方法は、第1の電極と第2の電極とを有し、該第1の電極と該第2の電極との間に活性層を有する素子の製造方法であって、該第1の電極上に本発明の化合物と溶媒とを含む溶液(インク)を塗布法により塗布して活性層を形成する工程、該活性層上に第2の電極を形成する工程を有する素子の製造方法である。本発明の高分子化合物と溶媒とを含む溶液にかえて、本発明の高分子化合物と電子受容性化合物と溶媒とを含む溶液を用いて活性層を形成してもよい。
 溶液からの成膜に用いる溶媒は、本発明の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、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炭化水素溶媒、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、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炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶媒が挙げられる。本発明の高分子化合物は、通常、前記溶媒に0.1重量%以上溶解させることができる。
 溶液を用いて成膜する場合、スリットコート法、ナイフコート法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットコート法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スリットコート法、キャピラリーコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ノズルコート法、インクジェットコート法、スピンコート法が好ましい。
 成膜性の観点からは、25℃における溶媒の表面張力が15mN/mより大きいことが好ましく、15mN/mより大きく100mN/mよりも小さいことがより好ましく、25mN/mより大きく60mN/mよりも小さいことがさらに好ましい。
 本発明の化合物は、有機薄膜トランジスタにも用いることができる。有機薄膜トランジスタとしては、ソース電極及びドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となる有機半導体層(活性層)と、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極とを備えた構成を有するものが挙げられ、有機半導体層が上述した有機薄膜によって構成されるものである。このような有機薄膜トランジスタとしては、電界効果型、静電誘導型等が挙げられる。
 電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層(活性層)、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに、有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、有機半導体層(活性層)に接して設けられており、さらに有機半導体層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。電界効果型有機薄膜トランジスタにおいては、有機半導体層が、本発明の高分子化合物を含む有機薄膜によって構成される。
 静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層(活性層)、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、このゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ここで、ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、且つゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。静電誘導型有機薄膜トランジスタにおいても、有機半導体層が、本発明の化合物を含む有機薄膜によって構成される。
 本発明の化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)に用いることもできる。有機EL素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極間に発光層を有する。有機EL素子は、発光層の他にも、正孔輸送層、電子輸送層を含んでいてもよい。該発光層、正孔輸送層、電子輸送層のいずれかの層中に本発明の化合物が含まれる。発光層中には、本発明の化合物の他にも、電荷輸送材料(電子輸送材料と正孔輸送材料の総称を意味する)を含んでいてもよい。有機EL素子としては、陽極と発光層と陰極とを有する素子、さらに陰極と発光層の間に、該発光層に隣接して電子輸送材料を含有する電子輸送層を有する陽極と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子、さらに陽極と発光層の間に、該発光層に隣接して正孔輸送材料を含む正孔輸送層を有する陽極と正孔輸送層と発光層と陰極とを有する素子、陽極と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子等が挙げられる。
 本発明の化合物を用いた有機光電変換素子は、透明又は半透明の電極から太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、有機薄膜太陽電池として動作させることができる。有機薄膜太陽電池を複数集積することにより有機薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。
 また、電極間に電圧を印加した状態、あるいは無印加の状態で、透明又は半透明の電極から光を照射することにより、光電流が流れ、有機光センサーとして動作させることができる。有機光センサーを複数集積することにより有機イメージセンサーとして用いることもできる。
 上述の有機薄膜トランジスタは、例えば電気泳動ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の画素の制御や、画面輝度の均一性や画面書き換え速度を制御のために用いられる画素駆動素子等として用いることができる。
 有機薄膜太陽電池は、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとりうる。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の支持基板の上にセルが構成され、その上を充填樹脂や保護ガラス等で覆い、支持基板の反対側から光を取り込む構造をとるが、支持基板に強化ガラス等の透明材料を用い、その上にセルを構成してその透明の支持基板側から光を取り込む構造とすることも可能である。具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられる基板一体型モジュール構造等が知られている。本発明の化合物を用いて製造される有機薄膜太陽電池も使用目的や使用場所及び環境により、適宜これらのモジュール構造を選択できる。
 代表的なスーパーストレートタイプあるいはサブストレートタイプのモジュールは、片側又は両側が透明で反射防止処理を施された支持基板の間に一定間隔にセルが配置され、隣り合うセル同士が金属リード又はフレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電極が配置されており、発生した電力を外部に取り出される構造となっている。基板とセルの間には、セルの保護や集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセテート(EVA)等様々な種類のプラスチック材料をフィルム又は充填樹脂の形で用いてもよい。また、外部からの衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要のない場所において使用する場合には、表面保護層を透明プラスチックフィルムで構成し、又は上記充填樹脂を硬化させることによって保護機能を付与し、片側の支持基板をなくすことが可能である。支持基板の周囲は、内部の密封及びモジュールの剛性を確保するため金属製のフレームでサンドイッチ状に固定し、支持基板とフレームの間は封止材料で密封シールする。また、セルそのものや支持基板、充填材料及び封止材料に可撓性の素材を用いれば、曲面の上に太陽電池を構成することもできる。ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体を用いた太陽電池の場合、ロール状の支持体を送り出しながら順次セルを形成し、所望のサイズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のある素材でシールすることにより電池本体を作製できる。また、Solar Energy Materials and Solar Cells,48,p383−391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とすることもできる。更に、フレキシブル支持体を用いた太陽電池は曲面ガラス等に接着固定して使用することもできる。
 以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
参考例1 (化合物2の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物1を2.00g(3.77mmol)、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1.6Mのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液5.89mL(9.42mmol)を10分かけて滴下した。滴下終了後、反応液を−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、反応液にトリブチルスズクロリドを3.37g(10.4mmol)加えた。添加後、反応液を−78℃で30分攪拌し、次いで、室温(25℃)で3時間攪拌した。その後、反応液に水200mlを加えて反応を停止し、酢酸エチルを加えて反応生成物を抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、エバポレーターで溶媒を留去した。得られたオイル状の物質を展開溶媒がヘキサンであるシリカゲルカラムで精製し、化合物2を3.55g(3.20mmol)得た。シリカゲルカラムのシリカゲルには、あらかじめ10重量%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。
実施例1 (高分子化合物Aの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物3を800mg(0.760mmol)、化合物2を840mg(0.757mmol)、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物4を471mg(1.43mmol)、トルエンを107ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした後、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19.6mg(0.0214mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを39.1mg(0.128mmol)加え、100℃で6時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルブロミドを660mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール2000mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン53mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム1.21gと水12mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水200mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液200mLで2回洗浄し、次いで、水200mL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。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン62mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体802mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Aと呼称する。
実施例2 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 スパッタ法によりITO膜を150nmの厚みで付けたガラス基板に、UVオゾン洗浄装置を用いて紫外線を照射することで、表面処理を行った。次に、高分子化合物A及びフラーレンC60PCBM(フェニルC61−酪酸メチルエステル、フロンティアカーボン社製)を、高分子化合物Aに対するC60PCBMの重量比が3となるよう、オルトジクロロベンゼンに溶解させ、インク1を製造した。インク1中、高分子化合物Aの重量とC60PCBMの重量との合計は、インク1の重量に対して2.0重量%であった。該インク1を用い、スピンコートによりガラス基板上に塗布して、高分子化合物Aを含む有機膜を作製した。該有機膜の膜厚は、約100nmであった。有機膜の光吸収末端波長を測定したところ、890nmであった。その後、有機膜上に、真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ2nmで蒸着し、次いでAlを厚さ100nmで蒸着し、有機薄膜太陽電池を作製した。得られた有機薄膜太陽電池の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池にソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO−SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は14.5mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.66であり、光電変換効率(η)は6.76%であった。
実施例3 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、フラーレンC60PCBMの代わりにフラーレンC70PCBM([6,6]フェニル−C71酪酸メチルエステル、フロンティアカーボン社製)を用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は18.1mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.69Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.67であり、光電変換効率(η)は8.31%であった。
参考例2 (化合物6の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物5を5.00g(8.13mmol)、脱水テトラヒドロフランを150mL入れて均一な溶液とした。−78℃に保った該溶液に、1.6Mのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液12.7mL(20.3mmol)を10分かけて滴下した。滴下終了後、反応液を−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、反応液にトリブチルスズクロリドを7.28g(22.3mmol)加えた。添加後、反応液を−78℃で30分攪拌し、次いで、室温(25℃)で3時間攪拌した。その後、反応液に水300mlを加えて反応を停止し、酢酸エチルを加えて反応生成物を抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、エバポレーターで溶媒を留去した。得られたオイル状の物質を展開溶媒がヘキサンであるシリカゲルカラムで精製し、化合物6を9.42g(7.90mmol)得た。シリカゲルカラムのシリカゲルには、予め10重量%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。
実施例4 (高分子化合物Bの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物3を205.8mg(0.195mmol)、化合物6を233.1mg(0.195mmol)、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物4を123mg(0.373mmol)、トルエンを29ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを5.12mg(0.0056mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを10.2mg(0.034mmol)加え、100℃で6時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルブロミドを133mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール500mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン15mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.31gと水3mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水50mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン17mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体188mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Bと呼称する。
実施例5 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Bを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は11.9mA/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0.70であり、光電変換効率(η)は5.83%であった。
参考例3 (高分子化合物Cの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mLフラスコに、化合物2を320mg(0.289mmol)、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物4を100mg(0.303mmol)、トルエンを22ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを4.16mg(0.0045mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを8.30mg(0.027mmol)加え、100℃で6時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルトリメチルスズを88.6mg加え、5時間攪拌した後、反応液にフェニルブロミドを500mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール500mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン15mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.31gと水3mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水50mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン20mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体174mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Cと呼称する。
比較例1 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Cを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は10.5mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.69Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.65であり、光電変換効率(η)は4.72%であった。
参考例4 (高分子化合物Dの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した100mLフラスコに、上記参考例2で合成した化合物6を344mg(0.288mmol)、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物4を100mg(0.303mmol)、トルエンを23ml入れて均一溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを4.16mg(0.0045mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを8.30mg(0.027mmol)加え、100℃で6時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルトリメチルスズを90.0mg加え、さらに5時間攪拌した後、反応液にフェニルブロミドを500mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール500mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン15mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.3gと水3mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水50mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン23mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体208mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Dと呼称する。
比較例2 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Dを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は7.23mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.59Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.64であり、光電変換効率(η)は2.74%であった。
参考例5 (高分子化合物Eの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物3を500mg(0.475mmol)、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物4を141mg(0.427mmol)、トルエンを32ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを6.52mg(0.007mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを13.0mg加え、100℃で6時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルブロミドを500mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール300mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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とを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水50mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液50mLで2回、水50mLで2回、さらに、5重量%フッ化カリウム水溶液50mLで2回洗浄し、最後に、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン50mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体185mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Eと呼称する。
比較例3 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Eを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は12.2mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.64であり、光電変換効率(η)は5.54%であった。
実施例6 (高分子化合物Fの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、化合物3を936mg(0.889mmol)、化合物2を656.8mg(0.592mmol)、化合物4を515.0mg(1.56mmol)、トルエンを106ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを21.44mg(0.0234mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを42.76mg(0.141mmol)加え、100℃で5時間攪拌した。反応液にフェニルブロミドを2824mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール2000mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン53mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム1.32gと水13mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水200mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液200mLで2回、水200mL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。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン60mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体919mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Fと呼称する。
実施例7 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Fを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は13.2mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.63であり、光電変換効率(η)は5.89%であった。
実施例8 (高分子化合物Gの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、化合物3を624mg(0.593mmol)、化合物2を985.2mg(0.888mmol)、化合物4を515.0mg(1.56mmol)、トルエンを107ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを21.44mg(0.0234mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを42.8mg(0.141mmol)加え、100℃で5時間攪拌した。反応液にフェニルブロミドを2824mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール2000mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン53mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム1.32gと水13mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水200mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液200mLで2回、水200mL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。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン60mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体941mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Gと呼称する。
実施例9 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Gを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は13.5mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.71Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.66であり、光電変換効率(η)は6.27%であった。
参考例6 (化合物8の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
 フラスコ内の空気を窒素で置換した300mL四つ口フラスコ内に、WO2011/052709の記載に従って合成した化合物7を3.12g(15.0mmol)、脱水THFを150mL入れ、均一溶液とし、ドライアイスアセトンバスで−25℃に冷却した。そこにp−トリフルオロメチルフェニルマグネシウムブロミドのテトラヒドロフラン溶液15mL(50mmol)を滴下し、−25℃で10分間攪拌した。次いで、30分かけて室温まで昇温させ、室温で2時間攪拌した。その後、フラスコを0℃に冷却し、水100mLをゆっくり加えて反応を停止させた。酢酸を用いて水層を酸性にした後、生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水50mLで3回洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去し褐色の液体として化合物8を7.21g得た。
参考例7 (化合物9の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050
 フラスコ内の空気を窒素で置換した300mL四つ口フラスコ内に、前記参考例6で合成した化合物8を7.21g(14.4mmol)、p−トルエンスルホン酸を0.49g(2.60mmol)、脱水トルエンを100mL入れ、均一溶液とした。得られた溶液を120℃のオイルバスに浸して3時間加熱還流下で攪拌した。その後、フラスコを冷却し、有機層をトルエンで抽出し、有機層を水50mLで3回洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られたオイル状の粗生物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:クロロホルム=10:1(vol:vol)で精製し、化合物9を5.60g(11.1mmol)得た。
参考例8 (化合物10の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
 フラスコ内の空気を窒素で置換した300mLフラスコ内に、上記参考例7で合成した化合物9を2.41g(5.00mmol)、脱水THFを90mL入れ、均一溶液とした。得られた溶液をドライアイスアセトンバスで−78℃まで冷却し、そこにn−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6M)を7.19mL(11.5mmol)滴下した。滴下後約30分間−78℃で攪拌した後に、室温まで昇温させ2時間30分攪拌した。その後再び−78℃まで冷却し、トリブチルスズクロリド(BuSnCl)を4.07g(12.5mmol)加えた。−78℃で1時間攪拌した後に、室温まで昇温させ、さらに2時間攪拌した。その後、水50mLを加えて反応を停止し、酢酸エチルで抽出し、有機層を水50mLで3回洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られたオイル状の粗生成物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)で精製した。シリカゲルカラムのシリカゲルには、あらかじめ10wt%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、ヘキサンで洗ったシリカゲルを用いた。次いで、逆相シリカゲルカラムクマトグラフィー(メタノール:アセトン=1:1)で精製して化合物10を4.70g(4.40mmol)得た。
実施例10 (高分子化合物Hの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052
 フラスコ内の気体をアルゴンで置換した300mLフラスコに、化合物3を288mg(0.274mmol)、化合物2を303.8mg(0.274mmol)、上記参考例8で合成した化合物10を64mg(0.060mmol)、化合物4を210mg(636mmol)、トルエンを41ml入れて均一な溶液とした。得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを8.74mg(0.0095mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを17.4mg(0.057mmol)加え、100℃で5時間攪拌した。次いで、反応液にフェニルブロミドを472mg加え、さらに5時間攪拌した。その後、フラスコを25℃に冷却し、反応液をメタノール1000mLに注いだ。析出したポリマーを濾過して集め、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、o−ジクロロベンゼン21mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.54gと水5mLとを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水200mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液200mLで2回、水200mL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。濾過、乾燥により得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン47mLに再度溶解させ、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、濾過、乾燥により、精製された重合体345mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Hと呼称する。
実施例11 (有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
 実施例2において、高分子化合物Aの代わりに高分子化合物Hを用いた以外は同様にして有機薄膜太陽電池を作製し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及びフィルファクターを求めた。有機膜の光吸収末端波長は890nmであった。Jsc(短絡電流密度)は14.3mA/cmであり、Voc(開放端電圧)は0.73Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.60であり、光電変換効率(η)は6.29%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 本発明の化合物を含む有機層を有する有機光電変換素子は、光電変換効率が大きいため、本発明は極めて有用である。

Claims (18)

  1.  式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含む高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    〔式中、Rは、水素原子又は置換基を表す。Yは、酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    〔式中、Rは、Rとは異なり、水素原子又は置換基を表す。Yは、酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環又は置換基を有していてもよい複素環を表す。〕
  2.  Rが、分岐状のアルキル基である請求項1に記載の高分子化合物。
  3.  Rが、直鎖状のアルキル基である請求項1に記載の高分子化合物。
  4.  Rの炭素数及びRの炭素数が、それぞれ独立に、10~15である請求項1に記載の化合物。
  5.  さらに、式(3)で表される構成単位を含む請求項1に記載の高分子化合物。
    〔式中、Arは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位とは異なり、置換基を有していてもよいアリーレン基又は2価の複素環基を表す。〕
  6.  Arが、式(3−1)~式(3−8)で表される構成単位である請求項5に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    〔式(3−1)~式(3−8)中、R21~R38は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。X21~X29は、それぞれ独立に、硫黄原子、酸素原子又はセレン原子を表す。〕
  7.  光吸収末端波長が700nm以上である請求項1に記載の高分子化合物。
  8.  ポリスチレン換算の数平均分子量が3000以上である請求項1に記載の高分子化合物。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載の高分子化合物を含む薄膜。
  10.  請求項1~8のいずれか一項に記載の高分子化合物と電子受容性化合物とを含む組成物。
  11.  電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である請求項10に記載の組成物。
  12.  請求項10に記載の組成物を含む薄膜。
  13.  請求項10に記載の組成物と溶媒とを含むインク。
  14.  請求項1~8のいずれか一項に記載の高分子化合物を含む電子素子。
  15.  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し、該活性層に請求項1~8のいずれか一項に記載の高分子化合物を含有する有機光電変換素子。
  16.  請求項15に記載の有機光電変換素子を含む太陽電池モジュール。
  17.  請求項15に記載の有機光電変換素子を含むイメージセンサー。
  18.  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、該活性層に請求項1~8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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