Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5834682B2 - Polymer compound and electronic device using the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5834682B2 - Polymer compound and electronic device using the same - Google Patents

Polymer compound and electronic device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP5834682B2
JP5834682B2 JP2011205719A JP2011205719A JP5834682B2 JP 5834682 B2 JP5834682 B2 JP 5834682B2 JP 2011205719 A JP2011205719 A JP 2011205719A JP 2011205719 A JP2011205719 A JP 2011205719A JP 5834682 B2 JP5834682 B2 JP 5834682B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
ring
organic
polymer compound
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011205719A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013067691A (en
Inventor
吉村 研
研 吉村
健一郎 大家
健一郎 大家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2011205719A priority Critical patent/JP5834682B2/en
Publication of JP2013067691A publication Critical patent/JP2013067691A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5834682B2 publication Critical patent/JP5834682B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

本発明は、高分子化合物及びそれを用いた電子素子に関する。   The present invention relates to a polymer compound and an electronic device using the same.

近年、地球温暖化防止のため、大気中に放出されるCO2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への切り替え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、その製造過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。 In recent years, in order to prevent global warming, reduction of CO 2 released into the atmosphere has been demanded. For example, switching to a solar system using a pn junction type silicon solar cell or the like on the roof of a house has been proposed, and the single crystal, polycrystal and amorphous silicon used in the silicon solar cell are manufactured in the process There is a problem that high temperature and high vacuum conditions are required.

一方、電子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、近年注目されてきている。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記載されている(特許文献1)。   On the other hand, organic thin-film solar cells, which are one embodiment of electronic devices, can omit the high-temperature and high-vacuum processes used in the production process of silicon-based solar cells, and can be manufactured at low cost by only the coating process. It is coming. As 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) is described (Patent Document 1).

Figure 0005834682
繰り返し単位(A) 繰り返し単位(B)
Figure 0005834682
Repeating unit (A) Repeating unit (B)

特表2009−506519号公報Special table 2009-506519

しかしながら、上記高分子化合物を用いた有機光電変換素子は開放端電圧が低いという課題がある。   However, the organic photoelectric conversion element using the polymer compound has a problem that the open-circuit voltage is low.

そこで、本発明は開放端電圧が高い有機光電変換素子を製造しうる高分子化合物を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the high molecular compound which can manufacture an organic photoelectric conversion element with a high open end voltage.

即ち、本発明は第一に、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む高分子化合物を提供する。

Figure 0005834682
(1)
〔式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。環Ar及び環Arは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素環又は置換基を有してもよい炭素原子数4〜60の複素環を示す。Aは、炭素原子、珪素原子又はゲルマニウム原子を表す。〕
Figure 0005834682
(2)
〔式中、Yは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、−N(R)−又は−C(R)=C(R)−を表す。R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。〕 That is, the present invention first provides a polymer compound comprising a repeating unit represented by the formula (1) and a repeating unit represented by the formula (2).
Figure 0005834682
(1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, or a monovalent organic group. Ring Ar 1 and Ring Ar 2 are each independently an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent or a heterocycle having 4 to 60 carbon atoms which may have a substituent. Indicates a ring. A represents a carbon atom, a silicon atom, or a germanium atom. ]
Figure 0005834682
(2)
[Wherein, Y represents a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, -N (R 3 )-or -C (R 4 ) = C (R 5 )-. R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group or a monovalent organic group. ]

本発明は第二に、式(3)で表される繰り返し単位を含む高分子化合物を提供する。

Figure 0005834682
(3)
〔式中、Yは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、−N(R)−又は−C(R)=C(R)−を表す。R、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。環Ar及び環Arは、置換基を有してもよい炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素環又は置換基を有してもよい炭素原子数4〜60の複素環を表す。〕 Secondly, the present invention provides a polymer compound containing a repeating unit represented by the formula (3).
Figure 0005834682
(3)
[Wherein, Y represents a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, -N (R 3 )-or -C (R 4 ) = C (R 5 )-. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group or a monovalent organic group. The ring Ar 1 and the ring Ar 2 represent an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent or a heterocyclic ring having 4 to 60 carbon atoms which may have a substituent. ]

本発明は第三に、式(4)で表される繰り返し単位を含む高分子化合物を提供する。

Figure 0005834682
(4)
〔式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数6〜10のアルキル基を表す。〕 Thirdly, this invention provides the high molecular compound containing the repeating unit represented by Formula (4).
Figure 0005834682
(4)
[Wherein, R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 6 to 10 carbon atoms. ]

本発明は第四に、前記高分子化合物を含む電子素子を提供する。   Fourthly, the present invention provides an electronic device comprising the polymer compound.

本発明は第五に、一対の電極と、該電極間に設けられた活性層とを有し、該活性層が電子受容性化合物と前記高分子化合物とを含む有機光電変換素子を提供する。   Fifth, the present invention provides an organic photoelectric conversion device having a pair of electrodes and an active layer provided between the electrodes, wherein the active layer includes an electron accepting compound and the polymer compound.

本発明は第六に、活性層中に含まれる電子受容性化合物の量が、高分子化合物100重量部に対して、10〜1000重量部である前記有機光電変換素子を提供する。   6thly this invention provides the said organic photoelectric conversion element whose quantity of the electron-accepting compound contained in an active layer is 10-1000 weight part with respect to 100 weight part of high molecular compounds.

本発明は第七に、電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である前記有機光電変換素子を提供する。   Seventhly, the present invention provides the organic photoelectric conversion element, wherein the electron-accepting compound is a fullerene derivative.

本発明は第八に、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層と、ゲート電極とを備え、前記有機半導体層に前記高分子化合物を含む有機薄膜トランジスタを提供する。   Eighth, the present invention provides an organic thin film transistor comprising a source electrode, a drain electrode, an organic semiconductor layer, and a gate electrode, wherein the organic semiconductor layer includes the polymer compound.

本発明の高分子化合物を用いた有機光電変換素子は、開放端電圧が高いため、本発明は極めて有用である。   Since the organic photoelectric conversion element using the polymer compound of the present invention has a high open-circuit voltage, the present invention is extremely useful.

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)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む。

Figure 0005834682
(1)
〔式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。環Ar及び環Arは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素環又は置換基を有してもよい炭素原子数4〜60の複素環を示す。Aは、炭素原子、珪素原子又はゲルマニウム原子を表す。〕
Figure 0005834682
(2)
〔式中、Yは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、−N(R)−又は−C(R)=C(R)−を表す。R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。〕 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polymer compound of the present invention includes a repeating unit represented by the formula (1) and a repeating unit represented by the formula (2).
Figure 0005834682
(1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, or a monovalent organic group. Ring Ar 1 and Ring Ar 2 are each independently an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent or a heterocycle having 4 to 60 carbon atoms which may have a substituent. Indicates a ring. A represents a carbon atom, a silicon atom, or a germanium atom. ]
Figure 0005834682
(2)
[Wherein, Y represents a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, -N (R 3 )-or -C (R 4 ) = C (R 5 )-. R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group or a monovalent organic group. ]

式(1)中、R及びRで表される1価の有機基としては、例えば、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及び置換されていてもよいヘテロアリール基が挙げられる。 In the formula (1), examples of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 include an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and an optionally substituted alkylthio. Group, aryl group which may be substituted, aryloxy group which may be substituted, arylalkyl group which may be substituted, arylalkoxy group which may be substituted and heteroaryl group which may be substituted Is mentioned.

及びRで表されるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、シクロアルキル基であってもよい。アルキル基の炭素原子数は、通常1〜30であり、1〜20が好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子が挙げられる。置換されていてもよい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、メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。 The alkyl group represented by R 1 and R 2 may be linear or branched, and may be a cycloalkyl group. The carbon number of an alkyl group is 1-30 normally, and 1-20 are preferable. The alkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include a fluorine atom. Specific examples of the alkyl group which may be substituted 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 group, hexyl group, isohexyl group, methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl Examples thereof include chain alkyl groups such as a group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group and eicosyl group, and cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and an adamantyl group.

及び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。アルコキシ基の炭素原子数は、通常1〜30であり、1〜20が好ましい。アルコキシ基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子及びアルコキシ基(例えば、炭素数1〜20)が挙げられる。置換され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。 The alkyl part of the alkoxy group represented by R 1 and R 2 may be linear, branched or cyclic. The carbon atom number of an alkoxy group is 1-30 normally, and 1-20 are preferable. The alkoxy group may have a substituent, and examples of the substituent include a fluorine atom and an alkoxy group (for example, having 1 to 20 carbon atoms). Specific examples of the optionally substituted alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, Heptyloxy, octyloxy, 2-ethylhexyloxy, nonyloxy, decyloxy, 3,7-dimethyloctyloxy, lauryloxy, trifluoromethoxy, pentafluoroethoxy, perfluorobutoxy, perfluoro Examples include a hexyloxy group, a perfluorooctyloxy group, a methoxymethyloxy group, and a 2-methoxyethyloxy group.

及び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。アルキルチオ基の炭素原子数は、通常1〜30であり、1〜20が好ましい。アルキルチオ基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子が挙げられる。置換され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。 The alkyl part of the alkylthio group represented by R 1 and R 2 may be linear or branched, and may be cyclic. The number of carbon atoms of the alkylthio group is usually 1-30, preferably 1-20. The alkylthio group may have a substituent, and examples of the substituent include a fluorine atom. Specific examples of the alkylthio group which may be substituted include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, cyclohexylthio group, heptylthio group. Group, octylthio group, 2-ethylhexylthio group, nonylthio group, decylthio group, 3,7-dimethyloctylthio group, laurylthio group and trifluoromethylthio group.

及びRで表されるアリール基は、無置換の芳香族炭化水素から、水素原子1個を除いた原子団であり、ベンゼン環を持つもの、縮合環を持つもの、独立したベンゼン環又は縮合環2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。アリール基の炭素原子数は、通常6〜60であり、6〜30が好ましい。なお、前記のアリール基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。アリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられる。アリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、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及び置換されていてもよいアルキルチオ基が挙げられる。該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の炭素原子数及び具体例は、前述の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ルコキシ基及び置換されていてもよいアルキルチオ基の炭素原子数及び具体例と同じである。置換されているアリール基としては、例えば、C1〜C12アルコキシフェニル基、C1〜C12アルキルフェニル基及びペンタフルオロフェニル基が挙げられる。
ここで「C」は、炭素原子を表し、付された数字は直後に記載された基中の炭素原子数を表す。即ち、上記「C1〜C12アルキルフェニル基」とは、炭素原子数が1〜12のアルキル基を有する基であることを表し、上記「C1〜C12アルコキシフェニル基」とは、炭素原子数が1〜12のアルコキシ基を有する基であることを表す。以下も同様である。アルキル基の炭素原子数及びアルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜6である。
The aryl group represented by R 1 and R 2 is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an unsubstituted aromatic hydrocarbon, having a benzene ring, having a condensed ring, an independent benzene ring Alternatively, a structure in which two or more condensed rings are bonded directly or via a group such as vinylene is also included. The number of carbon atoms of the aryl group is usually 6 to 60, preferably 6 to 30. The number of carbon atoms of the aryl group does not include the number of carbon atoms of the substituent. As an aryl group, a phenyl group, 1-naphthyl group, and 2-naphthyl group are mentioned, for example. Examples of the substituent that the aryl group may have include a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and an optionally substituted alkylthio group. The number of carbon atoms and specific examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted alkylthio group are the substituted groups represented by the aforementioned R 1 and R 2. The number of carbon atoms of the alkyl group which may be substituted, the alkoxy group which may be substituted and the alkylthio group which may be substituted is the same as the specific examples. Examples of the substituted aryl group include a C1-C12 alkoxyphenyl group, a C1-C12 alkylphenyl group, and a pentafluorophenyl group.
Here, “C” represents a carbon atom, and the number attached represents the number of carbon atoms in the group described immediately after. That is, the “C1 to C12 alkylphenyl group” represents a group having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the “C1 to C12 alkoxyphenyl group” has 1 carbon atom. It represents a group having ~ 12 alkoxy groups. The same applies to the following. The number of carbon atoms in the alkyl group and the number of carbon atoms in the alkoxy group are preferably 1-8, more preferably 1-6.

及びRで表されるアリールオキシ基は、その炭素原子数が通常6〜60であり、6〜20が好ましい。アリールオキシ基のアリール部分は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子、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及び置換されていてもよいアルキルチオ基が挙げられる。該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の炭素原子数及び具体例は、前述の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ルコキシ基及び置換されていてもよいアルキルチオ基の炭素原子数及び具体例と同じである。置換され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。 The aryloxy group represented by R 1 and R 2 usually has 6 to 60 carbon atoms, and preferably 6 to 20 carbon atoms. The aryl part of the aryloxy group may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and a substituted group. There may be mentioned a good alkylthio group. The number of carbon atoms and specific examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted alkylthio group are the substituted groups represented by the aforementioned R 1 and R 2. The number of carbon atoms of the alkyl group which may be substituted, the alkoxy group which may be substituted and the alkylthio group which may be substituted is the same as the specific examples. Specific examples of the optionally substituted aryloxy group include a phenoxy group, a C1-C12 alkoxyphenoxy group, a C1-C12 alkylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and a pentafluorophenyloxy group. Can be mentioned.

及びRで表されるアリールアルキル基は、その炭素原子数が通常7〜60であり、7〜20が好ましい。アリールアルキル基のアリール部分は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子、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及び置換されていてもよいアルキルチオ基が挙げられる。該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の炭素原子数及び具体例は、前述の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ルコキシ基及び置換されていてもよいアルキルチオ基の炭素原子数及び具体例と同じである。置換され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。 The arylalkyl group represented by R 1 and R 2 usually has 7 to 60 carbon atoms, and preferably 7 to 20 carbon atoms. The aryl part of the arylalkyl group may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and a substituted group. There may be mentioned a good alkylthio group. The number of carbon atoms and specific examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted alkylthio group are the substituted groups represented by the aforementioned R 1 and R 2. The number of carbon atoms of the alkyl group which may be substituted, the alkoxy group which may be substituted and the alkylthio group which may be substituted is the same as the specific examples. Specific examples of the optionally substituted arylalkyl group include phenyl-C1-C12 alkyl group, C1-C12 alkoxyphenyl-C1-C12 alkyl group, C1-C12 alkylphenyl-C1-C12 alkyl group, 1-naphthyl. -C1-C12 alkyl group and 2-naphthyl-C1-C12 alkyl group are mentioned.

及びRで表されるアリールアルコキシ基は、その炭素原子数が通常7〜60であり、7〜20が好ましい。アリールアルコキシ基のアリール部分は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、フッ素原子、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及び置換されていてもよいアルキルチオ基が挙げられる。該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の炭素原子数及び具体例は、前述の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ルコキシ基及び置換されていてもよいアルキルチオ基の炭素原子数及び具体例と同じである。置換され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。 The arylalkoxy group represented by R 1 and R 2 usually has 7 to 60 carbon atoms, and preferably 7 to 20 carbon atoms. The aryl part of the arylalkoxy group may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and a substituted group. There may be mentioned a good alkylthio group. The number of carbon atoms and specific examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, and the optionally substituted alkylthio group are the substituted groups represented by the aforementioned R 1 and R 2. The number of carbon atoms of the alkyl group which may be substituted, the alkoxy group which may be substituted and the alkylthio group which may be substituted is the same as the specific examples. Specific examples of the optionally substituted arylalkoxy group 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, and 1-naphthyl. -C1-C12 alkoxy group and 2-naphthyl-C1-C12 alkoxy group are mentioned.

及びRで表されるヘテロアリール基は、無置換の芳香族複素環式化合物から、水素原子1個を除いた原子団であり、単環を持つもの、縮合環を持つもの、独立した単環又は縮合環2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。芳香族複素環式化合物としては、例えば、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、フェノチアジン及びフェナジンが挙げられる。ヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、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アルキル基及び置換されていてもよいアリールアルコキシ基が挙げられる。該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アルキル基及び置換されていてもよいアリールアルコキシ基の定義及び具体例は、前述の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アルキル基及び置換されていてもよいアリールアルコキシ基の定義及び具体例と同じである。 The heteroaryl group represented by R 1 and R 2 is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an unsubstituted aromatic heterocyclic compound, having a single ring, having a condensed ring, independently And those obtained by bonding two or more monocyclic or condensed rings directly or via a group such as vinylene are also included. Examples of the aromatic heterocyclic compound include furan, thiophene, pyrrole, pyrroline, pyrrolidine, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, imidazole, imidazoline, imidazolidine, pyrazole, pyrazoline, prazolidine, furazane, triazole, thiadiazole, Oxadiazole, tetrazole, pyran, pyridine, piperidine, thiopyran, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, piperazine, morpholine, triazine, benzofuran, isobenzofuran, benzothiophene, indole, isoindole, indolizine, indoline, isoindoline, chromene, chroman , Isochroman, benzopyran, quinoline, isoquinoline, quinolidine, benzimidazole, benzothiazole, indazo , Naphthyridine, quinoxaline, quinazoline, quinazolidine, cinnoline, phthalazine, purine, pteridine, carbazole, xanthene, phenanthridine, acridine, β-carboline, perimidine, phenanthroline, thianthrene, phenoxathiin, phenoxazine, phenothiazine and phenazine It is done. Examples of the substituent that the heteroaryl group may have include, for example, a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted alkylthio group, and a substituted group. Examples thereof include an aryl group which may be substituted, an aryloxy group which may be substituted, an arylalkyl group which may be substituted, and an arylalkoxy group which may be substituted. The optionally substituted alkyl group, the optionally substituted alkoxy group, the optionally substituted alkylthio group, the optionally substituted aryl group, the optionally substituted aryloxy group, the substituted The definition and specific examples of the arylalkyl group which may be substituted and the arylalkoxy group which may be substituted are as follows. The alkyl group which may be substituted represented by the aforementioned R 1 and R 2 and the alkoxy which may be substituted Group, optionally substituted alkylthio group, optionally substituted aryl group, optionally substituted aryloxy group, optionally substituted arylalkyl group and optionally substituted arylalkoxy group. Definitions and specific examples are the same.

及びRは、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特性を向上させる観点からは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基及びアリールアルキル基が好ましく、アルキル基及びアリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。 R 1 and R 2 are preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group and an arylalkyl group from the viewpoint of improving the photoelectric conversion characteristics of the organic photoelectric conversion device containing the polymer compound of the present invention. A group and an aryl group are more preferable, and an alkyl group is more preferable.

式(1)中、Aは、炭素原子、珪素原子又はゲルマニウム原子を表す。本発明の高分子化合物を含む有機光電変換素子の光電変換効率を向上させる観点からは、炭素原子が好ましい。   In formula (1), A represents a carbon atom, a silicon atom, or a germanium atom. From the viewpoint of improving the photoelectric conversion efficiency of the organic photoelectric conversion element containing the polymer compound of the present invention, a carbon atom is preferable.

式(1)中、環Ar及び環Arは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素環又は置換基を有してもよい炭素数4〜60の複素環を表す。置換基を有していてもよい複素環は、置換基を有していてもよい芳香族複素環が好ましい。 In formula (1), ring Ar 1 and ring Ar 2 are each independently an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent or carbon atoms which may have a substituent. Represents ~ 60 heterocycles. The heterocyclic ring that may have a substituent is preferably an aromatic heterocyclic ring that may have a substituent.

芳香族炭化水素環としては、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。   Examples of the aromatic hydrocarbon ring 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.

芳香族複素環としては、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、チオフェンオキシド環、ベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンオキシド環、チオフェンジオキシド環、ベンゾチオフェンジオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、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。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。   Examples of the aromatic heterocycle include 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 ring, Thiophene oxide ring, benzothiophene oxide ring, dibenzothiophene oxide ring, thiophene dioxide ring, benzothiophene dioxide ring, dibenzothiophene dioxide ring, furan ring, benzofuran ring, dibenzofuran ring, pyrrole ring, indole ring, dibenzopyrrole ring, Examples include a silole ring, a benzosilole ring, a dibenzosilole ring, a borol ring, a benzoborol ring, and a dibenzoborol 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.

芳香族炭化水素環及び複素環が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基が挙げられる。該1価の有機基の具体例は、R及びRで表される1価の有機基の具体例と同じである。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は、芳香族炭化水素環及び複素環は、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。 Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon ring and the heterocyclic ring may have include a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, and a monovalent organic group. Specific examples of the monovalent organic group are the same as the specific examples of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 . From the viewpoint of increasing the solubility of the polymer compound in the organic solvent, the aromatic hydrocarbon ring and the heterocyclic ring may be an alkyl group which may be substituted, an alkoxy group which may be substituted, or an aryl which may be substituted. It preferably has one or more substituents selected from the group consisting of an oxy group and an optionally substituted aryl group.

式(1)で表される繰り返し単位の具体例としては、式(101)〜式(130)で表される繰り返し単位が挙げられる。 Specific examples of the repeating unit represented by formula (1) include the repeating units represented by formula (101) to formula (130).

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

式(101)〜式(130)中、R及びRは、前述と同じ意味を表す。Rは、置換基を表す。 In formula (101) to formula (130), R 1 and R 2 represent the same meaning as described above. R represents a substituent.

Rで表される置換基としては、例えば、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基が挙げられる。該1価の有機基の具体例は、R及びRで表される1価の有機基の具体例と同じである。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は、芳香族炭化水素環及び複素環は、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。 Examples of the substituent represented by R include a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, and a monovalent organic group. Specific examples of the monovalent organic group are the same as the specific examples of the monovalent organic group represented by R 1 and R 2 . From the viewpoint of increasing the solubility of the polymer compound in the organic solvent, the aromatic hydrocarbon ring and the heterocyclic ring may be an alkyl group which may be substituted, an alkoxy group which may be substituted, or an aryl which may be substituted. It preferably has one or more substituents selected from the group consisting of an oxy group and an optionally substituted aryl group.

式(101)〜式(130)で表される繰り返し単位は、式(101)で表される繰り返し単位、式(106)で表される繰り返し単位、式(111)で表される繰り返し単位、式(116)で表される繰り返し単位、式(121)で表される繰り返し単位及び式(126)で表される繰り返し単位が好ましく、式(101)で表される繰り返し単位、式(106)で表される繰り返し単位及び式(111)で表される繰り返し単位がより好ましく、式(101)で表される繰り返し単位がさらに好ましい。   The repeating unit represented by the formula (101) to the formula (130) includes a repeating unit represented by the formula (101), a repeating unit represented by the formula (106), a repeating unit represented by the formula (111), The repeating unit represented by the formula (116), the repeating unit represented by the formula (121), and the repeating unit represented by the formula (126) are preferable. The repeating unit represented by the formula (101), the formula (106) The repeating unit represented by formula (111) and the repeating unit represented by formula (111) are more preferred, and the repeating unit represented by formula (101) is more preferred.

式(2)で表される繰り返し単位の具体例としては、式(201)〜式(205)で表される繰り返し単位が挙げられる。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (2) include the repeating units represented by formula (201) to formula (205).

Figure 0005834682
(式中、R、R及びRは、前述と同じ意味を表す。)
Figure 0005834682
(In the formula, R 3 , R 4 and R 5 represent the same meaning as described above.)

式(201)〜式(205)で表される繰り返し単位は、式(201)で表される繰り返し単位、式(202)で表される繰り返し単位、式(204)で表される繰り返し単位及び式(205)で表される繰り返し単位が好ましく、式(201)で表される繰り返し単位及び式(202)で表される繰り返し単位がより好ましく、式(201)で表される繰り返し単位がさらに好ましい。   The repeating unit represented by the formula (201) to the formula (205) includes the repeating unit represented by the formula (201), the repeating unit represented by the formula (202), the repeating unit represented by the formula (204), and The repeating unit represented by formula (205) is preferred, the repeating unit represented by formula (201) and the repeating unit represented by formula (202) are more preferred, and the repeating unit represented by formula (201) is further preferable.

本発明の高分子化合物が有する式(1)で表される繰り返し単位の数と式(2)で表される繰り返し単位の数との合計を100とした場合、本発明の高分子化合物が有する式(1)で表される繰り返し単位の数は、20〜80が好ましく、40〜60がより好ましい。   When the total of the number of repeating units represented by the formula (1) and the number of repeating units represented by the formula (2) of the polymer compound of the present invention is 100, the polymer compound of the present invention has 20-80 are preferable and, as for the number of the repeating units represented by Formula (1), 40-60 are more preferable.

本発明の高分子化合物の他の態様は、式(3)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物である。

Figure 0005834682
(3)
〔式中、Y、R、R、環Ar及び環Arは、前述と同じ意味を表す。〕 Another embodiment of the polymer compound of the present invention is a polymer compound having a repeating unit represented by the formula (3).
Figure 0005834682
(3)
[Wherein, Y, R 1 , R 2 , ring Ar 1 and ring Ar 2 represent the same meaning as described above. ]

式(3)で表される繰り返し単位としては、例えば、式(301)〜式(388)で表される繰り返し単位が挙げられる。

Figure 0005834682
As a repeating unit represented by Formula (3), the repeating unit represented by Formula (301)-Formula (388) is mentioned, for example.
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

式(301)〜式(388)中、R、R及びRは前述と同じ意味を表す。 In formula (301) to formula (388), R 3 , R 4 and R 5 represent the same meaning as described above.

式(3)で表される繰り返し単位は、式(4)で表される繰り返し単位が好ましい。

Figure 0005834682
(4)
〔式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数6〜10のアルキル基を表す。〕 The repeating unit represented by the formula (3) is preferably a repeating unit represented by the formula (4).
Figure 0005834682
(4)
[Wherein, R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 6 to 10 carbon atoms. ]

本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、103〜108が好ましく、103〜107がより好ましく、103〜106がさらに好ましい。 The polymer compound of the present invention has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of preferably 10 3 to 10 8 , more preferably 10 3 to 10 7, and still more preferably 10 3 to 10 6 .

本発明の高分子化合物は、共役系高分子化合物であることが好ましい。ここで、共役系高分子化合物とは、高分子化合物の主鎖を構成する原子が共役している化合物を意味する。   The polymer compound of the present invention is preferably a conjugated polymer compound. Here, the conjugated polymer compound means a compound in which atoms constituting the main chain of the polymer compound are conjugated.

<高分子化合物の製造方法>
本発明の高分子化合物は、如何なる方法で製造してもよいが、例えば、用いる重合反応に適した官能基を有するモノマーを合成した後に、必要に応じて該モノマーを有機溶媒に溶解させ、アルカリ、触媒、配位子等を用いた公知のアリールカップリング反応を用いて重合することにより合成することができる。前記モノマーの合成は、例えば、特表2009−506519号公報、WO2011/060526A1公報に示された方法を参考にして行うことができる。
<Method for producing polymer compound>
The polymer compound of the present invention may be produced by any method. For example, after synthesizing a monomer having a functional group suitable for the polymerization reaction to be used, the monomer is dissolved in an organic solvent, if necessary, , And can be synthesized by polymerization using a known aryl coupling reaction using a catalyst, a ligand and the like. The synthesis of the monomer can be performed with reference to, for example, methods disclosed in JP-T-2009-506519 and WO2011 / 060526A1.

アリールカップリング反応による重合は、例えば、Stilleカップリング反応による重合、Suzukiカップリング反応による重合、Yamamotoカップリング反応による重合、及び、Kumada−Tamaoカップリング反応による重合が挙げられる。   Examples of the polymerization by the aryl coupling reaction include polymerization by a Stille coupling reaction, polymerization by a Suzuki coupling reaction, polymerization by a Yamamoto coupling reaction, and polymerization by a Kumada-Tamao coupling reaction.

Stilleカップリング反応による重合は、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロライドなどのパラジウム錯体を触媒として用い、必要に応じて、トリフェニルホスフィン、トリ(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(2-メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、トリ(シクロヘキシル)ホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィン等の配位子を添加し、置換スタンニル基を有するモノマーと、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を有するモノマー、又は、トリフルオロメタンスルホネート基、p-トルエンスルホネート基等のスルホン酸残基を有するモノマーとを反応させる重合である。Stilleカップリング反応による重合の詳細は、例えば、アンゲヴァンテ ケミー インターナショナル エディション(Angewandte Chemie International Edition),2005年,第44巻,p.4442−4489に記載されている。   Polymerization by Stille coupling reaction is necessary using palladium complexes such as palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], [tris (dibenzylideneacetone)] dipalladium, palladium acetate, bis (triphenylphosphine) palladium dichloride as catalysts. Depending on the ligand, ligands such as triphenylphosphine, tri (2-methylphenyl) phosphine, tri (2-methoxyphenyl) phosphine, diphenylphosphinopropane, tri (cyclohexyl) phosphine, tri (tert-butyl) phosphine A monomer having a substituted stannyl group and a monomer having a halogen atom such as a bromine atom, an iodine atom or a chlorine atom, or a sulfonic acid residue such as a trifluoromethanesulfonate group or a p-toluenesulfonate group. Polymerization in which a monomer having a group is reacted. The details of the polymerization by the Stille coupling reaction are described in, for example, Angewante Chemie International Edition, 2005, Vol. 44, p. 4442-4489.

Suzukiカップリング反応による重合は、無機塩基又は有機塩基の存在下、パラジウム錯体又はニッケル錯体を触媒として用い、必要に応じて配位子を添加し、ジヒドロキシボリル基又はホウ酸エステル残基を有するモノマーと、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を有するモノマー、又は、トリフルオロメタンスルホネート基、p-トルエンスルホネート基等のスルホン酸残基を有するモノマーとを反応させる重合である。
無機塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸三カリウム及びフッ化カリウムが挙げられる。有機塩基としては、例えば、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム及び水酸化テトラエチルアンモニウムが挙げられる。パラジウム錯体としては、例えば、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート及びビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロライドが挙げられる。ニッケル錯体としては、例えば、ビス(シクロオクタジエン)ニッケルが挙げられる。配位子としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(2-メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン及びトリ(シクロヘキシル)ホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィンが挙げられる。
Suzukiカップリング反応による重合の詳細は、例えば、ジャーナル オブ ポリマー サイエンス:パート エー:ポリマー ケミストリー(Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry),2001年,第39巻,p.1533−1556に記載されている。
Polymerization by Suzuki coupling reaction is a monomer having a dihydroxyboryl group or a borate ester residue using a palladium complex or nickel complex as a catalyst in the presence of an inorganic base or an organic base, adding a ligand as necessary. And a monomer having a halogen atom such as bromine atom, iodine atom or chlorine atom, or a monomer having a sulfonic acid residue such as trifluoromethanesulfonate group or p-toluenesulfonate group.
Examples of the inorganic base include sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, tripotassium phosphate and potassium fluoride. Examples of the organic base include tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, and tetraethylammonium hydroxide. Examples of the palladium complex include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], [tris (dibenzylideneacetone)] dipalladium, palladium acetate, and bis (triphenylphosphine) palladium dichloride. Examples of the nickel complex include bis (cyclooctadiene) nickel. Examples of the ligand include triphenylphosphine, tri (2-methylphenyl) phosphine, tri (2-methoxyphenyl) phosphine, diphenylphosphinopropane, tri (cyclohexyl) phosphine, and tri (tert-butyl) phosphine. It is done.
Details of the polymerization by the Suzuki coupling reaction are described in, for example, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry (Part A: Polymer Chemistry), 2001, Vol. 39, p. 1533-1556.

Yamamotoカップリング反応による重合は、触媒と還元剤とを用い、ハロゲン原子を有するモノマー同士、トリフルオロメタンスルホネート基等のスルホン酸残基を有するモノマー同士又はハロゲン原子を有するモノマーとスルホン酸残基を有するモノマーとを反応させる重合である。
触媒としては、ビス(シクロオクタジエン)ニッケル等のニッケルゼロ価錯体とビピリジル等の配位子からなる触媒、[ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケルジクロライド、[ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケルジクロライド等のニッケルゼロ価錯体以外のニッケル錯体と、必要に応じ、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、トリ(シクロヘキシル)ホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィン等の配位子からなる触媒が挙げられる。還元剤としては、例えば、亜鉛、マグネシウムが挙げられる。Yamamotoカップリング反応による重合は、脱水した溶媒を反応に用いてもよく、不活性雰囲気下で反応を行ってもよく、脱水剤を反応系中に添加して行ってもよい。
Yamamotoカップリングによる重合の詳細は、例えば、マクロモルキュルズ(Macromolecules),1992年,第25巻,p.1214−1223に記載されている。
Polymerization by Yamamoto coupling reaction uses a catalyst and a reducing agent, and has monomers having a halogen atom, monomers having a sulfonic acid residue such as a trifluoromethanesulfonate group, or monomers having a halogen atom and a sulfonic acid residue. This is a polymerization in which a monomer is reacted.
Catalysts include nickel zero-valent complexes such as bis (cyclooctadiene) nickel and ligands such as bipyridyl, [bis (diphenylphosphino) ethane] nickel dichloride, [bis (diphenylphosphino) propane] nickel. A catalyst comprising a nickel complex other than a nickel zero-valent complex such as dichloride and a ligand such as triphenylphosphine, diphenylphosphinopropane, tri (cyclohexyl) phosphine, tri (tert-butyl) phosphine, if necessary. . Examples of the reducing agent include zinc and magnesium. Polymerization by the Yamamoto coupling reaction may be performed using a dehydrated solvent in the reaction, may be performed in an inert atmosphere, or may be performed by adding a dehydrating agent to the reaction system.
Details of the polymerization by Yamamoto coupling are described in, for example, Macromolecules, 1992, Vol. 25, p. 1214-1223.

Kumada−Tamaoカップリング反応による重合は、[ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケルジクロライド、[ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケルジクロライド等のニッケル触媒を用い、ハロゲン化マグネシオ基を有する化合物とハロゲン原子を有する化合物とを反応させる重合するである。反応は、脱水した溶媒を反応に用いてもよく、不活性雰囲気下で反応を行ってもよく、脱水剤を反応系中に添加して行ってもよい。   Polymerization by Kumada-Tamao coupling reaction uses a nickel catalyst such as [bis (diphenylphosphino) ethane] nickel dichloride, [bis (diphenylphosphino) propane] nickel dichloride, a halogen atom-containing compound and a halogen atom. Polymerization to react with the compound having For the reaction, a dehydrated solvent may be used for the reaction, the reaction may be performed in an inert atmosphere, or a dehydrating agent may be added to the reaction system.

前記アリールカップリング反応による重合では、通常、溶媒が用いられる。該溶媒は、用いる重合反応、モノマー及びポリマーの溶解性等を考慮して選択すればよい。具体的には、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒、有機溶媒相と水相の二相を有する溶媒が挙げられる。Stilleカップリング反応に用いる溶媒は、テトラヒドロフラン、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒、有機溶媒相と水相の二相を有する溶媒が好ましい。Stilleカップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。Suzukiカップリング反応に用いる溶媒は、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒、有機溶媒相と水相の二相を有する溶媒が好ましい。Suzukiカップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。Yamamotoカップリング反応に用いる溶媒は、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、これらの溶媒を2種以上混合した混合溶媒等の有機溶媒が好ましい。Yamamotoカップリング反応に用いる溶媒は、副反応を抑制するために、反応前に脱酸素処理を行うことが好ましい。   In the polymerization by the aryl coupling reaction, a solvent is usually used. The solvent may be selected in consideration of the polymerization reaction used, the solubility of the monomer and polymer, and the like. Specifically, tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, an organic solvent such as a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents, an organic solvent Examples thereof include a solvent having two phases of a phase and an aqueous phase. The solvent used in the Stille coupling reaction is preferably an organic solvent such as tetrahydrofuran, toluene, N, N-dimethylformamide, a mixed solvent obtained by mixing two or more of these solvents, or a solvent having two phases of an organic solvent phase and an aqueous phase. . The solvent used for the Stille coupling reaction is preferably deoxygenated before the reaction in order to suppress side reactions. Solvents used in the Suzuki coupling reaction are organic solvents such as tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and mixed solvents in which two or more of these solvents are mixed. A solvent and a solvent having two phases of an organic solvent phase and an aqueous phase are preferred. The solvent used for the Suzuki coupling reaction is preferably deoxygenated before the reaction in order to suppress side reactions. The solvent used for the Yamamoto coupling reaction is an organic solvent such as tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, or a mixed solvent in which two or more of these solvents are mixed. A solvent is preferred. The solvent used for the Yamamoto coupling reaction is preferably deoxygenated before the reaction in order to suppress side reactions.

前記アリールカップリング反応による重合の中でも、反応性の観点からは、Stilleカップリング反応により重合する方法、Suzukiカップリング反応により重合する方法、及び、Yamamotoカップリング反応により重合する方法が好ましい。   Among the polymerizations by the aryl coupling reaction, from the viewpoint of reactivity, a polymerization method by a Stille coupling reaction, a polymerization method by a Suzuki coupling reaction, and a polymerization method by a Yamamoto coupling reaction are preferable.

前記アリールカップリング反応の反応温度の下限は、反応性の観点からは、好ましくは−100℃であり、より好ましくは−20℃であり、特に好ましくは0℃である。反応温度の上限は、モノマー及び高分子化合物の安定性の観点からは、好ましくは200℃であり、より好ましくは150℃であり、特に好ましくは120℃である。   The lower limit of the reaction temperature of the aryl coupling reaction is preferably −100 ° C., more preferably −20 ° C., and particularly preferably 0 ° C. from the viewpoint of reactivity. The upper limit of the reaction temperature is preferably 200 ° C., more preferably 150 ° C., and particularly preferably 120 ° C. from the viewpoint of the stability of the monomer and the polymer compound.

前記アリールカップリング反応による重合において、反応終了後の反応溶液からの本発明の高分子化合物を取り出す方法としては、公知の方法が挙げられる。例えば、メタノール等の低級アルコールに反応溶液を加え、析出した沈殿を濾過し、濾物を乾燥することにより、本発明の高分子化合物を得ることができる。得られた高分子化合物の純度が低い場合は、再結晶、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等により精製することができる。   In the polymerization by the aryl coupling reaction, a known method can be used as a method for removing the polymer compound of the present invention from the reaction solution after completion of the reaction. For example, the polymer compound of the present invention can be obtained by adding a reaction solution to a lower alcohol such as methanol, filtering the deposited precipitate, and drying the filtrate. When the purity of the obtained polymer compound is low, it can be purified by recrystallization, continuous extraction with a Soxhlet extractor, column chromatography, or the like.

本発明の高分子化合物を有機光電変換素子の製造に用いる場合、高分子化合物の末端に重合活性基が残っていると、有機光電変換素子の耐久性等の特性が低下することがあるため、高分子化合物の末端を安定な基で保護することが好ましい。   When the polymer compound of the present invention is used for the production of an organic photoelectric conversion element, if a polymerization active group remains at the terminal of the polymer compound, characteristics such as durability of the organic photoelectric conversion element may be deteriorated. It is preferable to protect the terminal of the polymer compound with a stable group.

末端を保護する安定な基としては、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子で置換されたアルキル基、フッ素原子で置換されたアルコキシ基、アリール基、アリールアミノ基、複素環基等が挙げられる。アリールアミノ基としては、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。複素環基としては、チェニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。また、高分子化合物の末端に残っている重合活性基を、安定な基に代えて、水素原子で置換してもよい。ホール輸送性を高める観点からは、末端を保護する安定な基がアリールアミノ基などの電子供与性を付与する基であることが好ましい。高分子化合物が共役高分子化合物である場合、高分子化合物の主鎖の共役構造と末端を保護する安定な基の共役構造とが連続するような共役結合を有している基も末端を保護する安定な基として好ましく用いることができる。該基としては、例えば、アリール基、及び、芳香族性を有する複素環基が挙げられる。   Examples of the stable group for protecting the terminal include an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl group substituted with a fluorine atom, an alkoxy group substituted with a fluorine atom, an aryl group, an arylamino group, and a heterocyclic group. Examples of the arylamino group include a phenylamino group and a diphenylamino group. Examples of the heterocyclic group include a chenyl group, a pyrrolyl group, a furyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, and an isoquinolyl group. Further, the polymerization active group remaining at the terminal of the polymer compound may be replaced with a hydrogen atom instead of a stable group. From the viewpoint of enhancing hole transportability, it is preferable that the stable group for protecting the terminal is a group imparting electron donating properties such as an arylamino group. When the polymer compound is a conjugated polymer compound, the end of a group having a conjugated bond in which the conjugated structure of the main chain of the polymer compound and the conjugated structure of a stable group protecting the end are continuous is also protected. It can preferably be used as a stable group. Examples of the group include an aryl group and a heterocyclic group having aromaticity.

<電子素子>
本発明の高分子化合物は、電子素子に含まれる有機層に用いることができる。電子素子としては、有機光電変換素子、有機薄膜トランジスタ及び有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。
<Electronic element>
The polymer compound of the present invention can be used for an organic layer contained in an electronic device. Examples of the electronic element include an organic photoelectric conversion element, an organic thin film transistor, and an organic electroluminescence element.

<有機光電変換素子>
本発明の有機光電変換素子は、一対の電極と、該電極間に活性層を有し、該活性層が式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する。電子受容性化合物としては、フラーレン及びフラーレン誘導体が好ましい。有機光電変換素子の具体例としては、
1.一対の電極と、該電極間に活性層を有し、該活性層が電子受容性化合物と、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む高分子化合物とを含有する有機光電変換素子;
2.一対の電極と、該電極間に活性層を有し、該活性層が電子受容性化合物と、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む高分子化合物とを含有する有機光電変換素子であって、該電子受容性化合物がフラーレン誘導体である有機光電変換素子;
が挙げられる。前記一対の電極は、通常、少なくとも一方が透明又は半透明であり、以下、その場合を一例として説明する。
<Organic photoelectric conversion element>
The organic photoelectric conversion device of the present invention has a pair of electrodes, an active layer between the electrodes, and the active layer is represented by the formula (1) and the repeating unit represented by the formula (2) And a polymer compound containing an electron-accepting compound. As an electron-accepting compound, fullerene and a fullerene derivative are preferable. As a specific example of the organic photoelectric conversion element,
1. A pair of electrodes and an active layer between the electrodes, the active layer including an electron-accepting compound, a repeating unit represented by formula (1), and a repeating unit represented by formula (2) An organic photoelectric conversion element containing a molecular compound;
2. A pair of electrodes and an active layer between the electrodes, the active layer including an electron-accepting compound, a repeating unit represented by formula (1), and a repeating unit represented by formula (2) An organic photoelectric conversion element containing a molecular compound, wherein the electron-accepting compound is a fullerene derivative;
Is mentioned. In general, at least one of the pair of electrodes is transparent or translucent. Hereinafter, this case will be described as an example.

前記1.の有機光電変換素子において、活性層に含まれる電子受容性化合物の量は、活性層に含まれる前記高分子化合物の量を100重量部とした場合、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。また、前記2.の有機光電変換素子において、活性層に含まれるフラーレン誘導体の量は、活性層に含まれる前記高分子化合物の量を100重量部とした場合、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。有機光電変換素子の光電変換効率を高める観点からは、活性層に含まれるフラーレン誘導体の量は、活性層に含まれる前記高分子化合物の量を100重量部とした場合、20〜400重量部であることが好ましく、40〜250重量部であることがより好ましく、80〜120重量部であることがさらに好ましい。有機光電変換素子の短絡電流密度を高める観点からは、活性層に含まれるフラーレン誘導体の量は、活性層に含まれる前記高分子化合物の量を100重量部として場合、20〜250重量部であることが好ましく、40〜120重量部であることがより好ましい。   1 above. In the organic photoelectric conversion element, the amount of the electron-accepting compound contained in the active layer is preferably 10 to 1000 parts by weight when the amount of the polymer compound contained in the active layer is 100 parts by weight, It is more preferably 20 to 500 parts by weight. In addition, 2. In the organic photoelectric conversion element, the amount of the fullerene derivative contained in the active layer is preferably 10 to 1000 parts by weight when the amount of the polymer compound contained in the active layer is 100 parts by weight. More preferably, it is 500 parts by weight. From the viewpoint of increasing the photoelectric conversion efficiency of the organic photoelectric conversion element, the amount of the fullerene derivative contained in the active layer is 20 to 400 parts by weight when the amount of the polymer compound contained in the active layer is 100 parts by weight. Preferably, it is 40 to 250 parts by weight, more preferably 80 to 120 parts by weight. From the viewpoint of increasing the short circuit current density of the organic photoelectric conversion element, the amount of the fullerene derivative contained in the active layer is 20 to 250 parts by weight when the amount of the polymer compound contained in the active layer is 100 parts by weight. It is preferably 40 to 120 parts by weight.

有機光電変換素子としては、前記1.、前記2.の有機光電変換素子が好ましく、ヘテロ接合界面を多く含むという観点からは、前記2.の有機光電変換素子がより好ましい。また、本発明の有機光電変換素子には、少なくとも一方の電極と活性層との間に付加的な層を設けてもよい。付加的な層としては、ホール又は電子を輸送する電荷輸送層、バッファ層等が挙げられる。   As the organic photoelectric conversion element, the above-described 1. , 2. From the standpoint of including a large number of heterojunction interfaces, the organic photoelectric conversion element is preferable. The organic photoelectric conversion element is more preferable. In the organic photoelectric conversion element of the present invention, an additional layer may be provided between at least one electrode and the active layer. Examples of the additional layer include a charge transport layer that transports holes or electrons, and a buffer layer.

本発明の有機光電変換素子は、通常、基板上に形成される。該基板は、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、高分子化合物、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。   The organic photoelectric conversion element of the present invention is usually formed on a substrate. The substrate may be any substrate that does not chemically change when an electrode is formed and an organic layer is formed. Examples of the material of the substrate include glass, a polymer compound, and silicon. In the case of an opaque substrate, the opposite electrode (that is, the electrode far from the substrate) is preferably transparent or translucent.

一対の電極の材料には、金属、導電性高分子等を用いることができる。一対の電極のうち一方の電極の材料は仕事関数が小さい材料が好ましい。仕事関数が小さい材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらの金属のうちの2つ以上の金属の合金、又はそれらの金属のうちの1つ以上の金属と、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、錫のうちの1つ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等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
前記の透明又は半透明の電極の材料としては、導電性の金属酸化物、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、銅が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、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。
As a material for the pair of electrodes, a metal, a conductive polymer, or the like can be used. The material of one of the pair of electrodes is preferably a material having a low work function. Examples of materials having a low work function include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and the like. And an alloy of two or more of these metals, or one or more of these metals, and gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, An alloy with one or more metals of tin, graphite, a graphite intercalation compound, or the like is used. Examples of the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, and calcium-aluminum alloy.
Examples of the material for the transparent or translucent electrode include conductive metal oxides 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 Gold, platinum, silver, and copper are used, and ITO, indium / zinc / oxide, and tin oxide are 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. Moreover, you may use organic transparent conductive films, such as polyaniline and its derivative (s), polythiophene, and its derivative (s) as an electrode material.

前記付加的な層としての電荷輸送層、即ち、ホール輸送層又は電子輸送層に用いられる材料として、それぞれ後述の電子供与性化合物、電子受容性化合物を用いることができる。
付加的な層としてのバッファ層に用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物及びアルカリ土類金属の酸化物が挙げられる。また、酸化チタン等の無機半導体の微粒子を用いることもできる。
As a material used for the charge transport layer as the additional layer, that is, the hole transport layer or the electron transport layer, an electron donating compound and an electron accepting compound described later can be used, respectively.
Examples of the material used for the buffer layer as an additional layer include alkali metal halides such as lithium fluoride, alkaline earth metal halides, alkali metal oxides, and alkaline earth metal oxides. . In addition, fine particles of an inorganic semiconductor such as titanium oxide can be used.

<有機薄膜>
本発明の有機光電変換素子における前記活性層としては、例えば、本発明の高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する有機薄膜を用いることができる。
<Organic thin film>
As the active layer in the organic photoelectric conversion element of the present invention, for example, an organic thin film containing the polymer compound of the present invention and an electron-accepting compound can be used.

前記有機薄膜は、膜厚が、通常、1nm〜100μmであり、好ましくは2nm〜1000nmであり、より好ましくは5nm〜500nmであり、さらに好ましくは20nm〜200nmである。   The organic thin film has a thickness of usually 1 nm to 100 μm, preferably 2 nm to 1000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm, and further preferably 20 nm to 200 nm.

前記有機薄膜は、本発明の高分子化合物を一種単独で含んでいても二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。また、前記有機薄膜のホール輸送性を高めるため、前記有機薄膜中に電子供与性化合物として、低分子化合物及び/又は本発明の高分子化合物以外の高分子化合物を混合して用いることもできる。   The organic thin film may contain the polymer compound of the present invention alone or in combination of two or more. Moreover, in order to improve the hole transport property of the said organic thin film, high molecular compounds other than a low molecular weight compound and / or the high molecular compound of this invention can also be mixed and used as an electron-donating compound in the said organic thin film.

電子供与性化合物としては、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。   Examples of the electron donating compound include pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, oligothiophene and derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, and aromatic amines in side chains or main chains. And polysiloxane derivatives, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, and polythienylene vinylene and derivatives thereof.

電子受容性化合物としては、例えば、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、C60等のフラーレン及びその誘導体、カーボンナノチューブ、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン等のフェナントロリン誘導体が挙げられ、とりわけフラーレン及びその誘導体が好ましい。 Examples of the electron-accepting compound include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, 8-hydroxyquinoline and metal complexes of derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, fullerene and derivatives thereof such as C 60, carbon nanotube, Examples include phenanthroline derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, and fullerene and derivatives thereof are particularly preferable.

なお、前記電子供与性化合物、前記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。   The electron-donating compound and the electron-accepting compound are relatively determined from the energy levels of these compounds.

フラーレン及びその誘導体としては、C60、C70、C84及びその誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体とは、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。 Fullerenes and derivatives thereof include C 60 , C 70 , C 84 and derivatives thereof. A fullerene derivative represents a compound in which at least a part of fullerene is modified.

フラーレン誘導体としては、例えば、式(I)で表される化合物、式(II)で表される化合物、式(III)で表される化合物、及び、式(IV)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0005834682
(I) (II) (III) (IV)

(式(I)〜(IV)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、置換されていてもよいヘテロアリール基又はエステル構造を有する基を表す。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。) Examples of the fullerene derivative include a compound represented by the formula (I), a compound represented by the formula (II), a compound represented by the formula (III), and a compound represented by the formula (IV). It is done.
Figure 0005834682
(I) (II) (III) (IV)

(In formulas (I) to (IV), R a represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted heteroaryl group, or a group having an ester structure. A plurality of R a may be the same or different, R b represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, and a plurality of R b are the same Or different.)

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置換されていてもよいヘテロアリール基の定義及び具体例は、R及びRで表されるフッ素原子で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ヘテロアリール基の定義及び具体例と同じである。 Definitions and specific examples of the optionally substituted alkyl group, the optionally substituted aryl group, and the optionally substituted heteroaryl group represented by R a and R b are represented by R 1 and R 2 . The definition and specific examples of the alkyl group which may be substituted with the fluorine atom, the aryl group which may be substituted and the heteroaryl group which may be substituted are the same.

で表されるエステル構造を有する基は、例えば、式(V)で表される基が挙げられる。

Figure 0005834682
(V)
(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置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。) Examples of the group having an ester structure represented by Ra include a group represented by the formula (V).
Figure 0005834682
(V)
(In the formula, u1 represents an integer of 1 to 6, u2 represents an integer of 0 to 6, R c represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, or a substituted group. Represents an optionally substituted heteroaryl group.)

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置換されていてもよいヘテロアリール基の定義及び具体例は、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置換されていてもよいヘテロアリール基の定義及び具体例と同じである。 Definitions and specific examples of the optionally substituted alkyl group represented by R c , the optionally substituted aryl group and the optionally substituted heteroaryl group are the substitution represented by R 1 and R 2 The definition and specific examples of the alkyl group which may be substituted, the aryl group which may be substituted and the heteroaryl group which may be substituted are the same.

60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 0005834682
Specific examples of the C 60 derivative include the following compounds.
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

Figure 0005834682
Figure 0005834682

70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 0005834682
Specific examples of the C 70 derivative include the following compounds.
Figure 0005834682

<有機薄膜の製造方法>
前記有機薄膜は、如何なる方法で製造してもよく、例えば、本発明の高分子化合物と溶媒とを含む溶液からの成膜による方法で製造してもよいし、真空蒸着法により有機薄膜を形成してもよい。溶液からの成膜により有機薄膜を製造する方法としては、例えば、一方の電極上に該溶液を塗布し、その後、溶媒を蒸発させて有機薄膜を製造する方法が挙げられる。
<Method for producing organic thin film>
The organic thin film may be produced by any method. For example, the organic thin film may be produced by film formation from a solution containing the polymer compound of the present invention and a solvent, or an organic thin film is formed by vacuum deposition. May be. Examples of the method for producing an organic thin film by film formation from a solution include a method of producing an organic thin film by applying the solution on one electrode and then evaporating the solvent.

溶液からの成膜に用いる溶媒は、本発明の高分子化合物を溶解させるものであれば特に制限はない。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。   The solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves the polymer compound of the present invention. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobutane, bromobutane. And halogenated hydrocarbon solvents such as chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran. The polymer compound of the present invention can usually be dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by weight or more.

溶液からの成膜には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。   For film formation from solution, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, flexographic method Coating methods such as a printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a dispenser printing method, a nozzle coating method, a capillary coating method can be used, and a spin coating method, a flexographic printing method, an ink jet printing method, and a dispenser printing method are preferable.

<有機光電変換素子の用途>
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。
<Uses of organic photoelectric conversion elements>
By irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode, the organic photoelectric conversion element generates a photovoltaic force between the electrodes and can be operated as an organic thin film solar cell. It can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells.

また、電極間に電圧を印加した状態で、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。   In addition, by applying light from a transparent or translucent electrode in a state where a voltage is applied between the electrodes, 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.

<有機薄膜トランジスタ>
本発明の高分子化合物は、有機薄膜トランジスタにも用いることができる。有機薄膜トランジスタとしては、ソース電極及びドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となる有機半導体層と、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、有機半導体層が式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む高分子化合物を含有する。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。
<Organic thin film transistor>
The polymer compound of the present invention can also be used for organic thin film transistors. Examples of the organic thin film transistor include a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between these electrodes, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path. The organic semiconductor layer contains a polymer compound containing a repeating unit represented by the formula (1) and a repeating unit represented by the formula (2). Examples of such an organic thin film transistor include a field effect type and an electrostatic induction type.

電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を、並びに、有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、有機半導体層に接して設けられており、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。   A field effect organic thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between them, a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path, and between the organic semiconductor layer and the gate electrode. It is preferable to provide an insulating layer disposed on the surface. In particular, the source electrode and the drain electrode are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer, and the gate electrode is preferably provided with an insulating layer in contact with the organic semiconductor layer interposed therebetween.

静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、このゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ここで、ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、且つゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。   The electrostatic induction type organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between them, and a gate electrode for controlling an amount of current passing through the current path, and the gate electrode is in the organic semiconductor layer. Is preferably provided. In particular, 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. Here, 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.

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。   Examples will be shown below for illustrating the present invention in more detail, but the present invention is not limited to these examples.

参考例1
(化合物1の合成)

Figure 0005834682
化合物1

500mlフラスコに、4,5−ジフルオロ−1,2−ジアミノベンゼン(東京化成工業製)を10.2g(70.8mmol)、ピリジンを150mL入れて均一にした。フラスコを0℃に保ったまま、フラスコ内に塩化チオニルを16.0g(134mmol)滴下した。滴下後、フラスコを25℃に温めて、6時間反応を行った。その後、反応液に、水250mlを加え、さらにクロロホルムを加えて反応生成物を含む有機層を抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。濾液をエバポレーターで濃縮し、析出した固体を再結晶で精製した。再結晶の溶媒には、メタノールを用いた。精製後、化合物1を10.5g(61.0mmol)得た。 Reference example 1
(Synthesis of Compound 1)
Figure 0005834682
Compound 1

In a 500 ml flask, 10.5 g (70.8 mmol) of 4,5-difluoro-1,2-diaminobenzene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 150 mL of pyridine were uniformly added. While maintaining the flask at 0 ° C., 16.0 g (134 mmol) of thionyl chloride was dropped into the flask. After dropping, the flask was warmed to 25 ° C. and reacted for 6 hours. Thereafter, 250 ml of water was added to the reaction solution, and chloroform was further added to extract an organic layer containing the reaction product. The organic layer was dried over sodium sulfate and filtered. The filtrate was concentrated with an evaporator, and the precipitated solid was purified by recrystallization. Methanol was used as the solvent for recrystallization. After purification, 10.5 g (61.0 mmol) of Compound 1 was obtained.

H NMR(CDCl、ppm):7.75(t、2H)
19F NMR(CDCl、ppm):−128.3(s、2F)
1 H NMR (CDCl 3 , ppm): 7.75 (t, 2H)
19 F NMR (CDCl 3 , ppm): -128.3 (s, 2F)

参考例2
(化合物2の合成)

Figure 0005834682
化合物1 化合物2

100mLフラスコに、化合物1を2.00g(11.6mmol)、鉄粉を0.20g(3.58mmol)入れ、フラスコを90℃に加熱した。このフラスコに、臭素31g(194mmol)を1時間かけて滴下した。滴下後、反応液を90℃で38時間攪拌した。その後、フラスコを室温(25℃)まで冷却し、クロロホルム100mLを入れて希釈した。得られた溶液を、5重量%の亜硫酸ナトリウム水溶液300mLに注ぎ込み、1時間攪拌した。得られた混合液の有機層を分液ロートで分離し、水層をクロロホルムで3回抽出した。得られた抽出液を有機層に混合し、混合した溶液を硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液をエバポレーターで濃縮し、溶媒を留去した。得られた黄色の固体を、55℃に熱したメタノール90mLに溶解させ、その後、25℃まで冷却した。析出した結晶を濾過して回収し、その後、室温(25℃)で減圧乾燥させて、化合物2を1.50g得た。 Reference example 2
(Synthesis of Compound 2)
Figure 0005834682
Compound 1 Compound 2

In a 100 mL flask, 2.00 g (11.6 mmol) of Compound 1 and 0.20 g (3.58 mmol) of iron powder were placed, and the flask was heated to 90 ° C. To this flask, 31 g (194 mmol) of bromine was added dropwise over 1 hour. After the dropping, the reaction solution was stirred at 90 ° C. for 38 hours. Thereafter, the flask was cooled to room temperature (25 ° C.) and diluted with 100 mL of chloroform. The resulting solution was poured into 300 mL of a 5 wt% aqueous sodium sulfite solution and stirred for 1 hour. The organic layer of the obtained mixture was separated with a separatory funnel, and the aqueous layer was extracted with chloroform three times. The obtained extract was mixed with the organic layer, and the mixed solution was dried over sodium sulfate. After filtration, the filtrate was concentrated with an evaporator and the solvent was distilled off. The obtained yellow solid was dissolved in 90 mL of methanol heated to 55 ° C., and then cooled to 25 ° C. The precipitated crystals were collected by filtration and then dried under reduced pressure at room temperature (25 ° C.) to obtain 1.50 g of compound 2.

19F NMR(CDCl、ppm):−118.9(s、2F) 19 F NMR (CDCl 3 , ppm): -118.9 (s, 2F)

実施例1
(高分子化合物Aの合成)

Figure 0005834682
化合物3 化合物2

フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、特表2009−506519号公報に記載の方法で合成した化合物3を500mg(0.510mmol)、化合物2を155mg(0.470mmol)、トルエンを33ml入れて均一溶液とした。得られたトルエン溶液を、アルゴンで30分バブリングした。その後、トルエン溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを7.00mg(0.00764mmol)、トリス(2−トルイル)ホスフィンを14.0mg(0.0460mmol)加え、100℃で6時間攪拌した。その後、反応液にフェニルブロミドを89mg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回収し、得られたポリマーを、円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトン及びヘキサンでそれぞれ5時間抽出した。円筒濾紙内に残ったポリマーを、トルエン100mLに溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水40mLを加え、8時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水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、次いで、5重量%フッ化カリウム水溶液50mLで2回洗浄し、次いで、水50mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。ポリマーを濾過後、乾燥させ、得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン50mLに溶解させ、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、ポリマーを濾過後、乾燥させ、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Aと呼称する。GPCで測定した高分子化合物Aのポリスチレン換算の分子量は、重量平均分子量が35000であり、数平均分子量が13500であった。 Example 1
(Synthesis of polymer compound A)
Figure 0005834682
Compound 3 Compound 2

In a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 500 mg (0.510 mmol) of Compound 3 synthesized by the method described in JP-T-2009-506519, 155 mg (0.470 mmol) of Compound 2, 33 mL of toluene A uniform solution was obtained. The resulting toluene solution was bubbled with argon for 30 minutes. Thereafter, 7.00 mg (0.00764 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 14.0 mg (0.0460 mmol) of tris (2-toluyl) phosphine were added to the toluene solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. Thereafter, 89 mg of phenyl bromide was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 5 hours. Thereafter, the flask was cooled to 25 ° C., and the reaction solution was poured into 300 mL of methanol. The precipitated polymer was collected by filtration, and the obtained polymer was put into a cylindrical filter paper and extracted with methanol, acetone and hexane for 5 hours each using a Soxhlet extractor. The polymer remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in 100 mL of toluene, 2 g of sodium diethyldithiocarbamate and 40 mL of water were added, and the mixture was stirred under reflux for 8 hours. After removing the aqueous layer, the organic layer is washed twice with 50 ml of water, then twice with 50 mL of a 3% by weight aqueous acetic acid solution, then twice with 50 mL of water and then 5% by weight potassium fluoride. The resultant was washed twice with 50 mL of an aqueous solution and then twice with 50 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate a polymer. The polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in 50 mL of o-dichlorobenzene and passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a polymer, and the polymer was filtered and dried to obtain 185 mg of a purified polymer. Hereinafter, this polymer is referred to as polymer compound A. The molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound A measured by GPC was a weight average molecular weight of 35000 and a number average molecular weight of 13500.

実施例2
(有機薄膜太陽電池の作製及び評価)
電子受容性化合物であるフラーレン誘導体C60PCBM(Phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製、商品名:E100)と、電子供与性化合物である高分子化合物Aとを、3:1の重量比で混合し、混合物の濃度が2重量%となるよう、o−ジクロロベンゼンに溶解させた。得られた溶液を、孔径1.0μmのテフロン(登録商標)フィルターで濾過し、塗布溶液1を調製した。
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板を、紫外線オゾン洗浄装置を用いて洗浄した。次に、PEDOT:PSS溶液(H.C.スタルク社製、CleviosP VP AI4083)をスピンコートによりITO膜上に塗布し、大気中、120℃で10分間加熱することにより、膜厚50nmの正孔注入層を作製した。次に、前記塗布溶液1を、スピンコートにより正孔注入層上に塗布し、有機薄膜太陽電池の活性層を得た。活性層の膜厚は100nmであった。その後、真空蒸着機により活性層上にカルシウムを4nmの膜厚で蒸着させ、次いで、アルミニウムを100nmの膜厚で蒸着させることにより、有機薄膜太陽電池を作製した。蒸着時の真空度は、すべて1〜9×10-3Paであった。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ーシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm2)を用いて一定の光を照射し、光電変換効率、短絡電流密度、開放端電圧及び曲線因子を求めた。
Example 2
(Production and evaluation of organic thin-film solar cells)
Fullerene derivative C60PCBM (Phenyl C61-butyric acid methyl ester, product name: E100), which is an electron-accepting compound, and polymer compound A, which is an electron-donating compound, in a weight ratio of 3: 1. The mixture was dissolved in o-dichlorobenzene so that the concentration of the mixture was 2% by weight. The obtained solution was filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 1.0 μm to prepare a coating solution 1.
A glass substrate on which an ITO film having a thickness of 150 nm was formed by a sputtering method was cleaned using an ultraviolet ozone cleaning apparatus. Next, a PEDOT: PSS solution (manufactured by HC Starck, CleviosP VP AI4083) is applied onto the ITO film by spin coating, and heated in the atmosphere at 120 ° C. for 10 minutes to form a hole with a thickness of 50 nm. An injection layer was produced. Next, the coating solution 1 was applied onto the hole injection layer by spin coating to obtain an active layer of an organic thin film solar cell. The thickness of the active layer was 100 nm. Then, the organic thin film solar cell was produced by vapor-depositing calcium with a film thickness of 4 nm on an active layer with a vacuum evaporation machine, and vapor-depositing aluminum with a film thickness of 100 nm then. The degree of vacuum during vapor deposition was 1 to 9 × 10 −3 Pa in all cases. The shape of the organic thin film solar cell was a 2 mm × 2 mm square. The obtained organic thin-film solar cell is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name: OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance: 100 mW / cm 2 ), photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density The open circuit voltage and the fill factor were determined.

参考例3
(高分子化合物Bの合成)

Figure 0005834682
化合物4 化合物5

フラスコ内の気体をアルゴンで置換した200mLフラスコに、特表2009−506519号公報に記載の方法で合成した化合物4を561mg(1.00mmol)、化合物5(4,7−bis(4,4,5,5−tetramethyl−1,3,2−dioxaborolan−2−yl)−2,1,3−benzothiadiazole)(Aldrich社製)を388.1mg(1.00mmol)、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド(商品名Aliquat336(登録商標)、アルドリッチ社製)を202mg加え、トルエン20mlに溶解させ、得られたトルエン溶液をアルゴンで30分バブリングした。その後、反応液に酢酸パラジウムを2.25mg、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィンを12.3mg、16.7重量%の炭酸ナトリウム水溶液を6.5mL加え、100℃で5時間攪拌を行った。その後、反応液にフェニルホウ酸50mgを加え、さらに70℃で2時間反応させた。その後、反応液にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム2gと水20mLを加え、2時間還流下で攪拌を行った。水層を除去後、有機層を水20mlで2回洗浄し、次いで、3重量%の酢酸水溶液20mLで2回洗浄し、さらに水20mLで2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。ポリマーを濾過後、乾燥させ、得られたポリマーをo−ジクロロベンゼン30mLに溶解させ、アルミナ/シリカゲルカラムに通し、得られた溶液をメタノールに注いでポリマーを析出させた。ポリマーを濾過後、乾燥させ、精製された重合体280mgを得た。以下、この重合体を高分子化合物Bと呼称する。GPCで測定した高分子化合物Bのポリスチレン換算の分子量は、重量平均分子量が30000であり、数平均分子量が14000であった。 Reference example 3
(Synthesis of polymer compound B)
Figure 0005834682
Compound 4 Compound 5

In a 200 mL flask in which the gas in the flask was replaced with argon, 561 mg (1.00 mmol) of Compound 4 synthesized by the method described in JP-T-2009-506519, Compound 5 (4,7-bis (4,4, 388.1 mg (1.00 mmol) of 5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaboralan-2-yl) -2,1,3-benzothiazole) (manufactured by Aldrich), methyltrialkylammonium chloride (trade name) 202 mg of Aliquat 336 (registered trademark, manufactured by Aldrich) was added and dissolved in 20 ml of toluene, and the resulting toluene solution was bubbled with argon for 30 minutes. Thereafter, 2.25 mg of palladium acetate, 12.3 mg of tris (2-methoxyphenyl) phosphine, and 6.5 mL of a 16.7 wt% aqueous sodium carbonate solution were added to the reaction solution, followed by stirring at 100 ° C. for 5 hours. Thereafter, 50 mg of phenylboric acid was added to the reaction solution, and the mixture was further reacted at 70 ° C. for 2 hours. Thereafter, 2 g of sodium diethyldithiocarbamate and 20 mL of water were added to the reaction solution, followed by stirring under reflux for 2 hours. After removing the aqueous layer, the organic layer was washed twice with 20 ml of water, then twice with 20 mL of a 3% by weight acetic acid aqueous solution and further twice with 20 mL of water, and the resulting solution was poured into methanol. A polymer was precipitated. The polymer was filtered and dried, and the resulting polymer was dissolved in 30 mL of o-dichlorobenzene, passed through an alumina / silica gel column, and the resulting solution was poured into methanol to precipitate the polymer. The polymer was filtered and dried to obtain 280 mg of a purified polymer. Hereinafter, this polymer is referred to as polymer compound B. The molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound B measured by GPC was a weight average molecular weight of 30,000 and a number average molecular weight of 14,000.

比較例1
(有機薄膜太陽電池の作製、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、開放端電圧及び曲線因子を求めた。
Comparative Example 1
(Production and evaluation of organic thin-film solar cells)
In Example 2, 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 obtained.

表1

Figure 0005834682
Table 1
Figure 0005834682

Claims (7)

式(3)で表される繰り返し単位を含む高分子化合物。
Figure 0005834682
(3)
〔式中、Yは、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、−N(R)−又は−C(R)=C(R)−を表す。R、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基又は1価の有機基を表す。環Ar及び環Arは、置換基を有してもよい炭素原子数6〜60の芳香族炭化水素環又は置換基を有してもよい炭素原子数4〜60の複素環を表す。〕
The high molecular compound containing the repeating unit represented by Formula (3).
Figure 0005834682
(3)
[Wherein, Y represents a sulfur atom, an oxygen atom, a selenium atom, -N (R 3 )-or -C (R 4 ) = C (R 5 )-. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a nitro group, an amino group or a monovalent organic group. The ring Ar 1 and the ring Ar 2 represent an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent or a heterocyclic ring having 4 to 60 carbon atoms which may have a substituent. ]
式(4)で表される繰り返し単位を含む高分子化合物。
Figure 0005834682
(4)
〔式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素原子数6〜10のアルキル基を表す。〕
The high molecular compound containing the repeating unit represented by Formula (4).
Figure 0005834682
(4)
[Wherein, R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 6 to 10 carbon atoms. ]
請求項1又は2に記載の高分子化合物を含む電子素子。 Electronic device comprising the polymer compound according to claim 1 or 2. 一対の電極と、該電極間に設けられた活性層とを有し、該活性層が電子受容性化合物と
請求項1又は2に記載の高分子化合物とを含む有機光電変換素子。
A pair of electrodes, and an active layer disposed between the electrodes, the organic photoelectric conversion element active layer comprising a polymer compound according to claim 1 or 2 and an electron-accepting compound.
活性層中に含まれる電子受容性化合物の量が、高分子化合物100重量部に対して、10〜1000重量部である請求項に記載の有機光電変換素子。 The organic photoelectric conversion device according to claim 4 , wherein the amount of the electron-accepting compound contained in the active layer is 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer compound. 電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である請求項又はに記載の有機光電変換素子。 Electron-accepting compound, an organic photoelectric conversion device according to claim 4 or 5 is a fullerene derivative. ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層と、ゲート電極とを備え、前記有機半導体層に請求項1又は2に記載の高分子化合物を含む有機薄膜トランジスタ。 A source electrode, a drain electrode, comprising an organic semiconductor layer, a gate electrode, an organic thin film transistor comprising the polymer compound according to claim 1 or 2 wherein the organic semiconductor layer.
JP2011205719A 2011-09-21 2011-09-21 Polymer compound and electronic device using the same Active JP5834682B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205719A JP5834682B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Polymer compound and electronic device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205719A JP5834682B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Polymer compound and electronic device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013067691A JP2013067691A (en) 2013-04-18
JP5834682B2 true JP5834682B2 (en) 2015-12-24

Family

ID=48473765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011205719A Active JP5834682B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Polymer compound and electronic device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5834682B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5790404B2 (en) * 2011-10-25 2015-10-07 コニカミノルタ株式会社 Conjugated polymer compound and organic photoelectric conversion device using the same
CN104119506A (en) * 2013-04-25 2014-10-29 海洋王照明科技股份有限公司 Polymer containing difluoro diazosulfide unit and preparation method thereof and solar cell device
JP6536940B2 (en) * 2015-03-13 2019-07-03 リンテック株式会社 Polymer compound, organic photoelectric conversion device, and method of manufacturing the device
JP2017183434A (en) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱ケミカル株式会社 Organic semiconductor layer, organic semiconductor device, and manufacturing method of organic semiconductor device
CN110776723A (en) * 2018-07-31 2020-02-11 华南理工大学 Supermolecule effect-based blend film, preparation method of blend film and application of blend film in film device
CN121772489A (en) * 2026-03-03 2026-03-31 晶科能源(海宁)有限公司 Perovskite battery, preparation method thereof, laminated battery and photovoltaic module

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781673B2 (en) * 2005-07-14 2010-08-24 Konarka Technologies, Inc. Polymers with low band gaps and high charge mobility
JP2008208358A (en) * 2007-02-01 2008-09-11 Sumitomo Chemical Co Ltd Block copolymer and polymer light emitting device
PT2501698T (en) * 2009-11-18 2018-07-23 Nat Res Council Canada FLUORATE MONOMERS, OLIGOMERS AND POLYMERS FOR USE IN ORGANIC ELECTRONIC DEVICES
KR101847232B1 (en) * 2010-10-22 2018-05-28 라이너지 테크 인코포레이션 Conjugated polymers and their use in optoelectronic devices
WO2012082893A2 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Plextronics, Inc. Fluoro monomers, oligomers, and polymers for inks and organic electronic devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013067691A (en) 2013-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5720179B2 (en) High molecular compound
JP5999095B2 (en) Polymer compound and electronic device
JP5720180B2 (en) Photoelectric conversion element
CN102598338B (en) Photoelectric conversion element
WO2013047858A1 (en) High-molecular-weight compound and organic photoelectric conversion element
JP5834682B2 (en) Polymer compound and electronic device using the same
JP6247581B2 (en) Polymer compound and electronic device using the same
CN103403907A (en) Method for manufacturing organic photoelectric conversion element
JP2011116961A (en) Polymer compound
JP5699438B2 (en) Composition and device using the same
WO2011052728A1 (en) Compound and element using same
WO2012070390A1 (en) Organic photoelectric conversion element
JP2013237828A (en) Method for producing nitrogen-containing compound
WO2013035710A1 (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion element
JP2012186462A (en) Manufacturing method of organic photoelectric conversion element
JP2014028912A (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion element using the same
JP5740823B2 (en) Compound and device using the same
WO2011138885A1 (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion element using same
JP5782703B2 (en) Polymer compound and electronic device using the same
JP2012138563A (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion element manufactured using the same
JP2014019781A (en) Polymer compound, and organic photoelectric conversion element using the same
JP2013095813A (en) Polymer compound and photoelectric conversion element using the same
JP5884423B2 (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion device using the same
JP5810837B2 (en) Polymer compound and organic photoelectric conversion device using the same
JP2012072398A (en) Method for producing polymer compound

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140808

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150729

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151019

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5834682

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350