具有碳团簇结构的高分子化合物及使用其的有机装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种重复单元的至少一部分具有含碳团簇结构的基团的高分子化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有碳团簇结构的高分子化合物及使用其的有机装置
本专利技术涉及具有碳团簇结构的高分子化合物及使用其的有机装置。更具体而言，涉及具有碳团簇结构的高分子化合物、以及使用其的有机电致发光元件等发光元件(以下，简称为“有机EL元件”)、太阳能电池等光电转换元件及有机薄膜晶体管。
技术介绍
有机EL元件是从材料本身发光的自发光性的元件，因此，对比度和视角、以及应答速度等优于液晶显示元件。另外，有机EL元件容易薄膜化，因此，近年来，作为代替液晶显示元件的下一代显示器用元件而受到关注。有机EL元件中使用的材料大致分为低分子系材料和高分子系材料这两种。使用高分子系材料时，由于可以使用涂布法来制造有机EL元件，因此，与使用低分子系材料的情况相比较，具有有机EL元件的制造比较容易的优点。因此，近年，作为高分子系材料提出了各种高分子化合物，例如作为结构单元具有亚苯基和芴二基的高分子化合物(例如，非专利文献1)。另外，近年来，为了防止地球暖化，要求减少向大气中排放的二氧化碳。例如，提倡在住房的房顶设置使用pn接合型的硅系太阳能电池等的太阳能供热装置，然而，在上述硅系太阳能电池中使用的单晶硅、多晶硅及非晶硅在其制造过程中需要高温、高真空条件。另一方面，作为光电转换元件的一个方式的有机薄膜太阳能电池可以省略用于硅系太阳能电池的制造的高温、高真空工序，具有可以仅通过涂布工序价格低廉地制造地可能性，近年来受到关注。作为有机薄膜太阳能电池，已知有在有机层含有如下高分子系材料的有机薄膜太阳能电池，所述高分子系材料含有包括重复单元(A)及重复单元(B)的高分子化合物、以及作为电子输送性材料的富勒烯(fullerene)衍生物(专利文献1)。【化1】【化2】现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2009-506519号公报非专利文献非专利文献1：AdvancedMaterials，2000年，12卷，pp.1737-1750
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，对于上述高分子系材料而言，所得的有机EL元件的亮度寿命、或所得的光电转换元件的短路电流密度及光电转换效率并不理想等，难以说在用于有机装置时的特性理想。这样，需要可以适合用于有机EL元件、光电转换元件等有机装置的高分子化合物。因此，本专利技术的目的在于提供可以适合用于有机装置的高分子化合物。更具体而言，其目的在于，在作为高分子系材料用于有机EL元件的制造中时，提供所得有机EL元件的亮度寿命优良的高分子化合物。另外，其目的在于，在作为高分子系材料用于光电转换元件的制造时，提供所得的光电转换元件的短路电流密度及光电转换效率优良的高分子化合物。解决课题的手段本专利技术的高分子化合物的重复单元的至少一部分具有含有碳团簇结构的基团，适合用于有机EL元件、光电转换元件等用途。以下，分别对于适合用于有机EL元件的用途的方式、适合用于光电转换元件的用途的方式依次说明。首先，对于适合用于有机EL元件的用途的方式进行以下说明。本专利技术提供如下的高分子化合物，该高分子化合物具有选自亚芳基单元、亚杂芳基单元、杂环单元及芳香族胺单元中的2种以上作为重复单元，上述重复单元的至少一部分具有含有碳团簇结构的基团。本专利技术的高分子化合物由于具有上述结构，在作为高分子系材料用于有机EL元件的制造中时，所得的有机EL元件的亮度寿命优良。上述高分子化合物优选作为重复单元具有从亚芳基单元、亚杂芳基单元及杂环单元中选择的1种以上的单元和芳香族胺单元。这样，有机EL元件的亮度寿命更加优良。上述高分子化合物的芳香族胺单元优选为从下述通式(2)所示的单元及通式(3)所示的单元中选择的1种以上。【化3】[通式(2)中，Ar1、Ar2及Ar3分别独立地表示未取代或取代的亚芳基、未取代或取代的亚杂芳基、或者未取代或取代的2价的杂环基。R5及R6分别独立地表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的芳基、或者未取代或取代的1价的杂环基。c表示0或1。]【化4】[通式(3)中，R7表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的芳基、或者未取代或取代的1价的杂环基。]上述高分子化合物的亚芳基单元优选为具有亚苯基结构或芴结构的单元，更优选为具有芴结构的单元。另外，上述高分子化合物优选为共轭系高分子。上述高分子化合物的具有含有上述碳团簇结构的重复单元优选为下述通式(5A)所示的重复单元。【化5】[通式(5A)中，Ar5表示未取代或取代的亚芳基、未取代或取代的亚杂芳基、未取代或取代的2价的杂环基、或者未取代或取代的2价的芳香族胺残基。X表示单键、氧原子、硫原子、未取代或取代的亚烷基、或者未取代或取代的亚苯基。Rw及Rx分别独立地表示单键、C1～C20的未取代或取代的亚烷基、C6～C20的未取代或取代的亚芳基、或者将它们组合后的2价基团。环F表示碳团簇结构。m表示1～4的整数。W表示含有碳原子的2价基团、或者硅原子。Z表示从氮原子、氧原子及硫原子中选择的杂原子、或者碳原子。p表示0～12的整数，q表示0或1。在此，p为0时，q为1，并且W为硅原子。p为1时，Z为碳原子。p为2以上时，存在多个的Z的至少1个可以为杂原子，相邻的碳原子之间的结合为单键或不饱和键，作为W的含有碳原子的2价基团可以与含有Z的环一起形成环。另外，Rw、Rx、X、W、Z、p、q及环F为多个时，它们分别可以相同或不同。]上述碳团簇结构优选为含有富勒烯的结构。另外，作为上述富勒烯，可列举如富勒烯C60、富勒烯C70及富勒烯84，优选富勒烯C60及富勒烯C70，更优选富勒烯60。具有含有上述碳团簇结构的基团的重复单元优选下述通式(6)所示的重复单元。【化6】[通式(6)中，Y表示单键、氧原子、硫原子、未取代或取代的亚烷基、或者未取代或取代的亚苯基。Ry及Rz分别独立地表示单键、C1～C20的未取代或取代的亚烷基、C6～C20的未取代或取代的亚芳基、或者将它们组合后的2价基团。R10表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的烷氧基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的1价的杂环基、或者交联性基团。t表示1或2。Ry、Rz及Y为多个时，它们分别可以相同或不同。]本专利技术还提供可以通过使如下前体高分子化合物与碳团簇反应而得到的高分子化合物，所述前体高分子化合物作为重复单元具有从亚芳基单元、亚杂芳基单元、杂环单元及芳香族胺单元中选择的2种以上，上述重复单元的至少一部分含有交联性基团。如此得到的高分子化合物在作为高分子系材料用于有机EL元件的制造中时，所得的有机EL元件的亮度寿命优良。含有上述交联性基团的重复单元优选为下述通式(7)所示的单元。【化7】[通式(7)中，R11表示交联性基团。R12表示氢原子、交联性基团、未取代或取代的烷基、或者未取代或取代的芳基。]本专利技术还提供如下的组合物(通常为固体成分)，该组合物含有从空穴输送材料、电子输送材料及发光材料中选择的1种以上的材料(通常为固体成分)，以及上述高分子化合物。上述组合物由于含有适合作为有机EL元件的高分子材料的上述高分子化合物，因此可以用于例如有机EL元件的发光层、电荷输送层或电荷注入层的制造，可以使制造效率提高。本专利技术还提供含有上述高分子化合物和溶剂的溶液。通过涂布上述溶液，可以使含有适合作为有机EL元件的高分子材料的上述高分子化合物的薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.21 JP 2010-285025;2011.07.22 JP 2011-161281.一种高分子化合物，其重复单元的至少一部分具有含碳团簇结构的基团，具有选自亚芳基单元、亚杂芳基单元及杂环单元中的1种以上的单元和芳香族胺单元作为重复单元，所述杂环单元是从不具有芳香族性的杂环式化合物除去2个氢原子而成的原子团，芳香族胺单元为选自下述通式(2)所示的单元及通式(3)所示的单元中的1种以上，通式(2)中，Ar1、Ar2及Ar3分别独立地表示未取代或取代的亚芳基、未取代或取代的亚杂芳基、或者未取代或取代的2价的杂环基，所述2价的杂环基是从不具有芳香族性的杂环式化合物除去2个氢原子而成的原子团，R5及R6分别独立地表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的芳基、或者未取代或取代的1价的杂环基，c表示0或1，通式(3)中，R7表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的芳基、或者未取代或取代的1价的杂环基。2.根据权利要求1所述的高分子化合物，其中，亚芳基单元为具有芴结构的单元。3.根据权利要求1或2所述的高分子化合物，其为共轭系高分子。4.根据权利要求1或2所述的高分子化合物，其中，所述具有含碳团簇结构的基团的重复单元由下述通式(5A)表示，通式(5A)中，Ar5表示未取代或取代的亚芳基、未取代或取代的亚杂芳基、未取代或取代的2价的杂环基、或者未取代或取代的2价的芳香族胺残基；所述2价的杂环基是从不具有芳香族性的杂环式化合物除去2个氢原子而成的原子团；X表示单键、氧原子、硫原子、未取代或取代的亚烷基、或者未取代或取代的亚苯基；Rw及Rx分别独立地表示单键、C1～C20的未取代或取代的亚烷基、C6～C20的未取代或取代的亚芳基、或者将它们组合后的2价的基团；环F表示碳团簇结构；m表示1～4的整数；W表示含有碳原子的2价基团、或者硅原子；Z表示选自氮原子、氧原子及硫原子中的杂原子，或者碳原子；p表示0～12的整数；q表示0或1，p为0时，q为1且W为硅原子；p为1时，Z为碳原子；p为2以上时，存在多个的Z中的至少1个可以为杂原子，相邻的碳原子间的结合为单键或不饱和键，作为W的含有碳原子的2价基团也可以与含有Z的环一起形成环，Rw、Rx、X、W、Z、p、q及环F为多个时，它们分别可以相同或不同。5.根据权利要求4所述的高分子化合物，其中，所述碳团簇结构为含有富勒烯的结构。6.根据权利要求5所述的高分子化合物，其中，所述富勒烯为富勒烯C60。7.根据权利要求4所述的高分子化合物，其中，所述具有含碳团簇结构的基团的重复单元由下述通式(6)表示，通式(6)中，Y表示单键、氧原子、硫原子、未取代或取代的亚烷基、或者未取代或取代的亚苯基；Ry及Rz分别独立地表示单键、C1～C20的未取代或取代的亚烷基、C6～C20的未取代或取代的亚芳基、或者将它们组合后的2价的基团；R10表示氢原子、未取代或取代的烷基、未取代或取代的烷氧基、未取代或取代的芳基、未取代或取代的1价的杂环基、或者交联性基团；t表示1或2；Ry、Rz及Y为多个时，它们分别可以相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中慎也，臼井元章，大塚玄树，吉村研，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：
国别省市：