含有二氟环戊二酮环与芳香环缩合而成的单元的聚合物以及使用其的有机薄膜及有机薄膜元件制造技术

本发明专利技术提供一种具有下述通式（Ⅰ）表示的重复单元且用循环伏安法（ｃｙｃｌｉｃ　ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ）测定的以二茂铁为基准的还原电势为－１．５Ｖ～－０．５Ｖ的聚合物。式中，Ａｒ↑［１］表示２价的芳香族烃基或２价的杂环基（这些基也可以被取代基取代）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含有二氟环戊二酮环与芳香环縮合而成的单元的聚 合物以及使用其的有机薄膜及有机薄膜元件。
技术介绍
含有具有电子输送性或空穴输送性的有机材料的薄膜有望应用于有 机薄膜晶体管、有机太阳电池、光传感器等有机薄膜元件中，但与有机P型半导体(示出空穴输送性)相比，难以得到有机n型半导体(示出电子 输送性)，所以对有机n型半导体的开发进行了各种探讨。由于导入了氟烷基的^共轭化合物的电子接受性增加，所以是有望在 有机n型半导体等电子输送性材料中展开的化合物。从该观点出发，近年 来，对向噻吩环、尤其是寡聚噻吩环中导入氟垸基的化合物进行了很多研 究(专利文献1 4)。另一方面，对于将环戊烷环进行縮环而成的噻吩作为基本单元的寡聚 物而言，与具有直链烷基的寡聚噻吩相比，显示出有效共轭长度伸长(非 专利文献l)。专利文献1:美国专利申请公开第2004/186266号说明书 专利文献2:美国专利申请公开第2004/183068号说明书 专利文献3:国际公开第2003/010778号手册(pamphlet) 专利文献4:欧洲专利申请公开第1279689号说明书 非专利文献l:Izumi，T. ;Kobashi， S. ;Takimiya,K: Aso， Y. ;Otsubo，T.: J. Am.Chem. Soc.2003,125, 5286.但是，如上所述的公知的寡聚物作为有机n型半导体的性能并不充出色的有机n 型半导体的新型聚合物。本专利技术的目的还在于提供一种含有该新型聚合物 的有机薄膜以及具备该有机薄膜的有机薄膜元件。为了实现上述目的，本专利技术提供一种聚合物，其中， 具有下述通式(I)表示的重复单元且用循环伏安法(cyclic voltammetry)测定的以二茂铁为基准的还原电势为一1.5V 一0.5V。式中，A—表示2价的芳香族烃基或2价的杂环基(这些基团也可以 具备取代基)。具备这样的骨架的聚合物由于环之间的^共轭平面性良好，所以可以 用作电子输送性非常出色的有机n型半导体。进而，通过使还原电势处于规定的范围，本专利技术的聚合物在电子注入方面变得出色，变得足以很好地 作为电子输送性出色的n型半导体。另外，该聚合物在化学方面稳定，对 有机溶剂的溶解度出色，示出足够低的LUMO，所以可以通过形成薄膜， 而制造性能出色的有机薄膜元件。本专利技术还提供含有上述的聚合物的有机薄膜。本专利技术还进一步提供具 备上述有机薄膜的有机薄膜元件、有机薄膜晶体管、有机太阳电池及光传 感器。这样的有机薄膜、有机薄膜元件、有机薄膜晶体管、有机太阳电池及 光传感器由于使用示出出色的电荷输送性的本专利技术的聚合物形成，所以可以得到出色的性能。如果利用本专利技术，则可以提供可用作电子输送性出色的有机n型半导体的新型聚合物。另外，可以成为含有该新型聚合物的有机薄膜以及具备该有机薄膜的有机薄膜元件。尤其具有5， 5 — 二氟一5， 6—二氢一4H— 环戊噻吩一4， 6 — 二酮结构的新型聚合物通过导入2, 2 — 二氟一1， 3 一环戊二酮骨架而LUMO级位(level)降低，相对有机溶剂的溶解度也 提高，保持:i共轭平面性。因此，上述新型聚合物可用作电子输送性特别 出色的有机n型半导体。另外，该新型聚合物可以通过寡聚物化、聚合物 化原料化合物而容易地得到。这样地进行得到的本专利技术的聚合物尤其可以 在有机晶体管、有机太阳电池、光传感器等的制造使用。另外，上述聚合 物由于电子输送性出色，所以具备上述有机薄膜的有机薄膜晶体管通常示 出良好的Id—Vg特性，有机太阳电池通常示出出色的电压一电流特性， 光传感器通常示出良好的光电流与暗电流的比。附图说明图1是第1实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图2是第2实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图3是第3实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图4是第4实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图5是第5实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图6是第6实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图7是第7实施方式中的有机薄膜晶体管的模式截面图。图8是实施方式中的太阳电池的模式截面图。图9是第1实施方式中的光传感器的模式截面图。图10是第2实施方式中的光传感器的模式截面图。图11是第3实施方式中的光传感器的模式截面图。图12表示通式(II)表示的重复单元的环与通式(IV)表示的重复单元的环所成的二面角的图。图中，l一基板，2—活性层，2a—活性层，3 —绝缘层，4—栅电极，5—源电极，6—漏电极，7a—第1电极，7b—第2电极，8—电荷发生层，—第2实施方式中的有机薄 膜晶体管，120—第3实施方式中的有机薄膜晶体管，130—第4实施方式 中的有机薄膜晶体管，140—第5实施方式中的有机薄膜晶体管，150—第 6实施方式中的有机薄膜晶体管，160—第7实施方式中的有机薄膜晶体 管，200—实施方式中的太阳电池，300—第1实施方式中的光传感器，310 一第2实施方式中的光传感器，320—第3实施方式中的光传感器。具体实施方式以下，根据情况不同，参照附图，对本专利技术的优选实施方式进行详细 说明。其中，在附图中，相同要素用相同的符号，省略重复的说明。另外， 上下左右等位置关系只要没有特别断定，基于附图所示的位置关系。进而， 附图的尺寸比率不限于图示的比率。本专利技术的聚合物具有上述通式(I)表示的重复单元，利用循环伏安 法测定的以二茂铁为基准的还原电势为一1.5V 一0.5V。 g卩，具有1以上、 优选2以上、进而优选4以上、更进一步优选6以上的上述通式(I)表 示的重复单元(例如作为后述的通式(II)表示的重复单元)，也可以具 有其他重复单元。此外，上述聚合物中的通式(I)表示的重复单元的上 限通常为1000左右。通式(I)中，A—表示2价的芳香族烃基或2价的杂环基，也可以具 有1个以上任意的取代基。由上述通式(I)表示的骨架构成的重复单元优选为下述通式(II)表 示的重复单元。9此外，在上述通式(II)中，力为下述式(i) (ix)表示的基团的任意一种。其中，R1、 R2、 ^及114分别独立地表示氢原子或取代基，R2与W也可以键合形成环。<formula>formula see original document page 10</formula>本专利技术的聚合物优选具有所述通式(I)表示的重复单元，和与上述 通式(i)表示的重复单元不同的下述通式(m)表示的重复单元。式(III)中，&2表示2价的芳香族烃基或2价的杂环基(这些基团 也可以具有取代基)。通式(i)表示的重复单元与通式(m)表示的重复单元的比率相对前者100摩尔，后者优选为10 1000摩尔，相对前者100摩尔，后者更说明书第6/43页优选为25 400摩尔，相对前者100摩尔，后者进而优选为50 200摩尔。 另外，通式(III)表示的重复单元优选为下述通式(IV)表示的重复 单元。式(IV)中，ZS与Z^目同或不同，为上述式(i) (ix)表示的基 团的任意一种。另外，RS及W分别独立地表示氢原子或取代基，W与R6 也可以形成环。其中，R1、 R2、 RS及W与上述同义。在此，Ar1、 A^表示的2价的芳香族本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物，其特征在于，　具有下述通式（Ⅰ）表示的重复单元且用循环伏安法测定的以二茂铁为基准的还原电势为－１．５Ｖ～－０．５Ｖ，　＊＊＊　（Ⅰ）　式中，Ａｒ↑［１］表示２价的芳香族烃基或２价的杂环基，这些基团也可以具有取 代基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：家裕隆，安苏芳雄，梅本钦一，上田将人，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]