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TWI528541B - 有機薄膜電晶體及其製造方法 - Google Patents

有機薄膜電晶體及其製造方法 Download PDF

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TWI528541B
TWI528541B TW100131051A TW100131051A TWI528541B TW I528541 B TWI528541 B TW I528541B TW 100131051 A TW100131051 A TW 100131051A TW 100131051 A TW100131051 A TW 100131051A TW I528541 B TWI528541 B TW I528541B
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金起範
小野善伸
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住友化學股份有限公司
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Description

有機薄膜電晶體及其製造方法
本發明係關於一種有機薄膜電晶體及其製造方法、具備有機薄膜電晶體之有機薄膜電晶體基板、以及具備有機薄膜電晶體基板之顯示裝置。
薄膜電晶體大致上可以分成為有機薄膜電晶體以及無機半導體電晶體。有機薄膜電晶體係設置有機半導體層作為活性層,而無機薄膜電晶體係設置無機半導體層作為活性層。這些2種類之薄膜電晶體係製作方法不同。
無機薄膜電晶體一般係在真空環境下形成活性層,因此,在活性層之形成中需要有真空環境。
另一方面,有機薄膜電晶體係可藉由不需要真空環境之塗佈法而形成活性層,活性層之形成不一定需要真空環境。例如有機薄膜電晶體係可藉由將活性層之材料溶解或分散於任意適當之溶媒之塗佈液進行塗佈成膜,而簡便地形成活性層。如果像這樣而採用塗佈法的話,則有機薄膜電晶體之製造方法就不需要真空環境。此外,在有機薄膜電晶體之製造方法中,藉由採用塗佈法,即可在廣泛範圍中一次形成複數個電晶體。結果,可以降低製造成本。
關於具有此種製造步驟上之優點之有機薄膜電晶體,在目前,進行用以提高其電氣特性之各種研究。已知例如具備將具有長鏈烷基之C60富勒烯(fullerene)衍生物進行塗佈成膜之n型有機半導體層之場效型有機薄膜電晶體(參考專利文獻1。)。此外,已知藉由在源極電極及汲極電極和活性層之間,設置由氟化鋰(LiF)所構成之緩衝層,而提高電氣特性之有機薄膜電晶體(參考非專利文獻1。)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2006-060169號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1:Microelectronics Journal Volume 38,Issues 4-5,April-May 2007,Pages 632-636
使用於前述緩衝層之氟化鋰等係在大氣環境下,容易和水分、氧發生反應而迅速地氧化。因此,緩衝層一旦氧化,即降低有機薄膜電晶體之電氣特性。
為了防止此種大氣中之緩衝層之氧化,因此,在先前技術中,在緩衝層之形成中及形成後,該緩衝層無曝露在大氣中而製作有機薄膜電晶體。例如藉由在高真空度之環境下,以蒸鍍法來形成由氟化鋰等而構成之緩衝層,並且,在仍然維持該高真空度之環境下,在緩衝層上形成源極/汲極電極,並配合需要而施行密封,來防止緩衝層曝露於大氣。像這樣,在先前技術中,由於需要高真空度之環境,因此,藉由塗佈法而成膜之步驟中,由於必須具備不必要之真空幫浦、真空處理室等之大規模設備,或者是需要搬入真空處理室之搬入步驟、由真空處理室搬出之搬出步驟、加壓步驟、減壓步驟等,因此,製造步驟變得繁瑣而增高製造成本。
本發明係有鑒於前述之課題而完成者,本發明之目的係藉由具備使用即使是在常壓程度之環境下,也不容易氧化且不容易呈機能性惡化之材料之電荷注入層而提供電氣特性呈良好之有機薄膜電晶體,並且,提供一種包含即使是在常壓程度之環境下、也可以實施之電荷注入層之形成步驟之有機薄膜電晶體之簡便之製造方法。
本發明人等係就離子性聚合物以及使用該離子性聚合物之電子元件而全心地進行研究之時,發現藉由使用不僅電氣特性良好、即使是在常壓程度之環境下製作也不容易氧化且不易呈機能性惡化之離子性聚合物,即可解決前述之課題,遂而完成本發明。
也就是說,如依據本發明,則提供下列之[1]至[9]。
[1]:一種有機薄膜電晶體,係具備:閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層的有機薄膜電晶體,其中,前述電荷注入層含有具備電荷注入特性之離子性聚合物。
[2]:如[1]所記載之有機薄膜電晶體,導電型電荷注入層之導電型係n型,有機半導體層之導電型係n型。
[3]:如[2]所記載之有機薄膜電晶體,在前述有機半導體層和前述閘極電極之間,具有與前述閘極電極相接而配置之閘極絕緣層,前述閘極電極係由n型半導體基板所構成。
[4]:一種有機薄膜電晶體基板,係具備[1]至[3]中任一項所記載之有機薄膜電晶體者。
[5]:一種顯示裝置,係具備[4]所記載之有機薄膜電晶體基板作為驅動基板者。
[6]:一種有機薄膜電晶體之製造方法,係分別形成閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極之電荷注入層相接的有機薄膜電晶體之製造方法,其中,具備:將含有具備電荷注入特性之離子性聚合物之電荷注入層予以形成之步驟。
[7]:如[6]所記載之有機薄膜電晶體之製造方法,在形成前述電荷注入層之步驟中,在常壓之環境下,藉由將含有離子性聚合物之塗佈液進行塗佈成膜,而形成前述電荷注入層。
[8]:如[7]所記載之有機薄膜電晶體之製造方法,其中,前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極係在常壓之環境下,藉由將塗佈液進行塗佈成膜而形成者。
[9]:如[6]至[8]中任一項所記載之有機薄膜電晶體之製造方法,其中,前述有機半導體層係在常壓之環境下,藉由將塗佈液進行塗佈成膜而形成者。
本發明之有機薄膜電晶體係具備良好之電荷注入特性,使用即使是在常壓程度之環境、甚至大氣環境下、也可以維持良好之電荷注入特性之離子性聚合物,來作為電荷注入層之材料。因此,本發明之有機薄膜電晶體即使是在常壓程度之環境、甚至大氣環境下,也不容易降低性能。
此外,如依本發明之有機薄膜電晶體之製造方法,則使用即使是在常壓程度之環境、甚至大氣環境下也不容易氧化之離子性聚合物作為電荷注入層之材料。於是,可以在常壓程度之環境、甚至大氣環境下,藉由塗佈法而實施電荷注入層之形成步驟,因此,可以更加簡便地實施有機薄膜電晶體之製造,能夠進一步地減低製造成本。
(發明之實施形態)
以下,參考圖式,並且,就本發明之實施形態而進行說明。此外,各圖係不過是在可以理解發明之程度,概略地呈示構成要素之形狀、大小及配置。本發明並不受以下記載所限定,各構成要素在不脫離本發明要旨之範圍內,可適度地進行變更。此外,在使用以下說明之各圖中,就相同之構成要素而附加相同符號表示,而有省略重複說明之情形。本發明之有機薄膜電晶體不一定是藉由圖示例之配置而進行製造或使用等。此外,在以下之說明中,會有特別是將基板厚度方向之一邊稱為上面或上方,並將厚度方向之另一邊稱為下面或下方之情形。
<有機薄膜電晶體之構造>
有機薄膜電晶體係具備閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層。該有機薄膜電晶體係具有藉由調整施加於閘極電極之電壓而控制在第1源極/汲極電極和第2源極/汲極電極之間流動之電流之機能。
本發明之有機薄膜電晶體之電荷注入層係包含具有電荷注入特性之離子性聚合物。
電荷注入層之導電型和有機半導體層之導電型最好是相同。也就是說,如果電荷注入層為n型,則有機半導體層最好是n型,並且,如果電荷注入層為p型,則有機半導體層最好是p型。
本說明書中之用語「源極/汲極電極」係表示作為源極電極或汲極電極使用之1個電極,在有機薄膜電晶體之使用時,第1源極/汲極電極(第1電極)和第2源極/汲極電極(第2電極)中之一者係作為源極電極使用,而另一者係作為汲極電極使用。
本說明之有機薄膜電晶體係在構成電荷注入層之離子性聚合物上具有特徵。因此,首先就離子性聚合物而進行說明。
(離子性聚合物)
作為可以使用於本發明之離子性聚合物係列舉例如:具有包含由下述式(1)所表示之基和下述式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基之構造單位之聚合物。作為離子性聚合物之一形態係列舉:在全構造單位中具有15莫耳%至100莫耳%之包含由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基所組成之群組中選出之1種以上之基之構造單位之聚合物。
-(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1 (1)
(在化學式(1)中,Q1係表示2價之有機基,Y1係表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 2-或-RaSO3 -,M1係表示金屬陽離子或者是可以具有取代基之銨陽離子,Z1係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,n1係表示0以上之整數,a1係表示1以上之整數,b1表示0以上之整數,但是,a1及b1係使化學式(1)所表示之基之電荷成為0之方式而選擇,Ra表示可具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是可以具有取代基之碳原子數6至50之芳基,在Q1、M1及Z1之各個具有複數個之狀態下,複數個之Q1、M1及Z1係分別可以相同,也可以不同。)
-(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2 (2)
(在化學式(2)中,Q2係表示2價之有機基,Y2表示陽碳離子(carbocation)、銨陽離子、膦陽離子或鋶陽離子(sulfonyl cation)或碘鎓陽離子(iodonium cation),M2係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,Z2係表示金屬陽離子或者是可具有取代基之銨陽離子,n2係表示0以上之整數,a2係表示1以上之整數,b2係表示0以上之整數。但是,a2及b2係使化學式(2)所表示之基之電荷成為0之方式而選擇。Rb係表示可以具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是可以具有取代基之碳原子數6至50之芳基,在Q2、M2及Z2之各個具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、M2及Z2係分別可以相同,也可以不同。)
作為本發明中使用之離子性聚合物之一形態係還列舉具有下述式(3)所表示之基之聚合物。在離子性聚合物具有化學式(3)所表示之基之狀態下,化學式(3)所表示之基係可以包含在離子性聚合物之構造單位中,也可以包含在與含有由化學式(1)所表示之基及化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之一種以上之基之構造單位相同之構造單位內,並且,也可以包含在不同之其他之構造單位內。此外,作為離子性聚合物之一形態係列舉在全構造單位中具有15莫耳%至100莫耳%之包含化學式(1)所表示之基、化學式(2)所表示之基及化學式(3)所表示之基之中之至少一種之構造單位之聚合物。
-(Q3)n3-Y3 (3)
(在化學式(3)中,Q3係表示2價之有機基,Y3係表示藉由-CN或化學式(4)至化學式(12)中之任何一種所表示之基,n3係表示0以上之整數。
-O-(R’O)a3-R” (4)
-S-(R’S)a4-R” (6)
-C(=O)-(R’-C(=O))a4-R” (7)
-C(=S)-(R’-C(=S))a4-R” (8)
-N{(R’)a4R”}2 (9)
-C(=O)O-(R’-C(=O)O)a4-R” (10)
-C(=O)O-(R’O)a4-R” (11)
-NHC(=O)-(R’NHC(=O))a4-R” (12)
(在化學式(4)至化學式(12)中,R’係表示可以具有取代基之2價之烴基,R”係表示氫原子、可以具有取代基之1價之烴基、-COOH、-SO3H、-OH、-SH、-NRc 2、-CN或-C(=O)NRc 2,R’’’係表示可以具有取代基之3價之烴基,a3係表示1以上之整數,a4係表示0以上之整數,Rc係表示可以具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是可以具有取代基之碳原子數6至50之芳基。在R’、R”及R’’’之各個具有複數個之狀態下,具有複數個之R’、R”及R’’’係分別可以相同,也可以不同。))
離子性聚合物係最好是在全構造單位中包含15莫耳%至100莫耳%之由化學式(13)所表示之構造單位、化學式(15)所表示之構造單位、化學式(17)所表示之構造單位及化學式(20)所表示之構造單位而組成之群組中選出之1種以上之構造單位。
(在化學式(13)中,R1係包含化學式(14)所表示之基之1價基,Ar1係表示可以具有R1以外之取代基之(2+n4)價之芳香族基,n4係表示1以上之整數,在R1具有複數個之狀態下,具有複數個之R1係可以相同,也可以不同。)
(在化學式(14)中,R2係表示(1+m1+m2)價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m1及m2係分別獨立地表示1以上之整數,在Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
(在化學式(15)中,R3係包含化學式(16)所表示之基之1價基,Ar2係表示可以具有R3以外之取代基之(2+n5)價之芳香族基,n5係表示1以上之整數,在R3具有複數個之狀態下,具有複數個之R3係可以相同,也可以不同。
(在化學式(16)中,R4係表示(1+m3+m4)價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m3及m4係分別獨立地表示1以上之整數。在Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。))
(在化學式(17)中,R5係包含化學式(18)所表示之基之1價基,R6係包含化學式(19)所表示之基之1價基,Ar3係表示可以具有R5及R6以外之取代基之(2+n6+n7)價之芳香族基,n6及n7係分別獨立地表示1以上之整數,R5及R6之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R5及R6,分別可以相同,也可以不同。
-R7-{(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1}m5 (18)
(在化學式(18)中,R7係表示直接鍵結或(1+m5)價之有機基,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1係表示相同於前面敘述之意義,m5係表示1以上之整數,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1,分別可以相同,也可以不同。)
-R8-{(Q3)n3-Y3}m6 (19)
(在化學式(19)中,R8係表示單鍵或(1+m6)價之有機基,Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m6係表示1以上之整數。但是,在R8為單鍵之時,m6係表示1。Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同。))
(在化學式(20)中,R9係包含化學式(21)所表示之基之1價基,R10係包含化學式(22)所表示之基之1價基,Ar4係表示可以具有R9及R10以外之取代基之(2+n8+n9)價之芳香族基,n8及n9係分別獨立地表示1以上之整數,R9及R10之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R9及R10,分別可以相同,也可以不同。
-R11-{(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2}m7 (21)
(在化學式(21)中,R11係表示單鍵或(1+m7)價之有機基,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2係表示相同於前面敘述之意義,m7係表示1以上之整數。但是,在R11為單鍵之時,m7係表示1。Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2,分別可以相同,也可以不同。)
-R12-{(Q3)n3-Y3}m8 (22)
(在化學式(22)中,R12係表示單鍵或(1+m8)價之有機基,Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m8係表示1以上之整數。但是,在R12為單鍵之時,m8係表示1。Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同。))
前述離子性聚合物中之構造單位係可以包含2種類以上之化學式(1)所表示之基,也可以包含2種類以上之化學式(2)所表示之基,也可以包含2種類以上之化學式(3)所表示之基。
-化學式(1)所表示之基-
在化學式(1)中,作為Q1所表示之2價之有機基係列舉如:亞甲基、伸乙基、1,2-伸丙基、1,3-伸丙基、1,2-伸丁基、1,3-伸丁基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基、1,6-伸己基、1,9-伸壬基、1,12-伸十二碳基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之2價之飽和烴基;伸乙烯基、伸丙烯基、3-伸丁烯基、2-伸丁烯基、2-伸戊烯基、2-伸己烯基、2-伸壬烯基、2-伸十二烯基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數2至50之伸烯基以及包含伸乙炔基之可以具有取代基之碳原子數2至50之2價之不飽和烴基;伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數3至50之2價之環狀飽和烴基;1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、1,4-伸萘基、1,5-伸萘基、2,6-伸萘基、聯苯基-4,4’-二醯基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至50之伸芳基;亞甲氧基、伸乙氧基、伸丙氧基、伸丁氧基、伸戊氧基、伸己氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷氧基;具有包含碳原子之取代基之亞胺基;具有包含碳原子之取代基之亞矽,由成為離子性聚合物原料之單體(在以下,稱為「原料單體」。)之合成容易度之觀點來看,則最好是2價之飽和烴基、伸芳基、伸烷氧基。
作為前述取代基係列舉如:烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳基烷氧基、芳基烷硫基、芳基烯基、芳基炔基、胺基、取代胺基、矽基、取代矽基、鹵素原子、醯基、醯氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、1價雜環基、羥基、羧基、取代羧基、氰基及硝基等,前述取代基存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基係可以相同,也可以不同。在這些當中,胺基、矽基、鹵素原子、羥基和硝基以外之取代基係包含碳原子。
在以下,就取代基而進行說明。此外,所謂「Cm至Cn」(m、n係滿足m<n之正整數。)之用語係表示和該用語一起記載之有機基之碳原子數為m至n。例如為Cm至Cn烷基的話,則表示烷基之碳原子數為m至n,如果是Cm至Cn烷基芳基的話,則表示烷基之碳原子數為m至n,如果是芳基-Cm至Cn烷基的話,則表示烷基之碳原子數為m至n。
烷基係可以是直鏈狀或支鏈狀,也可以是環烷基。烷基之碳原子數一般為1至20,最好是1至10。作為烷基係列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基等。前述烷基中之氫原子係可以藉由氟原子而進行取代。作為該氟原子取代烷基係列舉如:三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基等。此外,作為C1至C12烷基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基。
烷氧基係可以是直鏈狀或支鏈狀,也可以是環烷氧基,也可以具有取代基。烷氧基之碳原子數一般為1至20,最好是1至10。作為烷氧基係列舉如:甲氧基、乙基氧、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、月桂氧基等。前述烷氧基中之氫原子係可以藉由氟原子進行取代。作為氟原子取代烷氧基係列舉如:三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己氧基、全氟辛氧基等。此外,在該烷氧基中,也包含甲氧基甲基氧基、2-甲氧基乙基氧基。此外,作為C1至C12烷氧基係列舉例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛基氧基、月桂氧基。
作為烷硫基係可以是直鏈狀或支鏈狀,也可以是環烷硫基,也可以具有取代基。烷硫基之碳原子數一般為1至20,最好是1至10。作為烷硫基係列舉如:甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、sec-丁硫基、tert-丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、壬硫基、癸硫基、月桂硫基等。前述烷硫基中之氫原子係可以藉由氟原子進行取代。作為氟原子取代烷硫基係列舉如:三氟甲硫基等。
芳基係由芳香族烴除去1個鍵結於構成芳香環之碳原子上之氫原子後所殘留之原子團,也包含具苯環之基、具稠環之基、獨立之苯環或稠環之2個以上透過單鍵或2價有機基,例如伸乙烯基等伸烯基而結合之基。芳基係碳原子數一般為6至60,最好是7至48。作為芳基係列舉如:苯基、C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等。前述芳基中之氫原子係可以藉由氟原子進行取代。作為氟原子取代芳基係列舉如:五氟苯基等。在芳基中,最好是C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基。
在前述芳基中,作為C1至C12烷氧基苯基係列舉如:甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、異丙氧基苯基、丁氧基苯基、異丁氧基苯基、sec-丁氧基苯基、tert-丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、環己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、月桂氧基苯基等。
在前述芳基中,作為C1至C12烷基苯基係列舉如:甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、三甲苯基、甲基乙基苯基、異丙基苯基、丁基苯基、異丁基苯基、tert-丁基苯基、戊基苯基、異戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、月桂基苯基等。
芳氧基碳原子數一般為6至60,最好是7至48。作為芳氧基係列舉如:苯氧基、C1至C12烷氧基苯氧基、C1至C12烷基苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、五氟苯氧基等。在芳氧基中,最好是C1至C12烷氧基苯氧基及C1至C12烷基苯氧基。
在前述芳氧基中,作為C1至C12烷氧基苯氧基係列舉如:甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、丙氧基苯氧基、異丙氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、異丁氧基苯氧基、sec-丁氧基苯氧基、tert-丁氧基苯氧基、戊氧基苯氧基、己氧基苯氧基、環己氧基苯氧基、庚氧基苯氧基、辛氧基苯氧基、2-乙基己氧基苯氧基、壬氧基苯氧基、癸氧基苯氧基、3,7-二甲基辛氧基苯氧基、月桂氧基苯氧基等。
在前述芳氧基中,作為C1至C12烷基苯氧基係列舉如:甲基苯氧基、乙基苯氧基、二甲基苯氧基、丙基苯氧基、1,3,5-三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、異丙基苯氧基、丁基苯氧基、異丁基苯氧基、sec-丁基苯氧基、tert-丁基苯氧基、戊基苯氧基、異戊基苯氧基、己基苯氧基、庚基苯氧基、辛基苯氧基、壬基苯氧基、癸基苯氧基、月桂基苯氧基等。
芳硫基係例如硫元素鍵結於前述芳基之基。芳硫基係可以在前述芳基之芳香環上具有取代基。芳硫基之碳原子數一般為6至60,最好是6至30。作為芳硫基係列舉如:苯硫基、C1至C12烷氧基苯硫基、C1至C12烷基苯硫基、1-萘硫基、2-萘硫基、五氟苯硫基等。
芳基烷基係例如前述烷基鍵結於前述芳基之基。芳基烷基係可以具有取代基。芳基烷基之碳原子數一般為7至60,最好是7至30。作為芳基烷基係列舉如:苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基、1-萘基-C1至C12烷基、2-萘基-C1至C12烷基等。
芳基烷氧基係例如前述烷氧基鍵結於前述芳基之基。芳基烷氧基係可以具有取代基。芳基烷氧基之碳原子數一般為7至60,最好是7至30。作為芳基烷氧基係列舉如:苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷氧基、1-萘基-C1至C12烷氧基、2-萘基-C1至C12烷氧基等。
芳基烷硫基係例如前述烷硫基鍵結於前述芳基之基。芳基烷硫基係可以具有取代基。芳基烷硫基之碳原子數一般為7至60,最好是7至30。作為芳基烷硫基係列舉如:苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷硫基、1-萘基-C1至C12烷硫基、2-萘基-C1至C12烷硫基等。
芳基烯基係例如烯基鍵結於前述芳基之基。芳基烯基之碳原子數一般為8至60,最好是8至30。作為芳基烯基係列舉如:苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷基苯基-C2至C12烯基、1-萘基-C2至C12烯基、2-萘基-C2至C12烯基等,最好是C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C2至C12烷基苯基-C2至C12烯基。此外,作為C2至C12烯基係列舉例如:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-辛烯基。
芳基炔基係例如炔基鍵結於前述芳基之基。芳基炔基之碳原子數一般為8至60,最好是8至30。作為芳基炔基係列舉如:苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基、1-萘基-C2至C12炔基、2-萘基-C2至C12炔基等,最好是C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基。此外,作為C2至C12炔基係列舉例如:乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、1-辛炔基。
作為取代胺基最好是藉由烷基、芳基、芳基烷基和1價雜環基所組成之群組中選出之1個或2個之基取代胺基中之至少1個氫原子之胺基。該烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基係可以具有取代基。取代胺基之碳原子數並不包含該烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基可具有之取代基的碳原子數,而一般為1至60,最好是2至48。作為取代胺基係列舉如:甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、丙基胺基、二丙基胺基、異丙基胺基、二異丙基胺基、丁基胺基、異丁基胺基、sec-丁基胺基、tert-丁基胺基、戊基胺基、己基胺基、環己基胺基、庚基胺基、辛基胺基、2-乙基己基胺基、壬基胺基、癸基胺基、3,7-二甲基辛基胺基、月桂基胺基、環戊基胺基、二環戊基胺基、環己基胺基、二環己基胺基、二(三氟甲基)胺基、苯基胺基、二苯基胺基、(C1至C12烷氧基苯基)胺基、二(C1至C12烷氧基苯基)胺基、二(C1至C12烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、吡啶基胺基、噠嗪基胺基、嘧啶基胺基、吡嗪基胺基、三嗪基胺基、(苯基-C1至C12烷基)胺基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)胺基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)胺基、二(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)胺基、二(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)胺基、1-萘基-C1至C12烷基胺基、2-萘基-C1至C12烷基胺基等。
作為取代矽基係列舉如:矽基中之至少1個氫原子經由烷基、芳基、芳基烷基和1價雜環基所組成之群組中選出之1至3個之基所取代之矽基。該烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基係可以具有取代基。取代矽基之碳原子數並不包含該烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基可以具有之取代基之碳原子數,而一般為1至60,最好是3至48。此外,作為取代矽基係列舉如:三甲基矽基、三乙基矽基、三丙基矽基、三異丙基矽基、異丙基二甲基矽基、異丙基二乙基矽基、tert-丁基二甲基矽基、戊基二甲基矽基、己基二甲基矽基、庚基二甲基矽基、辛基二甲基矽基、2-乙基己基二甲基矽基、壬基二甲基矽基、癸基二甲基矽基、3,7-二甲基辛基二甲基矽基、月桂基二甲基矽基、(苯基-C1至C12烷基)矽基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)矽基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)矽基、(1-萘基-C1至C12烷基)矽基、(2-萘基-C1至C12烷基)矽基、(苯基-C1至C12烷基)二甲基矽基、三苯基矽基、三(p-二甲苯基)矽基、三苄基矽基、二苯基甲基矽基、tert-丁基二苯基矽基、二甲基苯基矽基等。
作為鹵素原子係列舉如:氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
醯基之碳原子數一般為2至20,最好是2至18。作為醯基係列舉如:乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、三甲基乙醯基、苯甲醯基、三氟乙醯基、五氟苯甲醯基等。
醯氧基之碳原子數一般為2至20,最好是2至18。作為醯氧基係列舉如:乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、異丁醯氧基、三甲基乙醯氧基、苯甲醯氧基、三氟乙醯氧基、五氟苯甲醯氧基等。
亞胺殘基係表示由具有化學式:H-N=C<以及化學式:-N=CH-之至少一者所表示之構造之亞胺化合物除去該構造中之1個氫原子後之殘基。作為此種亞胺化合物係列舉例如:醛亞胺、酮亞胺以及鍵結於醛亞胺中之氮原子之氫原子經由烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基和芳基炔基等而取代之化合物。亞胺殘基之碳原子數一般為2至20,最好是2至18。作為亞胺殘基係列舉例如通式:-CRβ=N-Rγ或通式:-N=C(Rγ)2(在化學式中,Rβ係表示氫原子、烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基,Rγ係獨立地表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基,但是,在Rγ存在2個之狀態下,2個之Rγ係可以相互地結合成為一體而形成環,來作為2價基、例如伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基等之碳原子數2至18之伸烷基。)所表示之基。作為亞胺殘基係列舉以下之基。
(在化學式中,Me係表示甲基,在以下相同。)
醯胺基之碳原子數一般為1至20,最好是2至18。作為醯胺基係列舉如:甲醯胺基、乙醯胺基、丙醯胺基、丁醯胺基、苯甲醯胺基、三氟乙醯胺基、五氟苯甲醯胺基、二甲醯胺基、二乙醯胺基、二丙醯胺基、二丁醯胺基、二苯甲醯胺基、雙(三氟乙醯)胺基、雙(五氟苯甲醯)胺基等。
醯亞胺基係由醯亞胺除去鍵結於該氮原子之氫原子後而得到之殘基,碳原子數一般為4至20,最好是4至18。作為醯亞胺基係列舉以下之基。
所謂1價之雜環基係指由雜環化合物除去1個氫原子所殘留之原子團。在此,所謂雜環化合物係指在具有環狀構造之有機化合物中,作為構成環之元素,不僅是碳原子,還包含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、矽原子、硒原子、碲原子、砷原子等之異原子之有機化合物。1價之雜環基係可以具有取代基。1價之雜環基之碳原子數一般為3至60,最好是3至20。此外,在1價之雜環基之碳原子數中,並不包含取代基之碳原子數。作為此種1價之雜環基係列舉例如:噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯啶基、哌啶基、喹啉基、異喹啉基,其中,亦宜為噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡啶基及C1至C12烷基吡啶基。此外,作為1價之雜環基係最好是1價之芳香族雜環基。
作為取代羧基係指,羧基中之氫原子藉由烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基而取代之基,也就是以化學式:-C(=O)OR*(在化學式中,R*係烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基。)所表示之基。取代羧基之碳原子數一般為2至60,最好是2至48。前述烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基係可以具有取代基。此外,在前述碳原子數中,並不包含前述烷基、芳基、芳基烷基或1價雜環基可具有之取代基之碳原子數。作為取代羧基係列舉如:甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、sec-丁氧基羰基、tert-丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、環己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、月桂氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基、吡啶氧基羰基等。
在化學式(1)中,Y1係表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -等之1價基,由離子性聚合物之酸性度之觀點來看,Y1最好是-CO2 -、-SO2 -、-PO3 -,更加理想是-CO2 -,由離子性聚合物之安定性之觀點來看,最好是-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -或-PO3 -
在化學式(1)中,M1係表示金屬陽離子或者是可以具有取代基之銨陽離子。作為金屬陽離子係最好是1價、2價或3價之離子,可列舉如:Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Ba、Ag、Al、Bi、Cu、Fe、Ga、Mn、Pb、Sn、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr等之離子,最好是Li+、Na+、K+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+。此外,作為銨離子可以具有之取代基係列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、tert-丁基等之碳原子數1至10之烷基。
在化學式(1)中,Z1係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -
在化學式(1)中,n1係表示0以上之整數,由原料單體合成之觀點來看,最好是0至8之整數,更加理想是0至2之整數。
在化學式(1)中,a1係表示1以上之整數,b1係表示0以上之整數。
a1及b1係使化學式(1)所表示之基之電荷成為0的方式而選擇。例如在Y1為-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -且M1為1價之金屬陽離子或可以具有取代基之銨陽離子且Z1為F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -之狀態下,使滿足a1=b1+1的方式而選擇。在Y1為-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -且M1為2價之金屬陽離子且Z1為F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4-、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -之狀態下,使滿足b1=2×a1-1的方式而選擇。在Y1為-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -且M1為3價之金屬陽離子且Z1為F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -之狀態下,使滿足b1=3×a1-1的方式而選擇。在Y1為-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -且M1為1價之金屬陽離子或者是可以具有取代基之銨陽離子且Z1為SO4 2-或HPO4 2-之狀態下,使滿足a1=2×b1+1的方式而選擇。即使是在表示a1和b1之關係之前述任何一種數學式中,a1最好是1至5之整數,更加理想是1或2。
Ra係表示可以具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是可以具有取代基之碳原子數6至50之芳基。作為這些基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。作為Ra係列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基等之碳原子數1至20之烷基、苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等之碳原子數6至30之芳基等。
作為前述化學式(1)所表示之基係列舉例如以下之基。
-COO-M+ -CH2-COO-M+ -(CH2)2-COO-M+ -(CH2)3-COO-M+ -(CH2)4-COO-M+
-(CH2)5-COO-M+ -(CH2)6-COO-M+ -(CH2)7-COO-M+ -(CH2)8-COO-M+
-O-CH2-COO-M+ -O-(CH2)2-COO-M+ -O-(CH2)3-COO-M+ -O-(CH2)4-COO-M+
-O-(CH2)5-COO-M+-O-(CH2)6-COO-M+ -O-(CH2)7-COO-M+ -O-(CH2)8-COO-M+
-SO3 -M+ -CH2-SO3 -M+ -(CH2)2-SO3 -M+ -(CH2)3-SO3 -M+ -(CH2)4-SO3 -M+
-(CH2)5-SO3 -M+ -(CH2)6-SO3 -M+ -(CH2)7-SO3 -M+ -(CH2)8-SO3 -M+
-O-CH2-SO3 -M+ -O-(CH2)2-SO3 -M+ -O-(CH2)3-SO3 -M+ -O-(CH2)4-SO3 -M+
-O-(CH2)5-SO3 -M+ -O-(CH2)6-SO3 -M+ -O-(CH2)7-SO3 -M+ -O-(CH2)8-SO3 -M+
-化學式(2)所表示之基-
在化學式(2)中,作為Q2所表示之2價之有機基係列舉與前述Q1所表示之2價之有機基所例示者為同樣之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是2價之飽和烴基、伸芳基、伸烷氧基。
作為前述Q2所表示之2價之有機基之例子來列舉之基係可以具有取代基,作為該取代基係列舉與前述Q1之說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(2)中,Y2係表示陽碳離子、銨陽離子、膦陽離子、鋶陽離子或碘鎓陽離子。
作為陽碳離子係列舉例如-C+R2
(在化學式中,R係互相獨立地表示烷基或芳基。)所表示之基。
作為銨陽離子係列舉例如-N+R3
(在化學式中,R係互相獨立地表示烷基或芳基。)所表示之基。
作為膦陽離子係列舉例如-P+R3
(在化學式中,R係互相獨立地表示烷基或芳基。)所表示之基。
作為鋶陽離子係列舉例如-S+R2
(在化學式中,R係互相獨立地表示烷基或芳基。)所表示之基。
作為碘鎓陽離子係列舉例如-I+R2
(在化學式中,R係互相獨立地表示烷基或芳基。)所表示之基。
在化學式(2)中,由原料單體合成之容易度以及原料單體和離子性聚合物對空氣、濕氣或熱之安定性之觀點來看,Y2最好是陽碳離子、銨陽離子、膦陽離子、鋶陽離子,更加理想是銨陽離子。
在化學式(2)中,Z2係表示金屬陽離子或者是可以具有取代基之銨陽離子。作為金屬陽離子最好是1價、2價或3價之離子,可列舉如:Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Ba、Ag、Al、Bi、Cu、Fe、Ga、Mn、Pb、Sn、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr等之離子。此外,作為銨陽離子可以具有之取代基係列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、tert-丁基等之碳原子數1至10之烷基。
在化學式(2)中,M2係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO42 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -
在化學式(2)中,n2係表示0以上之整數,最好是0至6之整數,更加理想是0至2之整數。
在化學式(2)中,a2係表示1以上之整數,b2係表示0以上之整數。
a2及b2係使化學式(2)所表示之基之電荷成為0的方式而選擇。例如在M2為F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -之狀態下,如果Z2為1價之金屬離子或者是可以具有取代基之銨離子,則使滿足a2=b2+1的方式而選擇,如果Z2為2價之金屬離子,則使滿足a2=2×b2+1的方式而選擇,如果Z2為3價之金屬離子,則使滿足a2=3×b2+1的方式而選擇。在M2為SO4 2-、HPO4 2-之狀態下,如果Z2為1價之金屬離子或者是可以具有取代基之銨離子,則使滿足b2=2×a2-1的方式而選擇,如果Z2為3價之金屬離子,則使滿足2×a2=3×b2+1之關係而選擇。即使是在表示a2和b2之關係之前述任何一種數學式中,a2最好是1至3之整數,更加理想是1或2。
Rb係表示可以具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是可以具有取代基之碳原子數6至50之芳基。作為這些基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。作為Rb係列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基等之碳原子數1至20之烷基、苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等之碳原子數6至30之芳基等。
作為前述化學式(2)所表示之基係列舉例如以下之基。
-NMe2Et+X--CH2 -NMe2Et+X--(CH2)2-NMe2Et+X--(CH2)3-NMe2Et+X--(CH2)4-NMe2Et+X-
-(CH2)5-NMe2Et+X--(CH2)6-NMe2Et+X--(CH2)7-NMe2Et+X--(CH2)8-NMe2Et+X-
-O-CH2-NMe2Et+X--O-(CH2)2-NMe2Et+X--O-(CH2)3-NMe2Et+X--O-(CH2)4-NMe2Et+X-
-O-(CH2)5-NMe2Et+X--O-(CH2)6-NMe2Et+X--O-(CH2)7-NMe2Et+X--O-(CH2)8-NMe2Et+X-
-NHMe2 +X--CH2-NHMe2 +X--(CH2)2-NHMe2 +X--(CH2)3-NHMe2 +X--(CH2)4-NHMe2 +X-
-(CH2)5-NHMe2 +X--(CH2)6-NHMe2 +X--(CH2)7-NHMe2 +X--(CH2)8-NHMe2 +X-
-O-CH2-NHMe2 +X--O-(CH2)2-NHMe2 +X--O-(CH2)3-NHMe2 +X--O-(CH2)4-NHMe2 +X-
-O-(CH2)5-NEt3 +X--O-(CH2)6-NEt3 +X--O-(CH2)7-NHMe2 +X--O-(CH2)8-NHMe2 +X-
-NEt3 +X--CH2-NEt3 +X--(CH2)2-NEt3 +X--(CH2)3-NEt3 +X--(CH2)4-NEt3 +X-
-(CH2)6-NEt3 +X--(CH2)6-NEt3 +X--(CH2)7-NEt3 +X--(CH2)8-NEt3 +X-
-O-CH2-NEt3 +X--O-(CH2)2-NEt3 +X--O-(CH2)3-NEt3 +X--O-(CH2)4-NEt3 +X-
-O-(CH2)5-NEt3 +X--O-(CH2)6-NEt3 +X--O-(CH2)7-NEt3 +X--O-(CH2)8-NEt3 +X-
-NHEt2 +X- -CH2-NHEt2 +X- -(CH2)2-NHEt2 +X- -(CH2)3-NHEt2 +X- -(CH2)4-NHEt2 +X-
-(CH2)5-NHEt2 +X- -(CH2)6-NHEt2 +X- -(CH2)7-NHEt2 +X- -(CH2)8-NHEt2 +X-
-O-CH2-NHEt2 +X- -O-(CH2)2-NHEt2 +X- -O-(CH2)3-NHEt2 +X- -O-(CH2)4-NHEt2 +X-
-O-(CH2)5-NHEt2 +X- -O-(CH2)6-NHEt2 +X- -O-(CH2)7-NHEt2 +X- -O-(CH2)8-NHEt2 +X-
-NEtPh2 +X- -CH2-NEtPh2 +X- -(CH2)2-NEtPh2 +X- -(CH2)3-NEtPh2 +X- -(CH2)4-NEtPh2 +X-
-(CH2)5-NEtPh2 +X- -(CH2)6-NEtPh2 +X- -(CH2)7-NEtPh2 +X- -(CH2)8-NEtPh2 +X-
-O-CH2-NEtPh2 +X- -O-(CH2)2-NEtPh2 +X- -O-(CH2)3-NEtPh2 +X- -O-(CH2)4-NEtPh2 +X-
-O-(CH2)5-NEtPh2 +X- -O-(CH2)6-NEtPh2 +X- -O-(CH2)7-NEtPh2 +X- -O-(CH2)8-NEtPh2 +X-
-NHPh2 +X- -CH2-NHPh2 +X- -(CH2)2-NHPh2 +X- -(CH2)3-NHPh2 +X- -(CH2)4-NHPh2 +X-
-(CH2)5-NHPh2 +X- -(CH2)6-NHPh2 +X- -(CH2)7-NHPh2 +X- -(CH2)8-NHPh2 +X-
-O-CH2-NHPh2 +X- -O-(CH2)2-NHPh2 +X- -O-(CH2)3-NHPh2 +X- -O-(CH2)4-NHPh2 +X-
-O-(CH2)5-NHPh2 +X- -O-(CH2)6-NHPh2 +X- -O-(CH2)7-NHPh2 +X- -O-(CH2)8-NHPh2 +X-
-化學式(3)所表示之基-
在化學式(3)中,作為Q3所表示之2價之有機基係列舉與前述Q1所表示之2價之有機基所例示者為同樣之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是2價之飽和烴基、伸芳基、伸烷氧基。
作為前述Q3所表示之2價之有機基之例所列舉之基係可以具有取代基,作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
作為前述Q3所表示之2價之有機基最好是-(CH2)-所表示之基。
n3係表示0以上之整數,最好是0至20之整數,更加理想是0至8之整數。
在化學式(3)中,Y3係表示-CN或者是化學式(4)至化學式(12)中之任-者所表示之基。
在化學式(4)至化學式(12)中,作為R’所表示之2價之烴基係列舉如:亞甲基、伸乙基、1,2-伸丙基、1,3-伸丙基、1,2-伸丁基、1,3-伸丁基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基、1,6-伸己基、1,9-伸壬基、1,12-伸十二碳基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之2價之飽和烴基;伸乙烯基、伸丙烯基、3-伸丁烯基、2-伸丁烯基、2-伸戊烯基、2-伸己烯基、2-伸壬烯基、2-伸十二烯基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數2至50之亞烯基以及包含伸乙炔基之可以具有取代基之碳原子數2至50之2價之不飽和烴基;伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環伸壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數3至50之2價之環狀飽和烴基;1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、1,4-伸萘基、1,5-伸萘基、2,6-伸萘基、聯苯基-4,4’-二醯基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至50之伸芳基;亞甲氧基、伸乙氧基、伸丙氧基、伸丁氧基、伸戊氧基、伸己氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷氧基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關、說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(4)至化學式(12)中,作為R”所表示之1價之烴基係列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基等。由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,最好是甲基、乙基、苯基、1-萘基、2-萘基。作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(5)中,作為R’’’所表示之3價之烴基係列舉如:甲烷三基、乙烷三基、1,2,3-丙烷三基、1,2,4-丁烷三基、1,2,5-戊烷三基、1,3,5-戊烷三基、1,2,6-己烷三基、1,3,6-己烷三基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基三基;1,2,3-苯三基、1,2,4-苯三基、1,3,5-苯三基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基。由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,最好是甲烷三基、乙烷三基、1,2,4-苯三基、1,3,5-苯三基。作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(4)至化學式(12)中,由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,Rc最好是甲基、乙基、苯基、1-萘基、2-萘基。
在化學式(4)及化學式(5)中,a3係表示1以上之整數,最好是3至10之整數。在化學式(6)至化學式(12)中,a4係表示0以上之整數。在化學式(6)中,a4係最好是0至30之整數,更加理想是3至20之整數。在化學式(7)至化學式(10)中,a4係最好是0至10之整數,更加理想是0至5之整數。在化學式(11)中,a4係最好是0至20之整數,更加理想是3至20之整數。在化學式(12)中,a4係最好是0至20之整數,更加理想是0至10之整數。
由原料單體合成之容易度之觀點來看,作為Y3係最好是-CN、化學式(4)所表示之基、化學式(6)所表示之基、化學式(10)所表示之基、化學式(11)所表示之基,更加理想是化學式(4)所表示之基、化學式(6)所表示之基、化學式(11)所表示之基,特別最好是以下之基。
-O-(CH2CH2O)2Me -O-(CH2CH2O)3Me -O-(CH2CH2O)4Me
-O-(CH2CH2O)5Me -O-(CH2CH2O)6Me -O-(CH2CH2O)7Me
-O-(CH2CH2O)2H -O-(CH2CH2O)3H -O-(CH2CH2O)4H
-O-(CH2CH2O)5H -O-(CH2CH2O)6H -O-(CH2CH2O)7H
-離子性聚合物中之構造單位-
使用於本發明之離子性聚合物係最好是具有前述化學式(13)所表示之構造單位、前述化學式(15)所表示之構造單位、前述化學式(17)所表示之構造單位、前述化學式(20)所表示之構造單位,更加理想是在全構造單位中具有15莫耳%至100莫耳%之前述構造單位之離子性聚合物。
‧化學式(13)所表示之構造單位
在化學式(13)中,R1係包含化學式(14)所表示之基之1價基,Ar1係表示可以具有R1以外之取代基之(2+n4)價之芳香族基,n4係表示1以上之整數。
化學式(14)所表示之基係可以直接地鍵結於Ar1,或透過:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸壬基、伸十二碳基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷基;氧亞甲基、氧伸乙基、氧伸丙基、氧伸丁基、氧伸戊基、氧伸己基、氧伸壬基、氧伸十二碳基、環伸丙氧基、環伸丁氧基、環伸戊氧基、環伸己氧基、環伸壬氧基、環伸十二碳氧基、伸降莰氧基、伸金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之氧伸烷基;可以具有取代基之亞胺基;可以具有取代基之亞矽基;可以具有取代基之伸乙烯基;伸乙炔基;可以具有取代基之甲烷三基;氧原子、氮原子、硫原子等之異原子而與Ar1
前述Ar1係可以具有R1以外之取代基。作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
由原料單體合成之容易度之觀點來看,作為前述Ar1具有之R1以外之取代基最好是烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
在化學式(13)中,n4係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
作為藉由化學式(13)中之Ar1所表示之(2+n4)價之芳香族基係列舉如:(2+n4)價之芳香族烴基、(2+n4)價之芳香族雜環基,最好是僅由碳原子或者是碳原子和由氫原子、氮原子及氧原子而組成之群組中選出之1個以上之原子所組成之(2+n4)價之芳香族基。作為該(2+n4)價之芳香族基係列舉如:由苯環、吡啶環、1,2-二嗪環、1,3-二嗪環、1,4-二嗪環、1,3,5-三嗪環、呋喃環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、噁唑環、吖二唑環等單環式芳香環除去(2+n4)個氫原子之(2+n4)價基;由縮合該單環式芳香環而組成之群組中選出之2個以上之環之縮合多環式芳香環除去(2+n4)個氫原子之(2+n4)價基;由藉著單鍵、伸乙烯基或伸乙炔基而連結由該單環式芳香環和該縮合多環式芳香環所組成之群組中選出之2個以上之芳香環組成之芳香環集合而除去(2+n4)個氫原子之(2+n4)價基;由具有藉著亞甲基、伸乙基、羰基等之2價基而交聯該縮合多環式芳香環或該芳香環集合之相鄰接之2個芳香環之交聯之交聯多環式芳香環除去(2+n4)個氫原子之(2+n4)價基等。
作為單環式芳香環係列舉例如以下之環。
作為縮合多環式芳香環係列舉例如以下之環。
作為芳香環集合係列舉例如以下之環。
作為交聯多環式芳香環係列舉例如以下之環。
作為前述(2+n4)價之芳香族基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由化學式1至化學式14、化學式26至化學式29、化學式37至化學式39或化學式41所表示之環除去(2+n4)個氫原子之基,更加理想是由化學式1至化學式6、化學式8、化學式13、化學式26、化學式27、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n4)個氫原子之基,甚至最好是由化學式1、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n4)個氫原子之基。
在化學式(14)中,作為R2所表示之(1+m1+m2)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m1+m2)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m1+m2)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m1+m2)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m1+m2)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m1+m2)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m1+m2)個氫原子之基、由芳基除去(m1+m2)個氫原子之基、由烷氧基除去(m1+m2)個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
‧化學式(15)所表示之構造單位
在化學式(15)中,R3係包含化學式(16)所表示之基之1價基,Ar2係表示可以具有R3以外之取代基之(2+n5)價之芳香族基,n5係表示1以上之整數。
化學式(16)所表示之基係可以直接地鍵結於Ar2,或透過:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸壬基、伸十二碳基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷基;氧亞甲基、氧伸乙基、氧伸丙基、氧伸丁基、氧伸戊基、氧伸己基、氧伸壬基、氧伸十二碳基、環伸丙氧基、環伸丁氧基、環伸戊氧基、環伸己氧基、環伸壬氧基、環伸十二碳氧基、伸降莰氧基、伸金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之氧伸烷基;可以具有取代基之亞胺基;可以具有取代基之亞矽基;可以具有取代基之伸乙烯基;伸乙炔基;可以具有取代基之甲烷三基;氧原子、氮原子、硫原子等之異原子而與Ar2鍵結。
前述Ar2係可以具有R3以外之取代基。作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
由原料單體合成之容易度之觀點來看,作為前述Ar2具有之R3以外之取代基係最好是烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
在化學式(15)中,n5係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
作為化學式(15)中之Ar2所表示之(2+n5)價之芳香族基係列舉(2+n5)價之芳香族烴基、(2+n5)價之芳香族雜環基,最好是僅由碳原子或者是碳原子和由氫原子、氮原子及氧原子而組成之群組中選出之1個以上之原子所組成之(2+n5)價之芳香族基。作為該(2+n5)價之芳香族基係列舉:由苯環、吡啶環、1,2-二嗪環、1,3-二嗪環、1,4-二嗪環、1,3,5-三嗪環、呋喃環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、噁唑環、吖二唑環等單環式芳香環除去(2+n5)個氫原子之(2+n5)價基;由該單環式芳香環組成之群組中選出之2個以上之環經縮合之縮合多環式芳香環除去(2+n5)個氫原子之(2+n5)價基;藉著單鍵、伸乙烯基或伸乙炔基連結該單環式芳香環和該縮合多環式芳香環組成之群組中選出之2個以上之芳香環所組成之芳香環集合除去(2+n5)個氫原子之(2+n5)價基;由具有藉著亞甲基、伸乙基、羰基等之2價基與該縮合多環式芳香環或該芳香環集合之相鄰接之2個芳香環交聯之交聯多環式芳香環除去(2+n5)個氫原子之(2+n5)價基等。
作為單環式芳香環係列舉化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式1至化學式12所表示之環。
作為縮合多環式芳香環係列舉化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式13至化學式27所表示之環。
作為芳香環集合係列舉化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式28至化學式36所表示之環。
作為交聯多環式芳香環係列舉化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式37至化學式44所表示之環。
作為前述(2+n5)價之芳香族基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由化學式1至化學式14、化學式26至化學式29、化學式37至化學式39或化學式41所表示之環除去(2+n5)個氫原子之基,更加理想是由化學式1至化學式6、化學式8、化學式13、化學式26、化學式27、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n5)個氫原子之基,甚至最好是由化學式1、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n5)個氫原子之基。
在化學式(16)中,m3及m4係分別獨立地表示1以上之整數。
在化學式(16)中,作為R4所表示之(1+m3+m4)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m3+m4)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m3+m4)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m3+m4)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m3+m4)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m3+m4)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m3+m4)個氫原子之基、由芳基除去(m3+m4)個氫原子之基、由烷氧基除去(m3+m4)個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
‧化學式(17)所表示之構造單位
在化學式(17)中,R5係包含化學式(18)所表示之基之1價基,R6係包含化學式(19)所表示之基之1價基,Ar3係表示可以具有R5及R6以外之取代基之(2+n6+n7)價之芳香族基,n6及n7係分別獨立地表示1以上之整數。
化學式(18)所表示之基以及化學式(19)所表示之基係可以直接地鍵結於Ar3,或透過:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸壬基、伸十二碳基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷基;氧亞甲基、氧伸乙基、氧伸丙基、氧伸丁基、氧伸戊基、氧伸己基、氧伸壬基、氧伸十二碳基、伸環丙氧基、伸環丁氧基、伸環戊氧基、伸環己氧基、伸環壬氧基、伸環十二碳氧基、伸降莰氧基、伸金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之氧伸烷基;可以具有取代基之亞胺基;可以具有取代基之亞矽基;可以具有取代基之伸乙烯基;伸乙炔基;可以具有取代基之甲烷三基;氧原子、氮原子、硫原子等之異原子而與Ar3鍵結。
前述Ar3係可以具有R5及R6以外之取代基。作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
由原料單體合成之容易度之觀點來看,作為前述Ar3具有之R5及R6以外之取代基係最好是烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
在化學式(17)中,n6係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
在化學式(17)中,n7係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
作為化學式(17)中之Ar3所表示之(2+n6+n7)價之芳香族基係列舉(2+n6+n7)價之芳香族烴基、(2+n6+n7)價之芳香族雜環基,最好是僅由碳原子或者是碳原子和由氫原子、氮原子及氧原子而組成之群組中選出之1個以上之原子所組成之(2+n6+n7)價之芳香族基。作為該(2+n6+n7)價之芳香族基係列舉如:由苯環、吡啶環、1,2-二嗪環、1,3-二嗪環、1,4-二嗪環、呋喃環、吡咯環、吡唑環、咪唑環、噁唑環等單環式芳香環除去(2+n6+n7)個氫原子之(2+n6+n7)價基;由縮合該單環式芳香環組成之群組中選出之2個以上之環之縮合多環式芳香環除去(2+n6+n7)個氫原子之(2+n6+n7)價基;由藉著單鍵、伸乙烯基或伸乙炔基而連結由該單環式芳香環和該縮合多環式芳香環所組成之群組中選出之2個以上之芳香環組成之芳香環集合而除去(2+n6+n7)個氫原子之(2+n6+n7)價基;由具有藉著亞甲基、伸乙基、羰基等之2價基而交聯該縮合多環式芳香環或該芳香環集合之相鄰接之2個芳香環之交聯多環式芳香環除去(2+n6+n7)個氫原子之(2+n6+n7)價基等。
作為單環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式1至化學式5、化學式7至化學式10所表示之環。
作為縮合多環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式13至化學式27所表示之環。
作為芳香環集合係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式28至化學式36所表示之環。
作為交聯多環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式37至化學式44所表示之環。
作為前述(2+n6+n7)價之芳香族基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由化學式1至化學式5、化學式7至化學式10、化學式13、化學式14、化學式26至化學式29、化學式37至化學式39或化學式41所表示之環除去(2+n6+n7)個氫原子之基,更加理想是由化學式1、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n6+n7)個氫原子之基,甚至最好是由化學式1、化學式38或化學式42所表示之環除去(2+n6+n7)個氫原子之基。
在化學式(18)中,R7係表示單鍵或(1+m5)價之有機基,最好是(1+m5)價之有機基。
在化學式(18)中,作為R7所表示之(1+m5)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去m5個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去m5個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去m5個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去m5個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去m5個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去m5個氫原子之基、由芳基除去m5個氫原子之基、由烷氧基除去m5個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(18)中,m5係表示1以上之整數。但是,在R7為單鍵時,m5係表示1。
在化學式(19)中,R8係表示單鍵或(1+m6)價之有機基,最好是(1+m6)價之有機基。
在化學式(19)中,作為R8所表示之(1+m6)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去m6個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去m6個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去m6個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去m6個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去m6個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去m6個氫原子之基、由芳基除去m6個氫原子之基、由烷氧基除去m6個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(19)中,m6係表示1以上之整數。但是,在R8為單鍵時,m6係表示1。
‧化學式(20)所表示之構造單位
在化學式(20)中,R9係包含化學式(21)所表示之基之1價基,R10係包含化學式(22)所表示之基之1價基,Ar4係表示可以具有R9及R10以外之取代基之(2+n8+n9)價之芳香族基,n8及n9係分別獨立地表示1以上之整數。
化學式(21)所表示之基以及化學式(22)所表示之基係可以直接地鍵結於Ar4,或透過:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸壬基、伸十二碳基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基、伸環壬基、伸環十二碳基、伸降莰基、伸金鋼烷基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之伸烷基;氧亞甲基、氧伸乙基、氧伸丙基、氧伸丁基、氧伸戊基、氧伸己基、氧伸壬基、氧伸十二碳基、伸環丙氧基、伸環丁氧基、伸環戊氧基、伸環己氧基、伸環壬氧基、伸環十二碳氧基、伸降莰氧基、伸金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之氧伸烷基;可以具有取代基之亞胺基;可以具有取代基之亞矽基;可以具有取代基之伸乙烯基;伸乙炔基;可以具有取代基之甲烷三基;氧原子、氮原子、硫原子等之異原子而與Ar4鍵結。
前述Ar4係可以具有R9及R10以外之取代基。作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
由原料單體合成之容易度之觀點來看,作為前述Ar4具有之R9及R10以外之取代基係最好是烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
在化學式(20)中,n8係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
在化學式(20)中,n9係表示1以上之整數,最好是1至4之整數,更加理想是1至3之整數。
作為化學式(20)中之Ar4所表示之(2+n8+n9)價之芳香族基係列舉如:(2+n8+n9)價之芳香族烴基、(2+n8+n9)價之芳香族雜環基,最好是僅由碳原子或者是碳原子和由氫原子、氮原子及氧原子而組成之群組中選出之1個以上之原子所組成之(2+n8+n9)價之芳香族基。作為該(2+n8+n9)價之芳香族基係列舉如:由苯環、吡啶環、1,2-二嗪環、1,3-二嗪環、1,4-二嗪環、呋喃環、吡咯環、吡唑環、咪唑環等單環式芳香環除去(2+n8+n9)個氫原子之(2+n8+n9)價基;由縮合該單環式芳香環而組成之群組中選出之2個以上之環之縮合多環式芳香環除去(2+n8+n9)個氫原子之(2+n8+n9)價基;由藉著單鍵、伸乙烯基或伸乙炔基而連結由該單環式芳香環和該縮合多環式芳香環組成之群組中選出之2個以上之芳香環所組成之芳香環集合除去(2+n8+n9)個氫原子之(2+n8+n9)價基;由具有藉著亞甲基、伸乙基、羰基等之2價基而交聯該縮合多環式芳香環或該芳香環集合之相鄰接之2個芳香環之交聯多環式芳香環除去(2+n8+n9)個氫原子之(2+n8+n9)價基等。
作為單環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式1至化學式5、化學式7至化學式10所表示之環。
作為縮合多環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式13至化學式27所表示之環。
作為芳香環集合係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式28至化學式36所表示之環。
作為交聯多環式芳香環係列舉例如在化學式(13)所表示之構造單位之相關說明中所例示之化學式37至化學式44所表示之環。
作為前述(2+n8+n9)價之芳香族基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由化學式1至化學式5、化學式7至化學式10、化學式13、化學式14、化學式26至化學式29、化學式37至化學式39或化學式41所表示之環除去(2+n8+n9)個氫原子之基,更加理想是由化學式1至化學式6、化學式8、化學式14、化學式27、化學式28、化學式38或化學式42所表示之環除去(2+n8+n9)個氫原子之基,甚至最好是由化學式1、化學式37或化學式41所表示之環除去(2+n8+n9)個氫原子之基。
在化學式(21)中,R11係表示單鍵或(1+m7)價之有機基,最好是(1+m7)價之有機基。
在化學式(21)中,作為R11所表示之(1+m7)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去m7個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去m7個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去m7個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去m7個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去m7個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去m7個氫原子之基、由芳基除去m7個氫原子之基、由烷氧基除去m7個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(21)中,m7係表示1以上之整數。但是,在R11為單鍵時,m7係表示1。
在化學式(22)中,R12係表示單鍵或(1+m8)價之有機基,最好是(1+m8)價之有機基。
在化學式(22)中,作為R12所表示之(1+m8)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去m8個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去m8個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去m8個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去m8個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去m8個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去m8個氫原子之基、由芳基除去m8個氫原子之基、由烷氧基除去m8個氫原子之基。
作為前述取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。前述取代基存在有複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(22)中,m8係表示1以上之整數。但是,在R12為單鍵時,m8係表示1。
化學式(13)所表示之構造單位之例
作為化學式(13)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之電子輸送性之觀點來看,最好是化學式(23)所表示之構造單位、化學式(24)所表示之構造單位,更加理想是化學式(24)所表示之構造單位。
(在化學式(23)中,R13係表示(1+m9+m10)價之有機基,R14係表示1價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m9及m10係分別獨立地表示1以上之整數,在Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(23)中,作為R13所表示之(1+m9+m10)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m9+m10)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m9+m10)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m9+m10)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m9+m10)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m9+m10)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m9+m10)個氫原子之基、由芳基除去(m9+m10)個氫原子之基、由烷氧基除去(m9+m10)個氫原子之基。
在化學式(23)中,作為R14所表示之1價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去1個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去1個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去1個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去1個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去1個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去1個氫原子之基、由芳基除去1個氫原子之基、由烷氧基除去1個氫原子之基。
作為化學式(23)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
(在化學式(24)中,R13係表示(1+m11+m12)價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m11及m12係分別獨立地表示1以上之整數,在R13、m11、m12、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R13、m11、m12、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(24)中,作為R13所表示之(1+m11+m12)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m11+m12)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m11+m12)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m11+m12)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m11+m12)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m11+m12)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m11+m12)個氫原子之基、由芳基除去(m11+m12)個氫原子之基、由烷氧基除去(m11+m12)個氫原子之基。
作為化學式(24)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
作為化學式(13)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之耐久性之觀點來看,最好是化學式(25)所表示之構造單位。
(在化學式(25)中,R15係表示(1+m13+m14)價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m13、m14及m15係分別獨立地表示1以上之整數,在R15、m13、m14、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R15、m13、m14、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(25)中,作為R15所表示之(1+m13+m14)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m13+m14)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m13+m14)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m13+m14)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m13+m14)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m13+m14)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m13+m14)個氫原子之基、由芳基除去(m13+m14)個氫原子之基、由烷氧基除去(m13+m14)個氫原子之基。
作為化學式(25)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
化學式(15)所表示之構造單位之例
作為化學式(15)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之電子輸送性之觀點來看,最好是化學式(26)所表示之構造單位、化學式(27)所表示之構造單位,更加理想是化學式(27)所表示之構造單位。
(在化學式(26)中,R16係表示(1+m16+m17)價之有機基,R17係表示1價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m16及m17係分別獨立地表示1以上之整數,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(26)中,作為R16所表示之(1+m16+m17)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m16+m17)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m16+m17)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m16+m17)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m16+m17)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m16+m17)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m16+m17)個氫原子之基、由芳基除去(m16+m17)個氫原子之基、由烷氧基除去(m16+m17)個氫原子之基。
在化學式(26)中,作為R17所表示之1價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去1個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去1個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去1個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去1個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去1個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去1個氫原子之基、由芳基除去1個氫原子之基、由烷氧基除去1個氫原子之基。
作為化學式(26)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
(在化學式(27)中,R16係表示(1+m16+m17)價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m16及m17係分別獨立地表示1以上之整數,R16、m16、m17、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R16、m16、m17、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(27)中,作為R16所表示之(1+m16+m17)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m16+m17)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m16+m17)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m16+m17)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m16+m17)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m16+m17)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m16+m17)個氫原子之基、由芳基除去(m16+m17)個氫原子之基、由烷氧基除去(m16+m17)個氫原子之基。
作為化學式(27)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
作為化學式(15)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之耐久性之觀點來看,最好是化學式(28)所表示之構造單位。
(在化學式(28)中,R18係表示(1+m18+m19)價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m18、m19及m20係分別獨立地表示1以上之整數,R18、m18、m19、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R18、m18、m19、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(28)中,作為R18所表示之(1+m18+m19)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m18+m19)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基而取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m18+m19)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m18+m19)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m18+m19)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m18+m19)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看則最好是由烷基除去(m18+m19)個氫原子之基、由芳基除去(m18+m19)個氫原子之基、由烷氧基除去(m18+m19)個氫原子之基。
作為化學式(28)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
化學式(17)所表示之構造單位之例
作為化學式(17)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之電子輸送性之觀點來看,最好是化學式(29)所表示之構造單位。
(在化學式(29)中,R19係表示單鍵或(1+m21)價之有機基,R20係表示單鍵或(1+m22)價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m21及m22係分別獨立地表示1以上之整數。但是,在R19為單鍵時,m21係表示1,在R20為單鍵時,m22係表示1。Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(29)中,作為R19所表示之(1+m21)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m21)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m21)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m21)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m21)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m21)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m21)個氫原子之基、由芳基除去(m21)個氫原子之基、由烷氧基除去(m21)個氫原子之基。
在化學式(29)中,作為R20所表示之(1+m22)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m22)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m22)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m22)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m22)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m22)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m22)個氫原子之基、由芳基除去(m22)個氫原子之基、由烷氧基除去(m22)個氫原子之基。
作為化學式(29)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
作為化學式(17)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之耐久性之觀點來看,最好是化學式(30)所表示之構造單位。
(在化學式(30)中,R21係表示單鍵或(1+m23)價之有機基,R22係表示單鍵或(1+m24)價之有機基,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3係表示相同於前面敘述之意義,m23及m24係分別獨立地表示1以上之整數。但是,在R21為單鍵時,m23係表示1,在R22為單鍵時,m24係表示1。m25及m26係分別獨立地表示1以上之整數,m23、m24、R21、R22、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之m23、m24、R21、R22、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(30)中,作為R21所表示之(1+m23)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m23)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m23)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m23)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m23)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m23)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m23)個氫原子之基、由芳基除去(m23)個氫原子之基、由烷氧基除去(m23)個氫原子之基。
在化學式(30)中,作為R22所表示之(1+m24)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m24)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m24)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m24)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m24)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m24)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m24)個氫原子之基、由芳基除去(m24)個氫原子之基、由烷氧基除去(m24)個氫原子之基。
作為化學式(30)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
化學式(20)所表示之構造單位之例
作為化學式(20)所表示之構造單位,由得到之電子輸送性之觀點來看,最好是化學式(31)所表示之構造單位。
(在化學式(31)中,R23係表示單鍵或(1+m27)價之有機基,R24係表示單鍵或(1+m28)價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m27及m28係分別獨立地表示1以上之整數。但是,在R23為單鍵時,m27係表示1,在R24為單鍵時,m28係表示1。Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(31)中,作為R23所表示之(1+m27)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m27)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m27)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m27)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m27)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m27)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m27)個氫原子之基、由芳基除去(m27)個氫原子之基、由烷氧基除去(m27)個氫原子之基。
在化學式(31)中,作為R24所表示之(1+m28)價之有機基係列舉例如;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m28)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m28)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m28)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m28)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m28)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m28)個氫原子之基、由芳基除去(m28)個氫原子之基、由烷氧基除去(m28)個氫原子之基。
作為化學式(31)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
作為化學式(20)所表示之構造單位,由得到之離子性聚合物之耐久性之觀點來看,最好是化學式(32)所表示之構造單位。
(在化學式(32)中,R25係表示單鍵或(1+m29)價之有機基,R26係表示單鍵或(1+m30)價之有機基,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3係表示相同於前面敘述之意義,m29及m30係分別獨立地表示1以上之整數。但是,在R25為單鍵時,m29係表示1,在R26為單鍵時,m30係表示1。m31及m32係分別獨立地表示1以上之整數,m29、m30、R25、R26、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之m29、m30、R25、R26、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同。)
在化學式(32)中,作為R25所表示之(1+m29)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m29)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m29)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m29)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m29)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m29)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m29)個氫原子之基、由芳基除去(m29)個氫原子之基、由烷氧基除去(m29)個氫原子之基。
在化學式(32)中,作為R26所表示之(1+m30)價之有機基係列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至20之烷基除去(m30)個氫原子之基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數6至30之芳基除去(m30)個氫原子之基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、月桂氧基、環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環壬氧基、環月桂氧基、降莰氧基、金鋼烷氧基經取代基取代這些基中之至少1個氫原子之基等之可以具有取代基之碳原子數1至50之烷氧基除去(m30)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之胺基除去(m30)個氫原子之基;由具有包含碳原子之取代基之矽基除去(m30)個氫原子之基,由原料單體合成之容易度之觀點來看,最好是由烷基除去(m30)個氫原子之基、由芳基除去(m30)個氫原子之基、由烷氧基除去(m30)個氫原子之基。
作為化學式(32)所表示之構造單位係列舉以下之構造單位。
‧其他之構造單位
使用於本發明之離子性聚合物還可以具有化學式(33)所表示之1種以上之構造單位。
(在化學式(33)中,Ar5係表示可以具有取代基之2價之芳香族基或者是可以具有取代基之2價之芳香族胺殘基,X’係表示可以具有取代基之亞胺基、可以具有取代基之亞矽基、可以具有取代基之伸乙烯基或伸乙炔基,m33及m34係分別獨立地表示0或1,m33及m34之至少一個係成為1。)
作為化學式(33)中之Ar5所表示之2價之芳香族基係列舉如:2價之芳香族烴基、2價之芳香族雜環基。作為該2價之芳香族基係列舉如:苯環、吡啶環、1,2-二嗪環、1,3-二嗪環、1,4-二嗪環、1,3,5-三嗪環、呋喃環、吡咯環、噻吩環、吡唑環、咪唑環、噁唑環、噁二唑環、吖二唑環等單環式芳香環除去2個氫原子之2價基;由縮合該單環式芳香環而組成之群組中選出之2個以上之縮合多環式芳香環除去2個氫原子之2價基;由藉著單鍵、伸乙烯基或伸乙炔基而連結由該單環式芳香環和該縮合多環式芳香環組成之群組中選出之2個以上之芳香環所組成之芳香環集合除去2個氫原子之2價基;由具有藉著亞甲基、伸乙基、羰基、亞胺基等之2價基交聯該縮合多環式芳香環或該芳香環集合之相鄰接之2個芳香環之交聯多環式芳香環除去2個氫原子之2價基等。
在前述縮合多環式芳香環中,縮合之單環式芳香環之數目,由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,最好是2至4,更加理想是2至3,甚至最好是2。在前述芳香環集合中,連結之芳香環之數目,由溶解性之觀點來看,最好是2至4,更加理想是2至3,甚至最好是2。在前述交聯多環式芳香環中,交聯之芳香環之數目,由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,最好是2至4,更加理想是2至3,甚至最好是2。
作為前述單環式芳香環係列舉例如以下之環。
作為前述縮合多環式芳香環係列舉例如以下之環。
作為前述芳香環集合係列舉例如以下之環。
作為前述交聯多環式芳香環係列舉例如以下之環。
由前述離子性聚合物之電子接受性及電洞接受性之任何一種或兩者之觀點來看,Ar5所表示之2價之芳香族基最好是由化學式45至化學式60、化學式61至化學式71、化學式77至化學式80、化學式91、化學式92、化學式93或化學式96所表示之環除去2個氫原子之2價基,更加理想是由化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92或化學式96所表示之環除去2個氫原子之2價基。
前述2價芳香族基係可以具有取代基。作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。
作為化學式(33)中之Ar5所表示之2價芳香族胺殘基係列舉化學式(34)所表示之基。
(在化學式(34)中,Ar6、Ar7、Ar8及Ar9係分別獨立地表示可以具有取代基之伸芳基或者是可以具有取代基之2價之雜環基,Ar10、Ar11及Ar12係分別獨立地表示可以具有取代基之芳基或者是可以具有取代基之1價之雜環基,n10及m35係分別獨立地表示0或1。)
作為前述伸芳基、芳基、2價之雜環基和1價之雜環基可以具有之取代基係列舉如:鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷硫基、烯基、炔基、芳基烯基、芳基炔基、醯基、醯氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽基、取代矽氧基、取代矽硫基、取代矽胺基、氰基、硝基、1價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳基烷氧基羰基、雜芳氧基羰基及羧基等。該取代基係可以是乙烯基、乙炔基、丁烯基、丙烯酸基、丙烯酸酯基、丙烯醯胺基、甲基丙烯酸基、甲基丙烯酸酯基、甲基丙烯醯胺基、乙烯基醚基、乙烯基胺基、矽烷醇基、具有小員環(環丙基、環丁基、環氧基、氧雜環丁烷基、雙乙烯酮基、環硫化物基等)之基、內酯基、內醯胺基、或者是含有矽氧烷衍生物之構造之基等之交聯基。
在n10為0之狀態下,Ar6中之碳原子和Ar8中之碳原子係可以直接地鍵結,亦可以透過-O-、-S-等之2價基而進行鍵結。
作為藉由Ar10、Ar11、Ar12而表示之芳基、1價雜環基係相同於前面之敘述說明作為取代基而例舉之芳基、1價雜環基。
作為藉由Ar6、Ar7、Ar8、Ar9而表示之伸芳基係列舉由芳香族烴除去鍵結於構成芳香環之碳原子之2個氫原子所殘留之原子團,列舉具備苯環之基、具備稠環之基、獨立之苯環或稠環之2個以上透過單鍵或2價有機基、例如伸乙烯基等之伸烯基而鍵結之基等。伸芳基之碳原子數一般為6至60,最好是7至48。作為伸芳基之具體例係列舉伸苯基、伸聯苯基、C1至C17烷氧基伸苯基、C1至C17烷基伸苯基、1-伸萘基、2-伸萘基、1-伸蒽基、2-伸蒽基、9-伸蒽基。前述伸芳基中之氫原子可經氟原子取代。作為氟原子取代伸芳基係列舉四氟伸苯基等。在伸芳基之中,最好是伸苯基、伸聯苯基、C1至C12烷氧基伸苯基、C1至C12烷基伸苯基。
作為藉由Ar6、Ar7、Ar8、Ar9表示之2價之雜環基係列舉如:由雜環化合物除去2個氫原子後之殘留之原子團。在此,所謂雜環化合物係指在具備環式構造之有機化合物中,作為構成環之元素,不僅是碳原子,並且,還包含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、矽原子、硒原子、碲原子、砷原子等之雜原子之有機化合物。2價之雜環基係可以具有取代基。2價之雜環基之碳原子數一般為4至60,最好是4至20。此外,在2價雜環基之碳原子數中,並不包含取代基之碳原子數。作為此種2價之雜環基係列舉例如:噻吩二基、C1至C12烷基噻吩二基、吡咯二基、呋喃二基、吡啶二基、C1至C12烷基吡啶二基、噠嗪二基、嘧啶二基、吡嗪二基、三嗪二基、吡咯啶二基、哌啶二基、喹啉二基、異喹啉二基,其中,更加理想是噻吩二基、C1至C12烷基噻吩二基、吡啶二醯基及C1至C12烷基吡啶二基。
包含2價之芳香族胺殘基作為構造單位之離子性聚合物還可以具有其他之構造單位。作為其他之構造單位係列舉如:伸苯基、伸茀二基等之伸芳基等。此外,在這些離子性聚合物中,最好是包含交聯基者。
此外,作為化學式(34)所表示之2價之芳香族胺殘基係例舉如:由下列之化學式101至化學式110所表示之芳香族胺除去2個氫原子之基。
化學式101至化學式110所表示之芳香族胺係可以在能夠生成2價之芳香族胺殘基之範圍下具有取代基,作為該取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基,取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
在化學式(33)中,X’係表示可以具有取代基之亞胺基、可以具有取代基之亞矽基、可以具有取代基之伸乙烯基或伸乙炔基。作為亞胺基、矽基或伸乙烯基可以具有之取代基係列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基、月桂基等之碳原子數1至20之烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等之碳原子數6至30之芳基等,取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
由空氣、濕氣或熱能對前述離子性聚合物之安定性之觀點來看,X’最好是亞胺基、伸乙烯基、伸乙炔基。
由前述離子性聚合物之電子接受性、電洞接受性之觀點來看,最好是m33為1,m34為0。
作為化學式(33)所表示之構造單位,由前述離子性聚合物之電子接受性之觀點來看,最好是化學式(35)所表示之構造單位。
(在化學式(35)中,Ar13係表示可以具有取代基之吡啶二基、可以具有取代基之吡嗪二基、可以具有取代基之嘧啶二基、可以具有取代基之噠嗪二基或者是可以具有取代基之三嗪二基。)
作為吡啶二基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
作為吡嗪二基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
作為嘧啶二醯基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
作為噠嗪二基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
作為三嗪二基可以具有之取代基係列舉與前述Q1之相關說明中所例示之取代基為同樣之取代基。取代基係於存在複數個之狀態下,存在複數個之取代基,可以相同,也可以不同。
‧構造單位之比例
本發明中使用之離子性聚合物所包含之化學式(13)所表示之構造單位、化學式(15)所表示之構造單位、化學式(17)所表示之構造單位以及化學式(20)所表示之構造單位之合計之比例係,末端之構造單位除外之該離子性聚合物中所含之全構造單位中,以30莫耳%至100莫耳%者為佳。
‧末端之構造單位
此外,作為使用於本發明之離子性聚合物之末端之構造單位(末端基)係列舉如:氫原子、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、月桂基、甲氧基、乙基氧、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基、甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、sec-丁硫基、tert-丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、壬硫基、癸硫基、月桂硫基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、異丙氧基苯基、丁氧基苯基、異丁氧基苯基、sec-丁氧基苯基、tert-丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、環己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、月桂氧基苯基、甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、三甲苯基、甲基乙基苯基、異丙基苯基、丁基苯基、異丁基苯基、tert-丁基苯基、戊基苯基、異戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、月桂基苯基、甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、丙基胺基、二丙基胺基、異丙基胺基、二異丙基胺基、丁基胺基、異丁基胺基、sec-丁基胺基、tert-丁基胺基、戊基胺基、己基胺基、環己基胺基、庚基胺基、辛基胺基、2-乙基己基胺基、壬基胺基、癸基胺基、3,7-二甲基辛基胺基、月桂基胺基、環戊基胺基、二環戊基胺基、環己基胺基、二環己基胺基、二(三氟甲基)胺基、苯基胺基、二苯基胺基、(C1至C12烷氧基苯基)胺基、二(C1至C12烷氧基苯基)胺基、二(C1至C12烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、吡啶基胺基、噠嗪基胺基、嘧啶基胺基、吡嗪基胺基、三嗪基胺基、(苯基-C1至C12烷基)胺基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)胺基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)胺基、二(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)胺基、二(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)胺基、1-萘基-C1至C12烷基胺基、2-萘基-C1至C12烷基胺基、三甲基矽基、三乙基矽基、三丙基矽基、三異丙基矽基、異丙基二甲基矽基、異丙基二乙基矽基、tert-丁基二甲基矽基、戊基二甲基矽基、己基二甲基矽基、庚基二甲基矽基、辛基二甲基矽基、2-乙基己基二甲基矽基、壬基二甲基矽基、癸基二甲基矽基、3,7-二甲基辛基二甲基矽基、月桂基二甲基矽基、(苯基-C1至C12烷基)矽基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)矽基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)矽基、(1-萘基-C1至C12烷基)矽基、(2-萘基-C1至C12烷基)矽基、(苯基-C1至C12烷基)二甲基矽基、三苯基矽基、三(p-二甲苯基)矽基、三苄基矽基、二苯基甲基矽基、tert-丁基二苯基矽基、二甲基苯基矽基、噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯啶基、哌啶基、喹啉基、異喹啉基、羥基、巰基、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。前述末端構造單位係於存在複數個之狀態下,存在複數個之末端構造單位,可以相同,也可以不同。
-離子性聚合物之特性-
本發明中使用之離子性聚合物最好是共軛化合物。所謂本發明中使用之離子性聚合物為共軛化合物者係指該離子性聚合物包含,在主鏈中,多鍵(例如雙鍵、三鍵)或氮原子、氧原子等具有之未共用電子對(unshared electron pair)夾著1個單鍵而連接之區域。該離子性聚合物為共軛化合物時,由共軛化合物之電子輸送性之觀點來看,最好是藉由{(包含於多鍵或氮原子、氧原子等具有之未共用電子對夾著1個單鍵而連接之區域之主鏈上之原子數)/(主鏈上之總原子數)}×100%而計算之比值成為50%以上者,更加理想是60%以上者,甚至最好是70%以上者,尤其最好是80%以上者,更加理想是90%以上者。
此外,使用於本發明之離子性聚合物係最好是高分子化合物,更加理想是共軛高分子化合物。在此,所謂高分子化合物係指聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1×103以上之化合物。此外,所謂使用於本發明之離子性聚合物為共軛高分子化合物係表示該離子性聚合物為共軛化合物且為高分子化合物。
由藉著本發明中使用之離子性聚合物之塗佈而成之成膜性之觀點來看,該離子性聚合物之聚苯乙烯換算之數量平均分子量最好是1×103至1×108,更加理想是2×103至1×107,甚至最好是3×103至1×107,尤其最好是5×103至1×107。此外,由離子性聚合物之純度之觀點來看,聚苯乙烯換算之重量平均分子量最好是1×103至5×107,更加理想是1×103至1×107,甚至最好是1×103至5×106。此外,由離子性聚合物之溶解性之觀點來看,聚苯乙烯換算之數量平均分子量最好是1×103至5×105,更加理想是1×103至5×104,甚至最好是1×103至3×103。本發明中使用之離子性聚合物之聚苯乙烯換算之數量平均分子量及重量平均分子量係可以使用例如凝膠層析法(GPC)而求出。
由本發明中使用之離子性聚合物之純度之觀點來看,末端之構造單位除外之該離子性聚合物中所含之全構造單位之數(也就是聚合度)最好是1以上、20以下,更加理想是1以上、10以下,甚至最好是1以上、5以下。
由本發明中使用之離子性聚合物之電子接受性、電洞接受性之觀點來看,該離子性聚合物之最低非占有分子軌道(LUMO)之軌道能最好是-5.0eV以上、-2.0eV以下,更加理想是-4.5eV以上、-2.0eV以下。此外,由相同之觀點來看,該離子性聚合物之最高占有分子軌道(HOMO)之軌道能最好是-6.0eV以上、-3.0eV以下,更加理想是-5.5eV以上、-3.0eV以下。但是,HOMO之軌道能係低於LUMO之軌道能。此外,離子性聚合物之最高占有分子軌道(HOMO)之軌道能係藉由測定離子性聚合物之電離勢,以得到之電離勢,作為該軌道能而求出。另一方面,離子性聚合物之最低未占分子軌道(LUMO)之軌道能係藉由求出HOMO和LUMO之能量差,以其值和在前面敘述測定之電離勢之和,作為該軌道能而求出。在電離勢之測定中係使用光電子分光裝置。此外,HOMO和LUMO之能量差係使用紫外線‧可見光‧近紅外線分光光度計,測定離子性聚合物之吸收光譜,藉由其吸收末端而求出。
此外,本發明中使用之聚合物在使用於電場發光元件之狀態下,最好是實質為非發光性者。在此,所謂某聚合物實質為非發光性者係如以下之意義。首先,將具有包含某聚合物之層之電場發光元件A予以製作。另一方面,將不具有包含聚合物之層之電場發光元件2予以製作。僅在電場發光元件A雖具有包含聚合物之層但是電場發光元件2不具有包含聚合物之層之方面,電場發光元件A和電場發光元件2係不同。接著,在電場發光元件A和電場發光元件2,施加10V之順向電壓,測定發光光譜。在就電場發光元件2而得到之發光光譜,求出賦予最大波峰之波長λ。以波長λ之發光強度,作為1,對於就電場發光元件2而得到之發光光譜,進行規格化,就波長而進行積分,計算規格化發光量S0。另一方面,以波長λ之發光強度,作為1,也對於就電場發光元件A而得到之發光光譜,進行規格化,就波長而進行積分,計算規格化發光量S。在藉由(S-S0)/S0×100%而計算之值為30%以下之狀態下,也就是在比起不具有包含聚合物之層之電場發光元件2之規格化發光量而具有包含聚合物之層之電場發光元件A之規格化發光量之增加部分為30%以下之狀態下,使用之聚合物係實質為非發光性者,最好是藉由(S-S0)/S0×100%而計算之值成為15%以下,更加理想是10%以下。
作為包含前述化學式(1)所表示之基以及前述化學式(3)所表示之基之離子性聚合物係列舉如:僅由化學式(23)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(23)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(24)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(24)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(25)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(25)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(29)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(29)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(30)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(30)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物。
作為包含前述化學式(1)所表示之基以及前述化學式(3)所表示之基之離子性聚合物係列舉以下之高分子化合物。在這些當中,在藉由以斜線「/」劃分2種構造單位之化學式而表示之高分子化合物中,左側之構造單位之比例係p莫耳%,右側之構造單位之比例係(100-p)莫耳%,這些構造單位係隨機地進行配列。此外,在以下之化學式中,n係表示聚合度。
(在化學式中,p係表示15至100之數。)
作為包含前述化學式(2)所表示之基以及前述化學式(3)所表示之基之離子性聚合物係列舉如:僅由化學式(26)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(26)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(27)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(27)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(28)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(28)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(31)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(31)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物;僅由化學式(32)所表示之基而組成之離子性聚合物;由化學式(32)所表示之基以及化學式45至化學式50、化學式59、化學式60、化學式77、化學式80、化學式91、化學式92、化學式96、化學式101至化學式110所表示之基除去2個氫原子之基而組成之群組中選出之1種以上之基而組成之離子性聚合物。
作為包含前述化學式(2)所表示之基以及前述化學式(3)所表示之基之離子性聚合物係列舉以下之高分子化合物。在這些當中,在藉由以斜線「/」劃分2種構造單位之化學式而表示之高分子化合物,左側之構造單位之比例係p莫耳%,右側之構造單位之比例係(100-p)莫耳%,這些構造單位係隨機地進行配列。此外,在以下之化學式中,n係表示聚合度。
(在化學式中,p係表示15至100之數。)
-離子性聚合物之製造方法-
接著,就製造本發明中使用之離子性聚合物之方法而進行說明。作為用以製造本發明中使用之離子性聚合物之適當方法係可以列舉例如使用下列通式(36)所表示之化合物,選擇作為原料之一種,其中,也含有該通式(36)中之-Aa-為化學式(13)所表示之構造單位之化合物、該-Aa-為化學式(15)所表示之構造單位之化合物、該-Aa-為化學式(17)所表示之構造單位之化合物以及該-Aa-為化學式(20)所表示之構造單位之化合物之至少一種,來作為必要原料,並將此進行縮聚之方法。
Y4-Aa-Y5 (36)
(在化學式(36)中,Aa係表示包含由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之重複單位,Y4及Y5係分別獨立地表示參予縮聚之基。)
此外,在本發明中使用之離子性聚合物中一起含有藉由前述化學式(36)中之-Aa-所表示之構造單位和前述-Aa-以外之其他之構造單位之狀態下,可以使用成為前述-Aa-以外之其他之構造單位且具有2個參予縮聚之取代基之化合物,將此和前述化學式(36)所表示之化合物一起共存而進行縮聚。
作為具有用以含有此種之其他構造單位而使用之2個可縮聚之取代基之化合物係例舉化學式(37)所表示之化合物。可以藉由像這樣,加入至前述Y4-Aa-Y5所表示之化合物,在使化學式(37)所表示之化合物縮聚之狀態下,,即可製造更加具有-Ab-所表示之構造單位之本發明中使用之離子性聚合物。
Y6-Ab-Y7 (37)
(在化學式(37)中,Ab係前述通式(33)所表示之構造單位或者是通式(35)所表示之構造單位,Y6及Y7係分別獨立地表示參予縮聚之基。)
作為此種參予縮聚之基(Y4、Y5、Y6及Y7)係列舉如:氫原子、鹵素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯殘基、鋶甲基、鏻甲基、膦酸酯甲基、單鹵甲基、-B(OH)2、甲醯基、氰基、乙烯基等。
作為可以選擇成為上述參予縮聚之基之鹵素原子係列舉如:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之烷基磺酸酯基係例舉如:甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基、三氟甲烷磺酸酯基,作為芳基磺酸酯基係例舉如:苯磺酸酯基、p-甲苯磺酸酯基。
作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之芳基烷基磺酸酯基係例舉如:苄基磺酸酯基。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之硼酸酯殘基係例舉藉由下列之化學式而表示之基。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之鋶甲基係例舉藉由下列之化學式:
-CH2S+Me2E-或-CH2S+Ph2E-
(在化學式中,E係表示鹵素原子。Ph係表示苯基,以下相同。)所表示之基。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之鏻甲基係例舉藉由下列之化學式:
-CH2P+Ph3E-
(在化學式中,E係表示鹵素原子。)所表示之基。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之膦酸酯甲基係例舉藉由下列之化學式:
-CH2PO(ORd)2
(在化學式中,Rd係表示烷基、芳基或芳基烷基。)所表示之基。
此外,作為可以選擇成為前述參予縮聚之基之單鹵甲基係例舉如:氟甲基、氯甲基、溴甲基、碘甲基。
此外,適合成為參予縮聚之基之理想基係依聚合反應之種類而不同。適合成為參予縮聚之基之理想基係例如在使用Yamamoto偶合反應等之0價鎳錯合物之狀態下,列舉鹵素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基。此外,在使用Suzuki偶合反應等之鎳觸媒或鈀觸媒之狀態下,列舉如:烷基磺酸酯基、鹵素原子、硼酸酯殘基、-B(OH)2等,在藉由氧化劑或者是電化學之氧化聚合之狀態下,列舉氫原子。
在製造本發明中使用之離子性聚合物之際,可以採用例如配合需要而使具有複數個與參予縮聚之基之前述通式(36)或通式(37)所表示之化合物(單體)溶解於有機溶媒中,使用鹼或適當之觸媒,使在有機溶媒之熔點以上沸點以下之溫度下進行反應之聚合方法。作為此種聚合方法係可以採用例如記載於“有機反應(Organic Reactions)”,第14卷,270-490頁,(John Wiley & Sons,Inc.),1965年、“有機合成(Organic Syntheses)”,綜合叢書第6卷(Collective Volume VI),407-411頁,(John Wiley & Sons,Inc.),1988年、化學評論(Chem. Rev.),第95卷,2457頁,(1995年)、有機金屬化學雜誌(J. Organomet. Chem.),第576卷,147頁,(1999年)、高分子化學‧高分子論文集(Macromol. Chem.,Macromol. Symp.),第12卷,292頁,(1987年)之習知方法。
此外,在製造本發明中使用之離子性聚合物之際,可以配合參予縮聚之基而採用習知之縮聚反應。作為此種聚合方法係列舉藉由Suzuki偶合反應而聚合該單體之方法、藉由Grignard反應而進行聚合之方法、藉由Ni(O)錯合物而進行聚合之方法、藉由FeCl3等之氧化劑而進行聚合之方法、電化學之氧化聚合之方法、具有適當之脫離基之中間體高分子經分解之方法等。即使是在此種聚合反應中,也因為藉由Suzuki偶合反應而進行聚合之方法、藉由Grignard反應而進行聚合之方法以及藉由鎳零價錯合物而進行聚合之方法係容易控制得到之離子性聚合物之構造,因而為佳。
本發明中使用之離子性聚合物之理想製造方法之一形態係使用具有由鹵素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基和芳基烷基磺酸酯基而組成之群組中選出之基作為參予縮聚之基之原料單體,在鎳零價錯合物之存在下進行縮聚以製造離子性聚合物之方法。作為使用於此種方法之原料單體係列舉例如:二鹵化化合物、雙(烷基磺酸酯)化合物、雙(芳基磺酸酯)化合物、雙(芳基烷基磺酸酯)化合物、鹵-烷基磺酸酯化合物、鹵-芳基磺酸酯化合物、鹵-芳基烷基磺酸酯化合物、烷基磺酸酯-芳基磺酸酯化合物、烷基磺酸酯-芳基烷基磺酸酯化合物以及芳基磺酸酯-芳基烷基磺酸酯化合物。
前述離子性聚合物之理想製造方法之其他形態係使用將具有由鹵素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、-B(OH)2和硼酸酯殘基所組成之群組中選出之基作為參予縮聚之基且全原料單體具有之鹵素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基之莫耳數之合計(J)和-B(OH)2、硼酸酯殘基之莫耳數之合計(K)之比值實質成為1(一般K/J係0.7至1.2之範圍)之原料單體,在鎳觸媒或鈀觸媒之存在下,進行縮聚而製造離子性聚合物之方法。
作為前述有機溶媒亦依使用之化合物或反應而不同,但是,一般而言,為了抑制副反應,最好是使用充分地施行脫氧處理之有機溶媒。在製造離子性聚合物之際,最好是使用此種有機溶媒,在惰性環境下,進行反應。此外,在前述有機溶媒中,最好是進行相同於前述脫氧處理之脫水處理。但是,在和Suzuki偶合反應等之水之2相系之反應之狀態下,並無其限制存在。
作為此種有機溶媒係例舉如:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、環己烷等之飽和烴、苯、甲苯、乙基苯、二甲苯等之不飽和烴、四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯環己烷、溴環己烷等之鹵化飽和烴、氯苯、二氯苯、三氯苯等之鹵化不飽和烴、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、tert-丁基醇等之醇類、甲酸、乙酸、丙酸等之羧酸類、二甲基醚、二乙基醚、甲基-tert-丁基醚、四氫呋喃、四氫吡喃、二噁烷等之醚類、三甲基胺、三乙基胺、N,N,N’,N’-四甲基伸乙二胺、吡啶等之胺類、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、,N-甲基嗎啉氧化物等之醯胺類。這些有機溶媒係可以單獨1種或者是混合2種以上而使用。此外,即使是在此種有機溶媒中,由反應性之觀點來看,更加理想是醚類,甚至最好是四氫呋喃、二乙基醚,由反應速度之觀點來看,最好是甲苯、二甲苯。
在製造前述離子性聚合物之際,為了反應原料單體,因此,最好是添加鹼或適當之觸媒。此種鹼或觸媒係可以依採用之聚合方法等而進行選擇。作為此種鹼或觸媒最好是充分地溶解於反應中使用之溶媒。此外,作為混合前述鹼或觸媒之方法係例舉:在氬或氮等之惰性環境下,攪拌反應液,同時,緩慢地添加鹼或觸媒之溶液,或者是在鹼或觸媒之溶液中緩慢地添加反應液之方法。
本發明中使用之離子性聚合物,在末端基仍殘留聚合活性基之時,所得到之發光元件之發光特性或壽命特性會有降低之情形,因此,能夠藉由安定之基保護末端基。在像這樣藉由安定之基保護末端基之狀態下,本發明中使用之離子性聚合物為共軛化合物之時,最好是具有與該離子性聚合物之主鏈之共軛構造連續之共軛鍵,作為其構造係列舉例如透過碳-碳鍵而鍵結於芳基或雜環基之構造。作為此種保護末端基之安定基係日本特開平9-45478號公報中所列舉的化學10之構造式表示之1價芳香族化合物基等之取代基。
作為製造包含化學式(1)所表示之構造單位之離子性聚合物之其他之理想方法係列舉:在第1步驟中聚合不具有陽離子之離子性聚合物,並在第2步驟中由該離子性聚合物製造含有陽離子之離子性聚合物之方法。作為第1步驟中之聚合不具有陽離子之離子性聚合物之方法係列舉前述之縮聚反應。作為第2步驟之反應係列舉藉由金屬氫氧化物、烷基銨氫氧化物等之水解反應等。
作為製造包含化學式(2)所表示之基之離子性聚合物之其他理想方法係列舉:在第1步驟中聚合不具有離子之離子性聚合物,並在第2步驟中由該離子性聚合物製造含有離子之離子性聚合物之方法。作為第1步驟之聚合不具有離子之離子性聚合物之方法係列舉前述之縮聚反應。作為第2步驟之反應係列舉使用鹵烷基之胺之4級銨氯化反應、藉由SbF5而拔除鹵素之反應等。
本發明中使用之離子性聚合物係電荷產生優異,因此,例如在使用於有機電激發光元件之狀態下,可得到高亮度發光之元件。
作為形成包含離子性聚合物之層之方法係列舉例如使用含有離子性聚合物之溶液而進行成膜之方法。
作為由此種溶液而成膜所使用之溶媒,除了水之外,在醇類、醚類、酯類、腈化合物類、硝基化合物類、鹵烷類、芳基鹵化物類、硫醇類、硫醚類、亞碸類、硫酮類、醯胺類、羧酸類等之溶媒中,最好是溶解度參數為9.3以上之溶媒。作為該溶媒之例(各括號內之值係表示各溶媒之溶解度參數之值。)係列舉如:甲醇(12.9)、乙醇(11.2)、2-丙醇(11.5)、1-丁醇(9.9)、tert-丁基醇(10.5)、乙腈(11.8)、1,2-乙烷二醇(14.7)、N,N-二甲基甲醯胺(11.5)、二甲基亞碸(12.8)、乙酸(12.4)、硝基苯(11.1)、硝基甲烷(11.0)、1,2-二氯乙烷(9.7)、二氯甲烷(9.6)、氯苯(9.6)、溴苯(9.9)、二噁烷(9.8)、碳酸伸丙酯(13.3)、吡啶(10.4)、二硫化碳(10.0)、以及這些溶媒之混合溶媒。在此,就混合2種之溶媒(設為溶媒1、溶媒2)而組成之混合溶媒進行說明時,該混合溶媒之溶解度參數(δm)藉由δm1×ψ12×ψ2而求出(δ1係溶媒1之溶解度參數,ψ1係溶媒1之體積比率,δ2係溶媒2之溶解度參數,ψ2係溶媒2之體積比率。)。
<第1實施形態> (有機薄膜電晶體)
參照第1圖而就第1實施形態之有機薄膜電晶體之構造例,來進行說明。第1圖係概略地顯示第1實施形態之有機薄膜電晶體之構造例之剖面圖。第1實施形態之有機薄膜電晶體10係底閘極型之有機薄膜電晶體之構造例。
正如第1圖所示,構成第1實施形態之有機薄膜電晶體10係在閘極電極20之上,閘極絕緣層30和有機半導體層40以該順序而進行層積,並且,在該有機半導體層40之上,第1電荷注入層50A及第1源極/汲極電極60A以該順序而進行層積,同時,在有機半導體層40之上,第2電荷注入層50B及第2源極/汲極電極60B以該順序而進行層積。接著,在有機半導體層40之上,由第1電荷注入層50A和第1源極/汲極電極60A而組成之層積體以及由第2電荷注入層50B和第2源極/汲極電極60B而組成之層積體係進行間隔配置。
作為其他之實施形態,層積有第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B之電荷注入層,可於有機半導體層40上連接。此外,由電氣特性之觀點來看,電荷注入層最好是如本實施形態之間隔配置。在以下,在顯示無法特別區別之第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B之狀態下,將這個僅記載為電荷注入層50。
可以在閘極電極20使用導電體或半導體。閘極電極20係需要規定之導電性,因此,可以使用本質半導體(intrinsic semiconductor)。作為閘極電極20,由導電性之觀點來看,最好是使用摻雜不純物之n型半導體或p型半導體,更加理想是使用n型半導體。例如可以在矽基板中任意地摻雜適當之p型離子或n型離子等而成為要求之導電型之基板以作為閘極電極20使用。閘極電極20之厚度方向Z之厚度係0.05μm至100μm程度。
閘極絕緣層30係可以使用氧化矽、氮化矽等之絕緣性材料而形成。例如可以藉由氧化使用作為閘極電極20之矽基板之表面部,而在矽基板之表面部形成閘極絕緣層30。可以藉此而在閘極電極20之上形成閘極絕緣層30。閘極絕緣層30之厚度方向Z之厚度係50nm至1000nm程度。
在有機半導體層40為p型有機半導體層之狀態下,作為有機半導體層40之材料例係列舉如:蒽、稠四苯、稠五苯、苯并稠五苯、二苯并稠五苯、四苯并稠五苯、萘并稠五苯、稠六苯、稠七苯、稠九苯等之聚稠苯化合物;菲、苉、苯并苉(fulminene)、芘、蒽嵌蒽、二苯并苝(peropyrene)、蔻(coronene)、苯并蔻、二苯并蔻、六苯并蔻、苯并二蔻、乙烯基蔻等之蔻化合物;苝、特麗綸、二苝、四萘嵌三苯(Quaterrylene)等之苝化合物;聯三伸萘(Trinaphthylene)、七芬(heptaphene)、莪(ovalene)、玉紅省(rubicene)、紫蒽酮(violanthrone)、異紫蒽酮(isoviolanthrone)、稠二萘(chrysene)、循環蒽、雙蒽(bisanthene)、7,14-二苯基二苯并[de,mn]稠四苯(zethrene)、七個7,14-二苯基二苯并[de,mn]稠四苯(heptazethrene)、吡蒽(pyranthrene)、紫蒽(violanthrene)、異紫蒽(isoviolanthrene)、聯苯、聯伸三苯、聯三苯、聯四苯、舍可聯苯(circobiphenyl)、凱庫勒烯(Kekulene)、酞菁素之共聚物和由此而組成之高分子有機半導體化合物。
在有機半導體層40為n型有機半導體層之狀態下,作為有機半導體層40之材料例係列舉如:全氟稠五苯、全氟銅酞菁、TCNQ(四氰基對苯醌二甲烷)、PTCDA(3,4,9,10-苝四甲酸二酐)、NTCDA(萘四甲酸酐)、PTCDI-C8(N,N’-二辛基-3,4,9,10-苝四甲二醯亞胺)、C60、C60MC12(C60-熔融吡咯啶-間-C12苯基)、C70富勒烯、PCBM(苯基C61丁酸甲基酯)、氰基PPV(聚氰基對苯二亞甲基)、F4TCNQ(四氟-四氰基對苯醌二甲烷)、聚[(2,5-二癸氧基-1,4-伸苯)(2,4,6-三異丙基苯基硼烷)]、二苯基封端、聚[(1,4-二伸乙烯伸苯基)(2,4,6-三異丙基苯基硼烷)]、聚(苯并雙咪唑并苯并菲繞啉)、三氟甲基苯基取代雙噻唑NTCDA(萘四甲酸二酐)、TCNNQD(11,11,12,12-四氰基萘并-2,6-喹二甲烷)等。有機半導體層40之厚度係1nm至100μm程度。
電荷注入層50係在導電型為n型之狀態下,發揮作為電子注入層之機能,在導電型為p型之狀態下,發揮作為電洞注入層之機能。
電荷注入層50係最好是包含已經說明之離子性聚合物,在實質上,由該離子性聚合物而構成。在形成發揮作為電子注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,可以使用具有電子注入特性之n型之離子性聚合物,來作為材料。此外,在形成發揮作為電洞注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,可以使用具有電洞注入特性之p型之離子性聚合物,來作為材料。
正如前面之敘述,本實施形態之電荷注入層50係在有機半導體層40之上,使第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B間隔配置。
電荷注入層50之厚度方向Z之厚度係0.5nm至100nm程度。此外,第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B之間隔L1(相當於通道長度)係0.1μm至1000μm程度。此外,在第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B間隔之方向X(在第1圖中為左右方向)之第1電荷注入層50A及第2電荷注入層50B之幅寬L2係0.1μm至1000μm程度。此外,在第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B間隔之方向X(在第1圖中為左右方向)以及電荷注入層50之厚度方向Z(在第1圖中為上下方向),垂直方向Y(在第1圖中為垂直紙面之方向)之電荷注入層50之幅寬(相當於通道幅寬)係0.1μm至1000μm程度。
第1源極/汲極電極60A係設置為與第1電荷注入層50A相接,第2源極/汲極電極60B係設置為與第2電荷注入層50B相接。在本實施形態中,由閘極電極20之厚度方向Z之一邊(在以下,亦稱為「在平面圖中」。)來看,第1電荷注入層50A和第1源極/汲極電極60A係設置成其周邊形狀略呈一致。此外,在平面圖中,第2電荷注入層50B和第2源極/汲極電極60B係設置成其周邊形狀略呈一致。第1及第2源極/汲極電極60A、60B之厚度方向Z之厚度係分別為0.05μm至1000μm程度。
作為第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B之材料係可以任意地使用適當之導電性材料,但是,在藉由使用塗佈液之塗佈法而形成之狀態下,適合使用具有導電性之金屬微粒。作為金屬微粒係適合使用金、銀、鋁。此外,除了金、銀、鋁之金屬微粒以外,還適合使用碳膏以及碳膏和金屬微粒之混合物等。
電荷注入層50、有機半導體層40及閘極電極20之導電型係可以適度地由最適當之組合而選擇,可以全部相同,也可以相互地不同。有機半導體層40及閘極電極20之導電型最好是相同。此外,由於閘極電極20之導電性宜高,因此,其導電型並無特別限定。n型之矽半導體基板一般之導電性較高,因此,在閘極電極20中最好是使用n型之矽半導體基板。例如電荷注入層50、有機半導體層40及閘極電極20最好是導電型全部為n型。此外,電荷注入層50係第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B呈間隔之狀態下,第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B之導電型可相互不同。
(有機薄膜電晶體之製造方法)
在以下,參考第1圖,將具有說明構造之有機薄膜電晶體之製造方法予以說明。
有機薄膜電晶體之製造方法係分別形成閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層的有機薄膜電晶體之製造方法,其中,具備:將含有具備電荷注入特性之離子性聚合物之電荷注入層予以形成之步驟。也就是說,有機薄膜電晶體之製造方法係具備:形成閘極電極之步驟;形成第1源極/汲極電極之步驟;形成第2源極/汲極電極之步驟;形成前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極以及設置於前述閘極電極間之有機半導體層之步驟;以及在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間,形成與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層之步驟。此外,各步驟之順序係配合有機薄膜電晶體之構造而適度地設定。在本實施形態,以形成閘極電極之步驟、形成有機半導體層之步驟、形成電荷注入層之步驟、以及形成第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極之步驟之順序而進行。
首先,形成閘極電極20。在該步驟中,可以由市場來得到發揮作為閘極電極機能之基板,並且,例如可以藉由準備矽基板,實施離子植入(ion implantation)步驟及離子擴散步驟等,使得基板之全區域或部分區域,成為任意之導電型,而形成閘極電極。
接著,在準備之基板之表面部形成閘極絕緣層30。該步驟係可以實施成為藉由CVD法(化學氣相成長法)等而使用已經說明之絕緣性材料之成膜步驟。
此外,在使用矽基板作為基板20之狀態下,可以藉由以熱氧化步驟氧化所準備之矽基板之表面部,在矽基板之表面部形成熱氧化膜,而在閘極電極20之上形成由該熱氧化膜所成之閘極絕緣層30。可以藉由像這樣,使用矽基板作為閘極電極,而以熱氧化該矽基板之簡易步驟簡便地形成閘極絕緣層30。
接著,在閘極絕緣層30之上形成有機半導體層40。該步驟係可以藉由任意適當之方法而實施。該步驟係可以藉由使用材料溶解或分散於任意適當之溶媒中之塗佈液之塗佈法而實施。可以在塗佈液之調製之際,配合需要而實施使用膜濾器之過濾等之步驟。
藉由將得到之塗佈液塗佈於閘極絕緣層30之上,進行對應於材料之任意適當之加熱處理,而形成有機半導體層40。
在本發明之有機薄膜電晶體10之製造方法中,在藉由使用塗佈液之塗佈法而形成構成有機薄膜電晶體10之層之狀態下,塗佈步驟係在常壓程度之環境或大氣環境下實施。
在此之所謂「大氣環境」係表示容許水分、氧之含有之環境。「大氣環境」具體地包含常溫、常壓之未調整之環境,並且,容許水分、氧之含有,而且,就溫度、壓力、成分等而調整之環境。該「調整之環境」係進行以能夠實施包含「塗佈」之本發明之製造方法來作為條件而調整氮、氫、氧、二氧化碳等之組成成分之處理、進行調整這些組成比例之處理,可以調整對浮游微粒、浮游微生物之潔淨度,並且,包含以能夠實施包含「塗佈」之本發明之製造方法來作為條件而可以調整溫度、濕度、壓力等之環境條件之環境。此外,在本說明書中,所謂常壓一般為1013hPa±100hPa之壓力。常壓程度之環境中,只要是常壓的話,則也包含氮氣或氬氣等之惰性氣體環境。
作為塗佈法之例係列舉如:旋轉塗佈法、模鑄法、微型照相凹版印刷塗佈法、照相凹版印刷塗佈法、桿條塗佈法、壓輥塗佈法、線棒塗佈法、浸漬塗佈法、噴射塗佈法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法以及噴墨印刷法等。
在藉由塗佈法而形成層之時,在必須呈規定之圖案形狀地形成有機半導體層之狀態下,可以藉由以塗佈步驟,分別呈規定之圖案形狀地將塗佈液予以塗佈,而呈規定之圖案形狀地形成有機半導體層,並且,可以藉由在以全面塗佈來形成層之後,實施光微影步驟以及接續進行之蝕刻步驟等之任意適當之圖案化步驟,而呈規定之圖案形狀地形成有機半導體層。
接著,在有機半導體層40之上,形成包含具有電荷注入特性之離子性聚合物之第1電荷注入層50A及第2電荷注入層50B。第1電荷注入層50A在本實施形態中,係成為相同於後面形成之第1源極/汲極電極60A之同樣圖案而形成。第2電荷注入層50B在本實施形態中,係成為相同於後面形成之第2源極/汲極電極60B之同樣圖案而形成。該步驟係相同於有機半導體層40之形成步驟,可以藉由使用材料溶解於任意適當之溶媒中之塗佈液之塗佈法而實施。此外,在電荷注入層50為n型之電子注入層之狀態下,作為材料係選擇導電型為n型之離子性聚合物,在電荷注入層50為p型之電洞注入層之狀態下,作為材料係選擇導電型為p型之離子性聚合物,來調製塗佈液。藉由該塗佈液塗佈於有機半導體層40之表面,進行對應於材料之任意適當之加熱處理,而形成電荷注入層50。
接著,在第1電荷注入層50A之上,形成圖案形狀相同於第1電荷注入層50A之第1源極/汲極電極60A,同時,在第2電荷注入層50B之上,形成圖案形狀相同於第2電荷注入層50B之第2源極/汲極電極60B。
該步驟係適合於使用藉由金、銀、鋁等之具有導電性之金屬微粒和任意適當之溶媒而調製之塗佈液,形成導電性層。在使用金屬微粒作為導電性材料之狀態下,可以適度地使用水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇(IPA)、二甲基酮等之極性溶媒。
藉由塗佈法之第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B之形成係藉由塗佈經調製之塗佈液而進行。塗佈液之塗佈係適合藉由旋轉塗佈法、噴墨法等而進行。接著,能夠藉由以對應於材料之任意適當之條件,來對於形成之塗膜進行加熱處理,而形成第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B。
像這樣,如果藉由本發明之有機薄膜電晶體10之製造方法,則使用即使是在常壓程度之環境、甚至大氣環境下也不容易氧化之離子性聚合物,來作為電荷注入層之材料,因此,可以分別在常壓程度之環境、甚至大氣環境下,實施形成電荷注入層50之步驟以及形成第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B之步驟,來作為包含將塗佈液予以塗佈之步驟者。此外,即使就形成有機半導體層40之步驟而言,也可以成為包含在常壓程度之環境、甚至大氣環境下而將塗佈液予以塗佈之步驟者。
<第2實施形態> (有機薄膜電晶體)
參考第2圖而就第2實施形態之有機薄膜電晶體之構造例,來進行說明。此外,就相同於第1實施形態來說明之層之同一層而言,有附加相同之符號而省略其說明之情形。
第2圖係概略地顯示第2實施形態之有機薄膜電晶體之構造例之剖面圖。第2實施形態之有機薄膜電晶體10係頂閘極型之有機薄膜電晶體之構造例。
正如第2圖所示,第2實施形態之有機薄膜電晶體10係設置在基板70之上。基板70係可以是例如玻璃基板等之硬式基板,也可以是塑膠基板等之可撓性基板,甚至可以是薄膜。也可以藉由使用可撓性基板、薄膜,而使得整體成為可撓性之有機薄膜電晶體。
在基板70之厚度方向Z之某一邊之表面上,設置第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B。這些之第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B係相互地間隔配置。
在第1源極/汲極電極60A之表面上,設置圖案化成為與該第1源極/汲極電極60A為同樣形狀之第1電荷注入層50A。在第2源極/汲極電極60B之表面上,設置圖案化成為與該第2源極/汲極電極60B為同樣形狀之第2電荷注入層50B。
電荷注入層50係由經說明之離子性聚合物而成。在形成發揮作為電子注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,可以使用具有電子注入特性之n型之離子性聚合物,來作為材料。此外,在形成發揮作為電洞注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,可以使用具有電洞注入特性之p型之離子性聚合物,來作為材料。
電荷注入層50係在導電型為n型之狀態下,發揮作為電子注入層之機能,在導電型為p型之狀態下,發揮作為電洞注入層之機能。
在基板70上,設置有機半導體層40使覆蓋第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B以及形成於這些電極上之電荷注入層50。該有機半導體層40係相當於活性層。
在有機半導體層40之上,閘極絕緣層30及閘極電極20A,以該順序而進行層積。
構成第2實施形態之有機薄膜電晶體之各層及電極之尺寸係例如相同於前述第1實施形態之有機薄膜電晶體。如果像這樣而使得有機薄膜電晶體之構造成為頂閘極型的話,則不需要矽基板。於是,能夠使用可撓性基板,因此,可以整體地成為可撓性之有機薄膜電晶體。並且,可以成為廉價之基板,所以,能夠減低製造成本。
(有機薄膜電晶體之製造方法)
就第2圖所示之構造之第2實施形態之有機薄膜電晶體之製造方法而進行說明。此外,在相同於第1實施形態中說明之製造步驟之狀態下,有省略其詳細說明之情形。
第2實施形態之有機薄膜電晶體10之製造方法係分別形成閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間,與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接配置之電荷注入層的有機薄膜電晶體之製造方法,其中,具備:將含有具備電荷注入特性之離子性聚合物之電荷注入層予以形成之步驟。也就是說,有機薄膜電晶體之製造方法係具備:形成閘極電極之步驟;形成第1源極/汲極電極之步驟;形成第2源極/汲極電極之步驟;形成前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極以及設置於前述閘極電極間之有機半導體層之步驟;以及在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間,形成與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接配置之電荷注入層之步驟。此外,各步驟之順序係配合有機薄膜電晶體之構造而適度地設定。在本實施形態中,以形成第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極之步驟、形成電荷注入層之步驟、形成有機半導體層之步驟、以及形成閘極電極之步驟之順序而進行。
首先,準備基板70,在基板70,形成第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B。該步驟係適合於成為使用藉由金、銀、鋁等之具有導電性之金屬微粒和任意適當之溶媒而調製之塗佈液,形成導電性之層或導電性之電極圖案之步驟。在使用金屬微粒來作為導電性材料之狀態下,可以適度地使用水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇(IPA)、二甲基酮等之極性溶媒。塗佈液之塗佈係適合藉由旋轉塗佈法、噴墨法等而進行。
接著,在第1源極/汲極電極60A之表面上形成第1電荷注入層50A,同時,在第2源極/汲極電極60B之表面上形成第2電荷注入層50B。這些之第1電荷注入層50A及第2電荷注入層50B係包含具有電荷注入特性之離子性聚合物。該步驟正如說明的,可以藉由使用塗佈液之塗佈法而實施。此外,在形成發揮作為電子注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,作為其材料係選擇導電型為n型之離子性聚合物,在形成發揮作為電洞注入層之機能之電荷注入層50之狀態下,作為其材料係選擇導電型為p型之離子性聚合物而調製塗佈液。
藉由將調製之塗佈液,塗佈於形成之第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B之表面上,進行對應於材料之任意適當之加熱處理而形成電荷注入層50。
接著,在基板70之上形成有機半導體層40使覆蓋由電荷注入層50上露出之第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B和電荷注入層50。該步驟係可以藉由使用塗佈液之塗佈法來形成之塗佈膜,進行對應於材料之任意適當之加熱處理而實施。
接著,在有機半導體層40之上形成閘極絕緣層30,進一步在閘極絕緣層30之上形成閘極電極20A。該閘極絕緣層30之形成步驟係可以藉由CVD法(化學氣相成長法)等而使用經說明之絕緣性材料,來實施成膜步驟。此外,閘極電極20A之形成步驟係相同於第1源極/汲極電極60A及第2源極/汲極電極60B之形成步驟,可成為使用藉由金、銀、鋁等之具有導電性之金屬微粒和任意適當之溶媒而調製之塗佈液形成導電性層之步驟。藉由塗佈法之閘極電極20A之形成係藉由將塗佈液塗佈於閘極絕緣層30而進行。可以藉由將形成之塗膜進行加熱處理而形成閘極電極20A。
如藉由本發明之有機薄膜電晶體10之製造方法,則使用即使是在常壓程度之環境、甚至大氣環境下也不容易氧化之離子性聚合物,來作為電荷注入層之材料,因此,可以在常壓程度之環境、甚至大氣環境下,分別實施形成電荷注入層50之步驟、形成閘極電極20A之步驟以及形成第1源極/汲極電極60A和第2源極/汲極電極60B之步驟之各個,來作為包含將塗佈液予以塗佈之步驟者。此外,形成有機半導體層40之步驟也可以成為包含在大氣環境下而將塗佈液予以塗佈之步驟者。
關於第1實施形態及第2實施形態之有機薄膜電晶體10係可以藉由適度地選擇各層之導電型,而構成為n型有機薄膜電晶體或者是p型有機薄膜電晶體。
此外,本發明之有機薄膜電晶體10係也可以藉由組合n型有機薄膜電晶體和p型有機薄膜電晶體,而構成互補型有機薄膜電晶體。
在第1實施形態之構造例中構成互補型有機薄膜電晶體之狀態下,可以藉由選擇構成有機半導體層和電荷注入層之材料之導電型,將n型有機薄膜電晶體和p型有機薄膜電晶體選擇性地製作入單一之基板20,而構成互補型有機薄膜電晶體。
在第2實施形態之構造例中構成互補型有機薄膜電晶體之狀態下,可以藉由選擇構成有機半導體層和電荷注入層之材料之導電型,將n型有機薄膜電晶體和p型有機薄膜電晶體製作入單一之基板70,而構成互補型有機薄膜電晶體。
如構成互補型有機薄膜電晶體,則可以構成各種之邏輯電路。藉由互補型有機薄膜電晶體而構成之邏輯電路係可以適合使用於例如RF(Radio Frequency:射頻)標籤等之電子標籤。
本發明之有機薄膜電晶體係能夠成為構成例如可以在基材上製作入複數個之有機薄膜電晶體,組合這些複數個之有機薄膜電晶體等擔負規定之電氣機能之電路之有機薄膜電晶體。
如構成作為有機薄膜電晶體基板,則可以適合使用為液晶顯示裝置、有機電激發光顯示裝置等之顯示裝置用驅動基板。
在以下,根據實驗例等而更加具體地說明本發明。本發明並非限定於以下之實驗例等。
聚合物之重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)係使用凝膠滲透層析法(GPC)(TOSOH股份有限公司製:HLC-8220GPC),求出作為聚苯乙烯換算之重量平均分子量及數量平均分子量。此外,測定之試料係溶解於四氫呋喃而成為大約0.5重量%之濃度,注入50μL至GPC。此外,作為GPC之移動相係使用四氫呋喃,以0.5mL/分鐘之流速流動。聚合物之構造分析係藉由使用Varian公司製之300MHzNMR分光儀進行1H-NMR解析。此外,測定係試料溶解於可溶解之氘溶媒(藉由氘原子(deuterium)而取代溶媒分子中之氫原子之溶媒)而使濃度成為20mg/mL來進行。聚合物之最高占有分子軌道(HOMO)之軌道能係藉由測定聚合物之電離勢,以得到之電離勢,作為該軌道能而求出。另一方面,聚合物之最低非占有分子軌道(LUMO)之軌道能係藉由求出HOMO和LUMO之能量差,以其值和在前面敘述來測定之電離勢之和,作為該軌道能而求出。在電離勢之測定中係使用光電子分光裝置(理研計器股份有限公司製:AC-2)。此外,HOMO和LUMO之能量差係使用紫外線‧可見光‧近紅外線分光光度計(Varian公司製:Cary5E),測定聚合物之吸收光譜,藉由其吸收末端而求出。
[參考例1]
2,7-二溴-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-茀(化合物A)之合成
在300mL之燒瓶中加入2,7-二溴-9-薄酮(52.5g)、水楊酸乙酯(154.8g)和巰基乙酸(1.4g),將燒瓶內之環境進行氮取代(在以下,將「燒瓶內之環境以氮取代」,僅記載為「以氮取代」。)。於此,添加甲烷磺酸(630mL),在75℃整夜地攪拌混合物。放冷混合物,添加於冰水而攪拌1小時。過濾移開產生之固體,藉由加熱之乙腈進行洗淨。使完成洗淨之該固體溶解於丙酮中,由得到之丙酮溶液使固體進行再結晶及過濾移開。將得到之固體(62.7g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-p-甲苯磺酸酯(86.3g)、碳酸鉀(62.6g)和18-冠醚-6(7.2g),溶解於N,N-二甲基甲醯胺(DMF)(670mL),將溶液移送至燒瓶中並在105℃整夜地進行攪拌。將得到之混合物,放冷至室溫為止,加入冰水至燒瓶內,攪拌1小時。藉由在反應液中加入三氯甲烷(300mL)進行分液萃取,濃縮溶液而得到2,7-二溴-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-薄(化合物A)(51.2g)。
[參考例2]
2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-茀(化合物B)之合成
在氮環境下,混合化合物A(15g)、雙(頻那醇合)二硼(8.9g)、[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(Ⅱ)二氯甲烷錯合物(0.8g)、1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵(0.5g)、乙酸鉀(9.4g)和二噁烷(400mL),加熱至110℃,進行10小時之加熱回流。在放冷後,過濾反應液,減壓濃縮過濾液。藉由甲醇洗淨反應混合物3次。使沉澱物溶解於甲苯,再於溶液中加入活性碳而進行攪拌。然後,藉由過濾,將過濾液減壓濃縮,得到2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-薄(化合物B)(11.7g)。
[參考例3]
聚[9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-茀](聚合物A)之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.55g)、化合物B(0.61g)、三苯基膦鈀(0.01g)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)和甲苯(10mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(6mL)使回流8小時。在反應液中加入4-tert-丁基苯基硼酸(0.01g)使回流6小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌2小時。在將混合溶液滴下至甲醇300mL之中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱使減壓乾燥2小時,溶解於四氫呋喃20mL。在將得到之溶液滴至甲醇120mL和3重量%乙酸水溶液50mL之混合溶媒中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱使溶解於四氫呋喃20mL。在像這樣得到之溶液滴至甲醇200mL而攪拌30分鐘之後,過濾析出之沉澱而得到固體。藉由得到之固體溶解於四氫呋喃,並通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。在濃縮由管柱所回收之四氫呋喃溶液之後,滴至甲醇(200mL)中,過濾所析出之固體後使之乾燥。得到之聚[9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-雙[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-薄](聚合物A)之產率係520mg。
聚合物A之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係5.2×104。聚合物A係由化學式(A)所表示之構造單位而組成。
[實驗例1]
聚合物A之銫鹽之合成
將聚合物A(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。添加四氫呋喃(20mL)和乙醇(20mL),混合物升溫至55℃。在此,添加氫氧化銫(200mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在55℃下攪拌6小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(150mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物A內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物A之銫鹽稱為共軛高分子化合物1。共軛高分子化合物1係由化學式(B)所表示之構造單位而成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係100莫耳%。)。共軛高分子化合物1之HOMO之軌道能係-5.5eV,LUMO之軌道能係-2.7eV。
[實驗例2] 聚合物A之鉀鹽之合成
聚合物A(200mg)放入至100mL燒瓶中進行氮取代。混合四氫呋喃(20mL)和甲醇(10mL),在混合溶液中添加氫氧化鉀(400mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌1小時。在反應溶液中加入甲醇50mL,並且,在65℃攪拌4小時。在混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(131mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物A內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物A之鉀鹽稱為共軛高分子化合物2。共軛高分子化合物2係由化學式(C)所表示之構造單位而成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係100莫耳%。)。共軛高分子化合物2之HOMO之軌道能係-5.5eV,LUMO之軌道能係-2.7eV。
[實驗例3] 聚合物A之鈉鹽之合成
聚合物A(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。混合四氫呋喃(20mL)和甲醇(10mL),在混合溶液中添加氫氧化鈉(260mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌1小時。在反應溶液,加入甲醇30mL,並且,在65℃攪拌4小時。在混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(123mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物A內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物A之鈉鹽稱為共軛高分子化合物3。共軛高分子化合物3係由化學式(D)所表示之構造單位而成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係100莫耳%。)。共軛高分子化合物3之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.8eV。
[實驗例4] 聚合物A之銨鹽之合成
聚合物A(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。混合四氫呋喃(20mL)和甲醇(15mL),在混合溶液中添加四甲基銨氫氧化物(50mg)溶解於水(1mL)之水溶液,在65℃攪拌6小時。在反應溶液中加入四甲基銨氫氧化物(50mg)溶解於水(1mL)之水溶液,並且,在65℃攪拌4小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(150mg)。藉由NMR光譜而確認來自聚合物A內之乙基酯部位之乙基之訊號消失90%。將得到之聚合物A之銨鹽稱為共軛高分子化合物4。共軛高分子化合物4係由化學式(E)所表示之構造單位而成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係90莫耳%。)。共軛高分子化合物4之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.8eV。
[參考例4]
2,7-雙[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基茀-2-基]-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-茀(聚合物B)之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.52g)、2,7-雙(1,3,2-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9,9-二辛基茀(1.29g)、三苯基膦鈀(0.0087g)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)、甲苯(10mL)和2M碳酸鈉水溶液(10mL),加熱至80℃。使反應液進行3.5小時之反應。然後,在此加入對溴甲苯(0.68g),進一步進行2.5小時之反應。在反應後,將反應液冷卻至室溫,加入乙酸乙酯50mL/蒸餾水50mL而除去水層。再度加入蒸餾水50mL而除去水層之後,加入硫酸鎂來作為乾燥劑,過濾不溶物,再除去有機溶媒。然後,得到之殘渣再度溶解於10mL之THF,添加飽和二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液2mL,在攪拌30分鐘之後,除去有機溶媒。通過氧化鋁管柱(展開溶媒己烷:乙酸乙酯=1:1、v/v)而進行精製,在過濾析出之沉澱而減壓‧乾燥12小時後,得到524mg之2,7-雙[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基茀-2-基]-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-茀(聚合物B)。
聚合物B之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係2.0×103。此外,聚合物B係藉由化學式(F)所表示。
[實驗例5] 聚合物B之銫鹽之合成
聚合物B(262mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。在此,添加四氫呋喃(10mL)和甲醇(15mL),混合物升溫至55℃。在此,添加氫氧化銫(341mg)溶解於水(1mL)之水溶液,在55℃攪拌5小時。在得到之混合物冷卻至室溫為止之後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(250mg)。藉由NMR光譜而確認來自於乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物B之銫鹽稱為共軛高分子化合物5。共軛高分子化合物5係藉由化學式(G)所表示(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係以小數點第2位,來進行四捨五入而成為33.3莫耳%。)。共軛高分子化合物5之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.6eV。
[參考例5] 聚合物C之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.40g)、化合物B(0.49g)、N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(4-tert-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-伸苯二胺(35mg)、三苯基膦鈀(8mg)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)和甲苯(10mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(6mL),使回流8小時。在反應液中加入苯基硼酸(0.01g),使回流6小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌2小時。在將混合溶液滴下至甲醇300mL之中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱而減壓乾燥2小時,使溶解於四氫呋喃20mL。在將得到之溶液滴下至甲醇120mL和3重量%乙酸水溶液50mL之混合溶媒中後攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱並使溶解於四氫呋喃20mL。在像這樣得到之溶液滴至甲醇200mL中而攪拌30分鐘之後,過濾析出之沉澱而得到固體。藉由得到之固體溶解於四氫呋喃,通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。在濃縮由管柱所回收之四氫呋喃溶液之後,滴下至甲醇(200mL)中,過濾析出之固體並使之乾燥。得到之聚合物C之產率係526mg。
聚合物C之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係3.6×104。聚合物C係由化學式(H)所表示之構造單位而成。
此外,N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(4-tert-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-伸苯二胺係可以藉由例如記載於日本特開2008-74917號公報之方法而進行合成。
[實驗例6] 聚合物C之銫鹽之合成
聚合物C(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。添加四氫呋喃(20mL)和甲醇(20mL)而進行混合。在混合溶液中添加氫氧化銫(200mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌1小時。在反應溶液中加入甲醇30mL,並且,在65℃攪拌4小時。混合物冷卻至室溫之後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(150mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物C內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物C之銫鹽稱為共軛高分子化合物6。共軛高分子化合物6係由化學式(I)所表示之構造單位而組成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係95莫耳%。)。共軛高分子化合物6之HOMO之軌道能係-5.3eV,LUMO之軌道能係-2.6eV。
[參考例6] 聚合物D之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.55g)、化合物B(0.67g)、N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(4-tert-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-伸苯二胺(0.038g)、3,7-二溴-N-(4-n-丁基苯基)吩噁嗪0.009g、三苯基膦鈀(0.01g)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)和甲苯(10mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(6mL),使回流2小時。在反應液中加入苯基硼酸(0.004g),使回流6小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌2小時。將混合溶液滴下至甲醇300mL之中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱而減壓乾燥2小時,溶解於四氫呋喃20mL。將得到之溶液滴下至甲醇120mL和3重量%乙酸水溶液50mL之混合溶媒中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱而溶解於四氫呋喃20mL。在像這樣得到之溶液滴下至甲醇200mL而攪拌30分鐘之後,過濾析出之沉澱而得到固體。藉由得到之固體溶解於四氫呋喃,通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。在濃縮由管柱回收之四氫呋喃溶液之後,滴下至甲醇(200mL)中,過濾析出之固體而進行乾燥。得到之聚合物D之產率係590mg。
聚合物D之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係2.7×104。聚合物D係由化學式(J)所表示之構造單位而成。
此外,3,7-二溴-N-(4-n-丁基苯基)吩噁嗪係根據記載於日本特開2007-70620號公報之方法(或者是參考記載於日本特開2004-137456號公報之方法)而進行合成。
[實驗例7] 聚合物D之銫鹽之合成
聚合物D(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。混合四氫呋喃(15mL)和甲醇(10mL)。在混合溶液中添加氫氧化銫(360mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌3小時。在反應溶液中加入甲醇10mL,並且,在65℃攪拌4小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(210mg)。藉由NMR光譜確認來自於聚合物D內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物D之銫鹽稱為共軛高分子化合物7。共軛高分子化合物7係由化學式(K)所表示之構造單位而成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係90莫耳%。)。共軛高分子化合物7之HOMO之軌道能係-5.3eV,LUMO之軌道能係-2.4eV。
[參考例7] 聚合物E之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.37g)、化合物B(0.82g)、1,3-二溴苯(0.09g)、三苯基膦鈀(0.01g)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)和甲苯(10mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(6mL),使回流7小時。在反應液中加入苯基硼酸(0.002g),使回流10小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌1小時。將混合溶液滴下至甲醇300mL之中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱而減壓乾燥2小時,溶解於四氫呋喃20mL。將得到之溶液滴下至甲醇120mL和3重量%乙酸水溶液50mL之混合溶媒中而攪拌1小時後,過濾析出之沉澱使溶解於四氫呋喃20mL。在像這樣得到之溶液滴下至甲醇200mL中攪拌30分鐘之後,過濾析出之沉澱而得到固體。藉由得到之固體溶解於四氫呋喃,通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。在濃縮由管柱所回收之四氫呋喃溶液之後,滴下至甲醇(200mL)中,過濾析出之固體而進行乾燥。得到之聚合物E之產率係293mg。
聚合物E之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係1.8×104。聚合物E係由化學式(L)所表示之構造單位而成。
[實驗例8] 聚合物E之銫鹽之合成
聚合物E(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。混合四氫呋喃(10mL)和甲醇(5mL)。在混合溶液中添加氫氧化銫(200mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌2小時。在反應溶液中加入甲醇10mL,並且,在65℃攪拌5小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(170mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物E內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物E之銫鹽稱為共軛高分子化合物8。共軛高分子化合物8係由化學式(M)所表示之構造單位而組成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係75莫耳%。)。共軛高分子化合物8之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.6eV。
[參考例8]
聚合物F之合成
在惰性環境下,混合化合物B(1.01g)、1,4-二溴-2,3,5,6-四氟苯(0.30g)、三苯基膦鈀(0.02g)、甲基三辛基銨氯化物(Aldrich公司製、商品名稱:Aliquat336(註冊商標))(0.20g)和甲苯(10mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(6mL)使回流4小時。在反應液中加入苯基硼酸(0.002g),使回流4小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌1小時。將混合溶液滴下至甲醇300mL之中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱而減壓乾燥2小時,溶解於四氫呋喃20mL。將得到之溶液滴下至甲醇120mL和3重量%乙酸水溶液50mL之混合溶媒中而攪拌1小時之後,過濾析出之沉澱使溶解於四氫呋喃20mL。在像這樣得到之溶液滴下至甲醇200mL而攪拌30分鐘之後,過濾析出之沉澱而得到固體。藉由使得到之固體溶解於四氫呋喃/乙酸乙酯(1/1(體積比))之混合溶媒,通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。在濃縮由管柱回收之四氫呋喃溶液之後,滴下至甲醇(200mL),過濾析出之固體而進行乾燥。得到之聚合物E之產率343mg。
聚合物F之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係6.0×104。聚合物F係由化學式(N)所表示之構造單位而成。
[實驗例9]
聚合物F之銫鹽之合成
聚合物F(150mg)放入至100mL燒瓶,進行氮取代。混合四氫呋喃(10mL)和甲醇(5mL)。在混合溶液中添加氫氧化銫(260mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌2小時。在反應溶液中加入甲醇10mL,並且,在65℃攪拌5小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(130mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物E內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物F之銫鹽稱為共軛高分子化合物9。共軛高分子化合物9係由化學式(O)所表示之構造單位而組成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係75莫耳%。)。共軛高分子化合物9之HOMO之軌道能係-5.9eV,LUMO之軌道能係-2.8eV。
[參考例9]
在惰性環境下,混合2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-p-甲苯磺酸酯(11.0g)、三伸乙二醇(30.0g)和氫氧化鉀(3.3g),在100℃加熱攪拌18小時。在放冷後,將反應溶液加入至水(100mL),藉由三氯甲烷進行分液萃取後,濃縮溶液。藉由對於濃縮之溶液進行庫格爾柔瓦(Kugelrohr)蒸餾(10mm Torr、180℃)而得到2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙醇(6.1g)。
[參考例10]
在惰性環境下,混合2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙醇(8.0g)、氫氧化鈉(1.4g)、蒸餾水(2mL)和四氫呋喃(2mL),進行冰冷。在混合溶液中,以30分鐘滴下p-甲苯磺醯氯(5.5g)之四氫呋喃(6.4mL)溶液,在滴下後,反應溶液係提高至室溫而攪拌15小時。在反應溶液中加入蒸餾水(50mL),在藉由6M硫酸而中和反應溶液之後,藉由三氯甲烷進行分液萃取。藉由濃縮溶液而得到2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)p-甲苯磺酸酯(11.8g)。
[參考例11]
2,7-二溴-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙氧基]苯基]-薄(化合物C)之合成
在300mL之燒瓶中放入2,7-二溴-9-薄酮(127.2g)、水楊酸乙酯(375.2g)和巰基乙酸(3.5g),進行氮取代。在此添加甲烷磺酸(1420mL),在75℃整夜地攪拌混合物。放冷混合物,加入冰水中而攪拌1小時。過濾移開產生之固體,藉由加熱之乙腈進行洗淨。將經洗淨之該固體溶解於丙酮,由得到之丙酮溶液,使固體再結晶及過濾移開,得到固體(167.8g)。將得到之固體(5g)、2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)p-甲苯磺酸酯(10.4g)、碳酸鉀(5.3g)和18-冠醚-6(0.6g),溶解於N,N-二甲基甲醯胺(DMF)(100mL),將溶液移送至燒瓶而在105℃攪拌4小時。將得到之混合物放冷至室溫,加入至冰水,攪拌1小時。在反應液中加入三氯甲烷(300mL),進行分液萃取,濃縮溶液。藉由將濃縮物溶解於乙酸乙酯,通液至氧化鋁之管柱,濃縮溶液,而得到2,7-二溴-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙氧基]苯基]-茀(化合物C)(4.5g)。
[參考例12]
聚合物G之合成
在惰性環境下,將化合物C(1.0g)、4-tert-丁基苯基溴化物(0.9mg)、2,2’-聯吡啶(0.3g)和脫水四氫呋喃(50mL)加入至200mL燒瓶中進行混合。在混合物升溫至55℃之後,添加雙(1,5-環辛二烯)鎳(0.6g),在55℃攪拌5小時。冷卻混合物至室溫後,將反應溶液滴下至甲醇(200mL)和1N稀鹽酸(200mL)之混合液中。在藉由過濾而收集產生之沉澱物之後,再溶解於四氫呋喃中。滴下至甲醇(200mL)和15%氨水(100mL)之混合液,藉由過濾而收集產生之沉澱物。將沉澱物再溶解於四氫呋喃,滴下至甲醇(200mL)和水(100mL)之混合液,藉由過濾而收集產生之沉澱物。藉由對於收集之沉澱物,進行減壓乾燥,而得到聚合物G(360mg)。
聚合物G之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係6.0×104。聚合物G係由化學式(P)所表示之構造單位而成。
[實驗例10]
聚合物G之銫鹽之合成
聚合物G(150mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。混合四氫呋喃(15mL)和甲醇(5mL)。在混合溶液中添加氫氧化銫(170mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌6小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(95mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物G內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物G之銫鹽稱為共軛高分子化合物10。共軛高分子化合物10係由化學式(Q)所表示之構造單位而組成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係100莫耳%。)。共軛高分子化合物10之HOMO之軌道能係-5.7eV,LUMO之軌道能係-2.9eV。
[參考例13]
1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯之合成
在惰性環境下,混合3,5-二溴水楊酸(20g)、乙醇(17mL)、濃硫酸(1.5mL)和甲苯(7mL),在130℃加熱攪拌20小時。在放冷後,將反應溶液加入至冰水(100mL)中,藉由三氯甲烷進行分液萃取,濃縮溶液。得到之固體,溶解於異丙醇,溶液滴下至蒸餾水。藉由過濾移開得到之析出物,而得到固體(18g)。在惰性環境下,混合得到之固體(1g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-p-甲苯磺酸酯(1.5g)、碳酸鉀(0.7g)和DMF(15mL),在100℃加熱攪拌4小時。放冷後,加入三氯甲烷而進行分液萃取,濃縮溶液。藉由濃縮物溶解於三氯甲烷,通液至二氧化矽凝膠管柱而進行精製。藉由濃縮溶液而得到1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯(1.0g)。
[參考例14]
聚合物H之合成
在惰性環境下,混合化合物A(0.20g)、化合物B(0.5g)、1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯(0.1g)、三苯基膦鈀(30mg)、四丁基銨氯化物(4mg)和甲苯(19mL),加熱至105℃。在該反應液中滴下2M碳酸鈉水溶液(5mL),使回流5小時。在反應液中加入苯基硼酸(6mg),使回流14小時。接著,加入二乙基二硫代胺基甲酸鈉水溶液(10mL、濃度:0.05g/mL),攪拌2小時。除去水層,藉由蒸餾水而洗淨有機層,藉由將經濃縮得到之固體溶解於三氯甲烷,通過氧化鋁管柱、二氧化矽凝膠管柱而進行精製。濃縮來自管柱之溶出液而進行乾燥。得到之聚合物H之產率係0.44g。
聚合物H之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係3.6×104。聚合物H係由化學式(R)所表示之構造單位而成。
[實驗例11]
聚合物H之銫鹽之合成
聚合物H(200mg)放入至100mL燒瓶中,進行氮取代。添加四氫呋喃(14mL)和甲醇(7mL)而進行混合。在混合溶液中添加氫氧化銫(90mg)溶解於水(1mL)之水溶液,在65℃攪拌1小時。在反應溶液中加入甲醇5mL,並且,在65℃攪拌4小時。混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(190mg)。藉由NMR光譜而確認來自於聚合物H內之乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物H之銫鹽稱為共軛高分子化合物11。共軛高分子化合物11係由化學式(S)所表示之構造單位而組成(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係100莫耳%。)。共軛高分子化合物11之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.8eV。
[參考例15]
2,7-二溴-9,9-雙[3,4-雙[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]-5-甲氧基羰基苯基]薄(化合物D)之合成
在500mL之燒瓶中放入2,7-二溴-9-薄酮(34.1g)、2,3-二羥基安息香酸甲酯(101.3g)和巰基乙酸(1.4g),進行氮取代。在此添加甲烷磺酸(350mL),在90℃攪拌混合物19小時。放冷混合物,添加於冰水而攪拌1小時。過濾移開產生之固體,藉由加熱之乙腈而進行洗淨。將經洗淨之該固體,溶解於丙酮,由得到之丙酮溶液,使固體進行再結晶及過濾移開。將得到之固體(16.3g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-p-甲苯磺酸酯(60.3g)、碳酸鉀(48.6g)和18-冠醚-6(2.4g),溶解於N,N-二甲基甲醯胺(DMF)(500mL),將溶液移送至燒瓶而在110℃攪拌15小時。將得到之混合物放冷至室溫,加入至冰水,攪拌1小時。藉由在反應液中加入乙酸乙酯(300mL),進行分液萃取,濃縮溶液,使溶解於三氯甲烷/甲醇(50/1(體積比))之混合溶媒,通過二氧化矽凝膠管柱,而進行精製。藉由濃縮通液於管柱之溶液,而得到2,7-二溴-9,9-雙[3,4-雙[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]-5-甲氧基羰基苯基]茀(化合物D)(20.5g)。
[參考例16]
2,7-雙[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基薄-2-基]-9,9-雙[5-甲氧基羰基-3,4-雙[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-薄(聚合物I)之合成
在惰性環境下,混合化合物D(0.70g)、2-(4,4,5,5-四甲基-1,2,3-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9,9-二辛基薄(0.62g)、三苯基膦鈀(0.019g)、二噁烷(40mL)、水(60mL)和碳酸鉀水溶液(1.38g),加熱至80℃。使反應液進行1小時之反應。在反應後,添加飽和二乙基二硫代胺基甲酸鈉水5mL,在攪拌30分鐘之後,除去有機溶媒。藉由得到之固體,通過氧化鋁管柱(展開溶媒己烷:乙酸乙酯=1:1(體積比)),進行精製,濃縮溶液,而得到2,7-雙[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基茀-2-基]-9,9-雙[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-薄(聚合物I)(660mg)。
聚合物I之聚苯乙烯換算之數量平均分子量係2.0×103。聚合物I係藉由化學式(T)所表示。此外,2-(4,4,5,5-四甲基-1,2,3-二氧雜硼雜環戊烷-2-基)-9,9-二辛基茀係可以藉由例如記載於The Journal of Physical Chemistry B 2000,104,9118-9125之方法而進行合成。
[實驗例12]
聚合物I之銫鹽之合成
聚合物I(236mg)放入至100mL燒瓶中,進行氬取代。在此,添加四氫呋喃(20mL)和甲醇(10mL),混合物升溫至65℃。在此,添加氫氧化銫(240mg)溶解於水(2mL)之水溶液,在65℃攪拌7小時。得到之混合物冷卻至室溫後,減壓餾除反應溶媒。藉由以水來洗淨產生之固體,進行減壓乾燥,而得到淡黃色固體(190mg)。藉由NMR光譜而確認來自於乙基酯部位之乙基之訊號完全地消失。將得到之聚合物I之銫鹽稱為共軛高分子化合物12。共軛高分子化合物12係藉由化學式(U)所表示(「包含全構造單位中之由化學式(1)所表示之基和化學式(2)所表示之基而組成之群組中選出之1種以上之基以及化學式(3)所表示之1種以上之基之構造單位之比例」以及「全構造單位中之化學式(13)、化學式(15)、化學式(17)和化學式(20)所表示之構造單位之比例」係以小數點第2位進行四捨五入而成為33.3莫耳%。)。共軛高分子化合物12之HOMO之軌道能係-5.6eV,LUMO之軌道能係-2.8eV。
[評價用元件之製作及評價結果]
為了評價離子性聚合物之電子注入特性,因此,製作僅流動電子之二極體構造之評價用元件,評價其電流-電壓特性。
評價用元件正如以下而進行製作。首先,藉由在玻璃基板,形成厚度30nm之鋁層(下部電極),在該鋁層上,形成由下列之化學式(I)所表示之重複單位而成之厚度80nm之聚合物層,在該聚合物層上形成5nm之電子注入層,並且,在該電子注入層上形成厚度100nm之鋁層(上部電極),而製作評價用元件。
評價用元件係使用不同之電子注入層之材料及其形成方法,製作下列之3種類。
(a)在大氣中,藉由塗佈法而形成在實施例1合成之離子性聚合物之評價用元件1。
(b)藉由蒸鍍法而形成氟化鈉之評價用元件2。
(c)藉由蒸鍍法而形成鋇之評價用元件3。
在各評價用元件之下部電極施加正的電壓,在上部電極施加負的電壓,使施加電壓逐漸地變大,測定流動在評價用元件之電子電流。
將結果顯示在第3圖。第3圖係用以說明離子性聚合物之電氣特性之圖形。縱軸係表示電子電流(A:安培),橫軸係表示施加電壓(V:伏特)。在第3圖之圖形中,(a)係表示評價用元件1之評價結果,(b)係表示評價用元件2之評價結果,(c)係表示評價用元件3之評價結果。
正如由第3圖而明確地得知:本發明之離子性聚合物使用於電子注入層之評價用元件1係在比較氟化鈉或鋇使用於電子注入層之評價用元件2、評價用元件3之時,在施加電壓之5V以上之全區域,更加地顯示良好之電子注入特性。得知在就施加電壓為10V時而流動之電子電流來看,流動在離子性聚合物使用於電子注入層之評價用元件1之電子電流係比較流動在氟化鈉或鋇使用於電子注入層之評價用元件2、3之電子電流,格外地變大,即使是在施加電壓比較低之區域,也具有極為良好之電子注入特性。
10...有機薄膜電晶體
20...基板
20A...閘極電極
30...閘極絕緣層
40...有機半導體層
50...電荷注入層
50A...第1電荷注入層
50B...第2電荷注入層
60A...第1源極/汲極電極
60B...第2源極/汲極電極
70...基板
L1...第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B之間隔
L2...第1電荷注入層50A及第2電荷注入層50B之幅寬
X...第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B分離之方向
Y...垂直方向(垂直於紙面之方向)
Z...厚度方向
第1圖係概略地表示第1實施形態之有機薄膜電晶體之構造之一例之剖面圖。
第2圖係概略地表示第2實施形態之有機薄膜電晶體之構造之一例之剖面圖。
第3圖係說明離子性聚合物之電氣特性之圖形。
10...有機薄膜電晶體
20...基板
30...閘極絕緣層
40...有機半導體層
50...電荷注入層
50A...第1電荷注入層
50B...第2電荷注入層
60A...第1源極/汲極電極
60B...第2源極/汲極電極
L1...第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B之間隔
L2...第1電荷注入層50A及第2電荷注入層50B之幅寬
X...第1電荷注入層50A和第2電荷注入層50B分離之方向
Y...垂直方向(垂直於紙面之方向)
Z...厚度方向

Claims (9)

  1. 一種有機薄膜電晶體,係具備:閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層的有機薄膜電晶體,其中,前述電荷注入層含有具備電荷注入特性之離子性聚合物,該離子性聚合物係含有由下列化學式(13)所表示之構造單位、下列化學式(15)所表示之構造單位、下列化學式(17)所表示之構造單位及下列化學式(20)所表示之構造單位而組成之群組中選出之1種以上之構造單位之聚合物, (在化學式(13)中,R1係包含化學式(14)所表示之基之1價基,Ar1係表示具有或不具有R1以外之取代基之(2+n4)價之芳香族基,n4係表示1以上之整數,在R1具有複數個之狀態下,具有複數個之R1係可以相同, 也可以不同, (在化學式(14)中,R2係表示(1+m1+m2)價之有機基,m1及m2係分別獨立地表示1以上之整數,Q1係表示2價之有機基,Y1係表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -或-PO3 2-,M1係表示金屬陽離子或者是具有或不具有取代基之銨陽離子,Z1係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,n1係表示0以上之整數,a1係表示1以上之整數,b1表示0以上之整數,但是,a1及b1係以使-(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1所表示之基之電荷成為0之方式而選擇,Ra表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,Q3係表示2價之有機基,Y3係表示藉由-CN或化學式(4)至化學式(12)中之任何一種所表示之基,n3係表示0以上之整數,在Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同),-O-(R’O)a3-R” (4) -S-(R’S)a4-R” (6) -C(=O)-(R’-C(=O))a4-R” (7) -C(=S)-(R’-C(=S))a4-R” (8) -N{(R’)a4R”}2 (9) -C(=O)O-(R’-C(=O)O)a4-R” (10) -C(=O)O-(R’O)a4-R” (11) -NHC(=O)-(R’NHC(=O))a4-R” (12)(在化學式(4)至化學式(12)中,R’係表示具有或不具有取代基之2價之烴基,R”係表示氫原子、具有或不具有取代基之1價之烴基、-COOH、-SO3H、-OH、-SH、-NRc 2、-CN或-C(=O)NRc 2,R'''係表示具有或不具有取代基之3價之烴基,a3係表示1以上之整數,a4係表示0以上之整數,Rc係表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,在R’、R”及R'''之各個具有複數個之狀態下,具有複數個之R’、R”及R'''係分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(15)中,R3係包含化學式(16)所表示之基之1價基,Ar2係表示具有或不具有R3以外之取代基之(2+n5)價之芳香族基,n5係表示1以上之整數,在R3具有複數個之狀態下,具有複數個之R3係可以相同, 也可以不同, (在化學式(16)中,R4係表示(1+m3+m4)價之有機基,Q2係表示2價之有機基,Y2表示陽碳離子、銨陽離子、膦陽離子或鋶陽離子或碘鎓陽離子,M2係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,Z2係表示金屬陽離子或者是具有或不具有取代基之銨陽離子,n2係表示0以上之整數,a2係表示1以上之整數,b2係表示0以上之整數,但是,a2及b2係以使-(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2所表示之基之電荷成為0之方式而選擇,Rb係表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,Q3、Y2、及n3係表示相同於前面敘述之意義,m3及m4係分別獨立地表示1以上之整數,在Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(17)中,R5係包含化學式(18)所表示之基之1價基,R6係包含化學式(19)所表示之基之1價基,Ar3係表示具有或不具有R5及R6以外之取代基之(2+n6+n7)價之芳香族基,n6及n7係分別獨立地表示1以上之整數,R5及R6之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R5及R6,分別可以相同,也可以不同,-R7-{(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1}m5 (18)(在化學式(18)中,R7係表示直接鍵結或(1+m5)價之有機基,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1係表示相同於前面敘述之意義,m5係表示1以上之整數,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1,分別可以相同,也可以不同),-R8-{(Q3)n3-Y3}m6 (19)(在化學式(19)中,R8係表示單鍵或(1+m6)價之有機基,Q3、Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m6係表示1以上之整數,但是,在R8為單鍵之時,m6係表示1,Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(20)中,R9係包含化學式(21)所表示之基之1價基,R10係包含化學式(22)所表示之基之1價基,Ar4係表示具有或不具有R9及R10以外之取代基之(2+n8+n9)價之芳香族基,n8及n9係分別獨立地表示1以上之整數,R9及R10之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R9及R10,分別可以相同,也可以不同,-R11-{(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2}m7 (21)(在化學式(21)中,R11係表示單鍵或(1+m7)價之有機基,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2係表示相同於前面敘述之意義,m7係表示1以上之整數,但是,在R11為單鍵之時,m7係表示1,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2,分別可以相同,也可以不同),-R12-{(Q3)n3-Y3}m8 (22)(在化學式(22)中,R12係表示單鍵或(1+m8)價之有機基,Q3、Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m8係表示1以上之整數,但是,在R12為單鍵之時,m8係表示1,Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同))。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體,其中,導電型電荷注入層之導電型係n型,有機半導體層之導電型係n型。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機薄膜電晶體,其中,在前述有機半導體層和前述閘極電極之間,具有與前述閘極電極相接而配置之閘極絕緣層,前述閘極電極係由n型半導體基板所構成。
  4. 一種有機薄膜電晶體基板,係具備申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體者。
  5. 一種顯示裝置,係具備申請專利範圍第4項所述之有機薄膜電晶體基板作為驅動基板者。
  6. 一種有機薄膜電晶體之製造方法,係分別形成閘極電極、第1源極/汲極電極、第2源極/汲極電極、設置在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述閘極電極之間之有機半導體層、在前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極和前述有機半導體層之間與前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極相接而配置之電荷注入層的有機薄膜電晶體之製造方法,其中,具備:將含有具備電荷注入特性之離子性聚合物之電荷注入層予以形成之步驟,該離子性聚合物係含有由下列化學式(13)所表示之構造單位、下列化學式(15)所表示之構造單位、下列化學式(17)所表示之構造單位及下列化學式(20)所表示之構造單位而組成之群組中選出之1種以上之構造單位之聚合物, (在化學式(13)中,R1係包含化學式(14)所表示之基之1價基,Ar1係表示具有或不具有R1以外之取代基之(2+n4)價之芳香族基,n4係表示1以上之整數,在R1具有複數個之狀態下,具有複數個之R1係可以相同,也可以不同, (在化學式(14)中,R2係表示(1+m1+m2)價之有機基,m1及m2係分別獨立地表示1以上之整數,Q1係表示2價之有機基,Y1係表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -或-PO3 2-,M1係表示金屬陽離子或者是具有或不具有取代基之銨陽離子,Z1係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,n1係表示0以上之整數,a1係表示1以上之整數,b1表示0以上之整數,但是,a1及b1係以使-(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1所表示之基之電荷成為0之方式而選擇,Ra表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,Q3係表示2價之有機基,Y3係表示藉由-CN或化學式(4)至化學式(12)中之任何一種所表示之基,n3係表示0以上之整 數,在Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3,分別可以相同,也可以不同),-O-(R’O)a3-R” (4) -S-(R’S)a4-R” (6) -C(=O)-(R’-C(=O))a4-R” (7) -C(=S)-(R’-C(=S))a4-R” (8) -N{(R’)a4R”}2 (9) -C(=O)O-(R’-C(=O)O)a4-R” (10) -C(=O)O-(R’O)a4-R” (11) -NHC(=O)-(R’NHC(=O))a4-R” (12)(在化學式(4)至化學式(12)中,R’係表示具有或不具有取代基之2價之烴基,R”係表示氫原子、具有或不具有取代基之1價之烴基、-COOH、-SO3H、-OH、-SH、-NRc 2、-CN或-C(=O)NRc 2,R'''係表示具有或不具有取代基之3價之烴基,a3係表示1以上之整數,a4係表示0以上之整數,Rc係表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,在R’、R”及R'''之各個具有複數個之狀態下,具有複數個之R’、R”及R'''係分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(15)中,R3係包含化學式(16)所表示之基之1價基,Ar2係表示具有或不具有R3以外之取代基之(2+n5)價之芳香族基,n5係表示1以上之整數,在R3具有複數個之狀態下,具有複數個之R3係可以相同,也可以不同, (在化學式(16)中,R4係表示(1+m3+m4)價之有機基,Q2係表示2價之有機基,Y2表示陽碳離子、銨陽離子、膦陽離子或鋶陽離子或碘鎓陽離子,M2係表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -,Z2係表示金屬陽離子或者是具有或不具有取代基之銨陽離子,n2係表示0以上之整數,a2係表示1以上之整數,b2係表示0以上之整數,但是,a2及b2係以使-(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2所表示之基之電荷成為0之方式而選擇,Rb係表示具有或不具有取代基之碳原子數1至30之烷基或者是具有或不具有取代基之碳原子數6至50之芳基,Q3、Y2、及n3係表示相同於前面敘述之意義,m3及m4係分別獨立地表示1以上之整數,在Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、 a2、b2及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3,分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(17)中,R5係包含化學式(18)所表示之基之1價基,R6係包含化學式(19)所表示之基之1價基,Ar3係表示具有或不具有R5及R6以外之取代基之(2+n6+n7)價之芳香族基,n6及n7係分別獨立地表示1以上之整數,R5及R6之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R5及R6,分別可以相同,也可以不同,-R7-{(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1}m5 (18)(在化學式(18)中,R7係表示直接鍵結或(1+m5)價之有機基,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1係表示相同於前面敘述之意義,m5係表示1以上之整數,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1,分別可以相同,也可以不同),-R8-{(Q3)n3-Y3}m6 (19)(在化學式(19)中,R8係表示單鍵或(1+m6)價之有機基,Q3、Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m6係表示1以上之整數,但是,在R8為單鍵之時,m6 係表示1,Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同)), (在化學式(20)中,R9係包含化學式(21)所表示之基之1價基,R10係包含化學式(22)所表示之基之1價基,Ar4係表示具有或不具有R9及R10以外之取代基之(2+n8+n9)價之芳香族基,n8及n9係分別獨立地表示1以上之整數,R9及R10之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之R9及R10,分別可以相同,也可以不同,-R11-{(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2}m7 (21)(在化學式(21)中,R11係表示單鍵或(1+m7)價之有機基,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2係表示相同於前面敘述之意義,m7係表示1以上之整數,但是,在R11為單鍵之時,m7係表示1,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2,分別可以相同,也可以不同),-R12-{(Q3)n3-Y3}m8 (22)(在化學式(22)中,R12係表示單鍵或(1+m8)價之有機基,Q3、Y3及n3係表示相同於前面敘述之意義,m8 係表示1以上之整數,但是,在R12為單鍵之時,m8係表示1,Q3、Y3及n3之各個係在具有複數個之狀態下,具有複數個之Q3、Y3及n3,分別可以相同,也可以不同))。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之有機薄膜電晶體之製造方法,在形成前述電荷注入層之步驟中,在常壓之環境下,藉由將含有離子性聚合物之塗佈液進行塗佈成膜,而形成前述之電荷注入層。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之有機薄膜電晶體之製造方法,其中,前述第1源極/汲極電極及第2源極/汲極電極係在常壓之環境下,藉由將塗佈液進行塗佈成膜而形成者。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之有機薄膜電晶體之製造方法,其中,前述有機半導體層係在常壓之環境下,藉由將塗佈液進行塗佈成膜而形成者。
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