[发明专利]聚合物、使用了该聚合物的有机薄膜和具有其的有机薄膜元件

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物和单体，以及使用了聚合物的有机薄膜，具有其的有机薄膜元件，有机薄膜晶体管，有机太阳能电池和光传感器。

背景技术

作为有机晶体管，有机太阳能电池，光传感器等的有机薄膜元件的材料，已经开发出了各种为有机n型半导体材料的具有共轭性的化合物。作为这些具有共轭性的化合物的具体例，提出了在主链上具有噻吩环的寡聚噻吩的末端导入氟烷基的化合物(专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】国际公开第2003/010778号小册子

发明内容

【发明要解决的课题】

使用了有机半导体材料的有机薄膜元件优选具有高电荷传输性，为了得到电荷传输性，希望除了具有高共轭性之外，LUMO还要低。但是，从有机薄膜元件的实用化观点出发，不但需要有机半导体材料的电荷传输性高，还要求能廉价地形成良好的有机薄膜。若有机半导体材料具有对溶剂的高溶解性，则可以通过涂布容易地形成大面积、均质的膜，但是以往的具有共轭性的化合物为了实现特别低LUMO时，有在溶剂中的溶解性变得非常低的趋势。

因此，本发明是鉴于这样的事情而研发的，其目的在于提供一种低LUMO，且具有高电荷传输性，而且对溶剂显示高溶解性的聚合物。本发明的目的还在于，提供用于得到该聚合物的单体，以及使用了聚合物的有机薄膜，具有该有机薄膜的有机薄膜晶体管，有机太阳能电池，光传感器这样的有机薄膜元件。

【解决课题的方法】

为了实现上述目的，本发明的聚合物的特征在于，具有式(I)所表示的重复单元。

[式中，Ar⁰表示可具有取代基的芳香环或可具有取代基的杂环，X¹和X²可相同或不同，表示氧原子或硫原子。]

上述本发明的聚合物中，式(I)所表示的重复单元中所含的侧链部分通过具有X¹、X²而形成低LUMO，另外该侧链部分由于具有基于X¹、X²所结合的双键和Ar⁰所表示的结构的共轭结构，所以侧链部分整体具有高共轭性。因此，本发明的聚合物可以发挥优良的电荷传输性。另外，由于与主链结合的部分形成柔软的结构，所以为对溶剂具有高溶解性的聚合物。

本发明的聚合物中，式(I)所表示的重复单元优选为式(I-a)所表示的重复单元。通过具有这样的重复单元，聚合物除了具有更低LUMO且高共轭性的侧链以外，还有溶解性变得更高的趋势。

[式中，X¹和X²与上述同义，Ar¹和Ar²可相同或不同，表示可具有取代基的碳数6以上的2价的芳香族烃基或可具有取代基的碳数4以上的2价的杂环基；R¹和R²可相同或不同，表示氢原子、卤素原子或1价的基团；m和n可相同或不同，为0～6的整数；Z¹表示下述式(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)和(ix)(以下称为“(i)～(ix)”)所表示的基团中的任一种，这些式中的R³、R⁴、R⁵和R⁶可相同或不同，表示氢原子或1价的基团，R³和R⁴可以互相结合形成环；下述式(iv)所表示的基团可以左右反转；此外，Ar¹或Ar²存在多个时，多个Ar¹或Ar²可以相同或不同。]

从进一步提高共轭性而提高电荷传输性的观点出发，式(I-a)中，Ar¹和Ar²可相同或不同，优选式(II)所表示的基团。