WO2023042878A1 - 光電変換素子、撮像素子、光センサ、化合物 - Google Patents
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- C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
- C07D333/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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- C07D333/54—Benzo[b]thiophenes; Hydrogenated benzo[b]thiophenes with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
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- C07D417/10—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
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- C07D513/04—Ortho-condensed systems
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Definitions
- the present invention relates to photoelectric conversion elements, imaging elements, optical sensors, and compounds.
- Patent Document 1 discloses a compound represented by the following formula as a material applied to a photoelectric conversion element.
- photoelectric conversion elements are required to have small variations in dark current and excellent photoelectric conversion efficiency.
- small variations in dark current means that a plurality of photoelectric conversion elements were produced under the same conditions (e.g., material, content, manufacturing method, etc.) and the dark current of each photoelectric conversion element was measured.
- the ratio of the highest dark current among all photoelectric conversion elements to the lowest dark current among all photoelectric conversion elements (highest dark current among all photoelectric conversion elements/dark current among all photoelectric conversion elements (minimum value of ) is small. In other words, when the variation in dark current is small, it is possible to stably obtain photoelectric conversion elements having equivalent dark current performance.
- An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element with small variations in dark current and excellent photoelectric conversion efficiency. Another object of the present invention is to provide an imaging device, an optical sensor, and a compound.
- the present inventors have found that the above problems can be solved by using a compound having a predetermined structure for a photoelectric conversion film, and have completed the present invention.
- the compound represented by the above formula (1) is the above formula (11) to the above formula (13), the above formula (17) to the above formula (19), the above formula (23) to the above formula (26) and the above formula (29)
- the photoelectric conversion device according to [2] which contains a compound represented by any one of the above formulas (32).
- the compound represented by the above formula (1) is the above formula (11), the above formula (12), the above formula (17), the above formula (18), the above formula (23), the above formula (24), the above formula (29) and the photoelectric conversion device according to [3], containing the compound represented by any one of the above formulas (30).
- D contains at least one ring selected from the group consisting of furan rings, thiophene rings, thiazole rings and oxazole rings.
- [8] The photoelectric conversion device according to any one of [1] to [7], wherein the compound represented by formula (1) has a molecular weight of 900 or less.
- the present invention it is possible to provide a photoelectric conversion element with small variations in dark current and excellent photoelectric conversion efficiency. Also, imaging devices, photosensors and compounds can be provided.
- a numerical range represented by "to” means a range including the numerical values before and after “to” as lower and upper limits.
- the hydrogen atom may be a protium atom or a deuterium atom (eg, a double hydrogen atom, etc.).
- the photoelectric conversion element of the present invention is a photoelectric conversion element having a conductive film, a photoelectric conversion film and a transparent conductive film in this order, wherein the photoelectric conversion film is a compound represented by formula (1) (hereinafter, " Also referred to as "specific compounds").
- the specific compound having both the group represented by A and the group represented by D is said to have excellent properties such as crystallinity of the specific compound, so that the variation in dark current is small and the photoelectric conversion efficiency is also excellent. I'm guessing.
- the fact that at least one of the effects of a smaller variation in dark current and a more excellent photoelectric conversion efficiency is obtained is also referred to as "the effect of the present invention is more excellent”.
- FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the photoelectric conversion element of the present invention.
- a photoelectric conversion element 10a shown in FIG. 1 includes a conductive film (hereinafter also referred to as a “lower electrode”) 11 functioning as a lower electrode, an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12 containing a specific compound, and an upper electrode.
- a transparent conductive film (hereinafter, also referred to as an “upper electrode”) 15 that functions as an electrode is laminated in this order.
- FIG. 2 shows a configuration example of another photoelectric conversion element.
- FIGS. 1 and 2 has a structure in which an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, a hole blocking film 16B, and an upper electrode 15 are laminated on a lower electrode 11 in this order.
- the stacking order of the electron blocking film 16A, the photoelectric conversion film 12, and the hole blocking film 16B in FIGS. 1 and 2 may be appropriately changed according to the application and characteristics.
- the photoelectric conversion element 10a or 10b light is preferably incident on the photoelectric conversion film 12 via the upper electrode 15. As shown in FIG. Moreover, when using the photoelectric conversion element 10a or 10b, a voltage can be applied. In this case, it is preferable that the lower electrode 11 and the upper electrode 15 constitute a pair of electrodes, and a voltage of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 7 V/cm is applied between the pair of electrodes. From the viewpoint of performance and power consumption, the applied voltage is more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 4 to 1 ⁇ 10 7 V/cm, further preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 6 V/cm.
- the photoelectric conversion element 10a or 10b is used as an optical sensor, or incorporated in an imaging element, a voltage can be applied by a similar method. As will be described in detail later, the photoelectric conversion element 10a or 10b can be suitably applied to image pickup device applications.
- the form of each layer constituting the photoelectric conversion element of the present invention will be described in detail below.
- a photoelectric conversion element has a photoelectric conversion film.
- a photoelectric conversion film contains a specific compound as a photoelectric conversion material.
- a specific compound is a compound represented by Formula (1).
- AD (1) In formula (1), A represents a group represented by formula (A-1). D represents a group represented by any one of formulas (2) to (4). In addition, two A represent the same group.
- * represents a bonding position.
- RB represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
- C 1 represents a cyclic group containing two or more carbon atoms as ring member atoms and optionally having a substituent.
- R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
- R Z2 and R Z3 each independently represent a cyano group, —SO 2 R Z4 , —COOR Z5 or —COR Z6 .
- R Z4 to R Z6 each independently represent an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group.
- RB represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
- the alkyl group may be linear, branched or cyclic, preferably linear.
- the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1-10, more preferably 1-2.
- Examples of the substituent that the alkyl group may have include the substituent W.
- RB is preferably a hydrogen atom.
- C 1 represents a cyclic group containing two or more carbon atoms as ring member atoms and optionally having a substituent.
- C 1 is a cyclic group containing, as ring member atoms, the carbon atom to which Z 1 in formula (A-1) is bonded and the carbon atom adjacent to the carbon atom to which R 1 B is bonded.
- C 1 may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring, and the polycyclic ring may be either a non-fused ring or a condensed ring.
- C 1 can be either aromatic or non-aromatic.
- the total carbon number of C 1 is preferably 2-30, more preferably 5-15.
- the above total carbon number includes the carbon atom to which Z 1 in formula (A-1) is bonded, the carbon atom adjacent to the carbon atom to which R 1 is bonded, and the substituents that C 1 may have.
- C 1 is preferably a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a condensed ring combining them.
- the condensed ring preferably consists of 1 to 4 monocyclic rings, more preferably 1 to 3 monocyclic rings.
- C 1 may have a heteroatom.
- Heteroatoms include, for example, halogen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, oxygen atoms, selenium atoms, tellurium atoms, phosphorus atoms, silicon atoms and boron atoms.
- the heteroatom that C 1 may have may be either as a ring member atom or as a non-ring member atom (for example, a substituent, etc.).
- the heteroatom that C 1 may have is preferably a nitrogen atom, a sulfur atom or an oxygen atom, more preferably a nitrogen atom or an oxygen atom.
- RN represents a hydrogen atom or a substituent.
- the number of heteroatoms that C 1 may have is preferably 0 to 10, more preferably 0 to 5, even more preferably 1 to 4.
- C 1 has a heteroatom, it preferably has a group containing a heteroatom.
- C 1 may have a substituent.
- substituent W preferably a halogen atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, more preferably a halogen atom, a cyano group or a trifluoromethyl group.
- C 1 preferably does not have a ring as a substituent from the viewpoint of excellent photoelectric conversion efficiency. In the above case, the crystallinity of the specific compound can be improved.
- the ring may be either an aromatic ring or a non-aromatic ring.
- That C 1 does not have a ring as a substituent means that it does not have a ring as a part or all of the substituents. In other words, it does not have ring-containing substituents and ring groups. Specifically, C 1 preferably does not have a group containing an aromatic ring such as a benzyl group, a phenyl group and a naphthyl group as a substituent. It is permissible for C 1 itself to be a cyclic group.
- a ring that is usually used as an acidic nucleus in merocyanine dyes is preferred.
- the following (a) to (s) are mentioned.
- pyrazolinone nucleus for example, 1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one, and 1-(2-benzothiazolyl)-3-methyl-2 - pyrazolin-5-ones.
- Isoxazolinone nucleus examples include 3-phenyl-2-isoxazolin-5-one and 3-methyl-2-isoxazolin-5-one.
- oxindole nucleus examples include 1-alkyl-2,3-dihydro-2-oxindole.
- (e) 2,4,6-trioxohexahydropyrimidine nucleus for example, barbituric acid or 2-thiobarbituric acid and derivatives thereof.
- Examples of the above derivatives include 1-alkyl compounds such as 1-methyl and 1-ethyl; 1,3-dialkyl compounds such as 1,3-dimethyl, 1,3-diethyl and 1,3-dibutyl; -diphenyl, 1,3-di(p-chlorophenyl), 1,3-diaryl compounds such as 1,3-di(p-ethoxycarbonylphenyl), 1-alkyl-1- such as 1-ethyl-3-phenyl aryl and 1,3-diheteroaryl such as 1,3-di(2-pyridyl).
- rhodanine 2-thio-2,4-thiazolidinedione nucleus: for example, rhodanine and its derivatives.
- examples of the above derivatives include 3-methylrhodanine, 3-ethylrhodanine, 3-alkylrhodanine such as 3-arylrhodanine, 3-arylrhodanine such as 3-phenylrhodanine, and 3-(2 -pyridyl) rhodanine and 3-heteroaryl rhodanine.
- 2-thio-2,4-oxazolidinedione (2-thio-2,4-(3H,5H)-oxazolidinedione nucleus: for example, 3-ethyl-2-thio-2,4-oxazolidinedione; be done.
- Thianaphthenone nucleus examples thereof include 3(2H)-thianaphthenone-1,1-dioxide.
- 2-thio-2,5-thiazolidinedione core Examples include 3-ethyl-2-thio-2,5-thiazolidinedione.
- 2,4-thiazolidinedione nuclei examples include 2,4-thiazolidinedione, 3-ethyl-2,4-thiazolidinedione and 3-phenyl-2,4-thiazolidinedione.
- Thiazolin-4-one nucleus includes, for example, 4-thiazolinone and 2-ethyl-4-thiazolinone.
- 2,4-imidazolidinedione (hydantoin) core examples include 2,4-imidazolidinedione and 3-ethyl-2,4-imidazolidinedione.
- 2-thio-2,4-imidazolidinedione (2-thiohydantoin) nucleus for example, 2-thio-2,4-imidazolidinedione and 3-ethyl-2-thio-2,4-imidazolidine Dione is mentioned.
- imidazolin-5-one nucleus for example, 2-propylmercapto-2-imidazolin-5-one.
- 3,5-pyrazolidinedione nucleus examples include 1,2-diphenyl-3,5-pyrazolidinedione and 1,2-dimethyl-3,5-pyrazolidinedione.
- benzothiophen-3(2H)-one nucleus for example, benzothiophen-3(2H)-one, oxobenzothiophen-3(2H)-one, and dioxobenzothiophen-3(2H)-one mentioned.
- indanone nuclei examples include 1-indanone, 3-phenyl-1-indanone, 3-methyl-1-indanone, 3,3-diphenyl-1-indanone, and 3,3-dimethyl-1-indanone. be done.
- Benzofuran-3-(2H)-one nucleus examples include benzofuran-3-(2H)-one.
- R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
- R Z2 and R Z3 each independently represent a cyano group, —SO 2 R Z4 , —COOR Z5 or —COR Z6 .
- R Z4 to R Z6 each independently represent an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group.
- Z 1 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom, more preferably an oxygen atom.
- Examples of the substituent represented by R Z1 include groups exemplified for the substituent W.
- R Z2 and R Z3 are preferably cyano groups.
- R Z4 to R Z6 are preferably alkyl groups which may have a substituent.
- substituents that the alkyl group, aryl group and heteroaryl group represented by R Z4 to R Z6 may have include groups exemplified for the substituent W.
- the group represented by formula (A-1) is preferably a group represented by formula (A-2).
- R 1 B represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
- R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent.
- R Z2 and R Z3 each independently represent a cyano group, —SO 2 R Z4 , —COOR Z5 or —COR Z6 .
- R Z4 to R Z6 each independently represent an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group.
- R Z21 to R Z23 each independently represent a cyano group or —COOR Z25 .
- R Z24 and R Z25 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
- R Y1 to R Y6 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
- L represents a single bond or -NR L -.
- RL represents a hydrogen atom or a substituent.
- R B and Z 1 have the same meanings as R B and Z 1 in formula (A-1), respectively, and preferred embodiments are also the same.
- R Z21 to R Z23 each independently represent a cyano group or —COOR Z25 .
- R Z24 and R Z25 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
- R Z21 to R Z23 are preferably cyano groups.
- substituents represented by R Z24 and R Z25 include groups exemplified for the substituent W, an alkyl group optionally having a substituent, an aryl optionally having a substituent An optionally substituted heteroaryl group is preferred, and an optionally substituted alkyl group is more preferred. Further, from the viewpoint of excellent photoelectric conversion efficiency, it is also preferable that the substituents represented by R 24 and R 225 do not have a ring as a substituent. In the above case, the crystallinity of the specific compound can be improved. The significance of having no ring as a substituent is as described above.
- the above alkyl group may be linear, branched or cyclic.
- the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1-10, more preferably 1-3.
- the aryl group and the heteroaryl group may be either monocyclic or polycyclic.
- the aryl group and the heteroaryl group preferably have 6 to 15 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- Examples of substituents that the alkyl group, the aryl group, and the heteroaryl group may have include the groups exemplified for the substituent W.
- R Y1 to R Y6 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
- the substituents represented by R Y1 to R Y6 are an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group. is preferred, and an optionally substituted alkyl group is more preferred.
- R Y3 to R Y5 are preferably alkyl groups which may have a substituent, more preferably unsubstituted alkyl groups.
- the substituents represented by R Y1 to R Y6 do not have a cyclic group as a substituent.
- the crystallinity of the specific compound can be improved.
- the significance of having no ring as a substituent is as described above.
- the alkyl group, the aryl group, and the heteroaryl group include alkyl groups, aryl groups, and heteroaryl groups as substituents represented by R Z24 and R Z25 .
- R Y1 and R Y2 preferably combine to form a ring, and R Y1 and R Y2 combine to form a benzene ring. is more preferable.
- R L represents a single bond or -NR L -.
- RL represents a hydrogen atom or a substituent.
- the substituent represented by R L include groups exemplified for the substituent W, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, or a substituted
- An optionally substituted heteroaryl group is preferred, an optionally substituted alkyl group is more preferred, and an unsubstituted alkyl group is preferred.
- the substituent represented by RL does not have a cyclic group as a substituent. In the above case, the crystallinity of the specific compound can be improved.
- the significance of having no ring as a substituent is as described above.
- the alkyl group, the aryl group, and the heteroaryl group include alkyl groups, aryl groups, and heteroaryl groups as substituents represented by R Z4 and R Z5 above.
- a ring formed by combining -ZYL- and two carbon atoms specified in formula (1) is a five-membered ring Or a combination that forms a 6-membered ring is preferred. Further, as described above, the 5-membered ring or the 6-membered ring may be condensed with another ring (preferably a benzene ring) to form a condensed ring.
- the group represented by formula (A-1) is more preferably a group represented by formula (C-1) or a group represented by formula (C-2).
- * represents a bonding position.
- RB represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
- R c11 represents a hydrogen atom or a substituent.
- R c12 and R c13 each independently represent a cyano group, —SO 2 R c14 , —COOR c15 or —COR c16 .
- R c14 to R c16 each independently represent an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group.
- C3 represents an aromatic ring containing at least two carbon atoms and optionally having a substituent.
- * represents a bonding position.
- RB represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group.
- R c21 represents a hydrogen atom or a substituent.
- R c22 and R c23 each independently represent a cyano group, —SO 2 R c24 , —COOR c25 or —COR c26 .
- R c24 to R c26 each independently represent an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group or an optionally substituted heteroaryl group.
- R c1 and R c2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
- R 1 B has the same meaning as R 1 B in formula (A-1), and preferred embodiments are also the same.
- X c1 and X c2 each have the same meaning as Z 1 in formula (A-1), and the preferred embodiments are also the same.
- C3 represents an aromatic ring containing two or more carbon atoms and optionally having a substituent.
- the number of carbon atoms in the aromatic ring is preferably 5-30, more preferably 5-12, even more preferably 6-8.
- the above number of carbon atoms is a number including two carbon atoms specified in the formula.
- the above aromatic ring may be either monocyclic or polycyclic.
- the aromatic ring may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, preferably an aromatic hydrocarbon ring.
- the aromatic ring is preferably a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring or a pyrene ring, more preferably a benzene ring.
- Examples of the substituent that the aromatic ring may have include the groups exemplified for the substituent W above.
- D represents a group represented by any one of formulas (2) to (4).
- D is preferably a group represented by formula (2) or a group represented by formula (3).
- Ar 1 represents a group represented by any one of formulas (7) to (10). Two Ar 1 's represent the same group.
- one of Ar 2 and Ar 3 represents a group represented by any one of formulas (7) to (10), and the other represents a group represented by any one of formulas (5) to (10). represents the group to be Two Ar 3 's represent the same group.
- Ar 2 and Ar 3 may be the same or different.
- one of Ar 4 and Ar 5 represents a group represented by any one of formulas (7) to (10), and the other represents any of formulas (5) and (6). represents the group to be Two Ar 4 's represent the same group, and two Ar 5 's represent the same group.
- Ar 1 is preferably a group represented by formula (10).
- One of Ar 2 and Ar 3 preferably represents a group represented by formula (10), and the other preferably represents a group represented by either formula (5) or (10). It is preferable that one of Ar 4 and Ar 5 represents a group represented by formula (10) and the other represents a group represented by formula (5).
- the total number of monocyclic rings of one Ar 2 and two Ar 3 is often 4 to 6, preferably 4 to 5, more preferably 4. Specifically, when one Ar 2 represents a benzene ring and two Ar 3 represent a naphthalene ring (there are two monocyclic benzene rings), the total number of monocyclic rings constituting formula (3) is 5.
- R A5 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X61 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A6 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- R A7 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X81 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A8 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X91 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X 101 and X 102 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A10 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- the R A5 may be the same or different.
- X 61 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom.
- the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- R A6 may be the same or different.
- R A7 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- R A7 preferably represents a hydrogen atom.
- the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- R A7 may be the same or different.
- X81 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A8 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X81 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom, more preferably a sulfur atom.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- R A8 is preferably a hydrogen atom. When multiple R A8 are present, R A8 may be the same or different.
- X91 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A9 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X 91 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom, more preferably a sulfur atom.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- R A9 is preferably a hydrogen atom. When multiple RA9s are present, the RA9s may be the same or different.
- X 101 and X 102 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A10 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- X 101 and X 102 are preferably an oxygen atom or a sulfur atom, more preferably a sulfur atom.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
- R A10 is preferably a hydrogen atom. When multiple RA10s are present, the RA10s may be the same or different.
- D preferably contains at least one ring selected from the group consisting of a furan ring, a thiophene ring, a thiazole ring and an oxazole ring, and contains at least one ring selected from the group consisting of a thiophene ring and a thiazole ring. is more preferred.
- Another preferred embodiment of D preferably contains at least one ring selected from the group consisting of a thiophene ring, a furan ring and a thiazole ring, and at least one ring selected from the group consisting of a thiophene ring and a furan ring. It is more preferable to include
- the specific compound it is preferable to include a compound represented by any one of formulas (11) to (38), and the effects of the present invention are more excellent. 17) to formula (19), formula (23) to formula (26) and formula (29) to formula (32). ), Formula (17), Formula (18), Formula (23), Formula (24), Formula (29), and Formula (30). It is particularly preferable to contain the compound represented by or the compound represented by formula (12).
- groups represented by the same notation in formulas (11) to (38) represent the same group. Groups represented by the same notation represent the same group, for example, in X n (n represents an integer of 1 or more) in the following formula, a plurality of X n with the same n It means that they are the same group.
- two X 111 represent the same group
- two Y 111 represent the same group
- two A 11 represent the same group
- two Z 11 represent the same is meant to represent the group of
- the multiple R An may be the same or different.
- X 111 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A11 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 11 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 11 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA11 may be the same or different.
- X121 and X122 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA12 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 12 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA12 may be the same or different.
- X131 and X132 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA13 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 13 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 13 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA13 may be the same or different.
- X141 and X142 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A14 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 14 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 14 represents a group represented by formula (A-1).
- X 151 to X 153 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A15 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 15 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA15 may be the same or different.
- X161 and X162 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A16 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 16 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA16 may be the same or different.
- RA17 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 17 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 17 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA17 may be the same or different.
- R A18 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 18 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA18 may be the same or different.
- R A19 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 19 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 19 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA19 may be the same or different.
- RA20 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 20 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 20 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA20 may be the same or different.
- RA21 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 21 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA21 may be the same or different.
- X221 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA22 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 22 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA22 may be the same or different.
- X231 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA23 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 23 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group. However, RA23 may be the same or different.
- X241 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A24 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 24 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA24 may be the same or different.
- X251 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA25 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 25 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 25 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA25 may be the same or different.
- X261 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A26 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 26 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 26 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA26 may be the same or different.
- X271 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA27 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z27 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 27 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group. However, RA27 may be the same or different.
- X281 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A28 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 28 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 28 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA28 may be the same or different.
- X291 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A29 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 29 represents a group represented by formula (A-1). In addition, groups represented by the same notation represent the same group. However, RA29 may be the same or different.
- X 301 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A30 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 30 represents a group represented by formula (A-1). In addition, groups represented by the same notation represent the same group. However, RA30 may be the same or different.
- X 311 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA31 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 31 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 31 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group. However, RA31 may be the same or different.
- X 321 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A32 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 32 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 32 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA32 may be the same or different.
- X 331 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A33 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 33 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 33 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA33 may be the same or different.
- X 341 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A34 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- Z 34 represents a group represented by formula (5) or a group represented by formula (6).
- a 34 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA34 may be the same or different.
- X 351 and X 352 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA35 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 35 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA35 may be the same or different.
- X 361 and X 362 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A36 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 36 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA36 may be the same or different.
- X 371 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- RA37 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 37 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA37 may be the same or different.
- X 381 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
- R A38 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
- a 38 represents a group represented by formula (A-1).
- groups represented by the same notation represent the same group.
- RA38 may be the same or different.
- X 111 in formula (11) is preferably a group represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 111 is preferably a group represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- Z 11 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 121 and X 122 in formula (12) are preferably groups represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 121 and Y 122 are preferably groups represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- X 131 and X 132 in formula (13) are preferably groups represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 131 and Y 132 are preferably groups represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- Z 13 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 141 and X 142 in formula (14) are preferably groups represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 141 and Y 142 are preferably Y 101 or Y 102 in formula (10).
- Z 14 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 151 to X 153 in formula (15) are preferably groups represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 151 to Y 153 are preferably groups represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- X 161 and X 162 in formula (16) are preferably groups represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 161 and Y 162 are preferably groups represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- Y 163 to Y 165 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- Y 171 to Y 173 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- Z 17 is preferably a group represented by the above formula (5).
- Y 181 to Y 186 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- Y 191 to Y 196 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- Z 19 is preferably a group represented by the above formula (5).
- Y 201 to Y 206 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- Y 211 to Y 219 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- X 221 is preferably a group represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 227 is preferably a group represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- Y 221 to Y 226 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- X 231 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 231 to Y 234 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- X 241 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 241 to Y 244 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- X 251 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 251 to Y 254 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Z 25 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 261 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 261 to Y 264 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- Z 26 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 271 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 271 to Y 274 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Z 27 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 281 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 281 to Y 284 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- Z 28 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 291 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 291 to Y 294 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- X 301 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 301 to Y 304 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- X 311 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 311 to Y 314 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- Z 31 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 321 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 321 to Y 324 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Z 32 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 331 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 331 to Y 334 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- Z 33 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 341 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 341 to Y 344 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Z 34 is preferably a group represented by the above formula (5).
- X 351 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- X 352 is preferably a group represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 351 to Y 354 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Y 355 is preferably a group represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- X 361 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- X 362 is preferably a group represented by X 101 or X 102 in formula (10).
- Y 361 to Y 364 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Y 365 is preferably a group represented by Y 101 or Y 102 in formula (10).
- X 371 is preferably a group represented by X 81 in formula (8).
- Y 371 to Y 374 are preferably groups represented by Y 81 to Y 84 in formula (8).
- Y 375 to Y 377 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- X 381 is preferably a group represented by X 91 in formula (9).
- Y 381 to Y 384 are preferably groups represented by Y 91 to Y 94 in formula (9).
- Y 385 to Y 387 are preferably groups represented by Y 71 to Y 76 in formula (7).
- substituent W examples include halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms), alkyl groups, alkenyl groups (including cycloalkenyl groups and bicycloalkenyl groups), alkynyl groups, aryl groups, and heterocyclic rings.
- acyloxy groups include heteroaryl groups, cyano groups, hydroxy groups, nitro groups, alkoxy groups, aryloxy groups, silyloxy groups, heterocyclic oxy groups, acyloxy groups, carbamoyloxy groups, alkoxycarbonyloxy groups, aryloxycarbonyloxy groups , amino group (including anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group , arylthio group, heterocyclicthio group, sulfamoyl group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbam
- the substituent W may be further substituted with a substituent W.
- a substituent W when the substituent W is an alkyl group, it may be an alkyl group further substituted with a halogen atom and having a halogen atom.
- substituent W include those described in paragraph [0023] of JP-A-2007-234651, the contents of which are incorporated herein.
- the alkyl group, the aryl group, and the heteroaryl group that the specific compound may have may be any of the alkyl group X, the aryl group X, and the heteroaryl group X, respectively.
- alkyl group X The number of carbon atoms in the alkyl group X is preferably 1-15, more preferably 1-10, and even more preferably 1-6.
- the alkyl group X may be linear, branched or cyclic. Examples of alkyl group X include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group and cyclopentyl group.
- the alkyl group X may be, for example, a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group, or a tricycloalkyl group, and may have a cyclic structure of these as a partial structure.
- substituents that the alkyl group X may have include groups exemplified for the substituent W, an aryl group (preferably having 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 carbon atoms), a heteroaryl group (preferably has 5 to 18 carbon atoms, more preferably 5 to 6 carbon atoms) or a halogen atom (preferably a fluorine atom or a chlorine atom).
- the aryl group X preferably has 6 to 18 carbon atoms.
- the aryl group X may be either monocyclic or polycyclic.
- As the aryl group X for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group or a fluorenyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable.
- Examples of the substituent that the aryl group X may have include groups exemplified for the substituent W, and an optionally substituted alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms) is preferable, and methyl or i-propyl groups are more preferred.
- the heteroatom possessed by the heteroaryl group X is preferably a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom.
- the heteroaryl group X may be monocyclic or polycyclic.
- the heteroaryl group X preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms.
- the number of heteroatoms possessed by the heteroaryl group X is preferably 1-10, more preferably 1-4, even more preferably 1-2.
- the number of ring members of the heteroaryl group X is preferably 3-8, more preferably 5-7, even more preferably 5-6.
- heteroaryl group X examples include furyl, pyridyl, quinolyl, isoquinolyl, acridinyl, phenanthridinyl, pteridinyl, pyrazinyl, quinoxalinyl, pyrimidinyl, quinazolyl, pyridazinyl, and cinnolinyl.
- substituent that the heteroaryl group X may have include groups exemplified for the substituent W, and an alkyl group or
- the structure of D in the specific compound is linear and the structure of A is planar in that the crystallinity of the specific compound is improved and the photoelectric conversion efficiency is more excellent.
- the structure of D having a linear structure and the structure of A having a planar molecular shape include a specific compound that satisfies the following requirement A and requirement B.
- Requirement A In formula (A-1), R B and R Z1 to R Z3 do not have an aromatic ring group or an alicyclic group, and C 1 does not have an aromatic ring group or an alicyclic group as a substituent. It is permissible for C1 itself to be an aromatic ring group or an alicyclic group.
- Requirement B In formulas (2) to (4), Ar 1 to Ar 5 represent a group represented by formula (5) or a group represented by formula (10). As the specific compound, a compound represented by any one of formulas (11) to (15) is preferable. However, Z 11 , Z 13 and Z 14 each represent a group represented by formula (5), and A 11 to A 15 are limited to cases where Requirement A is satisfied.
- Specific compounds include, for example, compounds obtained by combining D and A below. Specific examples of D are shown below. In the formula, * represents a binding position.
- the molecular weight of the specific compound is not particularly limited, it is preferably 200 or more, more preferably 400 or more.
- the upper limit is preferably 2000 or less, more preferably 1200 or less, and even more preferably 900 or less. If the molecular weight is 900 or less, the vapor deposition temperature does not become high, and decomposition of the compound hardly occurs. If the molecular weight is 400 or more, the glass transition point of the deposited film does not become low, and the heat resistance of the photoelectric conversion element is improved.
- the specific compound has an absolute value of ionization potential in a single film of 5.0 to 6.4 eV in terms of stability when used as a p-type organic semiconductor and energy level matching with an n-type organic semiconductor. It is preferably from 5.5 to 6.2 eV, even more preferably from 5.7 to 6.0 eV.
- the maximum absorption wavelength of the specific compound is preferably in the wavelength range of 400 to 700 nm, more preferably in the wavelength range of 450 to 650 nm, even more preferably in the wavelength range of 450 to 600 nm.
- the maximum absorption wavelength is a value measured in a solution state (solvent: chloroform) after adjusting the concentration of the absorption spectrum of the specific compound so that the absorbance is 0.5 to 1.0.
- solvent chloroform
- a particular compound may be purified if desired.
- the method for purifying the specific compound is not particularly limited, sublimation purification is preferred.
- the content of the specific compound in the photoelectric conversion film is preferably 15 to 75% by volume, and 20 to 60% by volume. % is more preferred, and 25 to 50% by volume is even more preferred.
- the specific compound is particularly useful as a material for photoelectric conversion films used in imaging devices, optical sensors, or photoelectric cells.
- the specific compound often functions as a dye in the photoelectric conversion film.
- the specific compound can also be used as a coloring material, a liquid crystal material, an organic semiconductor material, a charge transport material, a pharmaceutical material, and a fluorescent diagnostic agent material.
- the photoelectric conversion film preferably contains an n-type organic semiconductor in addition to the specific compound.
- the n-type organic semiconductor is a compound different from the above specific compound.
- An n-type organic semiconductor is an acceptor organic semiconductor material (compound), and refers to an organic compound having a property of easily accepting electrons. That is, the n-type organic semiconductor refers to an organic compound having a larger electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. That is, any organic compound can be used as the acceptor organic semiconductor as long as it is an organic compound having an electron-accepting property.
- n-type organic semiconductors include fullerenes selected from the group consisting of fullerenes and derivatives thereof, condensed aromatic carbocyclic compounds (e.g., naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, tetracene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives and fluoranthene derivatives, etc.); 5- to 7-membered heterocyclic compounds having at least one selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom (e.g., pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, quinoxaline) , quinazoline, phthalazine, cinnoline, isoquinoline, pteridine, acridine, phenazine, phenanthroline, tetrazole, pyrazole, imidazole and thiazole
- fullerenes selected from the group consisting of fullerenes and derivatives thereof are preferred.
- Fullerenes include, for example, fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C80, fullerene C82, fullerene C84, fullerene C90, fullerene C96, fullerene C240, fullerene C540 and mixed fullerene.
- Fullerene derivatives include, for example, compounds in which substituents are added to the above fullerenes. The above substituent is preferably an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group. As the fullerene derivative, compounds described in JP-A-2007-123707 are preferred.
- organic dye may be used as the n-type organic semiconductor.
- organic dyes include cyanine dyes, styryl dyes, hemicyanine dyes, merocyanine dyes (including zeromethine merocyanine (simple merocyanine)), rhodacyanine dyes, allopolar dyes, oxonol dyes, hemioxonol dyes, squarium dyes, croconium dyes, Azamethine dyes, coumarin dyes, arylidene dyes, anthraquinone dyes, triphenylmethane dyes, azo dyes, azomethine dyes, metallocene dyes, fluorenone dyes, fulgide dyes, perylene dyes, phenazine dyes, phenothiazine dyes, quinone dyes, diphenylmethane dyes, polyene dyes, Examples include acridine dyes,
- the molecular weight of the n-type organic semiconductor is preferably 200-1200, more preferably 200-900.
- the maximum absorption wavelength of the n-type organic semiconductor is preferably in the range of 400-650 nm, more preferably in the range of 420-550 nm, and even more preferably in the range of 450-500 nm.
- the method for measuring the maximum absorption wavelength the method for measuring the maximum absorption wavelength of the specific compound can be used.
- the photoelectric conversion film preferably has a bulk heterostructure formed by mixing the specific compound and the n-type organic semiconductor.
- a bulk heterostructure is a layer in which a specific compound and an n-type organic semiconductor are mixed and dispersed in a photoelectric conversion film.
- a photoelectric conversion film having a bulk heterostructure can be formed by either a wet method or a dry method. The bulk heterostructure is described in detail in paragraphs [0013] to [0014] of JP-A-2005-303266.
- the difference in electron affinity between the specific compound and the n-type organic semiconductor is preferably 0.1 eV or more.
- the n-type organic semiconductor may be used singly or in combination of two or more.
- the content of the specific compound with respect to the total content of the specific compound and the n-type organic semiconductor is preferably 20 to 80% by volume, more preferably 40 to 80% by volume.
- the content of the specific compound is preferably 15 to 75% by volume, more preferably 35 to 75% by volume.
- the photoelectric conversion film is substantially composed of a specific compound, an n-type organic semiconductor, and, if necessary, a p-type organic semiconductor.
- the total content of the specific compound, the n-type organic semiconductor and the p-type organic semiconductor is 95% by mass or more with respect to the total mass of the photoelectric conversion film. The upper limit is often 100% by mass or less.
- the photoelectric conversion film preferably contains a p-type organic semiconductor in addition to the specific compound. Also, the photoelectric conversion film preferably contains a specific compound, an n-type organic semiconductor and a p-type organic semiconductor.
- the p-type organic semiconductor is a compound different from the above specific compound.
- a p-type organic semiconductor is a donor organic semiconductor material (compound), and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. In other words, the p-type organic semiconductor refers to an organic compound with a smaller ionization potential when two organic compounds are used in contact with each other.
- Examples of p-type organic semiconductors include triarylamine compounds (eg, N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (TPD), 4, 4'-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl ( ⁇ -NPD), compounds described in paragraphs [0128] to [0148] of JP-A-2011-228614, JP-A-2011-176259
- pyrazoline compounds e.g.
- Examples of p-type organic semiconductors include compounds having ionization potentials lower than those of n-type organic semiconductors. If this condition is satisfied, organic dyes exemplified as n-type organic semiconductors can be used. Examples of p-type organic semiconductors include the following compounds.
- the difference in ionization potential between the specific compound and the p-type organic semiconductor is preferably 0.1 eV or more.
- a p-type organic semiconductor may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types.
- a photoelectric conversion film containing a specific compound is a non-luminous film and has characteristics different from those of an organic electroluminescent device (OLED: Organic Light Emitting Diode).
- OLED Organic Light Emitting Diode
- a non-luminous film means a film having a luminous quantum efficiency of 1% or less, preferably 0.5% or less, more preferably 0.1% or less. The lower limit is often 0% or more.
- the maximum absorption wavelength of the photoelectric conversion film is preferably in the wavelength range of 500 to 600 nm, more preferably in the wavelength range of 520 to 580 nm, and even more preferably in the wavelength range of 530 to 565 nm.
- Another preferred embodiment of the maximum absorption wavelength of the photoelectric conversion film is preferably in the wavelength range of 440 to 600 nm, more preferably in the wavelength range of 440 to 580 nm, and further preferably in the wavelength range of 440 to 565 nm. preferable.
- the method for measuring the maximum absorption wavelength the method for measuring the maximum absorption wavelength of the specific compound can be used.
- Examples of a method for forming the photoelectric conversion film include a dry film forming method.
- Examples of dry film formation methods include vapor deposition (especially vacuum vapor deposition), sputtering, ion plating, MBE (Molecular Beam Epitaxy) and other physical vapor deposition methods, and plasma polymerization and other CVD (Chemical Vapor Deposition) method is mentioned, and a vacuum deposition method is preferable.
- the manufacturing conditions such as the degree of vacuum and the vapor deposition temperature can be set according to conventional methods.
- the thickness of the photoelectric conversion film is preferably 10-1000 nm, more preferably 50-800 nm, even more preferably 50-500 nm, and particularly preferably 50-300 nm.
- the photoelectric conversion element preferably has electrodes.
- the electrodes (upper electrode (transparent conductive film) 15 and lower electrode (conductive film) 11) are made of a conductive material. Conductive materials include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Since light is incident from the upper electrode 15, the upper electrode 15 is preferably transparent to light to be detected. Materials constituting the upper electrode 15 include, for example, antimony or fluorine-doped tin oxide (ATO: Antimony Tin Oxide, FTO: Fluorine doped Tin Oxide), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO).
- ATO Antimony Tin Oxide
- FTO Fluorine doped Tin Oxide
- ITO indium tin oxide
- Conductive metal oxides such as Indium Tin Oxide (IZO) and Indium Zinc Oxide (IZO); Metal thin films such as gold, silver, chromium and nickel; Mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides and organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, and conductive metal oxides are preferred from the viewpoint of high conductivity and transparency.
- IZO Indium Tin Oxide
- IZO Indium Zinc Oxide
- Metal thin films such as gold, silver, chromium and nickel
- Mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides and organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, and conductive metal oxides are preferred from the viewpoint of high conductivity and transparency.
- a solid-state imaging device incorporating the photoelectric conversion device according to the present embodiment may have a sheet resistance of 100 to 10000 ⁇ / ⁇ , and the degree of freedom in the range of film thickness that can be reduced is large.
- An increase in light transmittance is preferable because it increases the light absorption in the photoelectric conversion film and increases the photoelectric conversion performance.
- the thickness of the upper electrode 15 is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 20 nm.
- the lower electrode 11 may be transparent or reflect light without transparency.
- Materials constituting the lower electrode 11 include, for example, tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
- metals such as gold, silver, chromium, nickel, titanium, tungsten and aluminum; conductive compounds such as oxides or nitrides of these metals (e.g., titanium nitride (TiN), etc.); and conductive metal oxides; and organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole.
- a method for forming the electrodes can be appropriately selected according to the electrode material. Specific examples include wet methods such as printing methods and coating methods; physical methods such as vacuum deposition methods, sputtering methods and ion plating methods; and chemical methods such as CVD and plasma CVD methods.
- wet methods such as printing methods and coating methods
- physical methods such as vacuum deposition methods, sputtering methods and ion plating methods
- chemical methods such as CVD and plasma CVD methods.
- the electrode material is ITO
- methods such as an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical reaction method (such as a sol-gel method), and application of an indium tin oxide dispersion can be used.
- the photoelectric conversion element preferably has one or more intermediate layers in addition to the photoelectric conversion film between the conductive film and the transparent conductive film.
- the intermediate layer include a charge blocking film. If the photoelectric conversion element has this film, the characteristics (photoelectric conversion efficiency, responsiveness, etc.) of the obtained photoelectric conversion element are more excellent.
- Charge blocking films include, for example, electron blocking films and hole blocking films.
- the electron blocking film is a donor organic semiconductor material (compound), and the above p-type organic semiconductor can be used.
- Polymeric materials can also be used as the electron blocking film. Examples of polymeric materials include polymers such as phenylene vinylene, fluorene, carbazole, indole, pyrene, pyrrole, picoline, thiophene, acetylene and diacetylene, and derivatives thereof.
- the electron blocking film may be composed of a plurality of films.
- the electron blocking film may be composed of an inorganic material.
- an inorganic material has a higher dielectric constant than an organic material. Therefore, when an inorganic material is used for an electron blocking film, a large voltage is applied to the photoelectric conversion film, resulting in a high photoelectric conversion efficiency.
- inorganic materials that can serve as an electron blocking film include calcium oxide, chromium oxide, chromium copper oxide, manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, copper oxide, gallium copper oxide, strontium copper oxide, niobium oxide, molybdenum oxide, and indium oxide. Copper, indium silver oxide and iridium oxide are mentioned.
- the hole-blocking film is an acceptor organic semiconductor material (compound), and the above n-type organic semiconductor can be used. Note that the hole blocking film may be composed of a plurality of films.
- Examples of methods for manufacturing the charge blocking film include a dry film formation method and a wet film formation method.
- Dry film-forming methods include, for example, a vapor deposition method and a sputtering method.
- the vapor deposition method may be either a physical vapor deposition (PVD) method or a chemical vapor deposition (CVD) method, preferably a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method.
- Examples of wet film-forming methods include inkjet methods, spray methods, nozzle printing methods, spin coating methods, dip coating methods, casting methods, die coating methods, roll coating methods, bar coating methods, and gravure coating methods. From the viewpoint of patterning, the inkjet method is preferable.
- the film thickness of the charge blocking film is preferably 3 to 200 nm, more preferably 5 to 100 nm, and still more preferably 5 to 30 nm.
- the photoelectric conversion element may further have a substrate.
- Substrates include, for example, semiconductor substrates, glass substrates, and plastic substrates. Although the position of the substrate is not particularly limited, the conductive film, the photoelectric conversion film and the transparent conductive film are usually laminated in this order on the substrate.
- the photoelectric conversion element may further have a sealing layer.
- the performance of the photoelectric conversion material may be remarkably deteriorated due to the presence of deterioration factors such as water molecules. Therefore, the entire photoelectric conversion film is covered with a sealing layer such as dense ceramics such as metal oxides, metal nitrides or metal oxynitrides, or diamond-like carbon (DLC) that does not allow water molecules to permeate.
- a sealing layer such as dense ceramics such as metal oxides, metal nitrides or metal oxynitrides, or diamond-like carbon (DLC) that does not allow water molecules to permeate.
- the above deterioration can be prevented by sealing.
- the sealing layer is described, for example, in paragraphs [0210] to [0215] of JP-A-2011-082508, the contents of which are incorporated herein.
- An example of an application of a photoelectric conversion element is an imaging element.
- An image pickup device is a device that converts optical information of an image into an electrical signal.
- a plurality of photoelectric conversion devices are arranged in a matrix on the same plane. is converted into an electric signal, and the electric signal can be sequentially output to the outside of the image sensor for each pixel. Therefore, one pixel is composed of one or more photoelectric conversion elements and one or more transistors.
- the photoelectric conversion element include, for example, photoelectric cells and optical sensors, and the photoelectric conversion element of the present invention is preferably used as an optical sensor.
- the photoelectric conversion element may be used alone, or may be used as a line sensor in which the photoelectric conversion elements are linearly arranged or a two-dimensional sensor in which the photoelectric conversion elements are arranged on a plane.
- the present invention also includes inventions relating to specific compounds.
- the photoelectric conversion element is composed of a lower electrode 11, an electron blocking film 16A, a photoelectric conversion film 12, a hole blocking film 16B and an upper electrode 15.
- An electron blocking film 16A (thickness: 30 nm) was formed by depositing by a heating vapor deposition method.
- the evaluation compound, the p-type organic semiconductor material, and the n-type organic semiconductor material shown in Table 1 are vapor-deposited so as to have the component ratio shown in Table 1, thereby forming the photoelectric conversion film 12 having a bulk heterostructure. formed. Furthermore, the following compound (F-2) was deposited on the photoelectric conversion film 12 to form a hole blocking film 16B (thickness: 10 nm). Amorphous ITO was deposited on the hole blocking film 16B by sputtering to form the upper electrode 15 (transparent conductive film) (thickness: 10 nm).
- an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer is formed thereon by an ALCVD (Atomic Layer Chemical Vapor Deposition) method to obtain a photoelectric conversion element. was made.
- Relative ratio of dark current (Highest dark current value among 10 photoelectric conversion elements)/(Lowest dark current value among 10 photoelectric conversion elements)
- Relative ratio of photoelectric conversion efficiency (photoelectric conversion efficiency for light with a wavelength of 460 nm in each example or comparative example) / (photoelectric conversion efficiency for light with a wavelength of 460 nm in Comparative Example 1-1)
- D The relative ratio of photoelectric conversion efficiency is 0.8 or more and less than 1.0
- the relative ratio of photoelectric conversion efficiency is less than 0.8
- Table 1 shows the evaluation results. In the table, each notation indicates the following.
- the columns of “Formula (11) to Formula (38)” show the formulas to which the specific compounds correspond.
- the column “Number of monocyclic rings of D” indicates the total number of monocyclic rings constituting D. The definition of the total number of monocyclic rings constituting D is as described above.
- the column “Number of X groups in D” indicates the number of X groups that D has. X groups are as described above.
- the "Number of Y groups in A” column shows the number of Y groups that A has. The Y group is as described above.
- the number of Y groups above indicates the number of Y groups in any one of the two A's possessed by the specific compound.
- the number of Y groups above indicates the number of Y groups in one A, not the total number of Y groups in a specific compound. Specifically, the total number of Y groups in compound (B-1) is four, and the above “number of Y groups in A" is two.
- the structure of D is linear in the specific compound, and the structure of A indicates that the molecular shape has planarity. If B, other molecules Indicates shape.
- the linear shape is as described above.
- the photoelectric conversion element of the present invention can achieve the effects of the present invention. It was confirmed that the effect of the present invention is more excellent when the number of monocyclic rings of D is 4 to 5 (preferably 4) (Examples 1-1 to 1-45 and Examples 1-46 to 1- 53). Further, from the same comparison, the specific compound is any of formula (11) ⁇ formula (13), formula (17) ⁇ formula (19), formula (23) ⁇ formula (26) and formula (29) ⁇ formula (32) A compound represented by (preferably formula (11), formula (12), formula (17), formula (18), formula (23), formula (24), formula (29) and formula (30) It was confirmed that the effect of the present invention is more excellent when the compound represented by any of the above is included.
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Abstract
Description
本明細書において、「暗電流のばらつきが小さい」とは、同一の条件(例えば、材料、含有量及び製法等)で複数の光電変換素子を作製して各光電変換素子の暗電流を測定した際に、全光電変換素子のうち暗電流の最低値に対する、全光電変換素子のうち暗電流の最高値の比(全光電変換素子のうち暗電流の最高値/全光電変換素子のうち暗電流の最低値)が小さいことを意味する。つまり、暗電流のばらつきが小さい場合、同等の暗電流性能を有する光電変換素子を安定的に得られることを示す。
導電性膜、光電変換膜及び透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、
上記光電変換膜が、後述する式(1)で表される化合物を含む、光電変換素子。
〔2〕
上記式(1)で表される化合物が、後述する式(11)~後述する式(38)のいずれかで表される化合物を含む、〔1〕に記載の光電変換素子。
〔3〕
上記式(1)で表される化合物が、上記式(11)~上記式(13)、上記式(17)~上記式(19)、上記式(23)~上記式(26)及び上記式(29)~上記式(32)のいずれかで表される化合物を含む、〔2〕に記載の光電変換素子。
〔4〕
上記式(1)で表される化合物が、上記式(11)、上記式(12)、上記式(17)、上記式(18)、上記式(23)、上記式(24)、上記式(29)及び上記式(30)のいずれかで表される化合物を含む、〔3〕に記載の光電変換素子。
〔5〕
上記式(1)で表される化合物が、上記式(11)で表される化合物又は上記式(12)で表される化合物を含む、〔4〕に記載の光電変換素子。
〔6〕
Dが、フラン環、チオフェン環、チアゾール環及びオキサゾール環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含む、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔7〕
Dが-N=、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基からなる群から選択される原子又は基を2つ又は4つ有するか、及び、Aが-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基及びチオカルボニル基からなる群から選択される原子又は基を3~4つ有するか、の少なくとも一方である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔8〕
上記式(1)で表される化合物の分子量が、900以下である、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔9〕
上記光電変換膜が、更にn型有機半導体を含む、〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔10〕
上記n型有機半導体が、フラーレン及びその誘導体からなる群から選択されるフラーレン類を含む、〔9〕に記載の光電変換素子。
〔11〕
上記光電変換膜が、更にp型有機半導体を含む、〔1〕~〔10〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔12〕
上記光電変換膜が、更に色素を含む、〔1〕~〔11〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔13〕
上記導電性膜と上記透明導電性膜の間に、上記光電変換膜の他に1種以上の中間層を有する、〔1〕~〔12〕のいずれか1つに記載の光電変換素子。
〔14〕
〔1〕~〔13〕のいずれか1つに記載の光電変換素子を有する、撮像素子。
〔15〕
〔1〕~〔13〕のいずれか1つに記載の光電変換素子を有する、光センサ。
〔16〕
後述する式(1)で表される化合物。
〔17〕
後述する式(11)~後述する式(38)のいずれかで表される化合物を含む、〔16〕に記載の化合物。
〔18〕
上記式(11)~上記式(13)、上記式(17)~上記式(19)、上記式(23)~上記式(26)及び上記式(29)~上記式(32)のいずれかで表される化合物である、〔17〕に記載の化合物。
〔19〕
上記式(11)、上記式(12)、上記式(17)、上記式(18)、上記式(23)、上記式(24)、上記式(29)及び上記式(30)のいずれかで表される化合物をである、〔18〕に記載の化合物。
〔20〕
上記式(11)で表される化合物又は上記式(12)で表される化合物である、〔19〕に記載の化合物。
〔21〕
Dが、フラン環、チオフェン環、チアゾール環及びオキサゾール環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含む、〔16〕~〔20〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔22〕
Dが-N=、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基からなる群から選択される原子又は基を2つ又は4つ有するか、及び、Aが-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基及びチオカルボニル基からなる群から選択される原子又は基を3~4つ有するか、の少なくとも一方である、〔16〕~〔21〕のいずれか1つに記載の化合物。
〔23〕
上記式(1)で表される化合物の分子量が、900以下である、〔16〕~〔22〕のいずれか1つに記載の化合物。
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、水素原子は、軽水素原子及び重水素原子(例えば、二重水素原子等)であってもよい。
本発明の光電変換素子は、導電性膜、光電変換膜及び透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、光電変換膜が、式(1)で表される化合物(以下、「特定化合物」ともいう。)を含む。
本発明の構成である場合に所望の効果が得られる機構は明らかではないが、本発明者ら以下のように推測している。Aで表される基及びDで表される基を両方有する特定化合物は、特定化合物の結晶性等の諸性能に優れるために、暗電流のばらつきが小さく、かつ、光電変換効率にも優れると推測している。
以下、暗電流のばらつきがより小さいこと、及び、光電変換効率がより優れることの少なくとも一方の効果が得られることを「本発明の効果がより優れる」ともいう。
図1に示す光電変換素子10aは、下部電極として機能する導電性膜(以下、「下部電極」ともいう。)11と、電子ブロッキング膜16Aと、特定化合物を含む光電変換膜12と、上部電極として機能する透明導電性膜(以下、「上部電極」ともいう。)15とがこの順に積層された構成を有する。
図2に別の光電変換素子の構成例を示す。図2に示す光電変換素子10bは、下部電極11上に、電子ブロッキング膜16Aと、光電変換膜12と、正孔ブロッキング膜16Bと、上部電極15とがこの順に積層された構成を有する。なお、図1及び図2中の電子ブロッキング膜16A、光電変換膜12及び正孔ブロッキング膜16Bの積層順は、用途及び特性に応じて、適宜変更してもよい。
また、光電変換素子10a又は10bを使用する場合は、電圧を印加できる。この場合、下部電極11と上部電極15とが一対の電極をなし、この一対の電極間に、1×10-5~1×107V/cmの電圧を印加することが好ましい。性能及び消費電力の点から、印加される電圧としては、1×10-4~1×107V/cmがより好ましく、1×10-3~5×106V/cmが更に好ましい。
なお、電圧印加方法については、図1及び図2において、電子ブロッキング膜16A側が陰極となり、光電変換膜12側が陽極となるように印加することが好ましい。光電変換素子10a又は10bを光センサとして使用した場合、また、撮像素子に組み込んだ場合も、同様の方法により電圧を印加できる。
後段で詳述するように、光電変換素子10a又は10bは、撮像素子用途に好適に適用できる。
以下に、本発明の光電変換素子を構成する各層の形態について詳述する。
光電変換素子は、光電変換膜を有する。
光電変換膜は、光電変換材料として特定化合物を含む。
特定化合物は、式(1)中、RBが結合する炭素原子とそれに隣接する炭素原子とで構成されるC=C二重結合に基づいて区別され得る幾何異性体を含む。つまり、上記C=C二重結合に基づいて区別されるシス体及びトランス体は、いずれも式(1)で表される化合物に含まれる。
A-D-A (1)
式(1)中、Aは、式(A-1)で表される基を表す。Dは、式(2)~式(4)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAは、同一の基を表す。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。
上記アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~2がより好ましい。
上記アルキル基が有し得る置換基としては、例えば、置換基Wが挙げられる。
RBとしては、水素原子が好ましい。
C1は、環員原子として、式(A-1)中のZ1が結合する炭素原子と、RBが結合する炭素原子に隣接する炭素原子とを含む環基である。
C1は単環及び多環のいずれであってもよく、上記多環は非縮合環及び縮合環のいずれであってもよい。
C1は、芳香族性及び非芳香族性のいずれであってもよい。
C1の合計炭素数は、2~30が好ましく、5~15がより好ましい。なお、上記合計炭素数は、式(A-1)中のZ1が結合する炭素原子、RBが結合する炭素原子に隣接する炭素原子、及び、C1が有し得る置換基を含む値である。
C1としては、5員環、6員環、又は、それらを組み合わせた縮合環が好ましい。上記縮合環としては、1~4つの単環から構成されることが好ましく、1~3つの単環から構成されることがより好ましい。
C1が有し得るヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子又は酸素原子が好ましく、窒素原子又は酸素原子がより好ましい。上記窒素原子としては、-NRN-又は-N=が好ましく、-N=がより好ましい。RNは、水素原子又は置換基を表す。
C1が有し得るヘテロ原子の数は、0~10が好ましく、0~5がより好ましく、1~4が更に好ましい。
C1がヘテロ原子を有する場合、C1は、ヘテロ原子を含む基を有することが好ましい。上記ヘテロ原子を含む基としては、-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基又はチオカルボニル基が好ましい。
また、光電変換効率が優れる点で、C1は、置換基として環を有さないことも好ましい。上記である場合、特定化合物の結晶性が向上し得る。上記環としては、芳香族環及び非芳香族環のいずれであってもよい。
C1が置換基として環を有さないとは、置換基の一部又は全部として環を有さないことを意味する。換言すると、環を有する置換基及び環基を有さない。具体的には、C1は、置換基として、ベンジル基、フェニル基及びナフチル基等の芳香環を含む基を有さないことが好ましい。なお、C1自体が環基であることは、許容される。
(a)1,3-ジカルボニル核:例えば、1,3-インダンジオン核、1,3-シクロヘキサンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、及び1,3-ジオキサン-4,6-ジオンが挙げられる。
(b)ピラゾリノン核:例えば、1-フェニル-2-ピラゾリン-5-オン、3-メチル-1-フェニル-2-ピラゾリン-5-オン、及び1-(2-ベンゾチアゾリル)-3-メチル-2-ピラゾリン-5-オンが挙げられる。
(c)イソオキサゾリノン核:例えば、3-フェニル-2-イソオキサゾリン-5-オン、及び3-メチル-2-イソオキサゾリン-5-オンが挙げられる。
(d)オキシインドール核:例えば、1-アルキル-2,3-ジヒドロ-2-オキシインドールが挙げられる。
(e)2,4,6-トリオキソヘキサヒドロピリミジン核:例えば、バルビツール酸又は2-チオバルビツール酸及びその誘導体が挙げられる。上記誘導体としては、例えば、1-メチル、1-エチル等の1-アルキル体、1,3-ジメチル、1,3-ジエチル、1,3-ジブチル等の1,3-ジアルキル体、1,3-ジフェニル、1,3-ジ(p-クロロフェニル)、1,3-ジ(p-エトキシカルボニルフェニル)等の1,3-ジアリール体、1-エチル-3-フェニル等の1-アルキル-1-アリール体及び1,3-ジ(2―ピリジル)等の1,3-ジヘテロアリール体が挙げられる。
(f)2-チオ-2,4-チアゾリジンジオン核:例えば、ローダニン及びその誘導体が挙げられる。上記誘導体としては、例えば、3-メチルローダニン、3-エチルローダニン、3-アリルローダニン等の3-アルキルローダニン、3-フェニルローダニン等の3-アリールローダニン、及び3-(2-ピリジル)ローダニン等の3-ヘテロアリールローダニンが挙げられる。
(g)2-チオ-2,4-オキサゾリジンジオン(2-チオ-2,4-(3H,5H)-オキサゾールジオン核:例えば、3-エチル-2-チオ-2,4-オキサゾリジンジオンが挙げられる。
(h)チアナフテノン核:例えば、3(2H)-チアナフテノン-1,1-ジオキサイド等が挙げられる。
(i)2-チオ-2,5-チアゾリジンジオン核:例えば、3-エチル-2-チオ-2,5-チアゾリジンジオンが挙げられる。
(j)2,4-チアゾリジンジオン核:例えば、2,4-チアゾリジンジオン、3-エチル-2,4-チアゾリジンジオン及び3-フェニル-2,4-チアゾリジンジオンが挙げられる。
(k)チアゾリン-4-オン核:例えば、4-チアゾリノン及び2-エチル-4-チアゾリノンが挙げられる。
(l)2,4-イミダゾリジンジオン(ヒダントイン)核:例えば、2,4-イミダゾリジンジオン、及び3-エチル-2,4-イミダゾリジンジオンが挙げられる。
(m)2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオン(2-チオヒダントイン)核:例えば、2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオン及び3-エチル-2-チオ-2,4-イミダゾリジンジオンが挙げられる。
(n)イミダゾリン-5-オン核:例えば、2-プロピルメルカプト-2-イミダゾリン-5-オンが挙げられる。
(o)3,5-ピラゾリジンジオン核:例えば、1,2-ジフェニル-3,5-ピラゾリジンジオン、及び1,2-ジメチル-3,5-ピラゾリジンジオンが挙げられる。
(p)ベンゾチオフェン-3(2H)-オン核:例えば、ベンゾチオフェン-3(2H)-オン、オキソベンゾチオフェン-3(2H)-オン、及びジオキソベンゾチオフェンー3(2H)-オンが挙げられる。
(q)インダノン核:例えば、1-インダノン、3-フェニル-1-インダノン、3-メチル-1-インダノン、3,3-ジフェニル-1-インダノン、及び3,3-ジメチル-1-インダノンが挙げられる。
(r)ベンゾフラン-3-(2H)-オン核:例えば、ベンゾフラン-3-(2H)-オンが挙げられる。
(s)2,2-ジヒドロフェナレン-1,3-ジオン核が挙げられる。
Z1としては、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
RZ1で表される置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられる。
RZ2及びRZ3としては、シアノ基が好ましい。
RZ4~RZ6としては、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。RZ4~RZ6で表されるアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基が有し得る置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられる。
Zとしては、-CO-、-C(=CRZ21RZ22)-、-SO2-、-NRZ23-又は-CRZ24=が好ましく、-CO-がより好ましい。
RZ21~RZ23としては、シアノ基が好ましい。
RZ24及びRZ25で表される置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられ、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基が好ましく、置換基を有していてもよいアルキル基がより好ましい。また、光電変換効率が優れる点で、RZ24及びRZ25で表される置換基は、置換基として環を有さないことも好ましい。上記である場合、特定化合物の結晶性が向上し得る。置換基として環を有さないことの意義については、上述したとおりである。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
上記アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~3がより好ましい。
上記アリール基及び上記ヘテロアリール基は、単環及び多環のいずれであってもよい。
上記アリール基及び上記ヘテロアリール基の炭素数は、6~15が好ましく、6~12がより好ましい。
上記アルキル基、上記アリール基及び上記ヘテロアリール基が有し得る置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられる。
RY1~RY6で表される置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基が好ましく、置換基を有していてもよいアルキル基がより好ましい。また、RY3~RY5としては、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、無置換のアルキル基がより好ましい。また、光電変換効率が優れる点で、RY1~RY6で表される置換基は、置換基として環基を有さないことも好ましい。上記である場合、特定化合物の結晶性が向上し得る。置換基として環を有さないことの意義については、上述したとおりである。
上記アルキル基、上記アリール基及び上記ヘテロアリール基としては、上記RZ24及び上記RZ25で表される置換基としてのアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基が挙げられる。
また、Yが-CRY1=CRY2-を表す場合、RY1とRY2とが互いに結合して環を形成することが好ましく、RY1とRY2とが互いに結合してベンゼン環を形成することがより好ましい。
RLで表される置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられ、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基が好ましく、置換基を有していてもよいアルキル基がより好ましく、無置換のアルキル基が好ましい。また、光電変換効率が優れる点で、RLで表される置換基は、置換基として環基を有さないことも好ましい。上記である場合、特定化合物の結晶性が向上し得る。置換基として環を有さないことの意義については、上述したとおりである。
上記アルキル基、上記アリール基及び上記ヘテロアリール基としては、上記RZ4及び上記RZ5で表される置換基としてのアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基が挙げられる。
式(C-2)中、*は、結合位置を表す。RBは、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Xc3~Xc5は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、=NRc21又は=CRc22Rc23を表す。Rc21は、水素原子又は置換基を表す。Rc22及びRc23は、それぞれ独立に、シアノ基、-SO2Rc24、-COORc25又は-CORc26を表す。Rc24~Rc26は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。Rc1及びRc2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。
C3は、2以上の炭素原子を含み、置換基を有していてもよい芳香環を表す。
上記芳香環の炭素数は、5~30が好ましく、5~12がより好ましく、6~8が更に好ましい。なお、上記炭素数は式中に明示される2つの炭素原子を含む数である。
上記芳香環は、単環及び多環のいずれであってもよい。
上記芳香環は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のいずれであってもよく、芳香族炭化水素環が好ましい。上記芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環又はピレン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。上記芳香環が有し得る置換基としては、例えば、上記置換基Wで例示される基が挙げられる。
Dとしては、式(2)で表される基又は式(3)で表される基が好ましい。
式(2)中、Ar1は、式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr1は、同一の基を表す。
式(3)中、Ar2及びAr3の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr3は、同一の基を表す。Ar2及びAr3は、同一又は異なっていてもよい。
式(4)中、Ar4及びAr5の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)及び式(6)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr4は同一の基を表し、2つのAr5は同一の基を表す。
Ar2及びAr3の一方は、式(10)で表される基を表し、他方は式(5)及び式(10)のいずれかで表される基を表すことが好ましい。
Ar4及びAr5の一方は式(10)で表される基を表し、他方は式(5)で表される基を表すことが好ましい。
式(3)中、1つのAr2及び2つのAr3の合計単環数は、4~6の場合が多く、4~5が好ましく、4がより好ましい。具体的には、1つのAr2がベンゼン環を表し、2つのAr3がナフタレン環(単環であるベンゼン環が2つ存在する)を表す場合、式(3)を構成する合計単環数は5である。
特定化合物中における式(5)~式(10)で表される基の結合方向は、上記に示す結合方向及び上記と反対の結合方向のいずれであってもよい。具体的には、式(2)中の2つのAr1が式(9)で表される基を表す場合、式(2)は式(2A)で表される基及び式(2B)で表される基のいずれであってもよい。なお、結合方向は、以下の式(2A)及び式(2B)の態様に制限されない。
式(6)中、X61は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y61及びY62は、それぞれ独立に、-CRA6=又は窒素原子を表す。RA6は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(7)中、Y71~Y76は、それぞれ独立に、-CRA7=又は窒素原子を表す。RA7は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(8)中、X81は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y81~Y84は、それぞれ独立に、-CRA8=又は窒素原子を表す。RA8は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(9)中、X91は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y91~Y94は、それぞれ独立に、-CRA9=又は窒素原子を表す。RA9は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(10)中、X101及びX102は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y101及びY102は、それぞれ独立に、-CRA10=又は窒素原子を表す。RA10は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
Y51~Y54のうち少なくとも1つは-CRA5=を表し、RA5はハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表すことが好ましく、Y51~Y54のうち1又は2つは-CRA5=を表し、RA5はハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表すことがより好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
複数のRA5が存在する場合、RA5同士は、同一又は異なっていてもよい。
Y61及びY62の一方は-CH=を表し、他方は-CRA6=又は窒素原子を表しRA6はハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表すことが好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
複数のRA6が存在する場合、RA6同士は、同一又は異なっていてもよい。
Y71~Y76としては、-CRA7=が好ましい。RA7は、水素原子を表すことが好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
複数のRA7が存在する場合、RA7同士は、同一又は異なっていてもよい。
X81としては、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。
Y81~Y84は-CH=又は窒素原子を表すことが好ましく、Y81~Y84の全てが-CH=を表すか、又は、Y81が窒素原子を表しY82~Y84が-CH=を表すことがより好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
RA8としては、水素原子が好ましい。
複数のRA8が存在する場合、RA8同士は、同一又は異なっていてもよい。
X91としては、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。
Y91~Y94は-CH=又は窒素原子を表すことが好ましく、Y91~Y94の全てが-CH=を表すか、又は、Y91が窒素原子を表しY92~Y94が-CH=を表すことがより好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
RA9としては、水素原子が好ましい。
複数のRA9が存在する場合、RA9同士は、同一又は異なっていてもよい。
X101及びX102としては、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。
Y101及びY102としては、-CH=又は窒素原子が好ましく、窒素原子がより好ましい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
RA10としては、水素原子が好ましい。
複数のRA10が存在する場合、RA10同士は、同一又は異なっていてもよい。
Dの別の好適態様は、チオフェン環、フラン環及びチアゾール環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含むことが好ましく、チオフェン環及びフラン環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含むことがより好ましい。
後述するとおり、式(11)~式(38)中、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。同一の表記で表される基が同一の基を表すとは、例えば、下記式中のXn(nは、1以上の整数を表す。)において、同一のnである複数のXnは、同一の基であることを意味する。具体的には、式(11)中、2つのX111は同一の基を表し、2つのY111は同一の基を表し、2つのA11は同一の基を表し、2つのZ11は同一の基を表すことを意味する。
ただし、同一の式中に、複数RAn(nは、1以上の整数を表す。)が存在する場合、複数のRAn同士は、同一又は異なっていてもよい。
式(12)中、X121及びX122は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y121及びY122は、それぞれ独立に、-CRA12=又は窒素原子を表す。RA12は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A12は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA12は、同一又は異なっていてもよい。
式(13)中、X131及びX132は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y131及びY132は、それぞれ独立に、-CRA13=又は窒素原子を表す。RA13は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z13は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A13は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA13は、同一又は異なっていてもよい。
式(14)中、X141及びX142は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y141及びY142は、それぞれ独立に、-CRA14=又は窒素原子を表す。RA14は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z14は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A14は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA14は、同一又は異なっていてもよい。
式(15)中、X151~X153は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y151~Y153は、それぞれ独立に、-CRA15=又は窒素原子を表す。RA15は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A15は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA15は、同一又は異なっていてもよい。
式(16)中、X161及びX162は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y161~Y165は、それぞれ独立に、-CRA16=又は窒素原子を表す。RA16は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A16は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA16は、同一又は異なっていてもよい。
式(17)中、Y171~Y173は、それぞれ独立に、-CRA17=又は窒素原子を表す。RA17は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z17は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A17は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA17は、同一又は異なっていてもよい。
式(18)中、Y181~Y186は、それぞれ独立に、-CRA18=又は窒素原子を表す。RA18は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A18は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA18は、同一又は異なっていてもよい。
式(19)中、Y191~Y196は、それぞれ独立に、-CRA19=又は窒素原子を表す。RA19は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z19は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A19は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA19は、同一又は異なっていてもよい。
式(20)中、Y201~Y206は、それぞれ独立に、-CRA20=又は窒素原子を表す。RA20は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z20は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A20は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA20は、同一又は異なっていてもよい。
式(21)中、Y211~Y219は、それぞれ独立に、-CRA21=又は窒素原子を表す。RA21は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A21は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA21は、同一又は異なっていてもよい。
式(22)中、X221は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y221~Y226は、それぞれ独立に、-CRA22=又は窒素原子を表す。RA22は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A22は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA22は、同一又は異なっていてもよい。
式(23)中、X231は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y231~Y234は、それぞれ独立に、-CRA23=又は窒素原子を表す。RA23は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A23は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA23は、同一又は異なっていてもよい。
式(24)中、X241は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y241~Y244は、それぞれ独立に、-CRA24=又は窒素原子を表す。RA24は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A24は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA24は、同一又は異なっていてもよい。
式(25)中、X251は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y251~Y254は、それぞれ独立に、-CRA25=又は窒素原子を表す。RA25は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z25は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A25は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA25は、同一又は異なっていてもよい。
式(26)中、X261は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y261~Y264は、それぞれ独立に、-CRA26=又は窒素原子を表す。RA26は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z26は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A26は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA26は、同一又は異なっていてもよい。
式(27)中、X271は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y271~Y274は、それぞれ独立に、-CRA27=又は窒素原子を表す。RA27は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z27は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A27は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA27は、同一又は異なっていてもよい。
式(28)中、X281は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y281~Y284は、それぞれ独立に、-CRA28=又は窒素原子を表す。RA28は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z28は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A28は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA28は、同一又は異なっていてもよい。
式(29)中、X291は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y291~Y294は、それぞれ独立に、-CRA29=又は窒素原子を表す。RA29は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A29は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA29は、同一又は異なっていてもよい。
式(30)中、X301は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y301~Y304は、それぞれ独立に、-CRA30=又は窒素原子を表す。RA30は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A30は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA30は、同一又は異なっていてもよい。
式(31)中、X311は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y311~Y314は、それぞれ独立に、-CRA31=又は窒素原子を表す。RA31は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z31は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A31は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA31は、同一又は異なっていてもよい。
式(32)中、X321は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y321~Y324は、それぞれ独立に、-CRA32=又は窒素原子を表す。RA32は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z32は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A32は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA32は、同一又は異なっていてもよい。
式(33)中、X331は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y331~Y334は、それぞれ独立に、-CRA33=又は窒素原子を表す。RA33は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z33は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A33は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA33は、同一又は異なっていてもよい。
式(34)中、X341は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y341~Y344は、それぞれ独立に、-CRA34=又は窒素原子を表す。RA34は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z34は、式(5)で表される基又は式(6)で表される基を表す。A34は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA34は、同一又は異なっていてもよい。
式(35)中、X351及びX352は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y351~Y355は、それぞれ独立に、-CRA35=又は窒素原子を表す。RA35は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A35は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA35は、同一又は異なっていてもよい。
式(36)中、X361及びX362は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y361~Y365は、それぞれ独立に、-CRA36=又は窒素原子を表す。RA36は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A36は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA36は、同一又は異なっていてもよい。
式(37)中、X371は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y371~Y377は、それぞれ独立に、-CRA37=又は窒素原子を表す。RA37は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A37は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA37は、同一又は異なっていてもよい。
式(38)中、X381は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y381~Y387は、それぞれ独立に、-CRA38=又は窒素原子を表す。RA38は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A38は、式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA38は、同一又は異なっていてもよい。
Y111としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Z11としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y121及びY122としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Y131及びY132としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Z13としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y141及びY142としては、式(10)中のY101又はY102が好ましい。
Z14としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y151~Y153としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Y161及びY162としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Y163~Y165としては、式(7)中のY71~Y76で表される基が好ましい。
Z17としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Z19としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y227としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Y221~Y226としては、式(7)中のY71~Y76で表される基が好ましい。
Y231~Y234としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Y241~Y244としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Y251~Y254としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Z25としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y261~Y264としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Z26としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y271~Y274としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Z27としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y281~Y284としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Z28としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y291~Y294としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Y301~Y304としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Y311~Y314としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Z31としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y321~Y324としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Z32としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y331~Y334としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Z33としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
Y341~Y344としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Z34としては、上述した式(5)で表される基が好ましい。
X352としては、式(10)中のX101又はX102で表される基が好ましい。
Y351~Y354としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Y355としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
X362としては、式(10)中のX101又はX102で表される基が好ましい。
Y361~Y364としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Y365としては、式(10)中のY101又はY102で表される基が好ましい。
Y371~Y374としては、式(8)中のY81~Y84で表される基が好ましい。
Y375~Y377としては、式(7)中のY71~Y76で表される基が好ましい。
Y381~Y384としては、式(9)中のY91~Y94で表される基が好ましい。
Y385~Y387としては、式(7)中のY71~Y76で表される基が好ましい。
置換基Wとしては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等)、アルキル基、アルケニル基(シクロアルケニル基及びビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロアリール基を含む)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH)2)、スルホ基、カルボン酸基、リン酸基、ホスホニル基、ホスホリル基、モノ硫酸エステル基、モノリン酸エステル基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基及びホウ酸基が挙げられる。
置換基Wは、更に置換基Wで置換されていてもよい。例えば、置換基Wがアルキル基である場合、更にハロゲン原子が置換され、ハロゲン原子を有するアルキル基であってもよい。
置換基Wとしては、例えば、特開2007-234651号公報の段落[0023]に記載の置換基Wが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
アルキル基Xの炭素数は、1~15が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
アルキル基Xとしては、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
アルキル基Xとしては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基及びシクロペンチル基が挙げられる。
また、アルキル基Xは、例えば、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基及びトリシクロアルキル基であってもよく、これらの環状構造を部分構造として有していてもよい。
アルキル基Xが有し得る置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられ、アリール基(好ましくは炭素数6~18、より好ましくは炭素数6)、ヘテロアリール基(好ましくは炭素数5~18、より好ましくは炭素数5~6)又はハロゲン原子(好ましくはフッ素原子又は塩素原子)が好ましい。
アリール基Xの炭素数は、炭素数6~18が好ましい。
アリール基Xは、単環及び多環のいずれであってもよい。
アリール基Xとしては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基又はフルオレニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
アリール基Xが有し得る置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられ、置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1~10)が好ましく、メチル基又はi-プロピル基がより好ましい。
ヘテロアリール基Xは、単環及び多環のいずれであってもよい。
ヘテロアリール基Xの炭素数は、3~18が好ましく、3~5がより好ましい。
ヘテロアリール基Xが有するヘテロ原子の数は、1~10が好ましく、1~4がより好ましく、1~2が更に好ましい。
ヘテロアリール基Xの環員数は、3~8が好ましく、5~7がより好ましく、5~6が更に好ましい。
ヘテロアリール基Xとしては、例えば、フリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、プテリジニル基、ピラジニル基、キノキサリニル基、ピリミジニル基、キナゾリル基、ピリダジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、トリアジニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、インダゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ピロリル基、インドリル基、イミダゾピリジニル基及びカルバゾリル基が挙げられる。
ヘテロアリール基Xが有し得る置換基としては、例えば、置換基Wで例示される基が挙げられ、アルキル基又はアリール基が好ましい。
要件A:式(A-1)中、RB及びRZ1~RZ3が芳香環基及び脂環基を有さず、C1が置換基として芳香環基及び脂環基を有さない。なお、C1自体が芳香環基又は脂環基であることは許容される。
要件B:式(2)~式(4)中、Ar1~Ar5が、式(5)で表される基又は式(10)で表される基を表す。
上記特定化合物としては、式(11)~式(15)のいずれかで表される化合物が好ましい。ただし、Z11、Z13及びZ14は式(5)で表される基を表し、A11~A15は要件Aを満たす場合に限られる。
以下、Dについての具体例を示す。式中、*は、結合位置を表す。
上記極大吸収波長は、特定化合物の吸収スペクトルを吸光度が0.5~1.0になる程度の濃度に調整して溶液状態(溶剤:クロロホルム)で測定した値である。ただし、特定化合物がクロロホルムに溶解しない場合、特定化合物を蒸着し、膜状態にした特定化合物を用いて測定した値を特定化合物の極大吸収波長とする。
特定化合物の精製方法は特に制限されないが、昇華精製が好ましい。
光電変換膜中の特定化合物の含有量(=(特定化合物の単層換算での膜厚)/(光電変換膜の膜厚)×100)は、15~75体積%が好ましく、20~60体積%がより好ましく、25~50体積%が更に好ましい。
光電変換膜は、上記特定化合物以外に、n型有機半導体を含むことが好ましい。
n型有機半導体は、上記特定化合物とは異なる化合物である。
n型有機半導体は、アクセプター性有機半導体材料(化合物)であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。つまり、n型有機半導体は、2つの有機化合物を接触させて用いた場合に電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。つまり、アクセプター性有機半導体としては、電子受容性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
フラーレンとしては、例えば、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC80、フラーレンC82、フラーレンC84、フラーレンC90、フラーレンC96、フラーレンC240、フラーレンC540及びミックスドフラーレンが挙げられる。
フラーレン誘導体は、例えば、上記フラーレンに置換基が付加した化合物が挙げられる。上記置換基としては、アルキル基、アリール基又は複素環基が好ましい。フラーレン誘導体としては、特開2007-123707号公報に記載の化合物が好ましい。
有機色素としては、例えば、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素(ゼロメチンメロシアニン(シンプルメロシアニン)を含む)、ロダシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ジオキサン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、サブフタロシアニン色素及び金属錯体色素が挙げられる。
上記極大吸収波長の測定方法としては、上記特定化合物の極大吸収波長の測定方法を用いて測定できる。
光電変換素子の応答性の点で、特定化合物とn型有機半導体との合計の含有量に対する特定化合物の含有量(特定化合物の単層換算での膜厚/(特定化合物の単層換算での膜厚+n型有機半導体の単層換算での膜厚)×100)は、20~80体積%が好ましく、40~80体積%がより好ましい。
また、光電変換膜が、後述するp型有機半導体を更に含む場合、特定化合物の含有量(特定化合物の単層換算での膜厚/(特定化合物の単層換算での膜厚+n型有機半導体の単層換算での膜厚+p型有機半導体の単層換算での膜厚)×100)は、15~75体積%が好ましく、35~75体積%がより好ましい。
なお、光電変換膜は、実質的に、特定化合物と、n型有機半導体と、必要に応じてp型有機半導体とから構成されることが好ましい。実質的とは、特定化合物、n型有機半導体及びp型有機半導体の合計含有量が、光電変換膜の全質量に対して、95質量%以上であることを意味する。上限は、100質量%以下の場合が多い。
光電変換膜は、上記特定化合物以外に、p型有機半導体を含むことが好ましい。
また、光電変換膜は、特定化合物、n型有機半導体及びp型有機半導体を含むことも好ましい。
p型有機半導体は、上記特定化合物とは異なる化合物である。
p型有機半導体とは、ドナー性有機半導体材料(化合物)であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。つまり、p型有機半導体とは、2つの有機化合物を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。
p型有機半導体としては、n型有機半導体よりもイオン化ポテンシャルが小さい化合物が挙げられ、この条件を満たせば、n型有機半導体として例示した有機色素を使用し得る。
以下に、p型有機半導体としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
なお、p型有機半導体は、1種単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。
光電変換膜の極大吸収波長の別の好適態様は、波長440~600nmの範囲に有することが好ましく、波長440~580nmの範囲に有することがより好ましく、波長440~565nmの範囲に有することが更に好ましい。
上記極大吸収波長の測定方法としては、上記特定化合物の極大吸収波長の測定方法を用いて測定できる。
光電変換膜の成膜方法としては、例えば、乾式成膜法が挙げられる。
乾式成膜法としては、例えば、蒸着法(特に真空蒸着法)、スパッタ法、イオンプレーティング法及びMBE(Molecular Beam Epitaxy)法等の物理気相成長法、並びに、プラズマ重合等のCVD(Chemical Vapor Deposition)法が挙げられ、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着法により光電変換膜を成膜する場合、真空度及び蒸着温度等の製造条件は、常法に従って設定できる。
光電変換素子は、電極を有することが好ましい。
電極(上部電極(透明導電性膜)15と下部電極(導電性膜)11)は、導電性材料から構成される。導電性材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物及びこれらの混合物が挙げられる。
上部電極15から光が入射されるため、上部電極15は検知したい光に対して透明であることが好ましい。上部電極15を構成する材料としては、例えば、アンチモン又はフッ素等をドープした酸化錫(ATO:Antimony Tin Oxide、FTO:Fluorine doped Tin Oxide)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)及び酸化亜鉛インジウム(IZO:Indium zinc oxide)等の導電性金属酸化物;金、銀、クロム及びニッケル等の金属薄膜;これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物;並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン及びポリピロール等の有機導電性材料が挙げられ、高導電性及び透明性の点から、導電性金属酸化物が好ましい。
また、上部電極(透明導電性膜)15は膜厚が薄いほど吸収する光の量は少なくなり、一般に光透過率が増加する。光透過率の増加は、光電変換膜での光吸収を増大させ、光電変換能を増大させるため、好ましい。薄膜化に伴う、リーク電流の抑制、薄膜の抵抗値の増大及び透過率の増加を考慮すると、上部電極15の厚さは、5~100nmが好ましく、5~20nmがより好ましい。
電極の材料がITOである場合、電子ビーム法、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法(ゾル-ゲル法等)及び酸化インジウムスズの分散物の塗布等の方法が挙げられる。
光電変換素子は、導電性膜と透明導電性膜との間に、光電変換膜の他に1種以上の中間層を有することが好ましい。
上記中間層としては、例えば、電荷ブロッキング膜が挙げられる。光電変換素子がこの膜を有すれば、得られる光電変換素子の特性(光電変換効率及び応答性等)がより優れる。電荷ブロッキング膜としては、例えば、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜とが挙げられる。
電子ブロッキング膜は、ドナー性有機半導体材料(化合物)であり、上記p型有機半導体を使用できる。
また、電子ブロッキング膜として、高分子材料も使用できる。
高分子材料としては、例えば、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン及びジアセチレン等の重合体、並びに、その誘導体が挙げられる。
電子ブロッキング膜は、無機材料で構成されていてもよい。一般的に、無機材料は有機材料よりも誘電率が大きいため、無機材料を電子ブロッキング膜に用いた場合に、光電変換膜に電圧が多くかかるようになり、光電変換効率が高くなる。電子ブロッキング膜となりうる無機材料としては、例えば、酸化カルシウム、酸化クロム、酸化クロム銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化ガリウム銅、酸化ストロンチウム銅、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム銅、酸化インジウム銀及び酸化イリジウムが挙げられる。
正孔ブロッキング膜は、アクセプター性有機半導体材料(化合物)であり、上記n型有機半導体を利用できる。
なお、正孔ブロッキング膜は、複数膜で構成してもよい。
光電変換素子は、更に基板を有してもよい。
基板としては、例えば、半導体基板、ガラス基板及びプラスチック基板が挙げられる。
なお、基板の位置は特に制限されないが、通常、基板上に導電性膜、光電変換膜及び透明導電性膜をこの順で積層する。
光電変換素子は、更に封止層を有してもよい。
光電変換材料は水分子等の劣化因子の存在で顕著にその性能が劣化してしまう場合がある。そこで、水分子を浸透させない緻密な金属酸化物、金属窒化物若しくは金属窒化酸化物等のセラミックス又はダイヤモンド状炭素(DLC:Diamond-like Carbon)等の封止層で光電変換膜全体を被覆して封止して、上記劣化を防止できる。
なお、封止層としては、例えば、特開2011-082508号公報の段落[0210]~[0215]に記載が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
光電変換素子の用途として、例えば、撮像素子が挙げられる。
撮像素子とは、画像の光情報を電気信号に変換する素子であり、通常、複数の光電変換素子が同一平面状でマトリクス上に配置されており、各々の光電変換素子(画素)において光信号を電気信号に変換し、その電気信号を画素ごとに逐次撮像素子外に出力できるものをいう。そのために、画素ひとつあたり、1つ以上の光電変換素子及び1つ以上のトランジスタから構成される。
光電変換素子の他の用途として、例えば、光電池及び光センサが挙げられ、本発明の光電変換素子は光センサとして用いることが好ましい。光センサとしては、上記光電変換素子単独で用いてもよいし、上記光電変換素子を直線状に配したラインセンサ又は平面上に配した2次元センサとして用いてもよい。
本発明は、特定化合物に関する発明も含む。
化合物(B-1)は、以下のスキームに従って、合成した。
ガラス製反応容器に、得られた化合物(1-1-3)(4mmol)、化合物(1-1-4)(10.4mmol)及びTHF(20mL)を入れ、窒素雰囲気下でピペリジン(2mL)を加え、70℃で4時間反応後、固体を濾取した。得られた固体をMeOH、THF及びトルエンで洗浄し、昇華精製することにより、化合物(B-1)(2.4mmol)を得た。化合物(B-1):LDI-MS 616.0(M+)。
C60:フラーレン(C60)
[光電変換素子の作製]
得られた化合物を用いて、図2の形態の光電変換素子を作製した。ここで、光電変換素子は、下部電極11、電子ブロッキング膜16A、光電変換膜12、正孔ブロッキング膜16B及び上部電極15からなる。
具体的には、ガラス基板上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、下部電極11(厚み:30nm)を形成し、更に下部電極11上に下記の化合物(F-1)を真空加熱蒸着法により成膜して、電子ブロッキング膜16A(厚み:30nm)を形成した。更に、電子ブロキング膜16A上に、表1に示す評価化合物、p型有機半導体材料、n型有機半導体材料を表1に示す成分比になるように蒸着し、バルクヘテロ構造を有する光電変換膜12を形成した。更に、光電変換膜12上に下記の化合物(F-2)を蒸着して正孔ブロッキング膜16B(厚み:10nm)を形成した。正孔ブロッキング膜16B上に、アモルファス性ITOをスパッタ法により成膜して、上部電極15(透明導電性膜)(厚み:10nm)を形成した。上部電極15上に、真空蒸着法により封止層としてSiO膜を形成した後、その上にALCVD(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)法により酸化アルミニウム(Al2O3)層を形成し、光電変換素子を作製した。
上記方法にて各実施例及び各比較例について10個の光電変換素子を作製し、得られた各光電変換素子について、以下の方法で暗電流を測定した。各光電変換素子の下部電極及び上部電極に、2.5×105V/cmの電界強度となるように電圧を印加して、暗所での電流値(暗電流)を測定した。下記式よって暗電流の比を算出し、下記基準により評価した。
暗電流の相対比=(10個の光電変換素子中、最も高い暗電流の値)/(10個の光電変換素子中、最も低い暗電流の値)
A:暗電流の相対比が2.0未満
B:暗電流の相対比が2.0以上、2.5未満
C:暗電流の相対比が2.5以上、3.0未満
D:暗電流の相対比が3.0以上、3.5未満
E:暗電流の相対比が3.5以上、4.0未満
F:暗電流の相対比が4.0以上
得られた各光電変換素子の駆動の確認をした。各光電変換素子に2.0×105V/cmの電界強度となるように電圧を印加した。その後、上部電極(透明導電性膜)側から光を照射して波長460nmの光に対する光電変換効率(外部量子効率)を評価し、式(S)より光電変換効率の積分値の相対比を算出し、下記基準により評価した。
式(S) 光電変換効率の相対比=(各実施例又は各比較例の波長460nmの光に対する光電変換効率)/(比較例1-1の波長460nmの光に対する光電変換効率)
A:光電変換効率の相対比が1.4以上
B:光電変換効率の相対比が1.2以上、1.4未満
C:光電変換効率の相対比が1.0以上、1.2未満
D:光電変換効率の相対比が0.8以上、1.0未満
E:光電変換効率の相対比が0.8未満
表中、各表記は、以下を示す。
「式(11)~式(38)」欄は、特定化合物が該当する式を示す。
「Dの単環数」欄は、Dを構成する単環の合計数を示す。上記Dを構成する単環の合計数の定義については、上述したとおりである。
「DのX基の数」欄は、Dが有するX基の数を示す。X基については、上述したとおりである。
「AのY基の数」欄は、Aが有するY基の数を示す。Y基については、上述したとおりである。上記Y基の数は、特定化合物が有する2つのAのうち、いずれかのAにおけるY基の数を示す。つまり、上記Y基の数は、特定化合物が有するY基の合計数ではなく、1つのAにおけるY基の数を示す。具体的には、化合物(B-1)におけるY基の合計数は4つであり、上記「AのY基の数」は、2つである。
「分子形状」欄は、Aである場合は特定化合物中、Dの構造が直線形、かつ、Aの構造が平面性を有する分子形状であることを示し、Bである場合はそれ以外の分子形状であることを示す。直線形については、上述したとおりである。
Dの単環数が4~5(好ましくは、4)である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1-1~1-45と実施例1-46~1-53との比較)。また同様の比較から、特定化合物が式(11)~式(13)、式(17)~式(19)、式(23)~式(26)及び式(29)~式(32)のいずれかで表される化合物(好ましくは、式(11)、式(12)、式(17)、式(18)、式(23)、式(24)、式(29)及び式(30)のいずれかで表される化合物)を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
Dが-N=、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基からなる群から選択される原子又は基を2つ又は4つ有するか、及び、Aが-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基及びチオカルボニル基からなる群から選択される原子又は基を3~4つ有するか、の少なくとも一方である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1-3、1-21及び1-26の比較、並びに、実施例1-1~1-21の比較等)。
特定化合物中、Dの構造が直線形、かつ、Aの構造が平面性を有する分子形状である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1-1~1-21の比較等)。
11 導電性膜(下部電極)
12 光電変換膜
15 透明導電性膜(上部電極)
16A 電子ブロッキング膜
16B 正孔ブロッキング膜
Claims (23)
- 導電性膜、光電変換膜及び透明導電性膜をこの順で有する光電変換素子であって、
前記光電変換膜が、式(1)で表される化合物を含む、光電変換素子。
A-D-A (1)
式(1)中、Aは、式(A-1)で表される基を表す。Dは、式(2)~式(4)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAは、同一の基を表す。
式(2)中、Ar1は、式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr1は、同一の基を表す。
式(3)中、Ar2及びAr3の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr3は、同一の基を表す。Ar2及びAr3は、同一又は異なっていてもよい。
式(4)中、Ar4及びAr5の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)及び式(6)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr4は同一の基を表し、2つのAr5は同一の基を表す。
式(5)中、Y51~Y54は、それぞれ独立に、-CRA5=又は窒素原子を表す。RA5は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(6)中、X61は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y61及びY62は、それぞれ独立に、-CRA6=又は窒素原子を表す。RA6は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(7)中、Y71~Y76は、それぞれ独立に、-CRA7=又は窒素原子を表す。RA7は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(8)中、X81は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y81~Y84は、それぞれ独立に、-CRA8=又は窒素原子を表す。RA8は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(9)中、X91は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y91~Y94は、それぞれ独立に、-CRA9=又は窒素原子を表す。RA9は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(10)中、X101及びX102は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y101及びY102は、それぞれ独立に、-CRA10=又は窒素原子を表す。RA10は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。 - 前記式(1)で表される化合物が、式(11)~式(38)のいずれかで表される化合物を含む、請求項1に記載の光電変換素子。
式(11)中、X111は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y111は、-CRA11=又は窒素原子を表す。RA11は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z11は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A11は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA11は、同一又は異なっていてもよい。
式(12)中、X121及びX122は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y121及びY122は、それぞれ独立に、-CRA12=又は窒素原子を表す。RA12は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A12は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA12は、同一又は異なっていてもよい。
式(13)中、X131及びX132は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y131及びY132は、それぞれ独立に、-CRA13=又は窒素原子を表す。RA13は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z13は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A13は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA13は、同一又は異なっていてもよい。
式(14)中、X141及びX142は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y141及びY142は、それぞれ独立に、-CRA14=又は窒素原子を表す。RA14は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z14は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A14は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA14は、同一又は異なっていてもよい。
式(15)中、X151~X153は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y151~Y153は、それぞれ独立に、-CRA15=又は窒素原子を表す。RA15は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A15は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA15は、同一又は異なっていてもよい。
式(16)中、X161及びX162は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y161~Y165は、それぞれ独立に、-CRA16=又は窒素原子を表す。RA16は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A16は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA16は、同一又は異なっていてもよい。
式(17)中、Y171~Y173は、それぞれ独立に、-CRA17=又は窒素原子を表す。RA17は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z17は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A17は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA17は、同一又は異なっていてもよい。
式(18)中、Y181~Y186は、それぞれ独立に、-CRA18=又は窒素原子を表す。RA18は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A18は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA18は、同一又は異なっていてもよい。
式(19)中、Y191~Y196は、それぞれ独立に、-CRA19=又は窒素原子を表す。RA19は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z19は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A19は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA19は、同一又は異なっていてもよい。
式(20)中、Y201~Y206は、それぞれ独立に、-CRA20=又は窒素原子を表す。RA20は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z20は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A20は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA20は、同一又は異なっていてもよい。
式(21)中、Y211~Y219は、それぞれ独立に、-CRA21=又は窒素原子を表す。RA21は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A21は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA21は、同一又は異なっていてもよい。
式(22)中、X221は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y221~Y226は、それぞれ独立に、-CRA22=又は窒素原子を表す。RA22は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A22は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA22は、同一又は異なっていてもよい。
式(23)中、X231は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y231~Y234は、それぞれ独立に、-CRA23=又は窒素原子を表す。RA23は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A23は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA23は、同一又は異なっていてもよい。
式(24)中、X241は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y241~Y244は、それぞれ独立に、-CRA24=又は窒素原子を表す。RA24は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A24は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA24は、同一又は異なっていてもよい。
式(25)中、X251は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y251~Y254は、それぞれ独立に、-CRA25=又は窒素原子を表す。RA25は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z25は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A25は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA25は、同一又は異なっていてもよい。
式(26)中、X261は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y261~Y264は、それぞれ独立に、-CRA26=又は窒素原子を表す。RA26は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z26は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A26は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA26は、同一又は異なっていてもよい。
式(27)中、X271は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y271~Y274は、それぞれ独立に、-CRA27=又は窒素原子を表す。RA27は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z27は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A27は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA27は、同一又は異なっていてもよい。
式(28)中、X281は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y281~Y284は、それぞれ独立に、-CRA28=又は窒素原子を表す。RA28は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z28は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A28は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA28は、同一又は異なっていてもよい。
式(29)中、X291は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y291~Y294は、それぞれ独立に、-CRA29=又は窒素原子を表す。RA29は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A29は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA29は、同一又は異なっていてもよい。
式(30)中、X301は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y301~Y304は、それぞれ独立に、-CRA30=又は窒素原子を表す。RA30は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A30は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA30は、同一又は異なっていてもよい。
式(31)中、X311は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y311~Y314は、それぞれ独立に、-CRA31=又は窒素原子を表す。RA31は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z31は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A31は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA31は、同一又は異なっていてもよい。
式(32)中、X321は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y321~Y324は、それぞれ独立に、-CRA32=又は窒素原子を表す。RA32は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z32は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A32は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA32は、同一又は異なっていてもよい。
式(33)中、X331は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y331~Y334は、それぞれ独立に、-CRA33=又は窒素原子を表す。RA33は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z33は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A33は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA33は、同一又は異なっていてもよい。
式(34)中、X341は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y341~Y344は、それぞれ独立に、-CRA34=又は窒素原子を表す。RA34は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z34は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A34は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA34は、同一又は異なっていてもよい。
式(35)中、X351及びX352は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y351~Y355は、それぞれ独立に、-CRA35=又は窒素原子を表す。RA35は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A35は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA35は、同一又は異なっていてもよい。
式(36)中、X361及びX362は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y361~Y365は、それぞれ独立に、-CRA36=又は窒素原子を表す。RA36は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A36は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA36は、同一又は異なっていてもよい。
式(37)中、X371は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y371~Y377は、それぞれ独立に、-CRA37=又は窒素原子を表す。RA37は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A37は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA37は、同一又は異なっていてもよい。
式(38)中、X381は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y381~Y387は、それぞれ独立に、-CRA38=又は窒素原子を表す。RA38は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A38は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA38は、同一又は異なっていてもよい。 - 前記式(1)で表される化合物が、前記式(11)~前記式(13)、前記式(17)~前記式(19)、前記式(23)~前記式(26)及び前記式(29)~前記式(32)のいずれかで表される化合物を含む、請求項2に記載の光電変換素子。
- 前記式(1)で表される化合物が、前記式(11)、前記式(12)、前記式(17)、前記式(18)、前記式(23)、前記式(24)、前記式(29)及び前記式(30)のいずれかで表される化合物を含む、請求項3に記載の光電変換素子。
- 前記式(1)で表される化合物が、前記式(11)で表される化合物又は前記式(12)で表される化合物を含む、請求項4に記載の光電変換素子。
- Dが、フラン環、チオフェン環、チアゾール環及びオキサゾール環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- Dが-N=、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基からなる群から選択される原子又は基を2つ又は4つ有するか、及び、Aが-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基及びチオカルボニル基からなる群から選択される原子又は基を3~4つ有するか、の少なくとも一方である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記式(1)で表される化合物の分子量が、900以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記光電変換膜が、更にn型有機半導体を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記n型有機半導体が、フラーレン及びその誘導体からなる群から選択されるフラーレン類を含む、請求項9に記載の光電変換素子。
- 前記光電変換膜が、更にp型有機半導体を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記光電変換膜が、更に色素を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記導電性膜と前記透明導電性膜の間に、前記光電変換膜の他に1種以上の中間層を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子を有する、撮像素子。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光電変換素子を有する、光センサ。
- 式(1)で表される化合物。
A-D-A (1)
式(1)中、Aは、式(A-1)で表される基を表す。Dは、式(2)~式(4)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAは、同一の基を表す。
式(2)中、Ar1は、式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr1は、同一の基を表す。
式(3)中、Ar2及びAr3の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)~式(10)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr3は、同一の基を表す。Ar2及びAr3は、同一又は異なっていてもよい。
式(4)中、Ar4及びAr5の一方は式(7)~式(10)のいずれかで表される基を表し、他方は式(5)及び式(6)のいずれかで表される基を表す。なお、2つのAr4は同一の基を表し、2つのAr5は同一の基を表す。
式(5)中、Y51~Y54は、それぞれ独立に、-CRA5=又は窒素原子を表す。RA5は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(6)中、X61は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y61及びY62は、それぞれ独立に、-CRA6=又は窒素原子を表す。RA6は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(7)中、Y71~Y76は、それぞれ独立に、-CRA7=又は窒素原子を表す。RA7は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(8)中、X81は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y81~Y84は、それぞれ独立に、-CRA8=又は窒素原子を表す。RA8は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(9)中、X91は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y91~Y94は、それぞれ独立に、-CRA9=又は窒素原子を表す。RA9は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
式(10)中、X101及びX102は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y101及びY102は、それぞれ独立に、-CRA10=又は窒素原子を表す。RA10は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。 - 式(11)~式(38)のいずれかで表される化合物である、請求項16に記載の化合物。
式(11)中、X111は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y111は、-CRA11=又は窒素原子を表す。RA11は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z11は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A11は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA11は、同一又は異なっていてもよい。
式(12)中、X121及びX122は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y121及びY122は、それぞれ独立に、-CRA12=又は窒素原子を表す。RA12は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A12は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA12は、同一又は異なっていてもよい。
式(13)中、X131及びX132は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y131及びY132は、それぞれ独立に、-CRA13=又は窒素原子を表す。RA13は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z13は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A13は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA13は、同一又は異なっていてもよい。
式(14)中、X141及びX142は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y141及びY142は、それぞれ独立に、-CRA14=又は窒素原子を表す。RA14は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z14は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A14は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA14は、同一又は異なっていてもよい。
式(15)中、X151~X153は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y151~Y153は、それぞれ独立に、-CRA15=又は窒素原子を表す。RA15は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A15は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA15は、同一又は異なっていてもよい。
式(16)中、X161及びX162は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y161~Y165は、それぞれ独立に、-CRA16=又は窒素原子を表す。RA16は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A16は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA16は、同一又は異なっていてもよい。
式(17)中、Y171~Y173は、それぞれ独立に、-CRA17=又は窒素原子を表す。RA17は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z17は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A17は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA17は、同一又は異なっていてもよい。
式(18)中、Y181~Y186は、それぞれ独立に、-CRA18=又は窒素原子を表す。RA18は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A18は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA18は、同一又は異なっていてもよい。
式(19)中、Y191~Y196は、それぞれ独立に、-CRA19=又は窒素原子を表す。RA19は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z19は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A19は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA19は、同一又は異なっていてもよい。
式(20)中、Y201~Y206は、それぞれ独立に、-CRA20=又は窒素原子を表す。RA20は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z20は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A20は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA20は、同一又は異なっていてもよい。
式(21)中、Y211~Y219は、それぞれ独立に、-CRA21=又は窒素原子を表す。RA21は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A21は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA21は、同一又は異なっていてもよい。
式(22)中、X221は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y221~Y226は、それぞれ独立に、-CRA22=又は窒素原子を表す。RA22は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A22は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA22は、同一又は異なっていてもよい。
式(23)中、X231は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y231~Y234は、それぞれ独立に、-CRA23=又は窒素原子を表す。RA23は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A23は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA23は、同一又は異なっていてもよい。
式(24)中、X241は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y241~Y244は、それぞれ独立に、-CRA24=又は窒素原子を表す。RA24は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A24は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA24は、同一又は異なっていてもよい。
式(25)中、X251は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y251~Y254は、それぞれ独立に、-CRA25=又は窒素原子を表す。RA25は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z25は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A25は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA25は、同一又は異なっていてもよい。
式(26)中、X261は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y261~Y264は、それぞれ独立に、-CRA26=又は窒素原子を表す。RA26は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z26は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A26は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA26は、同一又は異なっていてもよい。
式(27)中、X271は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y271~Y274は、それぞれ独立に、-CRA27=又は窒素原子を表す。RA27は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z27は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A27は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA27は、同一又は異なっていてもよい。
式(28)中、X281は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y281~Y284は、それぞれ独立に、-CRA28=又は窒素原子を表す。RA28は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z28は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A28は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA28は、同一又は異なっていてもよい。
式(29)中、X291は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y291~Y294は、それぞれ独立に、-CRA29=又は窒素原子を表す。RA29は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A29は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA29は、同一又は異なっていてもよい。
式(30)中、X301は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y301~Y304は、それぞれ独立に、-CRA30=又は窒素原子を表す。RA30は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A30は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA30は、同一又は異なっていてもよい。
式(31)中、X311は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y311~Y314は、それぞれ独立に、-CRA31=又は窒素原子を表す。RA31は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z31は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A31は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA31は、同一又は異なっていてもよい。
式(32)中、X321は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y321~Y324は、それぞれ独立に、-CRA32=又は窒素原子を表す。RA32は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z32は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A32は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA32は、同一又は異なっていてもよい。
式(33)中、X331は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y331~Y334は、それぞれ独立に、-CRA33=又は窒素原子を表す。RA33は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z33は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A33は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA33は、同一又は異なっていてもよい。
式(34)中、X341は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y341~Y344は、それぞれ独立に、-CRA34=又は窒素原子を表す。RA34は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。Z34は、前記式(5)で表される基又は前記式(6)で表される基を表す。A34は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA34は、同一又は異なっていてもよい。
式(35)中、X351及びX352は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y351~Y355は、それぞれ独立に、-CRA35=又は窒素原子を表す。RA35は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A35は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA35は、同一又は異なっていてもよい。
式(36)中、X361及びX362は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y361~Y365は、それぞれ独立に、-CRA36=又は窒素原子を表す。RA36は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A36は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA36は、同一又は異なっていてもよい。
式(37)中、X371は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y371~Y377は、それぞれ独立に、-CRA37=又は窒素原子を表す。RA37は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A37は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA37は、同一又は異なっていてもよい。
式(38)中、X381は、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。Y381~Y387は、それぞれ独立に、-CRA38=又は窒素原子を表す。RA38は、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。A38は、前記式(A-1)で表される基を表す。なお、同一の表記で表される基は、同一の基を表す。ただし、RA38は、同一又は異なっていてもよい。 - 前記式(11)~前記式(13)、前記式(17)~前記式(19)、前記式(23)~前記式(26)及び前記式(29)~前記式(32)のいずれかで表される化合物である、請求項17に記載の化合物。
- 前記式(11)、前記式(12)、前記式(17)、前記式(18)、前記式(23)、前記式(24)、前記式(29)及び前記式(30)のいずれかで表される化合物である、請求項18に記載の化合物。
- 前記式(11)で表される化合物又は前記式(12)で表される化合物である、請求項19に記載の化合物。
- Dが、フラン環、チオフェン環、チアゾール環及びオキサゾール環からなる群から選択される環を少なくとも1つ含む、請求項16~20のいずれか1項に記載の化合物。
- Dが-N=、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基からなる群から選択される原子又は基を2つ又は4つ有するか、及び、Aが-N=、ハロゲン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、カルボニル基及びチオカルボニル基からなる群から選択される原子又は基を3~4つ有するか、の少なくとも一方である、請求項16~20のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記式(1)で表される化合物の分子量が、900以下である、請求項16~20のいずれか1項に記載の化合物。
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