(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホール伝導層および電子伝導層を備える高分子構造体であって、
ホール伝導性を有する第１超分岐高分子と、電子伝導性を有する第２超分岐高分子とを有し、前記ホール伝導層は第１超分岐高分子を含み、前記電子伝導層は前記第２超分岐高分子を含み、
前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記ホール伝導層と前記電子伝導層との間の少なくとも１つに、前記第１超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用、前記第２超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用、または、前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を有する、高分子構造体。
【請求項２】
前記ホール伝導層は、前記第１超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含み、前記電子伝導層は、前記第２超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含む、請求項１に記載の高分子構造体。
【請求項３】
前記ホール伝導層と前記電子伝導層とは互いに積層されており、前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含む、請求項２に記載の高分子構造体。
【請求項４】
前記ホール伝導層および前記電子伝導層の少なくとも一方は、等方的な特性を有する、請求項２または３に記載の高分子構造体。
【請求項５】
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子の少なくとも一方は、デンドリマーである、請求項１から４のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項６】
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子の少なくとも一方は、２種以上の異なる機能を有する、請求項１から５のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項７】
前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間に、第３超分岐高分子をさらに有し、前記第３超分岐高分子と前記第１超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用または前記第３超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって自己組織化構造が形成されている、請求項１に記載の高分子構造体。
【請求項８】
前記第３超分岐高分子は、ホール伝導性、電子伝導性およびイオン伝導性のいずれかを有する、請求項７に記載の高分子構造体。
【請求項９】
前記ホール伝導層は、前記第１超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含み、前記電子伝導層は、前記第２超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含み、前記ホール伝導層と前記電子伝導層との間に、前記第３超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含むさらなる機能層を有する、請求項８に記載の高分子構造体。
【請求項１０】
前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記さらなる機能層は互いに積層されており、前記第１超分岐高分子と前記第３超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造および前記第２超分岐高分子と前記第３超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造のうちの少なくとも一方を含む、請求項９に記載の高分子構造体。
【請求項１１】
前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記さらなる機能層の少なくとも一つは、等方的な特性を有する、請求項９または１０に記載の高分子構造体。
【請求項１２】
前記第１超分岐高分子、前記第２超分岐高分子および前記第３超分岐高分子の少なくとも一つは、デンドリマーである、請求項７から１１のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項１３】
前記第１超分岐高分子、前記第２超分岐高分子および前記第３超分岐高分子の少なくとも一つは、２種以上の異なる機能を有する、請求項７から１２のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項１４】
ホール伝導層および電子伝導層を備える高分子構造体であって、
ホール伝導性を有する第１超分岐高分子と、電子伝導性を有する鎖状高分子とを有し、前記ホール伝導層は第１超分岐高分子を含み、前記電子伝導層は前記鎖状高分子を含み、
前記ホール伝導層、または前記ホール伝導層と前記電子伝導層との間に、前記第１超分岐高分子の間の非共有結合的相互作用、または前記第１超分岐高分子と前記鎖状高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を有する、高分子構造体。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の高分子構造体と、前記高分子構造体に電気的に接続された電極とを有する、機能素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホール伝導性または電子伝導性を備えた超分岐高分子を有する高分子構造体およびそれを用いた機能素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導電性高分子（半導体性の高分子を含む物とする。）は、容易に薄膜状に出来るなど成形性に優れることから、発光素子、太陽電池、有機ＦＥＴ素子、光電変換素子等、種々の機能素子への応用開発が進められている。上記の機能素子において、半導体−半導体間、半導体−導体間等の界面が存在し、これらの界面をホールや電子といったキャリアーが通過することなどから機能を発現する。
【０００３】
こうした界面は、大面積で密着していることが重要であるが、界面の面積を大きくすることは限界があり、界面の多くは、多くの電界や応力がかかり、劣化したり、剥離したりし易い。このため界面の劣化に起因する耐久性の低下や、界面の面積が充分に大きくないことによる応答速度の低下や出力の低下などを招いている。
【０００４】
そこで、米国特許５５６３４２４号明細書には界面の面積を増大するために、ポリマーブレンドタイプのポリマーアロイの三次元共連続相分離構造を利用した技術が開示されている。また、特開２０００−２８６４７９号公報には、界面に化学結合を形成することにより界面の耐久性を向上した共重合タイプのポリマーのポリマーアロイを利用した技術が開示されている。
【０００５】
また、近年、デンドリマーやハイパーブランチポリマーといった超分岐高分子が注目されている。デンドリマーやハイパーブランチポリマーは非晶質であり、有機溶媒に可溶であり、機能性基を導入可能な末端が多く存在する等の特徴がある。そこで、Ｌ．Ｌ．Ｍｉｌｌｅｒら；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９７，１１９，１００５には、４級ピリジニウム塩を結合した１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド残基を分岐末端に有するポリアミドデンドリマーが、等方的な電子伝導性を有し、この導電性は分岐末端構造の空間的な重なり合いによるπ電子相互作用によることが示されている。また、特開２０００−３３６１７１号公報には、分岐末端にホール（正孔）伝導性構造を有し、カルボニル基とベンゼン環を含むπ電子共役系を含まないデンドロンを用いたデンドリマーとそれを用いた光電変換デバイスについて開示されている。
【０００６】
以下、共役系高分子に代表され、超分岐高分子を含まない導電性高分子を「従来の導電性高分子」と呼ぶことにする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の導電性高分子を用いた機能素子については、高い電荷伝導性は分子鎖の配向方向にあり、高分子の構造の影響を受ける。
【０００８】
さらに、従来の導電性高分子は、一般に、剛直で、不溶不融性のもの多い。そこで、溶融性や溶解性の付与または向上のために側鎖を導入したポリマー誘導体やオリゴマーが用いられている（例えば、特開平７−１２６６１６号公報、特開平８−１８１２５号公報および特開平１０−９２５７６号公報参照）。しかしながら、側鎖を導入すると高分子鎖の柔軟性が高くなり、使用温度範囲にガラス転移点が発現し、その結果、ミクロブラウン運動によるサーモクロミズムが生じ、π電子の共役長が短くなり、温度に対する特性の安定性が低下するという問題が発生する。また、オリゴマーを用いると、信頼性が低下するなど問題が生じる。
【０００９】
また、一方特開平２０００−３３６１７１号公報に開示されている素子においては、電荷伝導部だけがデンドリマーを用いて形成されており、電荷発生部は従来の導電性高分子を用いて形成されているため、デンドリマーから形成された電荷伝導部の特性は向上されるものの、層間のエネルギー移動やキャリア移動などの特性は、従来の導電性高分子を用いた構成と実質的に同じであるため、耐久性や界面が剥離するなどの問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性高分子を用いた機能素子の特性および／または信頼性を改善すること、およびそのような機能素子に好適に用いられる高分子構造体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による高分子構造体は、ホール伝導層および電子伝導層を備える高分子構造体であって、第１超分岐高分子と、第２超分岐高分子とを有し、前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子の少なくともいずれか一方は、ホール伝導性または電子伝導性を有し、前記ホール伝導層および前記電子伝導層のいずれか一方は前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子のいずれか一方を含み、前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記ホール伝導層と前記電子伝導層との間の少なくとも１つに、前記第１超分岐高分子または前記第２超分岐高分子を介した非共有結合的相互作用による自己組織化構造を有することを特徴とし、そのことによって上記目的が達成される。
【００１２】
好ましい実施形態において、前記第１超分岐高分子はホール伝導性を有し、前記第２超分岐高分子は電子伝導性を有する。
【００１３】
前記ホール伝導層は、複数の第１超分岐高分子によって形成された自己組織化構造を含み、前記電子伝導層は、複数の第２超分岐高分子によって形成された自己組織化構造を含むことが好ましい。
【００１４】
前記ホール伝導層と前記電子伝導層とは互いに積層されており、前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含むことが好ましい。
【００１５】
前記ホール伝導層および前記電子伝導層の少なくとも一方は、等方的な特性を有することが好ましく、いずれもが等方的な特性を有することがさらに好ましい。等方的な特性とは、複数の超分岐高分子（同種、異種を問わない）の中心構造間と分岐構造間とで特性に実質的な差がないことを意味する。
【００１６】
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子の少なくとも一方は、デンドリマーであることが好ましく、いずれもがデンドリマーであることがさらに好ましい。
【００１７】
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子の少なくとも一方は、２種以上の異なる機能を有してもよい。２つの機能は、例えば、蛍光性と電子伝導性である。
【００１８】
ある実施形態の前記高分子構造体は、前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間に、第３超分岐高分子をさらに有し、前記第３超分岐高分子と、前記第１超分岐高分子または前記第２超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって自己組織化構造が形成されている。
【００１９】
前記第１超分岐高分子はホール伝導性を有し、前記第２超分岐高分子は電子伝導性を有し、前記第３超分岐高分子は、ホール伝導性、電子伝導性およびイオン伝導性のいずれかを有してよい。
【００２０】
前記ホール伝導層は、複数の第１超分岐高分子によって形成された自己組織化構造を含み、前記電子伝導層は、複数の第２超分岐高分子によって形成された自己組織化構造を含み、前記ホール伝導層と前記電子伝導層との間に、複数の第３超分岐高分子によって形成された自己組織化構造を含むさらなる機能層を有してよい。
【００２１】
前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記さらなる機能層は互いに積層されており、前記第１超分岐高分子と前記第３超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造および前記第２超分岐高分子と前記第３超分岐高分子との間の非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造のうちの少なくとも一方を含むことが好ましく、いずれをも含むことがさらに好ましい。
【００２２】
前記ホール伝導層、前記電子伝導層および前記さらなる機能層の少なくとも一つは、等方的な特性を有することが好ましく、いずれもが等方的な特性を有することがさらに好ましい。
【００２３】
前記第１超分岐高分子、前記第２超分岐高分子および前記第３超分岐高分子の少なくとも一つは、デンドリマーであることが好ましく、いずれもがデンドリマーであることがさらに好ましい。
【００２４】
前記第１超分岐高分子、前記第２超分岐高分子および前記第３超分岐高分子の少なくとも一つは、２種以上の異なる機能を有してもよい。
【００２５】
本発明による機能素子は、上記のいずれかの高分子構造体と、前記高分子構造体に電気的に接続された電極とを有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本明細書における超分岐高分子とは、任意の形状の分岐構造を持つ超分岐構造単位を少なくとも一つ有する高分子である。ここで言う「超分岐構造単位」は、図１に模式的に示すように、デンドリマー構造単位やハイパーブランチポリマー構造単位を含む。デンドリマーやハイパーブランチポリマーについては、例えば、柿本雅明，化学，５０巻，６０８頁（１９９５）、高分子，Ｖｏｌ．４７，ｐ．８０４（１９９８）に記載されている。
【００２７】
超分岐構造単位１２は、１つの樹木状分岐の開始点１３ａを有する。超分岐構造単位１２が有する分岐点１３の数に制限は無く、樹木状分岐の開始点１３ａのみを分岐点１３とした構造であってもよい。超分岐構造単位１２は、デンドリマー構造単位のように、規則的な繰り返し分岐構造を有してもよいし、ハイパーブランチポリマー構造単位のように、不規則な繰り返し分岐構造を有していも良い。
【００２８】
本明細書における超分岐高分子は、図１に示した超分岐構造単位１２を少なくとも１つ有せば良いが、図２に示す超分岐高分子１０のように、中心構造（コア）１４に結合した複数の超分岐構造単位１２（１２ａ〜１２ｃ）を有することが好ましい。特に、超分岐高分子１０および超分岐高分子１０の自己組織化構造が等方的な特性を示すように、超分岐高分子１０の分子構造の対称性が高いことが好ましく、超分岐構造単位１２の数は、３個または４個が好ましい。複数の超分岐構造単位１２は互いに異なるものであっても良いが、構造の対称性の観点から、同じものであることが好ましい。
【００２９】
図２に示した超分岐高分子１０は、３つの超分岐構造単位１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの樹木状分岐開始点１３ａが、中心構造１４としての３官能性原子団に結合した構造を有している。中心構造１４と超分岐構造単位１２との結合は、典型的には共有結合であるが、水素結合や配位結合などの非共有結合であってもよい。
【００３０】
超分岐構造単位１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、互いに異なってもよいし、同じであっても良い。超分子高分子１０が等方的な特性を有するように、３つの超分岐構造単位１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは同じものであることが好ましい。以下、中心構造１４としての多官能原子団も参照符号１４で示すことにする。
【００３１】
なお、本発明で用いられる超分岐高分子１０は、その分子表面にホール伝導性や電子伝導性、またはイオン伝導性を有するものであってよく、分子表面と内部との間にエネルギー相互作用を有するものや、デンドロン（超分岐構造単位中の繰り返し単位）にキャリアー伝導性を有するものでもよい。分子の表面にキャリア伝導性を有する超分岐高分子１０は、キャリア伝導性を有する末端基間のホッピングによってキャリアが移動する。デンドロンがπ共役鎖などπ電子を有する構造を備える場合など、デンドロンがキャリア伝導性を有する場合には、キャリアは中心構造１４と超分岐構造単位１２との間をも移動することができるので、中心構造１４が有する機能を引き出すことができる。
【００３２】
超分岐高分子１０の中心構造１４とは、任意の数の樹木状分岐開始点１３ａと結合し、樹木状分岐開始点１３ａ以降の超分岐構造単位１２を除いた部分の構造を指す。本発明に好適に用いられる超分岐高分子１０は、典型的には、中心構造１４の回りに複数の超分岐構造単位１２を有し、対称性の高い立体構造を有するので、中心構造１４は超分岐高分子１０の立体構造の中心に位置する。
【００３３】
中心構造１４を構成する多官能原子団１４として、（１）炭素数が１〜２０であって、Ｏ、ＮＨ、Ｎ（ＣＨ3）、Ｓ、ＳＯ2等のヘテロ原子が介在しても良い非置換または水酸基、カルボキシル基、アシル基またはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等のハロゲン置換のアルキレン基、（２）炭素数が６〜２０のアリーレン基、（３）これらのアルキレン基とアリーレン基が結合した基、（４）上記（１）〜（３）の各基の炭素原子に結合した水素原子が脱離した多価の基、（５）多価のヘテロ環基、（６）多価のヘテロ環基と上記（１）〜（４）の炭化水素基とが結合した基、（７）ポルフィリンやポルフィリン錯体が挙げられる。
【００３４】
本発明に用いられる超分岐高分子１０のデンドロンは、芳香族であっても、脂肪族であってもよい。具体的には、芳香族または脂肪族ポリエーテル構造、芳香族ポリエステル構造、ポリシロキサン構造、ポリカルボシラン構造、ポリエーテルアミド構造、ポリアミドアミン構造、ポリプロピレンイミン構造等の高分子構造や、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンエチニレン等の共役系高分子構造が挙げられ、ポリチオフェンやポリチエニレンビニレンやポリピロールやポリシロール等のヘテロ環基等を含んでもよい。
【００３５】
デンドロンにキャリヤ伝導性を付与するために、デンドロンにπ共役系構造に持たせてもよいし、ホール伝導構造として、ジアルキルフェニルアミン残基を有する構造、トリフェニルアミン残基を有する構造、フェナントロリン残基、イミダゾール残基等を持たせてもよい。また、電子伝導構造として、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド残基等を持たせてもよい。また、イオン伝導構造として、カルボキリレートやスルホネート官能基等のアニオンとアルカリ金属やアルカリ土類金属等のカチオンとで構成された塩をを持たせてもよい。
【００３６】
さらに、超分岐高分子の分子内に他の機能性の原子団（官能基）を導入し、機能の複合化をすることができる。例えば、分子内に蛍光性を有する基や、紫外線吸収性を有する基などを導入することができる。具体的には、例えばローダミン色素等をデンドリマーの中心構造に持たせることが挙げられる。
【００３７】
本発明で用いる超分岐高分子１０は、上述したように、超分岐構造単位１２を有する限り、その分岐構造に制限は無いが、分子構造の対称性の観点からデンドリマーであることが好ましい。超分岐高分子１０がデンドリマーの場合、その世代数に特に制限はないが、中心構造１４が大きいものや長いものを含めると、典型的な世代数は１〜１０であり、末端基（超分岐構造単位１２の末端部、超分岐高分子１０の表面を構成する末端部）の密集性と合成の容易性から、世代数は２〜８が好ましく、さらに好ましくは３〜７であり、最も好ましいのは、３〜５である。なお、デンドリマーの世代とは、図３に示すように、規則的な分岐の次数を示すものである。
【００３８】
本発明による高分子構造体は、ホール伝導層および電子伝導層を備え、第１超分岐高分子および第２超分岐高分子を有する。第１超分岐高分子および第２超分岐高分子の少なくともいずれか一方はホール伝導性または電子伝導性を有する。ホール伝導層および電子伝導層のいずれか一方は第１超分岐高分子および第２超分岐高分子のいずれか一方を含み、ホール伝導層、電子伝導層およびホール伝導層と電子伝導層との間の少なくとも１つに、第１超分岐高分子または第２超分岐高分子を介した非共有結合的相互作用による自己組織化構造を有する。
【００３９】
すなわち、本発明による高分子構造体は、上述した超分岐高分子を介した非共有結合的相互作用によって形成された自己組織化構造を含む。自己組織化構造は、同種の超分岐高分子間に形成されたものでもよいし、異種の超分岐高分子間に形成されたものでもよい。また、高分子構造体が従来の鎖状高分子を含む場合には、超分岐高分子と従来の鎖状高分子との間に形成された自己組織化構造であってもよい。超分岐高分子を用いる場合、最小の自己組織化構造は、２つの超分岐高分子（２分子）によって形成され得る。
【００４０】
本発明による高分子構造体が有する少なくとも２種の超分岐高分子のうちの一方は、ホール伝導性または電子伝導性を有し、高分子構造体が有するホール伝導層および電子伝導層のいずれか一方は、上記の超分岐高分子を含む。例えば、第１超分岐高分子がホール伝導性を有し、第２超分岐高分子が電子伝導性を有する場合、ホール伝導層は第１超分岐高分子を含み、電子伝導層は第２超分岐高分子を含む。このとき、自己組織化構造は、第１超分岐高分子間の相互作用によってホール伝導層内に形成されてもよいし、第２超分岐高分子間の相互作用によって電子伝導層内に形成されてもよいし、あるいは、第１超分岐高分子と第２超分岐高分子との間の相互作用によって、ホール伝導層と電子伝導層との界面に形成されてもよい。好ましくは、ホール伝導層、電子伝導層およびこれらの間（界面領域）の全てが自己組織化構造を含むことが好ましい。
【００４１】
なお、非共有結合的相互作用には、ファンデアワールス力、水素結合、静電相互作用、π電子相互作用、電荷移動相互作用等が含まれる。
【００４２】
ここで、図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明の高分子構造体が有する自己組織化構造について説明する。
【００４３】
本発明に用いられる超分岐高分子の立体構造は、等方的な特性を発現させるために、図４（ａ）に示したような円盤状（ディスク状）および図４（ｂ）に示したような球状であることが好ましい。なお、このような立体構造を有する超分岐高分子は、上述したように、中心構造およびデンドロンの構造ならびに世代数を適宜調整することによって得られる。
【００４４】
円盤状の超分岐高分子１０ａは、図４（ａ）に示したように、その分子間に働く非共有結合的相互作用によって、自己組織化構造２０ａを形成する。また、球状の超分岐高分子１０ｂは、図４（ｂ）に示したように、その分子間に働く非共有結合的相互作用によって、自己組織化構造２０ｂを形成する。図４（ｂ）には、１層目の４つの超分岐高分子１０ｂの中央に２層目の超分岐高分子１０ｂが位置するような自己組織化構造２０ｂを例示しているが、これに限られず、１層目と２層目の超分岐高分子１０ｂが互いに重なるような自己組織化構造が形成されてもよい。
【００４５】
図４（ａ）および（ｂ）において、互いに積層されている超分岐高分子１０ａおよび１０ｂは、それぞれ同種のものであってもよいし、異種のものであってもよい。すなわち、同種の超分岐高分子からなる複数の層で１つの機能層（例えばホール伝導層）を構成してもよいし、超分岐高分子の単分子層で１つの機能層を構成してもよい。従って、図４（ａ）および（ｂ）に示した自己組織化構造２０ａおよび２０ｂは、単一の機能層を構成する場合もあれば、複数の機能層の積層構造を構成する場合もある。
【００４６】
このように、非共有結合的相互作用による自己組織化構造を形成させることにより、各層で発生したエネルギーの移動やキャリアの移動が、非共有結合的相互作用の強い部分を介して各層内および／または各層間でスムーズに起こり、移動速度を速くすることが可能となる。
【００４７】
また、３次元的な広がりをもつ超分岐高分子および／またはその自己組織化構造が導電性などの機能を担っているので、１次元の共役鎖が機能を担う従来の導電性高分子のように特性が温度に依存しやすいという問題の発生が抑制される。
【００４８】
超分岐高分子を用いてホール伝導層や電子伝導層などの機能層を形成する方法には、公知の成膜方法を広く適用することができる。超分岐高分子は、従来の共役系の導電性高分子などに比べて溶媒に対する溶解性に優れるので、種々の溶媒を用いて溶液を調製することができる。この溶液をスピンコーティング法、ディップコーティング法、キャスティング法、印刷法およびインクジェット法等の方法により基板（支持体）２１上に塗布または印刷し、乾燥後、必要に応じて加熱処理することにより、超分岐高分子の膜を形成することができる。
【００４９】
例えば、超分岐高分子の単分子膜は、所定の濃度の溶液に、基板２１を所定の時間だけ浸漬することによって形成できる。基板表面に超分岐高分子と非共有結合的相互作用を示す層を予め形成しておけば、自己組織化構造を形成しながら単分子層が形成される。
【００５０】
このように、基板２１上に、超分岐高分子の膜を順次形成することによって、本発明の高分子構造体を形成することができる。
【００５１】
また、超分岐高分子は、従来の共役系導電性高分子などに比べて低い温度で溶融するので、ホットプレス法、射出成形法やトランスファ成形法等によって種々の形状に成形することもできる。得られた超分岐高分子の膜を積層することによって、本発明の高分子構造体を得ることができる。
【００５２】
図４（ａ）および（ｂ）では、超分岐高分子間の非共有結合的相互作用による自己組織化構造を説明したが、超分岐高分子と従来の鎖状高分子との間の非共有結合的相互作用によっても、自己組織化構造が形成され得る。例えば、第１超分岐高分子でホール伝導層を形成し、従来の導電性高分子（鎖状共役系高分子）で電子伝導層を形成し、これらの間の非共有結合的相互作用によって自己組織化構造を形成することもできる。
【００５３】
超分岐高分子以外の高分子として、例えば、ポリスチレン鎖、ポリシロキサン鎖、ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖、ポリアミド鎖やポリイミド鎖等の主鎖に、フタロシアニン系誘導体、アゾ化合物系誘導体、ペリレン系誘導体、キナクリドン系誘導体、多環キノン系誘導体、シアニン系誘導体、フラーレン誘導体、インドール、カルバゾール等の含窒素環式化合物誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、多環芳香族化合物誘導体等の側鎖が導入されたものが挙げられる。さらに、共役系高分子鎖である、ポリパラフェニレン等の芳香族系共役系高分子、ポリアセチレン等の脂肪族系共役系高分子、ポリピロールやポリチオフェン等の複素環式共役系高分子、ポリアニリン類やポリフェニレンサルファイド等の含ヘテロ原子共役系高分子、ポリ（フェニレンビニレン）やポリ（アリーレンビニレン）や、ポリ（チエニレンビニレン）等の上記共役系高分子の構成単位が交互に結合した構造を有する複合型共役系高分子等の炭素型共役系高分子や、ポリシラン類や、ジシラニレンポリマー類、ジシラニレンー炭素系共役性ポリマー構造などが挙げられる。
【００５４】
また、本発明による高分子構造体は、典型的には、上述したように積層構造を有しているが、必ずしも積層構造を有する必要はない。例えば、第１超分岐高分子と第２超分岐高分子とを混合して、これらの間の非共有結合的相互作用によって自己組織化構造を形成させたものを、高分子マトリクス中に混合・分散させてもよい。さらに、高分子マトリクス中の超分岐高分子の濃度が十分に高い場合には、例えば、ホール伝導性の超分岐高分子を絶縁性の高分子マトリクス中に分散させた組成物を用いてホール伝導層を形成することができる。このとき、高分子マトリクス中に分散された超分岐高分子間の非共有結合的相互作用による自己組織化構造が形成されるだけでなく、このホール伝導層に隣接して形成される電子伝導層との間に自己組織化構造が形成される場合もある。電子伝導層も超分岐高分子が高分子マトリクス中に分散された組成物から形成されたものであってもよい。
【００５５】
高分子マトリクスの材料としては、自己組織化構造の形成を阻害しないものであれば、特に制限はなく、例えば、２，２―ビス（４−ハイドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）を原料とするポリカーボネート、２，２−ビス（３−メチルー４−ハイドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＣ）を原料とするポリカーボネート、ビス（４−ハイドロキシフェニル）フェニルメタン（通称ビスフェノールＰ）を原料にしたポリカーボネート、１，１−ビス（４−ハイドロキシフェニル）シクロヘキサン（通称ビスフェノールＺ）を原料とするポリカーボネートや芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂を例示することができる。
【００５６】
高分子マトリクス中に超分岐高分子を分散させて使用する場合、超分岐高分子の配合量は、４０重量％以上１００重量％未満であり、好ましくは６０重量％以上１００重量％未満である。
【００５７】
このような超分岐高分子分散系の組成物を調製する方法には特に制限はなく、例えば、種々の溶剤を用いて調製することができる。好適に用いられる溶剤としては、テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロベンゼン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアルデヒド（ＤＭＦ）、塩化メチレン等を例示することができる。得られた溶液をスピンコーティング法、ディップコーティング法、キャスティング法、印刷法およびインクジェット法等の方法により塗布または印刷し、乾燥後、必要に応じて加熱処理することにより、超分岐高分子分散系組成物の膜を形成することができる。
【００５８】
超分岐高分子の溶液や超分岐高分子を含む組成物の溶液に、ドーパント等の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、スチリル色素（ＤＣＭ）等やｎ型やｐ型のドーパント等が挙げられる。超分岐高分子の種類および機能に応じて、種々の添加剤を用いることができる。特に、超分岐高分子は、分子内に蛍光性を有する基や、紫外線吸収性を有する基などを導入することによって、複数の機能を有し得るので、このように添加剤を用いることによって、特性の向上やさらなる機能の複合化ができる。
【００５９】
本発明による高分子構造体に電圧を印加するための電極を設けることによって、種々の機能素子を構成することができる。例えば、本発明による高分子構造体は、太陽電池、光電変換素子、有機ＦＥＴ素子、コンデンサー、発光素子、エレクトロクロミック素子、ポリマー二次電池等に用いることができる。以下に各用途に適した素子構造の詳細について述べる。
【００６０】
光電変換素子または太陽電池においては、一般的に高分子構造体が一対の平行平板電極で挟まれて配置されるが、櫛形電極上に形成されても良く、これに限定されるものではない。電極材料は特に限定されないが、平行平板電極である場合、少なくとも一方の電極はＩＴＯ電極、フッ素をドーピングさせた酸化錫等の透明電極であることが好ましい。また、上記高分子構造体はｐ型半導体性または、ホール伝導性超分岐高分子と、ｎ型半導体性または、電子伝導性超分岐高分子から形成される。また、上記２層のどちらか一方の超分岐高分子に光増感色素基を導入したり、上記２層の間にＨＯＭＯ（最高被占荷電子帯）準位がホール伝導性超分岐高分子のＨＯＭＯよりも低く、ＬＵＭＯ（最低非占荷電子帯）準位が電子伝導性超分岐高分子のＬＵＭＯよりも高い光増感色素分子構造を導入した高分子や超分岐高分子を導入するとさらに向上し、太陽電池などとして用いる場合、高効率な発電を行なうことができる。
【００６１】
さらには、上記ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子と、ｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子との間に、酸化還元可能なイオン導電性超分岐高分子まはたイオン導電性高分子を設けることによって、電気化学光電変換素子を形成することができる。このとき、イオン導電性超分岐高分子またはイオン導電性高分子の酸化還元順位は、ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子が光励起される場合、ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子のＬＵＭＯよりも高く、ｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子のＬＵＭＯよりも低く設定されることが好ましい。一方、ｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子が光励起される場合、ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子のＨＯＭＯよりも高く、ｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子のＨＯＭＯよりも低く設定されることが好ましい。また、ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子とｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子との両方が光励起される場合、ｐ型半導体性またはホール伝導性超分岐高分子のＬＵＭＯよりも高く、ｎ型半導体性または電子伝導性超分岐高分子のＨＯＭＯよりも低く設定されることが好ましい。また、必要に応じて、各層のいずれかに光増感性色素基を導入してもよい。
【００６２】
３層構造の高分子構造体について、少なくとも２層が超分岐高分子であり、好ましくは隣同士の層が超分岐高分子であり、さらに好ましくは、三層とも超分岐高分子から形成されていることが好ましく。それぞれの層内および層間において、自己組織化構造を形成することによって、特性および信頼性を向上することができる。
【００６３】
発光素子においても、多くの場合、本発明の高分子構造体が平行平板電極に挟まれて配置される。以下に代表的な機能素子の構造を図５（ａ）から（ｅ）において、参照符号１および４は一対の電極を示し、参照符合２は電子伝導層、参照符号３は電子伝導層（または発光層）、参照符号５はホール伝導層、参照符号６はホール伝導層（または発光層）、参照符号７は発光層、参照符号８は電荷発生層をそれぞれ示している。
【００６４】
図５（ａ）に示した構造１、図５（ｂ）に示した構造２、および図５（ｃ）に示した構造３では、一対の両電極１と４から注入された正負のキャリヤーの再結合効率を向上させることができる。図５（ｄ）に示した構造４では、電極１および４と発光層７やキャリヤー伝導層（電子伝導層２およびホール伝導層５）との接触をより確実なものとし、電極１および４からのキャリアー注入効率を増大させることができる。また、上記光電変換素子の項で述べたのと同様に、超分岐高分子の内部に発光に係わる基や色素の基、中心構造に発光に係わる基等を導入してもよい。また、機能の異なる超分岐高分子を混合し、超分岐高分子の自己組織化構造を形成し、それによって、キャリヤー伝導機能と発光機能とを構造的に兼ね備えるようにしてもよい。
【００６５】
このように本発明による機能素子においては、超分岐高分子の分子内における機能の複合化や、分子間の非共有結合的相互作用による自己組織化構造がもたらす機能の複合化が可能である。また、ディップ法やインクジェット法、スピンコーティング法等の公知の塗布法において、重ね塗りによって非共有結合的相互作用による自己組織化構造を形成させたり、インクジェット法のインクやディップ法、スピンコーティング法の溶液で混合し、溶液中または溶媒を除くと同時の成膜中に非共有結合的相互作用による自己組織化構造を形成することが可能である。なお、高分子構造体は機能素子用の基板上に直接形成してもよいし、上述のように別途形成した高分子構造体を機能素子用の基板に転写してもよい。
【００６６】
非共有結合的相互作用による自己組織化構造は、ナノ構造による分子レベルで制御され、一層が数〜数十ｎｍオーダの積層構造の膜厚や分子配向までを容易に制御することができ、電界集中効果のためにキャリアーの層間の注入効率が増大するなどの効果があるため、大幅な性能向上も可能となる。
【００６７】
有機トランジスタ素子は、ホール伝導層および電子伝導層の一方を導電層とし、他方を半導体層とし、上記導電層と半導体層との間に絶縁層が設けられた高分子構造体を用い、この高分子構造体にゲート電極、ソース電極とドレイン電極を形成することにより実現できる。
【００６８】
コンデンサ（キャパシタ）も、ホール伝導層および電子伝導層の一方を導電層とし、他方を半導体層とし、上記導電層と半導体層との間に絶縁層が設けられた高分子構造体を用いて形成される。さらに、ホール伝導層および電子伝導層を導電層とし、導電層どうしの間にイオン伝導性層を挿入したり、ホール伝導層をｐ型半導体層とし、電子伝導層をｎ型半導体層とし、これの連続層を形成してもよい。
【００６９】
エレクトロクロミック素子は、ホール伝導層をｐ型ドーピング可能な高分子層とし、酸化還元反応で変色し、電子伝導性層をｎ型ドーピング可能な高分子層とし、酸化還元反応で変色し、その層間に支持電解質塩を含んだ層を有する高分子構造体から形成される。また、この素子構造はポリマー二次電池としても用いることができ、高容量、低内部抵抗の二次電池を提供できる。
【００７０】
以上のように本発明の機能素子は、等方的な特性を有する超分岐高分子を含み、さらに、超分岐高分子の非共有結合的相互作用を介した自己組織化構造を有する高分子構造体を備えるので、等方性で極めて高いキャリヤー伝導性を持ち、さらに、確実に層間が接触し、高信頼性、高耐久性の機能素子を提供することができる。また、本発明の機能素子は、単に高分子の溶液（または高分子）を塗布するだけで形成し、膜厚、分子配向まで、ナノスケールの分子レベルの制御が可能ある。
【００７１】
さらに、超分岐高分子の分子中に様々な機能基を導入による機能の複合化や、非共有結合的相互作用による自己組織化構造による機能の複合化および新規機能の発現を持った従来に無い機能素子および素子構造を提供することができる。これは従来のポリマー材料やポリマーアロイ系等では、形成することが不可能な構造である。
【００７２】
以下に超分岐高分子の合成例を示す。
【００７３】
ポリプロピレンイミン系のものとして、まず化学式１の第１アミン化合物を水−トルエン中で酢酸触媒によりアクリロニトリルとシアノエチル化反応させることで、化学式２の化合物を生成する。
【００７４】
【化１】
0004139095.tif 000002
【００７５】
【化２】
0004139095.tif 000003
【００７６】
次いで、上記化学式２の化合物に対してコバルト触媒（ラネー触媒）により水素添加反応させることで、化学式３の化合物を生成する。
【００７７】
【化３】
0004139095.tif 000004
【００７８】
すなわち、１つのアミノ基（化学式１）から、分岐した２つのアミノ基（化学式２）が得られ、上記反応を繰り返すことによって、化学式４から化学式６の化合物が容易に得られる。
【００７９】
【化４】
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【００８０】
【化５】
0004139095.tif 000006
【００８１】
【化６】
0004139095.tif 000007
【００８２】
また、超分岐高分子を分子の外側から中心に向かって合成するダイバージェント法や外側から中心に向かって合成するコンバージェント法により、化学式７等のデンドリマーを合成することができる。
【００８３】
【化７】
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【００８４】
また、市販のポリプロピレンイミンデンドリマー（Ａｌｄｒｉｃｈ社カタログＤＡＢ−Ａｍ−４，８，１６，３２，６４）を用いてもよい。そこに、４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）安息香酸エチル、または４−（１，８−ナフタルジイミジル安息香酸）メチル等をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアルデヒドに溶解し、減圧下６０℃で加熱攪拌しながら生成するエタノールを留去し、濃縮後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製して、該デンドリマーやハイパーブランチポリマーの分岐末端のアミノ基が４−ジエチルアミノ安息香酸のアミド、または４−（１，８−ナフタルイミジル）安息香酸のアミド等に変換された物質が得られる。
【００８５】
ポリベンジルエーテル系のものとして４−ブロモメチレン安息香酸メチル（化８）等と１，３，５−トリハイドロキシベンゼン（化９）を用い、Ｈａｗｋｅｒ，Ｃ．Ｊ．ｅｔ  ａｌ．；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１２．ｐ．７６３８（１９９０）と同様に無水炭酸カリウムと１８−クラウン−６エーテルを使用するエーテル化反応により、超分岐高分子化合物（化１０）等の、ポリベンジルエーテル系のデンドリマーやハイパーブランチポリマーを得ることが可能であり、４−ブロモメチレン安息香酸メチルの場合、末端のメチルエステル基をカルボキシル基やカリウム塩等に変換することも可能である。
【００８６】
【化８】
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【００８７】
【化９】
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【００８８】
【化１０】
0004139095.tif 000011
【００８９】
ポリフェニレンビニレン系のものとして、Ｓｈｉｒｓｈｅｎｄｕ  Ｋ．Ｄｅｂｅｔ  ａｌ．；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，１１９，ｐ．９０７９（１９９７）を用いて、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアルデヒド（化１１）と、５−ブロモ−ｍ−キシレンからＡｒｂｕｚｏｖ反応の生成物（化１２）とを水素化ナトリウムをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中で反応させ、生成物（化１３）を合成する。さらに１，３，５−トリブロモベンゼンの２つの臭素をＳｔｉｌｌカップリング反応によりビニルに変換し、生成物（化１４）を生成する。これらを繰り返すことにより、生成物（化１５）等のポリフェニレンビニレン系のデンドロンを生成する。これにベンゾトリフォスフェイト（化１６）等の中心構造となり得るものと反応させて、超分岐高分子化合物（化１７）等の、ポリフェニレンビニレン系のデンドリマーやハイパーブランチポリマーを生成することができる。
【００９０】
【化１１】
0004139095.tif 000012
【００９１】
【化１２】
0004139095.tif 000013
【００９２】
【化１３】
0004139095.tif 000014
【００９３】
【化１４】
0004139095.tif 000015
【００９４】
【化１５】
0004139095.tif 000016
【００９５】
【化１６】
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【００９６】
【化１７】
0004139095.tif 000018
【００９７】
上記の例では、中心構造と超分岐構造とが共有結合を介して結合された超分岐高分子を例示したが、本発明に用いられる超分岐高分子はこれに限られず、中心構造と超分岐構造とが非共有結合を介して結合したものであってもよい。
【００９８】
例えば、下記の（化１８）で示される分子Ａは、水素結合によって６個が互いに結合し、（化１９）で示されるようなデンドリマーを形成する。
【００９９】
【化１８】
0004139095.tif 000019
【０１００】
【化１９】
0004139095.tif 000020
【０１０１】
以上詳述したように、本発明によれば、超分岐高分子を用いた従来にない素子構造によって機能素子の性能を向上させることが可能であり、また、この様な機能素子を簡便に作製することが可能となり、工業的価値は非常に大きい。
【０１０２】
【実施例】
次に、本発明の実施形態による機能素子の実施例を、比較例と共に以下に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１０３】
（実施例１）
有機発光素子
ガラス基板に陽極としてＩＴＯが形成され、ホール伝導層として一部ランダムにイオン化された超分岐高分子化合物１（化２０）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物１の成膜を行なった。膜厚は１００ｎｍとした。さらに、発光層および電子伝導層を兼ねた超分岐高分子化合物２（化２１）のテトラハイドロフラン溶液を用いてスピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物２の成膜を行い、超分岐高分子化合物１の薄膜と超分岐高分子化合物２の薄膜が静電相互作用による自己組織化構造を形成した高分子構造体を得た。超分岐高分子化合物２の膜厚は５０ｎｍとした。そして、ＭｇＡｇ合金（重量比１０：１）を蒸着し陰極を形成し、図５（ａ）に示す構造の発光素子を作製した。
【０１０４】
【化２０】
0004139095.tif 000021
【０１０５】
【化２１】
0004139095.tif 000022
【０１０６】
この発光素子に所定の電圧を印加し、駆動させて発光させ、初期輝度を測定したところ、１５００ｃｄ／ｍ2の輝度を示した。さらに、初期輝度が半減するのに３０００時間以上を要した。
【０１０７】
（比較例１）
ホール伝導層にポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物を用いた以外、実施例１と同様の構造の発光素子を作製した。この発光素子に所定の電圧を印加し、駆動させて発光させ、初期輝度を測定したところ、８００ｃｄ／ｍ2の輝度を示した。さらに、初期輝度が半減するのに８００時間を要した。
【０１０８】
（実施例２）
有機発光素子
ガラス基板に陽極としてＩＴＯが形成され、ホール伝導層として超分岐高分子化合物３（化２２）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物３の成膜を行なった。膜厚は５０ｎｍとした。また、発光層として超分岐高分子化合物４（化２３）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物４の成膜を行なった。膜厚は３０ｎｍとした。さらに、電子伝導層として、超分岐高分子化合物５（化２４）のテトラハイドロフラン溶液を用いてスピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物５の成膜を行い、超分岐高分子化合物４の薄膜と超分岐高分子化合物５の薄膜が静電相互作用による自己組織化構造を形成した高分子構造体を得た。超分岐高分子化合物５の膜厚は５０ｎｍとした。そして、ＭｇＡｇ合金（重量比１０：１）を蒸着し陰極を形成し、図５（ｄ）に示す構造の発光素子を作製した。
【０１０９】
この発光素子に所定の電圧を印加し、駆動させて発光させ、初期輝度を測定したところ、１５００ｃｄ／ｍ2の輝度を示した。さらに、初期輝度が半減するのに３０００時間以上を要した。
【０１１０】
【化２２】
0004139095.tif 000023
【０１１１】
【化２３】
0004139095.tif 000024
【０１１２】
【化２４】
0004139095.tif 000025
【０１１３】
（比較例２）
ホール伝導層にポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物を用い、発光層としてポリヘキシルチオフェンを用いた以外、実施例２と同様の構造の発光素子を作製した。この発光素子に所定の電圧を印加し、駆動させて発光させ、初期輝度を測定したところ、８００ｃｄ／ｍ2の輝度を示した。さらに、初期輝度が半減するのに８００時間を要した。
【０１１４】
（実施例３）
有機整流素子
ガラス基板にＭｇＡｇ合金（重量比１０：１）蒸着電極が形成され、ホール伝導層として超分岐高分子化合物１（化２０）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物１の成膜を行なった。膜厚は５０ｎｍとした。さらに、電子伝導層として超分岐高分子化合物５（化２４）のテトラハイドロフラン溶液を用いてスピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物５の成膜を行い、超分岐高分子化合物１の薄膜と超分岐高分子化合物５の薄膜が静電相互作用による自己組織化構造を形成した高分子構造体を得た。超分岐高分子化合物５の膜厚は５０ｎｍとした。そして、ＭｇＡｇ合金（重量比１０：１）を蒸着し上部電極を形成し、有機整流素子を作製した。
【０１１５】
この整流素子を、光を遮断して電流−電圧特性を測定した。上部電極を負にした場合にのみ電流が流れる整流特性を示した。さらに、この整流素子を室温で３ヶ月放置した後、同様の測定したところ、特性の劣化や膜界面の剥がれは生じなかった。
【０１１６】
（比較例３）
ホール伝導層にポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物を用いた以外、実施例３と同様の構造の有機整流素子を作製した。
【０１１７】
この整流素子を、光を遮断して電流−電圧特性を測定した。上部電極を負にした場合、電流が流れる整流特性を示したが、この整流素子を室温で３ヶ月放置した後、同様の測定したところ、特性の劣化や膜界面の剥がれが生じていた。
【０１１８】
（実施例４）
有機太陽電池素子
ガラス基板に電極極としてＩＴＯが形成され、ホール伝導層として超分岐高分子化合物３（化２２）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物５の成膜を行なった。膜厚は５０ｎｍとした。また、電荷発生層として超分岐高分子化合物６（化２５）のテトラハイドロフラン溶液を用い、スピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物６の成膜を行なった。膜厚は３０ｎｍとした。さらに、電子伝導層として、超分岐高分子化合物５（化２４）のテトラハイドロフラン溶液を用いてスピンコーティング法により室温で超分岐高分子化合物５の成膜を行い、超分岐高分子化合物６の薄膜と超分岐高分子化合物５の薄膜が静電相互作用による自己組織化構造を形成した高分子構造体を得た。超分岐高分子化合物５の膜厚は５０ｎｍとした。そして、ＭｇＡｇ合金（重量比１０：１）を蒸着し電極を形成し、有機太陽電池素子を作製した。
【０１１９】
【化２５】
0004139095.tif 000026
【０１２０】
この太陽電池素子に４００ｎｍ以下をカットしたタングステンランプ光を照射し、初期エネルギー変換効率を測定したところ、１．８〜２．２％と良好な値が得られた。
【０１２１】
（比較例４）
ホール伝導層にポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物を用い、電荷発生層として銅フタロシアニンを用いた以外、実施例２と同様の構造の発光素子を作製した。
【０１２２】
この太陽電池素子に４００ｎｍ以下をカットしたタングステンランプ光を照射し、初期エネルギー変換効率を測定したところ、１．０〜１．２％という値が得られた。
【０１２３】
以上の結果から、実施例１から４の機能素子では、２層以上の超分岐高分子からなる機能層が非共有結合的相互作用により自己組織化構造を形成したため、素子構造（特に界面構造）が安定化され、特性を飛躍的に向上することができることがわかった。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明による高分子構造体は、超分岐高分子を含み、それを介した非共有結合的相互作用による自己組織化構造を備えるので、従来の導電性高分子を用いた機能素子の特性および信頼性を向上することができる。
【０１２５】
本発明による機能素子は、発光素子、ディスプレイ、太陽電池、光電変換素子、光変調素子、有機ＦＥＴ素子、コンデンサ、整流素子または各種センサー素子に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超分岐高分子の構造と分類とを模式的に示す概念図である。
【図２】本発明に用いられる超分岐高分子の構造を模式的に示す図である。
【図３】デンドリマーの世代数の概念を示す模式図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明による超分岐高分子によって形成された自己組織化構造の例を示す模式図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る機能素子の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１，４  電極
２  電子伝導層
３  電子伝導、発光層
５  ホール伝導層
６  ホール伝導、発光層
７  発光層
８  電荷発生層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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