(57)【要約】  本明細書は、フラーレン誘導体、これを含む有機太陽電池およびその製造方法に関する。
2016521263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表されるフラーレン誘導体：
【化１】
2016521263.tif 000088
化学式１において、
ｍは、０または１の整数であり、
ｐは、１〜３の整数であり、
ｐが２以上の場合、括弧内の構造は同一または異なり、
Ｃｎは、Ｃ６０〜Ｃ８４のフラーレンであり、
Ｒ１〜Ｒ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基であるか、
隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環を形成したり、同一炭素内の置換基は、スピロ結合；カルボニル基；置換もしくは非置換のイミン基；または置換もしくは非置換のアルケニル基を形成し、
ｍが０の場合、Ｒ１〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ８のうちの隣接する置換基が環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ｍが１の場合、Ｒ１〜Ｒ１０；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの隣接する置換基が環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ａは、０または１の整数であり、
ｂは、１または２の整数であり、
Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の２価のエーテル基；炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む２価の芳香族ヘテロ環であり、
Ｍは、
【化２】
2016521263.tif 000089
であり、
Ｒは、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールアルキルオキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のシリルオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【請求項２】
上記化学式１で表されるフラーレン誘導体は、下記化学式２〜下記化学式５のうちのいずれか１つで表されるものである請求項１に記載のフラーレン誘導体：
【化３】
2016521263.tif 000090
化学式２〜５において、
Ｃｎ、ｍ、ｐおよびＲ１〜Ｒ１０の定義は、上記化学式１で定義したのと同様であり、
Ｘ１〜Ｘ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｘ；またはＮであり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｙ；またはＮであり、
Ｘ５〜Ｘ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｘ’；Ｓ；またはＮＲｘ’であり、
Ｙ５〜Ｙ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｙ’；Ｓ；またはＮＲｙ’であり、
Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｘ’およびＲｙ’は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基であるか、隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環を形成したり、スピロ結合を形成する。
【請求項３】
前記ｍは、０である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項４】
前記ｍは、１である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項５】
Ｒ５〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの互いに隣接する置換基が互いに結合して形成された炭化水素環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項６】
ａは、０または１の整数であり、
Ｌは、置換もしくは非置換の炭素数１〜４のアルキレン基；または置換もしくは非置換のフェニレン基である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項７】
Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項８】
Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項９】
前記アルキル基、アルコキシ基、アリールアルコキシ基、アリール基、およびヘテロアリールオキシ基は、ハロゲン基；シアノ基；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；または炭素数２〜３０のＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換または非置換である請求項８に記載のフラーレン誘導体。
【請求項１０】
ｍは、０または１の整数であり、
Ｒ５〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの互いに隣接する置換基が互いに結合して形成された炭化水素環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ａは、０または１であり、
Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；または炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環であり、
ｂは、１〜２の整数であり、
Ｍは、
【化４】
2016521263.tif 000091
であり、
前記Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項１１】
上記化学式１で表されるフラーレン誘導体は、下記化学式１−１−１〜１−１−５４のうちのいずれか１つである請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【化５】
2016521263.tif 000092
【化６】
2016521263.tif 000093
【化７】
2016521263.tif 000094
【化８】
2016521263.tif 000095
【化９】
2016521263.tif 000096
【化１０】
2016521263.tif 000097
【化１１】
2016521263.tif 000098
【化１２】
2016521263.tif 000099
【化１３】
2016521263.tif 000100
【請求項１２】
前記フラーレン誘導体は、ＬＵＭＯエネルギー準位が−３．４ｅＶ〜−５ｅＶである請求項１に記載のフラーレン誘導体。
【請求項１３】
第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられる１層以上の有機物層とを含み、
前記有機物層のうちの１層以上は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフラーレン誘導体を含むものである有機太陽電池。
【請求項１４】
前記有機物層は、光活性層と、前記光活性層と前記第１電極または前記第２電極との間に備えられた有機物層とを含み、
前記光活性層と前記第１電極または前記第２電極との間に備えられた有機物層は、前記フラーレン誘導体を含むものである請求項１３に記載の有機太陽電池。
【請求項１５】
前記有機物層は、光活性層を含み、
前記光活性層は、ｎ型有機物層およびｐ型有機物層を含む二層薄膜（ｂｉｌａｙｅｒ）構造であり、
前記ｎ型有機物層は、前記フラーレン誘導体を含むものである請求項１３に記載の有機太陽電池。
【請求項１６】
前記有機物層は、光活性層を含み、
前記光活性層は、電子供与物質および電子受容物質を含み、
前記電子受容物質は、前記フラーレン誘導体を含むものである請求項１３に記載の有機太陽電池。
【請求項１７】
前記有機太陽電池は、前記電子供与物質と前記電子受容物質とがバルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）を構成するものである請求項１６に記載の有機太陽電池。
【請求項１８】
前記電子供与物質は、Ｐ３ＨＴまたは下記化学式２−１で表されるものである請求項１６に記載の有機太陽電池：
【化１４】
2016521263.tif 000101
化学式２−１において、
Ｒ１１〜Ｒ１３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【請求項１９】
基板を用意するステップと、
前記基板の上部に第１電極を形成するステップと、
前記第１電極の上部に光活性層を含む１層以上の有機物層を形成するステップと、
前記有機物層の上部に第２電極を形成するステップとを含み、
前記１層以上の有機物層は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフラーレン誘導体を含む有機太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、フラーレン誘導体、これを用いた有機太陽電池およびその製造方法に関する。
本明細書は、２０１３年４月１７日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−００４２１１４号の出願日の利益を主張し、その内容はすべて本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
有機物を用いた太陽電池は、容易な加工性と多様性、安い製造単価と高い柔軟性を持っているとの利点から注目を集めてきており、新たな物質の開発と共に迅速に成長している。
【０００３】
有機半導体は、有機物の最大の利点である安価な費用と製造工程上の容易性に基づいて、薄膜型素子、大面積素子、ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）方法が可能なフレキシブル素子など低価格の太陽電池の作製に核心的な材料として登場すると見込まれている。
【０００４】
有機太陽電池の可能性が初めて提示されたのは１９７０年代であるが、効率が低すぎて実用性がなかった。
【０００５】
しかし、１９８６年、イーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｋｏｄａｋ）のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇがフタロシアニン銅（ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、ＣｕＰｃ）とペリレンテトラカルボン酸（Ｐｅｒｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）誘導体を用いた二重層構造で多様な太陽電池としての実用化の可能性を示すと、有機太陽電池に対する関心と研究が急速に増加し、多くの発展をもたらしてきた。
【０００６】
以後、１９９５年には、Ｙｕらによってバルクへテロジャンクション（ＢＨＪ）の概念が導入され、ＰＣＢＭのように溶解度が向上したフラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）誘導体がｎ型半導体物質として開発されるにつれ、有機太陽電池の効率の面で画期的な発展があった。
【０００７】
しかし、出発物質のフラーレンは、溶解性が良くなく、反応性が低く、結局、合成時の低い収率によりフラーレン誘導体の価格上昇という問題を抱えている。
【０００８】
一方、既存の物質を代替するために、低いバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）を有する電子供与（ｅ−ｄｏｎｏｒ）物質と電荷移動度が良い新たな電子受容（ｅ−ａｃｃｅｐｔｏｒ）物質の開発が持続的に研究されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本明細書の目的は、高い溶解度および高い電子移動度を有するフラーレン誘導体、これを含む有機太陽電池およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書の一実施態様において、下記化学式１で表されるフラーレン誘導体を提供する。
【化１】
2016521263.tif 000003
化学式１において、
ｍは、０または１の整数であり、
ｐは、１〜３の整数であり、
ｐが２以上の場合、括弧内の構造は同一または異なり、
Ｃｎは、Ｃ６０〜Ｃ８４のフラーレンであり、
Ｒ１〜Ｒ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基であるか、
隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環を形成したり、同一炭素内の置換基は、スピロ結合；カルボニル基；置換もしくは非置換のイミン基；または置換もしくは非置換のアルケニル基を形成し、
ｍが０の場合、Ｒ１〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ８のうちの隣接する置換基が環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ｍが１の場合、Ｒ１〜Ｒ１０；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの隣接する置換基が環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ａは、０または１の整数であり、
ｂは、１または２の整数であり、
Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の２価のエーテル基；炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む２価の芳香族ヘテロ環であり、
Ｍは、
【化２】
2016521263.tif 000004
であり、
Ｒは、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールアルキルオキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のシリルオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【００１１】
本明細書の一実施態様において、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられる１層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの１層以上は、前記フラーレン誘導体を含むものである有機太陽電池を提供する。
【００１２】
また、本明細書の一実施態様において、基板を用意するステップと、前記基板の上部に第１電極を形成するステップと、前記第１電極の上部に光活性層を含む１層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層の上部に第２電極を形成するステップとを含み、前記１層以上の有機物層は、上記化学式１で表されるフラーレン誘導体を含む有機太陽電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体を含む有機太陽電池は、効率の上昇および／または安全性の上昇を示す。
【００１４】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、有機太陽電池において純粋に使用したり、不純物を混ぜて使用可能であり、真空蒸着や溶液塗布法などで適用可能である。
【００１５】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施態様に係る有機太陽電池を示すものである。
【図２】化学式１−２−２で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図３】化学式１−１−１で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図４】化学式１−１−１で表されるフラーレン誘導体においてｐ＝１を精製した後のＭＳスペクトルを示す図である。
【図５】化学式１−１−１で表されるフラーレン誘導体においてｐ＝１を精製した後の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を示す図である。
【図６】化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図７】化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を示す図である。
【図８】化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体のＮＭＲグラフを示す図である。
【図９】化学式１−１−２で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図１０】化学式１−１−１２で表されるフラーレン誘導体のｐ＝１を精製した後のＭＳスペクトルを示す図である。
【図１１】化学式１−１−１２で表されるフラーレン誘導体のｐ＝２を精製した後のＭＳスペクトルを示す図である。
【図１２】化学式１−１−１５で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図１３】化学式１−１−４４で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【図１４】化学式１−１−２１で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【００１７】
[符号の説明]
１０１：基板
１０２：第１電極
１０３：正孔輸送層
１０４：光活性層
１０５：第２電極
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本明細書について詳細に説明する。
【００１９】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表されるフラーレン誘導体を提供する。
【００２０】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、ｍが０の場合、Ｒ１〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ８のうちの隣接する置換基が互いに結合して環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ｍが１の場合、Ｒ１〜Ｒ１０；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの隣接する置換基が互いに結合して環を形成する場合には、前記環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【００２１】
Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の２価のエーテル基；炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む芳香族ヘテロ環であり、
Ｍは、
【化３】
2016521263.tif 000005
であり、Ｒは、上記で定義したのと同様である。
前記−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂで表される置換基を含むフラーレン誘導体は、溶解性が増加して溶液工程が容易であるという利点がある。また、優れたモフォロジー（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）を形成し、電子移動性（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を向上させて素子の効率が高くなる効果がある。
【００２２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【００２３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基である。
【００２４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【００２５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖のフッ素（Ｆ）で置換されたアルキル基である。
【００２６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖のフッ素（Ｆ）で置換されたアルコキシ基である。
【００２７】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、シクロエーテル基で置換されたアルコキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキルアミン基である。
【００２８】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数５〜３０の置換もしくは非置換のアリールアミン基である。
【００２９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数５〜３０の置換もしくは非置換のアリール基である。
【００３０】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数５〜３０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基である。
【００３１】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含むヘテロアリール基である。
【００３２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含むヘテロアリールオキシ基である。
【００３３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ヒドロキシ基である。
【００３４】
前記Ｒが炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基であるフラーレン誘導体は、溶解度が高いという効果がある。
【００３５】
前記Ｒが炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルコキシ基であるフラーレン誘導体は、溶解度が高いという効果がある。
【００３６】
前記Ｒが炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖のフッ素（Ｆ）で置換されたアルキル基であるフラーレン誘導体は、溶解度が高いという効果がある。
【００３７】
前記Ｒが炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖のフッ素（Ｆ）で置換されたアルコキシ基であるフラーレン誘導体は、溶解度が高いという効果がある。
【００３８】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１〜Ｒ１０のうちの少なくとも２個の隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環を形成する。
【００３９】
隣接する置換基が互いに結合して、芳香族環または芳香族ヘテロ環を形成する場合、電子供与物質中の芳香族環または芳香族ヘテロ環と分子との間のパイ−パイ相互作用によって電荷の移動度が増加する効果がある。
【００４０】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４が５員または６員の芳香族環を形成する。
【００４１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４が５員または６員の芳香族ヘテロ環を形成する。
【００４２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ３またはＲ４とＲ５またはＲ６が５員または６員の芳香族環を形成する。
【００４３】
本明細書の一実施態様において、Ｒ３またはＲ４とＲ５またはＲ６が５員または６員の芳香族ヘテロ環を形成する。
【００４４】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表されるフラーレン誘導体は、下記化学式２〜下記化学式５のうちのいずれか１つで表されるものであるフラーレン誘導体を提供する。
【化４】
2016521263.tif 000006
化学式２〜５において、
Ｃｎ、ｍ、ｐおよびＲ１〜Ｒ１０の定義は、上記化学式１で定義したのと同様であり、
Ｘ１〜Ｘ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｘ；またはＮであり、
Ｙ１〜Ｙ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｙ；またはＮであり、
Ｘ５〜Ｘ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｘ’；Ｓ；またはＮＲｘ’であり、
Ｙ５〜Ｙ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲｙ’；Ｓ；またはＮＲｙ’であり、
Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｘ’およびＲｙ’は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；エステル基；カルボニル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールアルキル基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基であるか、隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含むヘテロ環を形成したり、スピロ結合を形成する。
【００４５】
本明細書において、上記化学式５の
【化５】
2016521263.tif 000007
と、上記化学式６の
【化６】
2016521263.tif 000008
は、コンジュゲーションをなす状態を意味する。
【００４６】
本明細書において、上記化学式５の
【化７】
2016521263.tif 000009
は、具体的には、
【化８】
2016521263.tif 000010
であってもよい。
【００４７】
上記化学式６の
【化９】
2016521263.tif 000011
は、具体的には、
【化１０】
2016521263.tif 000012
であってもよい。
【００４８】
前記置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；エステル基；カルボニル基；カルボキシル基；ヒドロキシ基；シクロアルキル基；シリル基；アリールアルケニル基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；ホウ素基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；アリールアミン基；ヘテロアリール基；カルバゾール基；アリールアミン基；アリール基；フルオレニル基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；およびＮ、Ｏ、Ｓ原子のうちの１個以上を含むヘテロ環基からなる群より選択された１個以上の置換基で置換されているか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
【００４９】
本明細書において、ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素になっていてもよい。
【００５０】
本明細書において、イミド基は、
【化１１】
2016521263.tif 000013
で表されてもよい。Ｚ１〜Ｚ３は、互いに同一または異なり、水素；炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基；または炭素数６〜２５の置換もしくは非置換のアリール基である。具体的には、Ｚ１〜Ｚ３は、互いに同一または異なり、炭素数６〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基；または炭素数６〜２５の置換もしくは非置換のアリール基である。
【００５１】
本明細書において、アミド基は、
【化１２】
2016521263.tif 000014
で表されてもよい。前記Ｚ４およびＺ５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルキル基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【００５２】
本明細書において、エステル基の一般式は、
【化１３】
2016521263.tif 000015
で表されてもよい。前記Ｚ６は、水素；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルキル基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【００５３】
本明細書において、前記エーテル基は、
【化１４】
2016521263.tif 000016
で表されてもよい。Ｚ１１は、炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基；または炭素数６〜２５の置換もしくは非置換のアリール基である。具体的には、Ｚ１１は、炭素数６〜２５の直鎖、分枝鎖または環鎖の置換もしくは非置換のアルキル基；または炭素数６〜２５の置換もしくは非置換のアリール基である。
【００５４】
本明細書の一実施態様において、前記エーテル基は、アルキルエーテル基である。
【００５５】
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜２０であることが好ましい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびヘプチル基などがあるが、これらに限定されない。
【００５６】
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３〜６０であることが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
【００５７】
本明細書において、前記シクロアルコキシ基中のシクロは、上述したシクロアルキル基の例示の中から選択されてもよい。
【００５８】
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖または環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜２０であることが好ましい。具体的には、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｉ−プロピルオキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、３，３−ジメチルブチルオキシ、２−エチルブチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ベンジルオキシ、ｐ−メチルベンジルオキシなどになっていてもよいが、これらに限定されるものではない。
【００５９】
本明細書において、前記アリールアルキル基は、炭素数は特に限定されないが、本明細書の一実施態様において、アリールアルキル基の炭素数は７〜５０である。具体的には、アリール部分は、炭素数６〜４９であり、アルキル部分は、炭素数１〜４４である。具体例としては、ベンジル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｐ−エチルベンジル基、ｍ−エチルベンジル基、３，５−ジメチルベンジル基、α−メチルベンジル基、α，α−ジメチルベンジル基、α，α−メチルフェニルベンジル基、１−ナフチルベンジル基、２−ナフチルベンジル基、ｐ−フルオロベンジル基、３，５−ジフルオロベンジル基、α，α−ジトリフルオロメチルベンジル基、ｐ−メトキシベンジル基、ｍ−メトキシベンジル基、α−フェノキシベンジル基、α−ベンジルオキシベンジル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルイソプロピル基、ピロリルメチル基、ピロリルエチル基、アミノベンジル基、ニトロベンジル基、シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基などがあるが、これらに限定されない。
【００６０】
本明細書において、前記アリールアルキルオキシ基中のアリールアルキルは、上述したアリールアルキル基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜４０であることが好ましい。具体例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
【００６１】
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されない。
【００６２】
本明細書において、アリール基は、単環式であってもよく、炭素数は特に限定されないが、炭素数６〜６０であることが好ましい。アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、トリフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基などの単環式芳香族、およびナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、フルオレニル基、アセナフタセニル基、トリフェニレン基、フルオランテン（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）基などの多環式芳香族などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００６３】
本明細書において、芳香族環基は、前記アリール基の例示の中から選択されてもよいが、これに限定しない。
【００６４】
本明細書において、前記アリールオキシ基中のアリールは、上述したアリール基の例示の中から選択されてもよい。
【００６５】
本明細書において、ヘテロ環基またはヘテロアリール基は、異種原子としてＯ、ＮまたはＳを含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０であることが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、前記ヘテロアリールオキシ基中のヘテロアリールは、上述したヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、およびアラルキルアミン基中のアリール基は、上述したアリール基の例示の通りである。具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ、ｐ−トリルオキシ、ｍ−トリルオキシ、３，５−ジメチル−フェノキシ、２，４，６−トリメチルフェノキシ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ、３−ビフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、４−メチル−１−ナフチルオキシ、５−メチル−２−ナフチルオキシ、１−アントリルオキシ、２−アントリルオキシ、９−アントリルオキシ、１−フェナントリルオキシ、３−フェナントリルオキシ、９−フェナントリルオキシなどがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、２−メチルフェニルチオキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオキシ基などがあり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、ｐ−トルエンスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アルキルアミン基、およびアラルキルアミン基中のアルキル基は、上述したアルキル基の例示の通りである。具体的には、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基などがあり、アルキルスルホキシ基としては、メチルスルホキシ基、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。
【００６６】
本明細書において、前記フルオレニル基は、開かれたフルオレニル基の構造を含み、ここで、開かれたフルオレニル基は、２個の環有機化合物が１個の原子を介して連結された構造において一方の環化合物の連結が切れた状態の構造である。
【００６７】
前記フルオレニル基が置換される場合、
【化１５】
2016521263.tif 000017
などになっていてもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
【００６８】
本明細書において、アミン基は、炭素数は特に限定されないが、１〜３０であることが好ましい。アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００６９】
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基が２以上を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基とを同時に含んでもよい。
【００７０】
アリールアミン基の具体例としては、フェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、３−メチル−フェニルアミン、４−メチル−ナフチルアミン、２−メチル−ビフェニルアミン、９−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾール、およびトリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
【００７１】
本明細書において、ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、上述したヘテロ環基の例示の中から選択されてもよい。
【００７２】
本明細書において、アルキレン基は、アルキル基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価基を意味する。２価基であることを除いては、上述したアルキル基の説明が適用可能である。
【００７３】
本明細書において、
【化１６】
2016521263.tif 000018
は、他の置換基または結合部に結合される部位を意味する。
本明細書において、隣接する基は、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４；Ｒ３またはＲ４とＲ５またはＲ６；Ｒ５またはＲ６とＲ７またはＲ８；Ｒ７またはＲ８とＲ９またはＲ１０のように、隣り合う炭素に置換された置換基を意味する。
【００７４】
本明細書において、隣接する基が炭化水素環またはヘテロ環を形成するとは、隣接する置換基が結合を形成して、５員〜７員の炭化水素環またはヘテロ環を形成することを意味し、前記ヘテロ環は、Ｎ、ＯおよびＳのうちの１個以上を含むことができる。
【００７５】
本明細書において、炭化水素環は、シクロアルキル基；シクロアルケニル基；芳香族環基；または脂肪族環基をすべて含み、単環または多環であってもよいし、これらが１または２以上結合して縮合された環をすべて含む。
【００７６】
本明細書において、形成されたヘテロ環は、前記炭化水素環中の少なくとも１つの炭素原子がＮ、Ｏ、またはＳ原子で置換されたものを意味し、脂肪族環または芳香族環であってもよいし、単環または多環であってもよい。
【００７７】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１〜Ｒ１０のうちの少なくとも２個の隣接する置換基は、互いに結合して、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換の芳香族ヘテロ環を形成する。
前記シクロアルキル、シクロアルケニル、芳香族環、脂肪族ヘテロ環、芳香族ヘテロ環は、単環または多環であってもよい。
【００７８】
本明細書において、同一炭素内の置換基は、Ｒ１とＲ２；Ｒ３とＲ４；Ｒ５とＲ６；Ｒ７とＲ８；またはＲ９とＲ１０のように、１つの炭素を共有する置換基を意味する。
【００７９】
本明細書の一実施態様において、同一炭素内の置換基は、二重結合を形成する。例えば、カルボニル基；置換もしくは非置換のイミン基が挙げられ、これに限定されない。
【００８０】
本明細書において、同一炭素内の置換基は、スピロ結合を形成する。前記スピロ結合は、２個の環有機化合物が１個の原子に連結された構造を意味し、２個の環有機化合物が１個の原子を介して連結された構造において一方の環化合物の連結が切れた状態の構造を含むことができる。
【００８１】
例えば、スピロ結合は、１つの炭素を共有するＲ１とＲ２；Ｒ３とＲ４；Ｒ５とＲ６；Ｒ７とＲ８；またはＲ９とＲ１０の置換基が結合を形成して、５員〜７員の脂肪族の炭化水素環、５員〜７員の芳香族炭化水素環、異種原子としてＯ、ＮおよびＳのうちの１個以上を含む５員〜７員の脂肪族ヘテロ環、異種原子としてＯ、ＮおよびＳのうちの１個以上を含む５員〜７員の芳香族ヘテロ環を形成することを意味する。
【００８２】
本明細書の一実施態様において、前記ｍは、０である。
【００８３】
本明細書の一実施態様において、前記ｍは、１である。
【００８４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｃｎは、Ｃ６０である。
【００８５】
前記Ｃｎの大きさは、当業者の必要に応じて選択可能である。
【００８６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ５〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの互いに隣接する置換基が互いに結合して形成された炭化水素環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、Ｌ、ａ、Ｍおよびｂは、上述したのと同一である。
【００８７】
本明細書の一実施態様において、前記ｐは、１である。
【００８８】
本明細書の一実施態様において、前記ｐは、２である。
【００８９】
本明細書の一実施態様において、前記ｐが２以上の場合、括弧内の構造は同一または異なる。
【００９０】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１は、水素である。
【００９１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ２は、水素である。
【００９２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ３は、水素である。
【００９３】
本明細書の一実施態様において、Ｒ４は、水素である。
【００９４】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、水素である。
【００９５】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【００９６】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化１７】
2016521263.tif 000019
である。
【００９７】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化１８】
2016521263.tif 000020
である。
【００９８】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化１９】
2016521263.tif 000021
である。
【００９９】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２０】
2016521263.tif 000022
である。
【０１００】
もう一つの実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２１】
2016521263.tif 000023
である。
【０１０１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２２】
2016521263.tif 000024
である。
【０１０２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２３】
2016521263.tif 000025
である。
【０１０３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【０１０４】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２４】
2016521263.tif 000026
である。
【０１０５】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２５】
2016521263.tif 000027
である。
【０１０６】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２６】
2016521263.tif 000028
である。
【０１０７】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２７】
2016521263.tif 000029
である。
【０１０８】
もう一つの実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２８】
2016521263.tif 000030
である。
【０１０９】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化２９】
2016521263.tif 000031
である。
【０１１０】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３０】
2016521263.tif 000032
である。
【０１１１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ６は、水素である。
【０１１２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、水素である。
【０１１３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【０１１４】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３１】
2016521263.tif 000033
である。
【０１１５】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３２】
2016521263.tif 000034
である。
【０１１６】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３３】
2016521263.tif 000035
である。
【０１１７】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３４】
2016521263.tif 000036
である。
【０１１８】
もう一つの実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３５】
2016521263.tif 000037
である。
【０１１９】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３６】
2016521263.tif 000038
である。
【０１２０】
本明細書の一実施態様において、Ｒ７は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３７】
2016521263.tif 000039
である。
【０１２１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、水素である。
【０１２２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【０１２３】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３８】
2016521263.tif 000040
である。
【０１２４】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化３９】
2016521263.tif 000041
である。
【０１２５】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化４０】
2016521263.tif 000042
である。
【０１２６】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化４１】
2016521263.tif 000043
である。
【０１２７】
もう一つの実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化４２】
2016521263.tif 000044
である。
【０１２８】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、０であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化４３】
2016521263.tif 000045
である。
【０１２９】
本明細書の一実施態様において、Ｒ８は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、ａは、１であり、ｂは、１であり、Ｍは、
【化４４】
2016521263.tif 000046
である。
【０１３０】
明細書の一実施態様において、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４が５員または６員の芳香族環を形成する。
【０１３１】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４が５員または６員の芳香族環を形成し、形成された芳香族環の置換基は、水素である。
【０１３２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１またはＲ２とＲ３またはＲ４が５員または６員の芳香族環を形成し、形成された芳香族の置換基は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂである。
【０１３３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；または炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環である。
【０１３４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、置換もしくは非置換のアルキレン基である。
【０１３５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、メチレン基である。
一つの実施態様において、前記Ｌは、エチレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌは、置換もしくは非置換のプロピレン基である。
【０１３６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、メチルアセテートで置換されたプロピレン基である。
【０１３７】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、置換もしくは非置換の炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環である。
【０１３８】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、フェニレン基である。
【０１３９】
本明細書の一実施態様において、ａは、０または１の整数であり、Ｌは、置換もしくは非置換の炭素数１〜４のアルキレン基；または置換もしくは非置換のフェニレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【０１４０】
他の実施態様において、Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【０１４１】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【０１４２】
もう一つの実施態様において、前記アルコキシ基、アリールアルコキシ基、およびヘテロアリールオキシ基は、ハロゲン基；シアノ基；置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；または炭素数２〜３０のＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換もしくは非置換である。
【０１４３】
本明細書の一実施態様において、ｍは、０または１の整数であり、
【０１４４】
Ｒ５〜Ｒ８；およびＲ１〜Ｒ１０のうちの互いに隣接する置換基が互いに結合して形成された炭化水素環の置換基のうちの少なくとも１つは、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂであり、
ａは、０または１であり、
Ｌは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキレン基；または炭素数５〜３０の置換もしくは非置換の２価の芳香族炭化水素環であり、
ｂは、１〜２の整数であり、
Ｍは、
【化４５】
2016521263.tif 000047
であり、
前記Ｒは、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数３〜６０の置換もしくは非置換のシクロアルコキシ基；炭素数７〜５０の置換もしくは非置換のアリールアルコキシ基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数６〜６０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む炭素数２〜６０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基である。
【０１４５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【０１４６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、エチルオキシ基である。
【０１４７】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、メチルオキシ基である。
【０１４８】
他の実施態様において、前記Ｒは、オクトキシ基である。
【０１４９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、分枝鎖の置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【０１５０】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、１−メチルヘキシルオキシ基である。
【０１５１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、１−エチルペンチルオキシ基である。
【０１５２】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、２−エチルヘキシルオキシ基である。
【０１５３】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、１−メチルヘプチルオキシ基である。
【０１５４】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、１−エチルヘキシルオキシ基である。
【０１５５】
一つの実施態様において、前記Ｒは、２−エチルヘプチルオキシ基である。
【０１５６】
他の実施態様において、前記Ｒは、１−ブチルドデカニルオキシ基である。
【０１５７】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、１−エチルドデカニルオキシ基である。
【０１５８】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、２−ブチルヘプチルオキシ基である。
【０１５９】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、１−ペンチルヘキシルオキシ基である。
【０１６０】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、２−エチルヘプチルオキシ基である。
【０１６１】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、ハロゲン基で置換されたアルコキシ基である。
【０１６２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、フッ素基で置換されたアルコキシ基である。
【０１６３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、ヘプタフルオロプロポキシ基である。
【０１６４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のアリール基で置換されたアルコキシ基である。
【０１６５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１６６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１６７】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたメチルオキシ基である。
【０１６８】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたプロピルオキシ基である。
【０１６９】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、３−フェニルプロピルオキシ基である。
【０１７０】
一つの実施態様において、前記Ｒは、３，３−ジフェニルプロピルオキシ基である。
【０１７１】
他の実施態様において、前記Ｒは、ハロゲン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１７２】
一つの実施態様において、前記Ｒは、臭素で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１７３】
他の実施態様において、前記Ｒは、臭素で置換されたフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１７４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、アリールアミン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１７５】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたアミン基で置換されたフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１７６】
一つの実施態様において、前記Ｒは、アルキル基で置換されたアリールアミン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１７７】
他の実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基で置換されたフェニル基で置換されたアミン基で置換されたフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１７８】
他の実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１７９】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８０】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基で置換されたフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１８１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のチオフェン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８２】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のビチオフェン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８３】
他の実施態様において、前記Ｒは、ロダニン基で置換されたビチオフェン基で置換されたフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８４】
他の実施態様において、前記Ｒは、ロダニン基で置換されたビチオフェン基で置換されたフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１８５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８６】
一つの実施態様において、前記Ｒは、ビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８７】
他の実施態様において、前記Ｒは、ビフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１８８】
一つの実施態様において、前記Ｒは、シアノ基で置換されたビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１８９】
一つの実施態様において、前記Ｒは、シアノ基で置換されたビフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１９０】
一つの実施態様において、前記Ｒは、アルキル基で置換されたビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基で置換されたビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９２】
他の実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基で置換されたビフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１９３】
他の実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換されたビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９４】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基で置換されたビフェニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基で置換されたビフェニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１９６】
一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のナフチル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９７】
他の実施態様において、前記Ｒは、ナフチル基で置換されたアルコキシ基である。
【０１９８】
一つの実施態様において、前記Ｒは、ナフチル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０１９９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のピレン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２００】
他の実施態様において、前記Ｒは、ピレン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、ピレン基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２０２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のフルオレニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０３】
一つの実施態様において、前記Ｒは、アルキル基で置換されたフルオレニル基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０４】
一つの実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基で置換されたフルオレニル基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２０５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、Ｓ原子を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０７】
もう一つの実施態様において、Ｒは、置換もしくは非置換のチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０８】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、アリール基で置換されたチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２０９】
一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１０】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたチオフェン基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２１１】
一つの実施態様において、前記Ｒは、ヘテロ環基で置換されたチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１２】
他の実施態様において、前記Ｒは、ベンゾチアジアゾール基で置換されたチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１３】
一つの実施態様において、前記Ｒは、２−ヘキシルチオフェン基で置換されたベンゾチアジアゾール基で置換されたチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１４】
一つの実施態様において、前記Ｒは、２−ヘキシルチオフェン基で置換されたベンゾチアジアゾール基で置換されたチオフェン基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２１５】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のビチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１６】
他の実施態様において、前記Ｒは、ロダニン基で置換されたビチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１７】
他の実施態様において、前記Ｒは、ロダニン基で置換されたビチオフェン基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２１８】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のビチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２１９】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、アルキル基で置換されたビチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２２０】
一つの実施態様において、Ｒは、ヘキシル基で置換されたビチオフェン基で置換されたアルコキシ基である。
【０２２１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基で置換されたビチオフェン基で置換されたエチルオキシ基である。
【０２２２】
本明細書の一実施態様において、Ｒ５またはＲ６とＲ７またはＲ８は、互いに結合して、５員または６員の脂肪族環を形成する。前記形成された環の置換基は、−（Ｌ）ａ−（Ｍ）ｂで置換される。
【０２２３】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のアリールアルキルオキシ基である。
【０２２４】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、ベンジルオキシ基である。
【０２２５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のアルキル基である。
【０２２６】
一つの実施態様において、前記Ｒは、アリール基で置換もしくは非置換のアルキル基である。
【０２２７】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換もしくは非置換のアルキル基である。
【０２２８】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、アリール基で置換されたエチル基である。
【０２２９】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたエチル基である。
【０２３０】
他の実施態様において、前記Ｒは、アリール基で置換されたプロピル基である。
【０２３１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基で置換されたプロピル基である。
【０２３２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、アルキル基である。
【０２３３】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、直鎖または分枝鎖のアルキル基である。
【０２３４】
他の実施態様において、前記Ｒは、ヘキシル基である。
【０２３５】
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、２−エチルヘキシル基である。
【０２３６】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒは、置換もしくは非置換のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｒは、アリール基である。
【０２３７】
一つの実施態様において、前記Ｒは、フェニル基である。
【０２３８】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表されるフラーレン誘導体は、下記化学式１−１−１〜１−１−５４のうちのいずれか１つである。
【化４６】
2016521263.tif 000048
【化４７】
2016521263.tif 000049
【化４８】
2016521263.tif 000050
【化４９】
2016521263.tif 000051
【化５０】
2016521263.tif 000052
【化５１】
2016521263.tif 000053
【化５２】
2016521263.tif 000054
【化５３】
2016521263.tif 000055
【化５４】
2016521263.tif 000056
【０２３９】
本明細書の一実施態様において、前記フラーレン誘導体は、ＬＵＭＯエネルギー準位が−３．４ｅＶ〜−５ｅＶである。
【０２４０】
前記範囲のＬＵＭＯエネルギー準位を有するフラーレン誘導体は、電場が印加された時、正孔と電子の注入が起こりやすい分子オービタル、すなわちＨＯＭＯおよびＬＵＭＯエネルギー準位であるので、電荷の注入および／または電流の移動性が向上する効果がある。
【０２４１】
また、本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、隣り合う分子間の効果的な電荷移動が起こり得るフロンティアオービタルの十分な重なり合いを有することができる。したがって、前記フラーレン誘導体を用いる有機太陽電池は高効率を有することができる。
【０２４２】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、溶解度に優れ、有機太陽電池を作製する場合、低温の溶液工程が可能であるため、プラスチック基板にも容易に薄膜を形成することができて、費用的に経済的である。
【０２４３】
また、本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、単結晶のような薄膜形態を有するフィルム形態が可能である。
【０２４４】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、溶解性の増加により、有機薄膜層を形成した時、モフォロジー向上効果に優れて効果的な電荷移動が起こり得る。
【０２４５】
上記化学式１および化学式２のフラーレン誘導体は、下記反応条件Ａのように、エタノールやメタノールのようなアルキルアルコールまたはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のような有機溶媒において、カルボニル基（ケトンＣ＝Ｏ）にアリールヒドラジドを反応させてＣ＝Ｎ二重結合のイミン基を形成させた後、反応条件Ｂのように、Ｃｎの炭素クラスター化合物に炭素−炭素結合が形成されて得られる。
【０２４６】
文献Ｋｉｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ３−ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏａｌｋａｎｏｌｓ  ｂｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，Ｙｏｌａｎｄａ  Ｃａｒｏ，Ｍａｒｉａ  Ｔｏｒｒａｄｏ，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ｆ．Ｍａｓａｇｕｅｒ＊  ａｎｄ  Ｅｎｒｉｑｕｅ  Ｒａｖｉｎａ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ１４（２００３）３６８９−３６９６に記載の方法に基づいて、本明細書の一実施態様に係る
【化５５】
2016521263.tif 000057
が置換された化学式２−Ａを得ることができ、Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｄｉｅｔｈｙｎｙｌ  ｓｕｌｆｉｄｅｓ：Ａ  ｃｙｃｌｏａｒｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆｉｖｅ−ｍｅｍｂｅｒｅｄ  ｒｉｎｇｓ  Ｌｅｗｉｓ，Ｋｅｖｉｎ  Ｄ．；Ｍａｔｚｇｅｒ，Ａｄａｍ  Ｊ．；Ｗｅｎｚｌｅｒ，Ｄａｖｉｄ  Ｌ．Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００３，ｖｏｌ．５，＃１３ｐ．２１９５−２１９７、およびＭｉｃｒｏｗａｖｅ−Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｓｏｌｖｅｎｔ−Ｆｒｅｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｔｈｉｏｋｅｔｏｎｅｓ，Ｔｈｉｏｌａｃｔｏｎｅｓ，Ｔｈｉｏａｍｉｄｅｓ，Ｔｈｉｏｎｏｅｓｔｅｒｓ，ａｎｄ  Ｔｈｉｏｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ．Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，１９９９，１（５），ｐｐ６９７−７００に記載のローソン試薬（Ｌａｗｅｓｓｏｎ  ｒｅａｇｅｎｔ）を用いて、
【化５６】
2016521263.tif 000058
で置換された化学式２−Ａを得ることができる。
【０２４７】
＜反応式１＞
【化５７】
2016521263.tif 000059
反応条件Ａ
１）芳香族ヒドラジン（ＡｒＮＨＮＨ２）、少量の硫酸または塩酸（ｓｍａｌｌ  ａｍｏｕｎｔ  ｏｆ  Ｈ２ＳＯ４  ｏｒ  ＨＣｌ）、アルキルアルコール（ａｌｋｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、またはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、還流（ｒｅｆｌｕｘ）
２）生成された固体化合物の濾過（Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）または有機混合溶液層の分離後精製（ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）
前記反応は、エステルを製造する一般的な合成法で五角形または六角形の環化合物に連結されたカルボン酸からアルキルエステルを製造した後、アルキルエステルの還元反応により、アルキルアルコールに変形が可能である。これを応用して、多様なアルキルエステルまたはアリールエステルが置換されたフラーレン誘導体を製造することは当業者にとって容易である。
【０２４８】
また、カルボン酸をチオニルクロリド（ＳＯＣｌ３）やオキサリルクロリド（Ｃ２Ｏ２Ｃｌ２）、カルボニルクロリドに変形させた後、アルキルアミンまたはアリールアミン化合物に変形させて、カルボキシルアミド基で置換されたフラーレン誘導体を製造することができる。
【０２４９】
置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の芳香族ヘテロ環で縮合されるか縮合されていないサイクリックケトン系化学式２−Ａを、置換もしくは非置換の芳香族ヒドラジンをメタノールまたはエタノールで３時間〜２４時間加熱撹拌した。形成された固体を濾過後乾燥したり、形成された液体をカラムクロマトグラフィーで精製して、得た。
【０２５０】
反応条件Ｂ
１）Ｃ６０、１，２−ジクロロベンゼン（１，２−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）またはクロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）
２）メトキシドナトリウム（ＮａＯＣＨ３）添加
３）撹拌（Ｓｔｉｒｒｉｎｇ）１２０℃〜１７０℃
前記反応条件Ａで製造した化学式２−Ｂ、Ｃ６０、オルトジクロロベンゼン（ｏ−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）、およびメトキシドナトリウムを入れて、１２０℃〜１７０℃で加熱撹拌後、化学式２−１で表されるフラーレン誘導体を製造した。
【０２５１】
前記反応条件Ｂで得られたフラーレン誘導体のうち、カルボニルエステル基を含むフラーレン誘導体は、ローソン試薬（Ｌａｗｅｓｓｏｎ  ｒｅａｇｅｎｔ）などにより容易にチオエステル基を含むフラーレン誘導体に変形可能である。
【０２５２】
前記反応条件Ｂで得られたフラーレン誘導体のうち、エステル基を含むフラーレン誘導体は、加水分解方法などにより容易にカルボン酸基を含むフラーレン誘導体に変形可能であり、還元反応によって、アルデヒド基を含むフラーレン誘導体に変形可能である。
【０２５３】
上記化学式３〜５も、前記のような反応条件および手順により製造できる。
【０２５４】
前記Ｒ５〜Ｒ１０、ｍ、ｐおよびＣｎは、上記で定義したのと同様である。
【０２５５】
本明細書の一実施態様において、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられる１層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの１層以上は、前記フラーレン誘導体を含む有機太陽電池を提供する。
【０２５６】
図１は、本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す図である。前記図１では、基板１０１と、第１電極１０２と、正孔輸送層１０３と、光活性層１０４と、第２電極１０５とを含む。
【０２５７】
有機太陽電池の原理は、光励起によって、ｐ型半導体が電子と正孔とが対をなしたエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、前記エキシトンがｐ−ｎ接合部で電子と正孔に分離される。分離された電子と正孔はｎ型半導体薄膜およびｐ型半導体薄膜にそれぞれ移動し、これらがそれぞれ第１電極と第２電極に収集されることにより、外部で電気エネルギーとして利用することができる。
【０２５８】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、光活性層と、前記光活性層と前記第１電極または前記第２電極との間に備えられた有機物層とを含み、前記光活性層と前記第１電極または前記第２電極との間に備えられた有機物層は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２５９】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送と正孔注入を同時に行う層を含み、前記正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送と正孔注入を同時に行う層は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２６０】
もう一つの実施態様において、前記有機物層は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入と電子輸送を同時に行う層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、または電子注入と電子輸送を同時に行う層は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２６１】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、光活性層を含み、前記光活性層は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２６２】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、光活性層を含み、前記光活性層は、ｎ型有機物層およびｐ型有機物層を含む二層薄膜（ｂｉｌａｙｅｒ）構造であり、前記ｎ型有機物層は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２６３】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、光活性層を含み、前記光活性層は、電子供与物質および電子受容物質を含み、前記電子受容物質は、前記フラーレン誘導体を含む。
【０２６４】
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、前記電子供与物質と前記電子受容物質とがバルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）を構成する。
バルクヘテロジャンクションとは、光活性層において電子供与物質と電子受容物質とが互いに混ざっていることを意味する。
【０２６５】
本明細書の一実施態様に係るフラーレン誘導体は、簡単な製造方法により、有機溶媒に対する溶解性に優れた電子受容物質を効率的に製造することができる。また、光反応性、光安定性および導電性を有し得る物質を出発物質として用いることができて、反応時に溶解度が高い電子受容物質を製造することができる。
【０２６６】
本明細書の一実施態様において、前記ｎ型有機物層および／または前記電子供与物質は、光吸収波長範囲や太陽光スペクトルとよく合い、強い光吸収度を有し、電荷の移動度などの電気的物性に優れていることが好ましく、溶液工程が可能な単分子または高分子を用いることができる。
【０２６７】
代表的な電子供与物質は、ＰＰＶ（ｐｏｌｙ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ））系高分子またはＰ３ＨＴ（ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））系高分子を含めて下記のような構造がある。
【化５８】
2016521263.tif 000060
ｎは、１〜１，０００の整数であり、
Ｒｍは、水素、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；Ｎ、Ｏ、Ｓ原子のうちの１個以上を含む置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族のヘテロ環基、または置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２６８】
本明細書の一実施態様において、前記電子供与物質は、Ｐ３ＨＴまたは下記化学式２−１で表されるものである。
【化５９】
2016521263.tif 000061
化学式２−１において、
Ｒ１１〜Ｒ１３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【０２６９】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１は、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【０２７０】
一つの実施態様において、前記Ｒ１１は、置換もしくは非置換のオクトキシ基である。
【０２７１】
もう一つの実施態様において、前記Ｒ１１は、オクトキシ基である。
【０２７２】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２は、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
【０２７３】
一つの実施態様において、前記Ｒ１２は、置換もしくは非置換のオクトキシ基である。
【０２７４】
もう一つの実施態様において、前記Ｒ１２は、オクトキシ基である。
【０２７５】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１３は、置換もしくは非置換のアルキル基である。
【０２７６】
もう一つの実施態様において、前記Ｒ１３は、ドデカニル基である。
【０２７７】
一つの実施態様において、上記化学式２−１で表される電子供与物質は、下記化学式２−１−１で表される。
【化６０】
2016521263.tif 000062
【０２７８】
前記電子供与物質は、太陽光の可視光線全領域を吸収できるようにバンドギャップの小さい物質が好ましく、高分子化合物が一般的であるが、これらにのみ限定するものではない。
【０２７９】
前記電子供与物質および前記電子受容物質は、１：１０〜１０：１の比率（ｗ／ｗ）で混合される。前記電子供与物質および電子受容物質が混合された後に、特性を最大化させるために、３０〜３００℃で１秒〜２４時間アニーリングすることができる。
【０２８０】
本明細書の一実施態様において、前記光活性層の厚さは、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍである。
【０２８１】
本明細書の一実施態様において、第１電極は、アノード電極であってもよく、カソード電極であってもよい。また、第２電極は、カソード電極であってもよく、アノード電極であってもよい。
【０２８２】
本明細書の一実施態様において、有機太陽電池は、アノード電極、光活性層、およびカソード電極の順に配列されてもよい。
【０２８３】
もう一つの実施態様において、カソード電極、光活性層、およびアノード電極の順に配列されてもよいが、これに限定されない。
【０２８４】
もう一つの実施態様において、前記有機太陽電池は、アノード電極、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層、およびカソード電極の順に配列されてもよく、カソード電極、電子輸送層、光活性層、正孔輸送層、およびアノード電極の順に配列されてもよいが、これに限定されない。
【０２８５】
もう一つの実施態様において、前記有機太陽電池は、アノード電極、バッファ層、光活性層、カソード電極の順に配列されてもよい。
【０２８６】
本明細書の有機太陽電池は、上記化学式１で表されるフラーレン誘導体を、有機太陽電池の有機物層のうちの１層以上に含むことを除いては、当技術分野で知られている材料と方法で製造できる。
【０２８７】
本明細書の一実施態様において、基板を用意するステップと、前記基板の上部に第１電極を形成するステップと、前記第１電極の上部に光活性層を含む１層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層の上部に第２電極を形成するステップとを含み、前記１層以上の有機物層は、前記フラーレン誘導体を含む有機太陽電池の製造方法を提供する。
【０２８８】
具体的には、本明細書の一実施態様において、基板を用意するステップと、前記基板の上部にアノードを形成するステップと、前記アノード上に正孔輸送層を形成するステップと、前記正孔輸送層上に光活性層を形成するステップと、前記光活性層上に電子輸送層を形成するステップと、前記電子輸送層上にカソードを形成するステップとを含むことができる。
【０２８９】
もう一つの実施態様において、基板を用意するステップと、前記基板の上部にカソードを形成するステップと、前記カソード上に電子輸送層を形成するステップと、前記電子輸送層上に光活性層を形成するステップと、前記光活性層上に正孔輸送層を形成するステップと、前記正孔輸送層上にアノードを形成するステップとを含むことができる。
【０２９０】
本明細書の有機太陽電池は、例えば、基板上に、アノード、光活性層、およびカソードを順次に積層させることにより製造することができる。
【０２９１】
前記フラーレン誘導体は、前記正孔輸送層；光活性層；および／または電子輸送層に含まれてもよい。
【０２９２】
例えば、本発明に係る有機太陽電池は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発（ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物、またはこれらの合金を蒸着させてアノードを形成し、その上に有機物層を真空蒸着あるいは溶液塗布法で有機物層を形成した後、その上にカソードとして使用可能な物質を蒸着させることにより製造できる。
【０２９３】
前記各層の有機物層は、多様な単分子あるいは高分子素材を用いて、蒸着法ではない溶媒工程（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、ロールツーロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）、スピンコーティング、ディップコーティング、キャスティング、ロールコート（ｒｏｌｌ  ｃｏｕｒｔ）、フローコーティング（ｆｌｏｗ  ｃｏａｔｉｎｇ）、ドクターブレード、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、グラビア印刷、オフセット印刷、スプレーコーティング、または熱転写法などの方法により製造することができる。
【０２９４】
前記各層の有機物層、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンめっきなどの乾式成膜法などの方法により製造することができる。
【０２９５】
本明細書の一実施態様において、アノード蒸着ステップと、光活性層積層ステップと、光活性層整列ステップと、光活性層熱処理ステップと、カソード蒸着ステップとを含むことができる。
【０２９６】
前記光活性層積層ステップは、陽極の上側に、電子供与物質、電子受容物質を混合した溶液を噴射して蒸着する複合薄膜構造、すなわちバルクヘテロジャンクションで配置することができる。
【０２９７】
前記電子受容物質は、有機溶媒に複合高分子物質を溶かした混合液を用いることができ、前記フラーレン誘導体を含むことができる。
【０２９８】
本明細書の一実施態様において、前記フラーレン誘導体にＰ３ＨＴを有機溶媒に溶かして用いる。
【０２９９】
本明細書において、前記基板は、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板になっていてもよいが、これに限定されず、有機太陽電池に通常使用される基板であれば制限はない。具体的には、ガラス、またはＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）などがあるか、これらに限定されるものではない。
【０３００】
前記アノード電極は、透明で導電性に優れた物質になっていてもよいが、これに限定されない。バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳＮＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３０１】
前記アノード電極の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング、Ｅ−ビーム、熱蒸着、スピンコーティング、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、ドクターブレード、またはグラビア印刷法を用いて基板の一面に塗布されたり、フィルム形態にコーティングされることにより形成されてもよい。
【０３０２】
前記アノード電極を基板上に形成する場合、これは、洗浄、水分除去および親水性改質過程を経ることができる。
【０３０３】
例えば、パターニングされたＩＴＯ基板を、洗浄剤、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次に洗浄した後、水分除去のために、加熱板にて１００〜１５０℃で１〜３０分間、好ましくは１２０℃で１０分間乾燥し、基板が完全に洗浄されると、基板表面を親水性に改質する。
【０３０４】
前記のような表面改質により、接合表面電位を光活性層の表面電位に適した水準に維持することができる。また、改質時、アノード電極上に高分子薄膜の形成が容易になり、薄膜の品質が向上することもできる。
【０３０５】
アノード電極のための前処理技術としては、ａ）平行平板型放電を利用した表面酸化法、ｂ）真空状態でＵＶ紫外線を用いて生成されたオゾンにより表面を酸化する方法、およびｃ）プラズマによって生成された酸素ラジカルを用いて酸化する方法などがある。
アノード電極または基板の状態に応じて、前記方法のうちの１つを選択することができる。ただし、どの方法を利用しても、共通にアノード電極または基板表面の酸素離脱を防止し、水分および有機物の残留を最大限に抑制することが好ましい。この時、前処理の実質的な効果を極大化することができる。
【０３０６】
具体例として、ＵＶを用いて生成されたオゾンにより表面を酸化する方法を利用することができる。この時、超音波洗浄後、パターニングされたＩＴＯ基板を加熱板（ｈｏｔ  ｐｌａｔｅ）にてベーキング（ｂａｋｉｎｇ）してよく乾燥させた後、チャンバに投入し、ＵＶランプを作用させて酸素ガスがＵＶ光と反応して発生するオゾンによりパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄することができる。
【０３０７】
しかし、本明細書におけるパターニングされたＩＴＯ基板の表面改質方法は特に限定する必要はなく、基板を酸化させる方法であればいずれの方法も構わない。
【０３０８】
前記カソード電極は、仕事関数が小さい金属になっていてもよいが、これに限定されない。具体的には、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｆｅ、Ａｌ：Ｌｉ、Ａｌ：ＢａＦ２、Ａｌ：ＢａＦ２：Ｂａのような多層構造の物質になっていてもよいが、これらに限定されるものではない。
【０３０９】
前記カソード電極は、５ｘ１０−７ｔｏｒｒ以下の真空度を示す熱蒸着器の内部で蒸着されて形成されてもよいが、この方法にのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送層および／または電子輸送層物質は、光活性層で分離された電子と正孔を電極に効率的に伝達させる役割を担い、物質を特に制限しない。
【０３１０】
前記正孔輸送層物質は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｃｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｄｏｐｅｄ  ｗｉｔｈ  ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ））、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）；バナジウム酸化物（Ｖ２Ｏ５）；ニッケル酸化物（ＮｉＯ）；およびタングステン酸化物（ＷＯｘ）などになっていてもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３１１】
前記電子輸送層物質は、電子抽出金属酸化物（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅｓ）になっていてもよいし、具体的には、８−ヒドロキシキノリンの金属錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；Ｌｉｑを含む金属錯体；ＬｉＦ；Ｃａ；チタン酸化物（ＴｉＯｘ）；亜鉛酸化物（ＺｎＯ）；およびセシウムカーボネート（Ｃｓ２ＣＯ３）などになっていてもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３１２】
光活性層は、電子供与体および／または電子受容体のような光活性物質を有機溶媒に溶解させた後、溶液をスピンコーティング、ディップコーティング、スクリーンプリンティング、スプレーコーティング、ドクターブレード、ブラシペインティングなどの方法で形成することができるが、これらの方法にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【０３１３】
前記フラーレン誘導体の製造方法およびこれを用いた有機太陽電池の製造は、以下の製造例および実施例で具体的に説明する。しかし、下記の実施例は本明細書を例示するためのものであり、本明細書の範囲がこれらにより限定されるものではない。
【０３１４】
製造例１．化学式１−１−１の製造
【化６１】
2016521263.tif 000063
【０３１５】
３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）（１０．０ｇ、５６．８ｍｍｏｌ）、エタノール１８０ｍＬ、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）（１ｍＬ）を入れて、２４時間加熱撹拌した。常温に反応温度を下げ、エタノールを真空蒸留してシリカゲル層を通過させて、液状のエチル−３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−カルボキシレート（Ｅｔｈｙｌ−３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎｅ−１−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）化学式１−Ｂ−１（１１．４ｇ、９８％）を得た。
【０３１６】
前記製造例の化学式１−Ｂ−１で表される化合物（１１．４ｇ、５５．８６ｍｍｏｌ）を、メタノール２２０ｍＬに加熱しながら完全に溶かす。前記混合溶液にｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ｐ−ｔｏｌｕｅｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｄｅ）（１０．４１ｇ、５５．８６ｍｏｌ）を加えた後、６時間加熱撹拌した。常温に反応温度を下げた後、メタノール溶媒を真空減圧で蒸留した後、形成された液体をカラムクロマトグラフィー（ＥＡ：ＨＥＸ＝１：４）で精製して、液体化学式１−Ｃ−１（１５．８ｇ、収率７６％）を製造した。
【０３１７】
Ｃ６０（５．０ｇ、５ｅｑ．６．９４ｍｍｏｌ）、オルト−ジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ：ｏ−ｄｉｃｈｌｏｒｏ  ｂｅｎｚｅｎｅ１００ｍＬ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）２０ｍＬ、メトキシドナトリウム（ＮａＯＣＨ３）（１．２８ｅｑ．４．６２ｍｍｏｌ、０．２４ｇ）を入れて、１２０℃で加熱撹拌した。この混合物に化学式１−Ｃ−１（１．４３ｇ、３．８５ｍｍｏｌ）を入れて、１７０℃に昇温した後、２時間撹拌した。反応溶液を常温に下げた後、溶けない固体を濾紙を通して濾過した後、有機溶媒を真空蒸留で除去した。得られた混合物を少量のオルト−ジクロロベンゼンで希釈した後、シリカゲルカラムにローディング後、ｎ−ヘキサン（ｎ−Ｈｅｘａｎｅ）で展開して、オルト−ジクロロベンゼンおよび一部溶けたＣ６０を除去した。次に、トルエンで展開して精製した。溶媒を真空蒸留で除去した後、メタノールで沈殿を形成させて固体を得た後、乾燥して、混合物状態で質量分析を行った。前記化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３１８】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９０８，９０９，ｎ＝２；１０９６，ｎ＝３；１２８５
これをカラムクロマトグラフィーで精製して、ｎ＝１の化学式１−１−１を４２０ｍｇ（収率１２％）製造した。
【０３１９】
製造例２．化学式１−１−２の製造
文献Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９２，ｖｏｌ．１１４，Ｎｏ．６ｐ．２１８１−２１８７を参照して、３−Ｐｈｅｎｙｌａｌｕｔａｒｉｃ  ａｃｉｄから２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）を合成した。
【化６２】
2016521263.tif 000064
【０３２０】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）の代わりに化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）を、エタノールの代わりにメタノールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−２を製造した。
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−２を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−２を合成した。
【０３２１】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−２を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−２を製造した。
【０３２２】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３２３】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９０８，９０９
【０３２４】
製造例３．化学式１−１−３の製造
【化６３】
2016521263.tif 000065
【０３２５】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）の代わりに化合物３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−５−カルボン酸（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎｅ−５−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）を、エタノールの代わりにメタノールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−３を製造した。
【０３２６】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−３を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−３を合成した。
【０３２７】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−３を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−３を製造した。
【０３２８】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３２９】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；８９４，８９５
【０３３０】
製造例４．化学式１−１−４の製造
【化６４】
2016521263.tif 000066
【０３３１】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）の代わりに化合物４−オキソ−１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２−カルボン酸（４−ｏｘｏ−１，２，３，４−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−２−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）を、エタノールの代わりにメタノールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−４を製造した。
【０３３２】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−４を合成した。
【０３３３】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−４を製造した。
【０３３４】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３３５】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９０８，９０９
【０３３６】
製造例５．化学式１−１−５の製造
【化６５】
2016521263.tif 000067
【０３３７】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）（１０．０ｇ、５６．８ｍｍｏｌ）、ベンジルアルコール３０ｍＬ、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）（１ｍＬ）を入れて、２４時間加熱撹拌した。常温に反応温度を下げ、溶媒を真空蒸留してシリカゲル層を通過させて、液状のベンジル−３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−カルボキシレート（ｂｅｎｚｙｌ−３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎｅ−１−ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）化学式１−Ｂ−５（１３．０ｇ、８６％）を得た。
【０３３８】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−５を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−５を合成した。
【０３３９】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−５を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−５を製造した。
【０３４０】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３４１】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９７０，９７１
【０３４２】
製造例６．化学式１−１−６の製造
文献Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９２，ｖｏｌ．１１４，Ｎｏ．６，ｐ．２１８１−２１８7を参照して、３−フェニル酪酸（３−Ｐｈｅｎｙｌｂｕｔａｒｉｃ  ａｃｉｄ）から２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎｅ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）を合成した。
【化６６】
2016521263.tif 000068
【０３４３】
前記製造例１−１−２の化学式１−Ｂ−２の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりにエチルヘキシルアルコールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−６を製造した。
【０３４４】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、化学式１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−６を合成した。
【０３４５】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−６を製造した。
【０３４６】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３４７】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９７８，９７９
【０３４８】
製造例７．化学式１−１−７の製造
【化６７】
2016521263.tif 000069
【０３４９】
前記製造例１−１−３の化学式１−Ｂ−３の製造方法において、
３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−５−カルボン酸（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎｅ−５−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）に、エタノールの代わりに３−ヘプタノール（３−ｈｅｐｔａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−７を製造した。
【０３５０】
前記製造例１−１−３の化学式１−Ｃ−３の製造方法において、１−Ｂ−３の代わりに化学式１−Ｂ−７を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−７を合成した。
【０３５１】
前記製造例１−１−３の化学式１−１−３の製造方法において、化学式１−Ｃ−３の代わりに化学式１−Ｃ−７を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−７を製造した。
【０３５２】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３５３】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９７８，９７９
【０３５４】
製造例８．化学式１−１−８の製造
【化６８】
2016521263.tif 000070
【０３５５】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）の代わりに化合物４−オキソ−１，２，３，４，−テトラヒドロ−１−ナフタレンカルボン酸（４−ｏｘｏ−１，２，３，４，−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）を、エタノールの代わりに２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブタノール（２，２，３，３，４，４，４−ｈｅｐｔａｆｌｕｏｒｏ−１−ｂｕｔａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｂ−８を製造した。
【０３５６】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、化学式１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−８を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−８を合成した。
【０３５７】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−８を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−８を製造した。
【０３５８】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３５９】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０６２，１０６３
【０３６０】
製造例９．化学式１−１−９の製造
【化６９】
2016521263.tif 000071
【０３６１】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、
化学式１−Ｂ−１の代わりに化合物エチル−４−オキソシクロヘキサンカルボキシレート（ｅｔｈｙｌ−４−ｏｘｏｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−９を合成した。
【０３６２】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−９を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−９を製造した。
【０３６３】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３６４】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；８７４
【０３６５】
製造例１０．化学式１−１−１０の製造
【化７０】
2016521263.tif 000072
【０３６６】
５−ブロモインダノン（５−ｂｒｏｍｏｉｎｄａｎｏｎｅ）化合物（２．１１ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）と、４−エトキシカルボニルフェニルボロン酸ピナコールエステル化合物（４−ｅｔｈｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃａｃｉｄ  ｐｉｎａｃｏｌ  ｅｓｔｅｒ）（３．０３ｇ、１１．０ｍｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン（６０ｍＬ）に溶かした後、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（４０ｍＬ）を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（２３１ｍｇ、２ｍｏｌ％）を入れた後、８時間撹拌還流した。常温に温度を下げ、反応混合物にｎ−ヘキサン（ｎ−ｈｅｘａｎｅ）を加えて固体を形成させ、生成された固体を濾過後乾燥した。このように得られた固体をメチレンクロリドとエタノールで再結晶し、濾過後乾燥して、化学式１−Ｂ−１０（１．８４ｇ、６６％）を製造した。
【０３６７】
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝２８１
【０３６８】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、化学式１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−１０を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−１０を合成した。
【０３６９】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−１０を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−１０を製造した。
【０３７０】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３７１】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；９８４
【０３７２】
製造例１１．化学式１−１−１２の製造
【化７１】
2016521263.tif 000073
【０３７３】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−オクタノール（２−ｏｃｔａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１２を製造した。
【０３７４】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１２を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１２を合成した。
【０３７５】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１２を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１２を製造した。
【０３７６】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３７７】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１００６
【０３７８】
製造例１２．化学式１−１−１３の製造
【化７２】
2016521263.tif 000074
【０３７９】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに３−オクタノール（３−ｏｃｔａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１３を製造した。
【０３８０】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１３を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１３を合成した。
【０３８１】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１３を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１３を製造した。
【０３８２】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３８３】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１００６
【０３８４】
製造例１３．化学式１−１−１４の製造
【化７３】
2016521263.tif 000075
【０３８５】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−エチル−１−ヘプタノール（２−ｅｔｈｙｌ−１−ｈｅｐｔａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１４を製造した。
【０３８６】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１４を合成した。
【０３８７】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１４を製造した。
【０３８８】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３８９】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０２０
【０３９０】
製造例１４．化学式１−１−１５の製造
【化７４】
2016521263.tif 000076
【０３９１】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに３−フェニル−１−プロパノール（３−ｐｈｅｎｙｌ−１−ｐｒｏｐａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１５を製造した。
【０３９２】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１５を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１５を合成した。
【０３９３】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１５を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１５を製造した。
【０３９４】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０３９５】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０１２
【０３９６】
製造例１５．化学式１−１−１６の製造
【化７５】
2016521263.tif 000077
【０３９７】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに５’−ヘキシル−［２，２’−ビチオフェン］−５−イル）メタノール（５’−ｈｅｘｙｌ−［２，２’−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎ］−５−ｙｌ）ｍｅｔｈａｎｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１６を製造した。
【０３９８】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１６を合成した。
【０３９９】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１６を製造した。
【０４００】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４０１】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１１７０
【０４０２】
製造例１６．化学式１−１−１７の製造
【化７６】
2016521263.tif 000078
【０４０３】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−（４−ジフェニルアミノ）フェニル）エタン−１−オール（２−（４−（ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｙｌ）ｅｔｈａｎ−１−ｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１７を製造した。
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１７を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１７を合成した。
【０４０４】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１７を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１７を製造した。
【０４０５】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４０６】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１１６５
【０４０７】
製造例１７．化学式１−１−１８の製造
【化７７】
2016521263.tif 000079
【０４０８】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−（ナフタレン−１−イル）エタン−１−オール（２−（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）ｅｔｈａｎ−１−ｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１８を製造した。
【０４０９】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１８を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１８を合成した。
【０４１０】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１８を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１８を製造した。
【０４１１】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０４８
【０４１２】
製造例１８．化学式１−１−１９の製造
【化７８】
2016521263.tif 000080
【０４１３】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−（４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）エタン−１−オール（２−（４−（１−ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｅｔｈａｎ−１−ｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−１９を製造した。
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−１９を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−１９を合成した。
【０４１４】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−１９を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−１９を製造した。
【０４１５】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１１９０
【０４１６】
製造例１９．化学式１−１−２１の製造
【化７９】
2016521263.tif 000081
【０４１７】
前記製造例１−１−６の化学式１−Ｂ−６の製造方法において、
化合物２−（３−オキソ−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−１−イル）酢酸（２−（３−ｏｘｏ−２，３−ｄｉｈｙｄｒｏ−１Ｈ−ｉｎｄｅｎ−１−ｙｌ）ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）に、メタノールの代わりに２−エチルヘキサン−１−オール（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘａｎ−１−ｏｌ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−２１を製造した。
【０４１８】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化合物１−Ｂ−２１を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｃ−２１を合成した。
【０４１９】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化合物１−Ｃ−１の代わりに化合物１−Ｃ−２１を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−１−２１を製造した。
【０４２０】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０３７
【０４２１】
製造例２０．化学式１−１−３６の製造
【化８０】
2016521263.tif 000082
【０４２２】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）に、エタノールの代わりにメチル−２−ヘプタノールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−３６を合成した。
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−３６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−３６を合成した。
【０４２３】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−３６を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−３６を製造した。
【０４２４】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４２５】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０２９
【０４２６】
図６は、化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体のＭＳスペクトルを示す図である。
【０４２７】
図７は、化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体の液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を示す図である。
【０４２８】
図８は、化学式１−１−３６で表されるフラーレン誘導体のＮＭＲグラフを示す図である。
【０４２９】
製造例２１．化学式１−１−４４の製造
【化８１】
2016521263.tif 000083
【０４３０】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｂ−１の製造方法において、
化合物３−オキソ−１−インダンカルボン酸（３−Ｏｘｏ−１−ｉｎｄａｎｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）に、エタノールの代わりにプロパノールを用いたことを除いて、同様の方法で反応して化合物１−Ｂ−４４を合成した。
【０４３１】
前記製造例１−１−１の化学式１−Ｃ−１の製造方法において、１−Ｂ−１の代わりに化学式１−Ｂ−４４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ−４４を合成した。
【０４３２】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ−１の代わりに化学式１−Ｃ−４４を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−１−４４を製造した。
【０４３３】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４３４】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；１０２９
【０４３５】
製造例２−１．化学式１−２−１の製造
【化８２】
2016521263.tif 000084
【０４３６】
１−インダノン（１−ｉｎｄａｎｏｎｅ）（５．０ｇ、３７．８３ｍｍｏｌ）を、メタノール１２０ｍＬに加熱しながら完全に溶かす。前記混合溶液にｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ｐ−ｔｏｌｕｅｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｄｅ）（７．０５ｇ、３７．８３ｍｍｏｌ）を加えた後、４時間加熱撹拌した。常温に反応温度を下げた後、形成された白色固体を濾過および乾燥して、化学式１−Ｃ２−１（９．８９ｇ、収率８７％）合成した。
【０４３７】
Ｃ６０（５．０ｇ、５ｅｑ．６．９４ｍｍｏｌ）、オルト−ジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ：ｏ−ｄｉｃｈｌｏｒｏ  ｂｅｎｚｅｎｅ１００ｍＬ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）２０ｍＬ、メトキシドナトリウム（ＮａＯＣＨ３）（１．２８ｅｑ．４．６２ｍｍｏｌ、０．２４ｇ）を入れて、１２０℃で加熱撹拌した。この混合物に化学式１−Ｃ２−１（０．９６ｇ、３．８５ｍｍｏｌ）を入れて、１７０℃に昇温した後、２時間撹拌した。反応溶液を常温に下げた後、溶けない固体を濾紙を通して濾過した後、有機溶媒を真空蒸留で除去した。得られた混合物を少量のオルト−ジクロロベンゼンで希釈した後、シリカゲルカラムにローディング後、ｎ−ヘキサン（ｎ−Ｈｅｘａｎｅ）で展開して、オルト−ジクロロベンゼンおよび一部溶けたＣ６０を除去した。次に、トルエンで展開して精製した。溶媒を真空蒸留で除去した後、メタノールで沈殿を形成させて固体を得た後、乾燥して、化学式１−２−１を１５０ｍｇ（収率４．５％）製造した。
【０４３８】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４３９】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；８３６，８３７
【０４４０】
製造例２−２．化学式１−２−２の製造
【化８３】
2016521263.tif 000085
【０４４１】
前記製造例１−２−１の化学式１−Ｃ２−１の製造方法において、１−インダノン（１−ｉｎｄａｎｏｎｅ）の代わりに化合物１，３−インダンジオン（１，３−ｉｎｄａｎｄｉｏｎｅ）を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−Ｃ２−２を合成した。
【０４４２】
前記製造例１−１−１の化学式１−１−１の製造方法において、化学式１−Ｃ２−１の代わりに化学式１−Ｃ２−２を用いたことを除いて、同様の方法で反応して化学式１−２−２を製造した。
【０４４３】
この化合物の質量分析結果は次の通りである。
【０４４４】
ＭＳ：ｍ／ｚ  ｎ＝１；８５０，８５１  ｎ＝２；９８１，９８１
【０４４５】
前記製造例で製造した化合物の電気化学的特性を観察するために、サイクリックボルタメトリー（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ、ＣＶ）を用いて酸化／還元特性を観察した。
【０４４６】
ＣＶ装備はＡＵＴＯＬＡＢを用い、電解質としてはアセトニトリルにテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（Ｂｕ４ＮＢＦ４）を０．１Ｍ溶液を作って用い、試料は１０−３Ｍの濃度に溶解可能な溶媒を選択して溶かした。
【０４４７】
遊離炭素電極を作業（ｗｏｒｋｉｎｇ）電極として用い、ＰｔとＡｇ／ＡｇＣｌ電極をカウンタ電極と基準電極として用いて、結果を測定したところ、化学式１〜化学式５の構造を満足させる製造例１〜製造例２１の化合物のＬＵＭＯエネルギー準位は−３．６ｅＶ〜−４．０ｅＶ内で観測された。したがって、好ましいＬＵＭＯエネルギー準位を持っており、有機太陽電池に活用できるという特性を持っている。
【０４４８】
反面、十分に電子を引き寄せる置換基が導入されると、ＬＵＭＯエネルギー準位値は−４．０ｅＶより深い値を有するはずである。これに対し、十分に電子を押し出す置換基が導入されると、ＬＵＭＯエネルギー準位は３．６ｅＶより高いエネルギー準位を有するように製造が可能である。
【０４４９】
有機太陽電池の製造および特性の測定
前記製造例１〜製造例２１、製造例２−１および２−２で製造された有機太陽電池の光電変換特性を１００ｍＷ／ｃｍ２（ＡＭ１．５）の条件で測定し、下記表１にその結果を示した。
【０４５０】
また、電子供与物質としてＰ３ＨＴまたは下記化学式２−１−１を用いて有機太陽電池素子を作製して、その結果を表１に示した。
【化８４】
2016521263.tif 000086
【０４５１】
＜実施例１＞有機太陽電池の製造
前記製造例１で製造した化合物とＰ３ＨＴを４：１でクロロベンゼン（Ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＣＢ）に溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池はＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／光活性層／Ａｌの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は、蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した後、４５ｎｍの厚さにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ｂａｙｔｒｏｍ  Ｐ）をスピンコーティングして、１２０℃で１０分間熱処理した。光活性層のコーティングのためには、化合物−ＰＣＢＭ複合溶液を０．４５μｍのＰＰシリンジフィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ  ｆｉｌｔｅｒ）で濾過後、スピンコーティングして、３ｘ１０−８ｔｏｒｒの真空下、熱蒸発器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いて２００ｎｍの厚さにＡｌを蒸着して、有機太陽電池を製造した。
【０４５２】
＜実施例２＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例２で製造した化学式１−１−２を用いたことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５３】
＜実施例３＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例３で製造した化学式１−１−３を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５４】
＜実施例４＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例４で製造した化学式１−１−４を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：３で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５５】
＜実施例５＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例５で製造した化学式１−１−５を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５６】
＜実施例６＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例６で製造した化学式１−１−６を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５７】
＜実施例７＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例７で製造した化学式１−１−７を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５８】
＜実施例８＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例８で製造した化学式１−１−８を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４５９】
＜実施例９＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例９で製造した化学式１−１−９を用いたことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６０】
＜実施例１０＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１０で製造した化学式１−１−１０を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６１】
＜実施例１１＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１１で製造した化学式１−１−１２を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：０．７で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６２】
＜実施例１２＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１２で製造した化学式１−１−１３を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６３】
＜実施例１３＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１３で製造した化学式１−１−１４を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６４】
＜実施例１４＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１４で製造した化学式１−１−１５を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６５】
＜実施例１５＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１５で製造した化学式１−１−１６を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６６】
＜実施例１６＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１６で製造した化学式１−１−１７を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６７】
＜実施例１７＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１７で製造した化学式１−１−１８を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６８】
＜実施例１８＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１８で製造した化学式１−１−１９を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４６９】
＜実施例１９＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１９で製造した化学式１−１−２１を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４７０】
＜実施例２０＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例１９で製造した化学式１−１−２１を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：１で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４７１】
＜実施例２１＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例２０で製造した化学式１−１−３６を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４７２】
＜実施例２２＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例２１で製造した化学式１−１−４４を用い、Ｐ３ＨＴと前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４７３】
＜実施例２３＞有機太陽電池の製造
実施例１において、化学式１−１−１の代わりに製造例２１で製造した化学式１−１−４４を用い、Ｐ３ＨＴの代わりに化学式２−１−１と前記フラーレン誘導体の比率を１：２で製造したことを除いては、実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
【０４７４】
＜比較例１＞有機太陽電池の製造
Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭを１：１として１，２−ジクロロベンゼン（１，２−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＤＣＢ）に溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は１．０〜２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池はＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／光活性層／ＬｉＦ／Ａｌの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は、蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した後、４５ｎｍの厚さにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ｂａｙｔｒｏｍ  Ｐ）をスピンコーティングして、１２０℃で１０分間熱処理した。光活性層のコーティングのためには、化合物−ＰＣＢＭ複合溶液を０．４５μｍのＰＰシリンジフィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ  ｆｉｌｔｅｒ）で濾過後、スピンコーティングして、１２０℃で５分間熱処理し、３ｘ１０−８ｔｏｒｒの真空下、熱蒸発器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いてＬｉＦを７Å蒸着した後、２００ｎｍの厚さにＡｌを蒸着して、有機太陽電池を製造した。
【０４７５】
＜比較例２＞有機太陽電池の製造
Ｐ３ＨＴと化合物１−２−１を１：１として１，２−ジクロロベンゼン（１，２−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＤＣＢ）に溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は１．０〜２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池はＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／光活性層／ＬｉＦ／Ａｌの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は、蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した後、４５ｎｍの厚さにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ｂａｙｔｒｏｍ  Ｐ）をスピンコーティングして、１２０℃で１０分間熱処理した。光活性層のコーティングのためには、Ｐ３ＨＴ−フラーレン誘導体複合溶液を０．４５μｍのＰＰシリンジフィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ  ｆｉｌｔｅｒ）で濾過後、スピンコーティングして、１２０℃で５分間熱処理し、３ｘ１０−８ｔｏｒｒの真空下、熱蒸発器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いてＬｉＦを７Å蒸着した後、２００ｎｍの厚さにＡｌを蒸着して、有機太陽電池を製造した。
【０４７６】
＜比較例３＞有機太陽電池の製造
Ｐ３ＨＴと化合物１−２−２を１：２として１，２−ジクロロベンゼン（１，２−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ、ＤＣＢ）に溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は１．０〜２．０ｗｔ％に調節し、有機太陽電池はＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／光活性層／ＬｉＦ／Ａｌの構造とした。ＩＴＯがコーティングされたガラス基板は、蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した後、４５ｎｍの厚さにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ｂａｙｔｒｏｍ  Ｐ）をスピンコーティングして、１２０℃で１０分間熱処理した。光活性層のコーティングのためには、Ｐ３ＨＴ−フラーレン誘導体複合溶液を０．４５μｍのＰＰシリンジフィルタ（ｓｙｒｉｎｇｅ  ｆｉｌｔｅｒ）で濾過後、スピンコーティングして、１２０℃で５分間熱処理し、３ｘ１０−８ｔｏｒｒの真空下、熱蒸発器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いてＬｉＦを７Å蒸着した後、２００ｎｍの厚さにＡｌを蒸着して、有機太陽電池を製造した。
【０４７７】
【表１】
2016521263.tif 000087
【０４７８】
前記表１において、比較例２で使用された化合物１−２−１は、五角形またはベンゼン輪に溶解性を高めたりモルフォロジーを向上させる置換基を含まず、比較例３で使用された化合物１−２−２は、五角形構造内のカルボニル基によって化合物の溶解性が低くなってＰ３ＨＴと混ぜにくくなる。結局、良いモルフォロジーを形成しなくなって、効率の低下につながる。
【０４７９】
本明細書は、電子供与物質としてＰ３ＨＴまたは化学式２−１−１のみを用いたが、これに限定せず、溶液工程が可能な化合物であれば、高分子または単分子化合物に限定しない。
【０４８０】
本明細書の一実施態様に係る実施例はノーマル（ｎｏｒｍａｌ）構造の素子に限って実施例を提供したが、インバーテッド（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）構造の素子においても可能である。
【０４８１】
以上、本発明の実施例を記述したが、本発明の属する分野における知識を有する者にとって、このような具体的な記述は発明の範疇を知らせるために提供されるものであるので、発明の範囲が制限されるものではない点は自明であろう。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付した請求項とそれらの等価物によって定義される。
【図１】
2016521263.tif 000102
【図２】
2016521263.tif 000103
【図３】
2016521263.tif 000104
【図４】
2016521263.tif 000105
【図５】
2016521263.tif 000106
【図６】
2016521263.tif 000107
【図７】
2016521263.tif 000108
【図８】
2016521263.tif 000109
【図９】
2016521263.tif 000110
【図１０】
2016521263.tif 000111
【図１１】
2016521263.tif 000112
【図１２】
2016521263.tif 000113
【図１３】
2016521263.tif 000114
【図１４】
2016521263.tif 000115
【国際調査報告】
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2016521263.tif 000117
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2016521263.tif 000119