TWI521715B - 半導體裝置、薄膜電晶體及其製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置、薄膜電晶體及其製造方法
本發明係關於具有功能性薄膜之半導體裝置、薄膜電晶體及其製造方法。
於有機薄膜電晶體元件、有機薄膜太陽電池、有機EL顯示器等領域中，探討研究許多的功能性薄膜。功能性薄膜係含有顯示各種各樣功能之材料，並且於半導體裝置中必需顯示該功能之情形時，以用以顯示該功能所必需之精度配置，亦即進行微細圖案化之薄膜。經由圖案化而顯示之功能，舉例如配線、電極、絕緣層、發光層、電荷輸送層等功能。進行此等圖案化之手法，提案有使用噴墨法或噴嘴法、或者各種各樣的輥印刷法，例如柔版印刷或翻轉印刷等，於基板上直接進行圖案化之方法。此等印刷法係一般使用濃度及黏度較低之印墨。
已知有當塗佈高分子型有機材料之印墨用以製造有機EL顯示器時，為使畫素分離，而設置達成作為分離間隔壁之作用之所謂隔板(bank)之方法。此等係將電荷注入層、中間層(interlayer)、發光層等功能性薄膜藉由噴墨法或其他塗佈方法塗佈於隔板內側，並使其乾燥而分別塗佈成功能性薄膜者，舉例而言，提案有以無機絕緣膜(SiO2)與形成於其上之有機絕緣膜形成隔板之方法(專利文獻1)。然而，此種方法由於所塗佈之印墨爬上隔板而擴散，會產生無法確保充分膜厚之課題。解決此課題之方法，提案一種於隔板表面施行撥液性加工，抑制印墨爬上隔板之方法(專利文獻2)。此等係經由進行氟系(CF4)之電漿處理，提高隔板之表面張力而謀求印墨之保持力提升，以確保作為功能性薄膜所期望之膜厚。
已知一種於隔板表面等之基板表面施行撥液性加工而形成親液性區域與撥液性區域之方法，具體而言，於親液性薄膜之表面塗佈含氟矽烷偶合劑等撥液性物質而形成撥液性之薄膜，以波長未達200nm之光照射撥液性薄膜之一部分使該撥液性物質分解，接著除去分解物之方法。
經由該方法所得之基板，僅光照射部位成為親液性表面(專利文獻3)。
此外，使用較長波長之光之方法，可列舉如於親液性之基板上形成包含具有撥液性基之化合物及光聚合起始劑之撥液性組成物之薄膜，經由以光對該薄膜之一部分照射，使該撥液性之組成物聚合而不溶於溶媒，使用溶媒除去未聚合部分而將親液性區域進行圖案化之方法(專利文獻4)。
再者，已知有使用較長波長之紫外線之方法，於親液性之層上形成含有氧化鈦等光觸媒之撥液性之薄膜，以光對該薄膜之一部分照射，使撥液性之薄膜分解而將親液性區域進行圖案化之方法(專利文獻5)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]　國際公開編號WO01/074121號說明書
[專利文獻2]　日本特開2003-257656號公報
[專利文獻3]　日本特開2000-282240號公報
[專利文獻4]　國際公開第2007-102487號
[專利文獻5]　日本特開平11-344804號公報
然而，上述習知技術具有如以下之問題。
照射波長未達200nm之光之方法係長時間照射高能量之光之方法，該方法有需要大規模設備、真空裝置、高能量光源等特別的裝置使製造成本提高之問題。此外，經由照射高能量將隔板等之基板表面進行撥液性加工時，構成基板或基板表面之構件受到分子等級之損傷。其結果為受到損傷之基板表面之分子擴散至塗佈在前述基板上之功能性薄膜，使前述功能性薄膜之性質劣化，造成前述功能性薄膜之特性及壽命降低之問題。具體而言，由於隔板等之基板表面之一部分損傷，造成製造步驟中等之水分、氧氣容易吸附、侵入前述基板表面。因此，前述侵入之水分、氧氣，隨時間而侵入前述功能性薄膜，對前述功能性薄膜之特性造成不良影響。
此外，使用較長波長之光之方法，由於使用較低能量之光，可減輕對基板表面之損傷，但必需於基板表面塗佈光聚合起始劑。此時，由於亦塗佈於形成在前述基板內之功能性薄膜，造成該光聚合起始劑之反應殘基引起前述功能性薄膜之特性降低之問題。
此外，使用較長波長之紫外線之方法，亦有光觸媒造成隨後成膜之功能性薄膜之特性降低之問題。
因此，將功能性薄膜藉由印刷法而進行微細圖案化所製造之有機EL顯示器或太陽電池等半導體裝置，有特性及壽命等之課題。
本發明係解決上述課題者，目的係經由塗佈法於期望之區域形成功能性薄膜，而提供一種特性以及壽命良好之半導體裝置、薄膜電晶體及其製造方法。
為了解決上述課題，本發明一態樣之半導體裝置係具備：基板、形成於前述基板上之第1電極、形成於前述第1電極之上方之功能性薄膜、以及設置於前述功能性薄膜之上方之第2電極；於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統(π conjugated system)經由環烯烴(cycloalkene)構造或環烷烴(cycloalkane)構造結合之化合物之膜。
根據本發明之一態樣，由於無須塗佈光聚合起始劑或光觸媒，並且可藉由能量較低之光進行撥液性加工，因此可防止對於構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果能防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
本發明之一態樣之半導體裝置係具備：基板、形成於前述基板上之第1電極、形成於前述第1電極之上方之功能性薄膜、以及設置於前述功能性薄膜之上方之第2電極，且於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜者。
藉此，由於無須塗佈光聚合起始劑或光觸媒，可藉由能量較低之光進行撥液性加工，因此可防止對於構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果能防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
在此，前述功能性薄膜亦可位於前述第1電極之一區域，前述含有化合物之膜亦可位於前述第1電極之一區域之周圍。
此外，前述第1電極亦可形成於前述基板之第1區域，前述功能性薄膜亦可覆蓋前述第1電極之至少一部分並且位於至少一部分包含前述基板之前述第1區域之第2區域，前述含有化合物之膜亦可位於前述第基板之前述第2區域之周圍。
此外，前述功能性薄膜與第1電極之間亦可具有具有π共軛系統之有機矽化合物。
此外，前述第1電極與前述功能性薄膜之間亦可具有由無機氧化物所構成之電荷注入層，該電荷注入層與前述功能性薄膜之間亦可具有具有π共軛系統之有機矽化合物。
此外，亦可具有以覆蓋前述第1電極之周圍之至少一部分之方式位於前述基板上並且限制前述功能性薄膜之有效區域之限制層，前述含有化合物之膜亦可為前述限制層表面且位於具有前述功能性薄膜之區域之周邊區域。
此外，前述第1電極與前述功能性薄膜之間亦可具有由無機氧化物所構成之電荷注入層，該電荷注入層與前述功能性薄膜之間亦可具有具有π共軛系統之有機矽化合物。
此外，前述功能性薄膜可包含電流注入型發光材料。
此外，前述功能性薄膜可包含光電轉換材料。
此外，前述化合物亦可為藉由將含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液塗佈於前述基板上所形成之第1膜、與將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上所形成之第2膜經由照射光，使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合所形成之化合物。
作為本發明一態樣之薄膜電晶體係具備：基板、形成於前述基板上之閘極電極、形成於前述閘極電極上之絕緣膜、形成於前述絕緣膜上之源極電極、形成於前述絕緣膜上之形成有前述源極電極之區域以外之區域之汲極電極、以及覆蓋前述絕緣膜上之前述源極電極與前述汲極電極之間的區域及前述源極電極及前述汲極電極之端部而形成之功能性薄膜，於前述源極電極及前述汲極電極上之前述功能性薄膜形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜。
藉此，由於底部閘極(bottem gate)型之薄膜電晶體，亦無須塗佈光聚合起始劑或光觸媒，可藉由能量較低之光進行撥液性加工，因此能防止對於構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，能防止受損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化或壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之薄膜電晶體。
本發明其他態樣之薄膜電晶體係具備：基板、形成於前述基板上之源極電極、形成於前述基板上之形成有前述源極電極之區域以外之區域之汲極電極、覆蓋前述基板上之前述源極電極與前述汲極電極之間的區域及前述源極電極及前述汲極電極之端部而形成之功能性薄膜、覆蓋前述功能性薄膜而形成之絕緣膜、以及形成於前述絕緣膜上之閘極電極，於前述源極電極及前述汲極電極上形成有前述功能性薄膜之區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜。
藉此，由於頂部閘極(top gate)型之薄膜電晶體，亦無須塗佈光聚合起始劑或光觸媒，可藉由能量較低之光進行撥液性加工，因此可防止對於構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，能防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化或壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之薄膜電晶體。
在此，前述化合物係可藉由將含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液塗佈於前述基板上而形成之第1膜、與將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成之第2膜經由照射光，使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合而形成之化合物。
此外，前述源極電極與前述功能性薄膜之間或前述汲極電極與前述功能性薄膜之間亦可包含緩衝層。
本發明一態樣之半導體裝置之製造方法係包含下列步驟者：將含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液塗佈於形成有第1電極之基板表面而形成第1膜之第1步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之第2步驟；將前述第1膜與第2膜照射光使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之第3步驟；將含有功能材料之溶液塗佈於基底而形成功能性薄膜之第4步驟；以及於前述功能性薄膜上設置第2電極之第5步驟。在此，「基底」係意指於藉由含有功能材料之溶液形成功能性薄膜之步驟(亦即第4步驟)中，功能性薄膜形成之前的表面，該表面可為基板原本之表面，亦可為經實施上述第1步驟、第2步驟、及第3步驟者，亦或經實施其他步驟者。功能性薄膜可形成於基底全體，亦可僅形成於基底之特定部分。
根據本態樣，當使用較長波長之光，例如200nm以上至380nm以下波長之光，對基板表面進行撥液性加工時，可未使用聚合起始劑或光觸媒而進行前述撥液性加工，因此可防止對構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化或壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
本態樣之一態樣之薄膜電晶體之製造方法係包含下列步驟者：於基板上形成閘極電極，並於前述閘極電極上形成閘極絕緣膜之步驟；於前述閘極絕緣膜上形成汲極電極以及源極電極之步驟；於前述閘極絕緣膜上及前述汲極電極上及前述源極電極上塗佈含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液而形成第1膜之步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之步驟；將前述第1膜與第2膜照射光使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之步驟；以及於前述源極電極與前述汲極電極之間的區域形成功能性薄膜之步驟。
根據本態樣，底部閘極構造之薄膜電晶體之製造方法，當使用較長波長之光，例如200nm以上至380nm以下波長之光，對基板表面進行撥液性加工時，亦可未使用聚合起始劑或光觸媒而進行前述撥液性加工。因此，能防止對構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化或壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之薄膜電晶體。
本態樣之其他態樣之薄膜電晶體之製造方法係包含下列步驟者：於形成有源極電極與汲極電極之基板上，塗佈含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液而形成第1膜之步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之步驟；將前述第1膜與第2膜照射光使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合之步驟；塗佈形成功能性薄膜之步驟；於前述功能性薄膜上形成閘極絕緣膜，接著形成閘極電極之步驟。
根據本態樣，底部閘極構造之薄膜電晶體之製造方法，當使用較長波長之光，例如200nm以上至380nm以下波長之光，對基板表面進行撥液性加工時，亦可未使用聚合起始劑或光觸媒而進行前述撥液性加工。因此，能防止對構成塗佈前述功能性薄膜之基板或基板表面之構件造成損傷，防止受到損傷之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化或壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之薄膜電晶體。
在此，所照射之光亦可為200nm以上至380nm以下之波長之光。
藉此，可製造不會對基底造成影響之良好的半導體裝置。
此外本發明提供一種半導體裝置，其中，含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之前述化合物係下述通式(1)所示化合物與下述通式(4)所示化合物藉由光二聚反應(photodimerization reaction)而得之化合物。
C-D
通式(1)
然而，C表示下述通式(2-1)或下述通式(2-2)所示之基，D表示下述通式(3)所示之基；
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結。此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Ra為與D之鍵結。n1表示0以上之整數)
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結；X1及Y1可相同亦可相異，表示-C(Ra)2-、-N(Ra)-、-O-、-S-、-Si(Ra)2-、-B(Ra)-或-C(Ra)=C(Ra)-；此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；p1及m1係相同或相異，表示0以上之整數)
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-；Ar1表示(1+y1)價之芳香族烴基或(1+y1)價之雜環基；Ak表示碳數1至12之伸烷基；Ra1表示氫原子、鹵原子、羥基、烷氧基或烷基；Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；t1表示0或1，x1表示0或1，y1表示1以上之整數；複數個Ra1可相同亦可相異。當存在有複數個Ak時，該等可相同亦可相異)
E-F
通式(4)
然而，E表示下述通式(5-1)或下述通式(5-2)或下述通式(5-3)所示之基，F表示下述通式(6-1)或下述通式(6-2)所示之基；
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-；Ak表示碳數1至12之伸烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；Ar2表示(1+y2)價之芳香族烴基或(1+y2)價之雜環基，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基，t2表示0或1，x2表示0或1，y2表示1以上之整數；當存在有複數個Rb1時，該等可相同亦可相異)
(式中，Ar2、Rb1、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義))
(式中，Ar2、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義；K表示-O-、-S-、-NH-或-NR-；R表示烷基或芳基；k表示0或1，r表示0至3之整數，s表示0至15之整數；當存在有複數個k時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個r時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個s時，該等可相同亦可相異)
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Rb為與E之鍵結。n2表示0以上之整數)
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；X2及Y2可相同亦可相異，表示-C(Rb)2-、-N(Rb)-、-O-、-S-、-Si(Rb)2-、-B(Rb)-或-C(Rb)=C(Rb)-；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結。p2及m2係相同或相異，表示0以上之整數)。
此外本發明提供一種半導體裝置之製造方法，其中具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)係下述通式(1)所示化合物，含有π共軛系統以及氟之化合物(B)係下述通式(4)所示化合物。
C-D
通式(1)
然而，C表示下述通式(2-1)或下述通式(2-2)所示之基，D表示下述通式(3)所示之基；
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結：複數個Ra可相同亦可相異；此外任意相鄰2個Ra亦可相互連結，而形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Ra為與D之鍵結。n1表示0以上之整數)
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結；X1及Y1可相同亦可相異，表示-C(Ra)2-、-N(Ra)-、-O-、-S-、-Si(Ra)2-、-B(Ra)-或-C(Ra)=C(Ra)-；此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；p1及m1係相同或相異，表示0以上之整數)
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ar1表示(1+y1)價之芳香族烴基或(1+y1)價之雜環基，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Ra1表示氫原子、鹵原子、羥基、烷氧基或烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異。t1表示0或1，x1表示0或1，y1表示1以上之整數；複數個Ra1可相同亦可相異；當存在有複數個Ak時，該等可相同亦可相異)
E-F
通式(4)
然而，E表示下述通式(5-1)或下述通式(5-2)或下述通式(5-3)所示之基，F表示下述通式(6-1)或下述通式(6-2)所示之基；
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；Ar2表示(1+y2)價之芳香族烴基或(1+y2)價之雜環基，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基；t2表示0或1。x2表示0或1，y2表示1以上之整數；當存在有複數個Rb1時，該等可相同亦可相異)
(式中，Ar2、Rb1、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義))
(式中，Ar2、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義；K表示-O-、-S-、-NH-或-NR-；R表示烷基或芳基；k表示0或1，r表示0至3之整數，s表示0至15之整數；當存在有複數個k時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個r時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個s時，該等可相同亦可相異)
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；n2表示0以上之整數)
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；X2及Y2可相同亦可相異，表示-C(Rb)2-、-N(Rb)-、-O-、-S-、-Si(Rb)2-、-B(Rb)-或-C(Rb)=C(Rb)-；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；p2及m2係相同或相異，表示0以上之整數)。
＜用語之說明＞
以下，說明本說明書中共通使用之用語。本說明書中，＜Cm至Cn＞(m、n為滿足m＜n之正整數)等用語係表示隨此用語所記載之基之碳數為m至n。
除非另有載明，取代基意指以下所示之鹵素、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳基氧基、芳基硫基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷硫基、芳基烯基、芳基炔基、1價之雜環基、雜環硫基、胺基、矽烷基(silyl)、醯基、醯氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺(acidimide)基、羧基、羥基、烯基、炔基。
鹵原子可列示如氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。
烷基意指無取代之烷基及經鹵原子、胺基、巰基(mercapto)等取代之烷基，包含直鏈狀烷基及環狀烷基(環烷基)兩者。烷基亦可具有分支。烷基之碳數通常為1至20左右，以1至15左右為佳，以1至10左右為更佳。具體而言，列示如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基、月桂基、三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、三氟丙基、十三氟-1,1,2,2-四氫辛基、十七氟-1,1,2,2-四氫癸基、胺基丙基、胺基辛基、胺基癸基、巰基丙基、巰基辛基、巰基癸基等。C1至C12烷基可列舉如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等。
烷氧基意指無取代之烷氧基及經鹵原子、烷氧基等取代之烷氧基，包含直鏈狀烷氧基及環狀烷氧基(環烷氧基)兩者。烷氧基亦可具有分支。烷氧基之碳數通常為1至20左右，以1至15左右為佳，以1至10左右為更佳。具體而言，列示如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基、三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己氧基、全氟辛氧基、甲氧基甲基氧基、2-甲氧基乙基氧基等。C1至C12烷氧基，可列舉如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基等。
烷硫基意指無取代之烷硫基及經鹵原子等取代之烷硫基，包含直鏈狀烷硫基及環狀烷硫基(環烷硫基)兩者。烷硫基亦可具有分支。烷硫基之碳數通常為1至20左右，以1至15左右為佳，以1至10左右為更佳。具體而言，列示如甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、第三丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、壬硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基、月桂硫基、三氟甲硫基等。C1至C12烷硫基，可列舉如甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、異丁硫基、第二丁硫基、第三丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、壬硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基、月桂硫基等。
芳基係自芳香族烴去除1個與構成芳香環之碳原子結合之氫原子後餘留之原子團，意指無取代之芳基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基。芳基亦包含具有苯環者、具有縮合環者、2個以上獨立之苯環或縮合環經由單鍵或2價基，例如伸乙烯基等伸烯基而鍵結者。芳基之碳數通常為6至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。芳基可列舉如苯基、C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、五氟苯基等，以C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基為佳。
C1至C12烷氧基苯基，具體而言，可列舉如甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、異丙氧基苯基、丁氧基苯基、異丁氧基苯基、第二丁氧基苯基、第三丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、環己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、月桂氧基苯基等。
C1至C12烷基苯基，具體而言，可列舉如甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、三甲苯基(mesityl)、甲基乙基苯基、異丙基苯基、丁基苯基、異丁基苯基、第二丁基苯基、第三丁基苯基、戊基苯基、異戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基等。
芳基氧基意指無取代之芳基氧基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基氧基。芳基氧基之碳數通常為6至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。其具體例可列舉如苯氧基、C1至C12烷氧基苯氧基、C1至C12烷基苯氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、五氟苯基氧基等，以C1至C12烷氧基苯氧基、C1至C12烷基苯氧基為佳。
C1至C12烷氧基苯氧基，具體而言，可列舉如甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、丙氧基苯氧基、異丙氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、異丁氧基苯氧基、第二丁氧基苯氧基、第三丁氧基苯氧基、戊氧基苯氧基、己氧基苯氧基、環己氧基苯氧基、庚氧基苯氧基、辛氧基苯氧基、2-乙基己氧基苯氧基、壬氧基苯氧基、癸氧基苯氧基、3,7-二甲基辛氧基苯氧基、月桂氧基苯氧基等。
C1至C12烷基苯氧基，具體而言，可列舉如甲基苯氧基、乙基苯氧基、二甲基苯氧基、丙基苯氧基、1,3,5-三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、異丙苯氧基、丁基苯氧基、異丁基苯氧基、第二丁基苯氧基、第三丁基苯氧基、戊基苯氧基、異戊基苯氧基、己基苯氧基、庚基苯氧基、辛基苯氧基、壬基苯氧基、癸基苯氧基、十二烷基苯氧基等。
芳基硫基意指無取代之芳基硫基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基硫基。芳基硫基之碳數通常為6至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。具體而言，可列舉如苯硫基、C1至C12烷氧基苯硫基、C1至C12烷基苯硫基、1-萘基硫基、2-萘基硫基、五氟苯硫基等。
芳基烷基意指無取代之芳基烷基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基烷基。芳基烷基之碳數通常為7至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。
具體而言，可列舉如苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基、1-萘基-C1至C12烷基、2-萘基-C1至C12烷基等。
芳基烷氧基意指無取代之芳基烷氧基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基烷氧基。芳基烷氧基之碳數通常為7至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。具體而言，可列舉如苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷氧基、1-萘基-C1至C12烷氧基、2-萘基-C1至C12烷氧基等。
芳基烷硫基意指無取代之芳基烷硫基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基烷硫基。芳基烷硫基之碳數通常為7至60左右，以7至48左右為佳，以7至30左右為更佳。具體而言，可列舉如苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷硫基、1-萘基-C1至C12烷硫基、2-萘基-C1至C12烷硫基等。
芳基烯基意指無取代之芳基烯基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基烯基。芳基烯基之碳數通常為8至60左右，以8至48左右為佳，以8至30左右為更佳。其具體例可列舉如苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷基苯基-C2至C12烯基、1-萘基-C2至C12烯基、2-萘基-C2至C12烯基等，以C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C2至C12烷基苯基-C2至C12烯基為佳。
C2至C12烯基可列舉如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-辛烯基等。
芳基炔基意指無取代之芳基炔基及經鹵原子、烷氧基、烷基等取代之芳基炔基。芳基炔基之碳數通常為8至60左右，以8至48左右為佳，以8至30左右為更佳。其具體例可列舉如苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基、1-萘基-C2至C12炔基、2-萘基-C2至C12炔基等，以C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基為佳。
C2至C12炔基可列舉如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、1-辛炔基等。
1價之雜環基係自雜環式化合物去除1個氫原子後餘留之原子團，意指無取代之1價之雜環基及經烷基等取代基取代之1價之雜環基。1價之雜環基之碳數不包括取代基之碳數，通常為3至60左右，以3至30左右為佳，以3至20左右為更佳。此處之雜環式化合物係指具有環式構造之有機化合物中，構成環之元素不僅只有碳原子，亦包含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、矽原子、硒原子、碲原子、砷原子等雜原子者。1價之雜環基其中尤以1價之芳香族雜環基為佳。1價之雜環基可列舉如噻吩基(thienyl)、C1至C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基、嗒基(pyridazinyl)、嘧啶基、吡基、三基、吡咯啶基、哌啶基、喹啉基、異喹啉基等，其中尤以噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基為佳。
雜環硫基意指巰基之氫原子經1價之雜環基取代之基。雜環硫基可列舉如吡啶基硫基、嗒基硫基、嘧啶基硫基、吡基硫基、三基硫基等雜芳基硫基等。
胺基意指無取代之胺基及經選自烷基、芳基、芳基烷基及1價之雜環基當中1或2個取代基取代之胺基(以下亦稱取代胺基)。取代基亦可再具有取代基(以下亦有時稱為二次取代基)。取代胺基之碳數不包含二次取代基之碳數，通常為1至60左右，以2至48左右為佳，以2至40左右為更佳。取代胺基可列舉如甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、丙基胺基、二丙基胺基、異丙基胺基、二異丙基胺基、丁基胺基、異丁基胺基、第二丁基胺基、第三丁基胺基、戊基胺基、己基胺基、庚基胺基、辛基胺基、2-乙基己基胺基、壬基胺基、癸基胺基、3,7-二甲基辛基胺基、十二烷基胺基、環戊基胺基、二環戊基胺基、環己基胺基、二環己基胺基、二(三氟甲基)胺基、苯基胺基、二苯基胺基、C1至C12烷氧基苯基胺基、二(C1至C12烷氧基苯基)胺基、C1至C12烷基苯基胺基、二(C1至C12烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、吡啶基胺基、嗒基胺基、嘧啶基胺基、吡基胺基、三基胺基、苯基-C1至C12烷基胺基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基胺基、二(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)胺基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基胺基、二(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)胺基、1-萘基-C1至C12烷基胺基、2-萘基-C1至C12烷基胺基等。
矽烷基意指無取代之矽烷基及經選自烷基、芳基、芳基烷基及1價之雜環基當中1、2或3個取代基取代之矽烷基(以下亦稱為取代矽烷基)。取代基亦可具有二次取代基。取代矽烷基之碳數不包含二次取代基之碳數，通常為1至60左右，以3至48左右為佳，以3至40左右為更佳。取代矽烷基可列舉如三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三丙基矽烷基、三-異丙基矽烷基、二甲基-異丙基矽烷基、二乙基-異丙基矽烷基、第三丁基矽烷基二甲基矽烷基、戊基二甲基矽烷基、己基二甲基矽烷基、庚基二甲基矽烷基、辛基二甲基矽烷基、2-乙基己基-二甲基矽烷基、壬基二甲基矽烷基、癸基二甲基矽烷基、3,7-二甲基辛基-二甲基矽烷基、十二烷基二甲基矽烷基、苯基-C1至C12烷基矽烷基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基矽烷基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基矽烷基、1-萘基-C1至C12烷基矽烷基、2-萘基-C1至C12烷基矽烷基、苯基-C1至C12烷基二甲基矽烷基、三苯基矽烷基、三-對二甲苯基矽烷基、三苯甲基矽烷基、二苯基甲基矽烷基、第三丁基二苯基矽烷基、二甲基苯基矽烷基等。
醯基意指無取代之醯基及經鹵原子等取代之醯基。
醯基之碳數通常為1至20左右，以2至18左右為佳，以2至16左右為更佳。醯基可列舉如甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、三甲基乙醯基(pivaloyl)、苯甲醯基、三氟乙醯基、五氟苯甲醯基等。
醯氧基意指無取代之醯氧基及經鹵原子等取代之醯氧基。醯氧基之碳數通常為1至20左右，以2至18左右為佳，以2至16左右為更佳。醯氧基可列舉如甲醯氧基、乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、異丁醯氧基、三甲基乙醯氧基、苯甲醯氧基、三氟乙醯氧基、五氟苯甲醯氧基等。
亞胺殘基意指由具有式：H-N=C＜及式：-N=CH-當中至少一者所示構造之亞胺化合物將此構造中之1個氫原子去除後餘留之殘基。此種亞胺化合物可列舉如醛亞胺(aldimine)、酮亞胺(ketimine)及與醛亞胺中之氮原子結合之氫原子經烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基等取代之化合物。亞胺殘基之碳數通常為2至20左右，以2至18左右為佳，以2至16左右為更佳。亞胺殘基可列舉如通式：-CR’=N-R”或通式：-N=C(R”)2(式中，R’表示氫原子、烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基，R”係相同或相異，表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基，然而，存在有2個R”時，2個R”相互結合成一體之2價之基，例如作為伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基等碳數2至18之伸烷基而形成環)所示之基等。
醯胺基意指無取代之醯胺基及經鹵原子等取代之醯胺基。
醯胺基之碳數通常為2至20左右，以2至18左右為佳，以2至16左右為更佳。醯胺基可列舉如甲醯胺基、乙醯胺基、丙醯胺基、丁醯胺基、苯甲醯胺基、三氟乙醯胺基、五氟苯甲醯胺基、二甲醯胺基、二乙醯胺基、二丙醯胺基、二丁醯胺基、二苯甲醯胺基、二-三氟乙醯胺基、二-五氟苯甲醯胺基等。
醯亞胺基意指自醯亞胺將與其氮原子結合之氫原子去除所得之殘基。醯亞胺基之碳數通常為4至20左右，以4至18左右為佳，以4至16左右為更佳。
羧基意指無取代之羧基及經烷基、芳基、芳基烷基、1價之雜環基等取代基取代之羧基(以下亦稱為取代羧基)。取代基亦可具有二次取代基。取代羧基之碳數不包含二次取代基之碳數，通常為1至60左右，以2至48左右為佳，以2至45左右為更佳。取代羧基可列舉如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、第二丁氧基羰基、第三丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、環己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基、吡啶氧基羰基等。
X價之芳香族烴基意指自芳香族烴去除X個氫原子所形成之原子團，包含具有獨立之苯環或縮合環者。前述芳香族烴基中碳原子數通常為6至60左右，以6至48為佳，以6至30為較佳，以6至18為更佳。該碳原子數不包含取代基之碳原子數。芳香族烴基之具體例，例如若為2價之芳香族烴基(伸芳基)，可列舉如1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、1,2-伸苯基等無取代或取代之伸苯基；1,4-萘二基(naphthalenediyl)、1,5-萘二基、2,6-萘二基等無取代或取代之萘二基；1,4-蒽二基、1,5-蒽二基、2,6-蒽二基、9,10-蒽二基等無取代或取代之蒽二基；2,7-菲二基等無取代或取代之菲二基；1,7-稠四苯二基(naphthacenediyl)、2,8-稠四苯二基、5,12-稠四苯二基等無取代或取代之稠四苯二基；2,7-茀二基、3,6-茀二基等無取代或取代之茀二基；1,6-芘二基、1,8-芘二基、2,7-芘二基、4,9-芘二基等無取代或取代之芘二基；3,9-苝二基、3,10-苝二基等無取代或取代之苝二基等，以無取代或取代之伸苯基、無取代或取代之茀二基為佳。
X價之雜環基係自雜環式化合物去除X個氫原子後餘留之原子團，碳原子數通常為4至60左右，以4至30為佳，以6至12為特佳。該碳原子數不包含取代基之碳原子數。前述X價之雜環基之具體例，例如若為2價之雜環基，可列舉如2,5-吡啶二基、2,6-吡啶二基等無取代或取代之吡啶二基；2,5-噻吩二基等無取代或取代之噻吩二基；2,5-呋喃二基等無取代或取代之呋喃二基；2,6-喹啉二基等無取代或取代之喹啉二基；1,4-異喹啉二基、1,5-異喹啉二基等無取代或取代之異喹啉二基；5,8-喹啉二基(quinoxalinediyl)等無取代或取代之喹啉二基；4,7-苯并[1,2,5]噻二唑二基等無取代或取代之苯并[1,2,5]噻二唑二基；4,7-苯并噻唑二基等無取代或取代之苯并噻唑二基；2,7-咔唑二基、3,6-咔唑二基等無取代或取代之咔唑二基；3,7-啡二基(phenoxazinediyl)等無取代或取代之啡二基；3,7-啡噻二基(phenothiazinediyl)等無取代或取代之啡噻二基；2,7-二苯并矽雜環戊二烯二基(dibenzosilolediyl)等無取代或取代之二苯并矽雜環戊二烯二基等，以無取代或取代之苯并[1,2,5]噻二唑二基、無取代或取代之啡二基、無取代或取代之啡噻二基為佳。
具有感光性之基並可進行光二聚反應之基，只要為能吸收由紫外線區域至可見光區域之光能量而引起二聚反應之官能基，則可無特別限定使用。必需吸收光能量之理由係因進行微細圖案化時，利用化合物之感光性(光官能性)之故。官能基所吸收之光能量為高能量時，光照射所需求之成本變高，此外，周邊之有機材料因曝露於高能量下而有產生劣化之可能性，因而不佳。官能基吸收佳之光較佳係波長200nm以上，更佳為200至380nm。
此處所指之二聚係有機化合物之2個分子形成化學鍵。結合之分子彼此可為相同亦可為相異。2個分子中之官能基彼此之化學構造亦可相同或相異。然而，該官能基較佳為無須使用觸媒及起始劑等反應助劑而可產生光二聚反應之構造、以及其組合者。當接觸到反應助劑之殘基時，有可能使周邊之有機材料劣化。
此等官能基較佳為使用含有具有可進行光二聚反應之雙鍵、或可進行光二聚反應部位之芳香族縮合環之基。其中，芳香族縮合環基由於吸收較低能量之光而更適合使用。所使用之官能基較佳之具體例可列舉如具有桂皮酸酯構造之基、具有查酮(chalcone)構造之基、具有苯乙烯基吡啶陽離子(styryl pyridinium)構造之基、具有α-苯基馬來醯亞胺構造之基、蒽基、具有香豆素(coumarin)構造之基等。
本發明中，具撥液性之基以及具親液性之基係以相對意味所使用之用語。具撥液性之基只要其撥液性之程度較具親液性之基高即可。具撥液性之基係對由含有該基之化合物所構成之薄膜賦予撥液性。
舉例而言，由含有具撥液性之基之化合物所構成之薄膜，較佳為當於表面形成水系印墨之液滴時接觸角為80°以上，並且，在由含有該基之化合物所構成之薄膜所塗佈之有機溶媒系印墨之液滴之接觸角為40°以上。
具親液性之基係對由含有該基之化合物所構成之薄膜賦予親液性。舉例而言，由含有具親液性之基之化合物所構成之薄膜，較佳為當於其表面形成有機溶媒系印墨之液滴時接觸角為5°以下。
具有具親液性之基之化合物(A)，較適合使用者為具有下述式(2-1)或式(2-1)所示部分構造者。
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基。此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Ra為具親液性之基。n1表示0以上之整數)
(式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基。X1及Y1可相同亦可相異，表示-C(Ra)2-、-N(Ra)-、-O-、-S-、-Si(Ra)2-、-B(Ra)-或-C(Ra)=C(Ra)-。此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Ra為具親液性之基。p1及m1係相同或相異，表示0以上之整數)。
Ra較佳為烷基、烷氧基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烯基、芳基炔基、1價之雜環基、胺基、醯基、醯氧基、醯胺基、羧基、烯基、炔基、丙烯酸酯基。n1較佳為0至4。X1較佳為-C(Ra)2-、-N(Ra)-。Y1較佳為-C(Ra)2-、-N(Ra)-。p1較佳為0至2。m1較佳為0至2。
式(2-1)、式(2-2)所示化合物之具體例示，可列舉如以下之化合物等。
具親液性之基中，較佳為含有W2所示之基。W2意指羥基、羧基、醯基、醯氧基、鹵甲醯基(意指式：-C(=O)-E(式中，E表示鹵原子)所示之基，較佳為式：-C(=O)-C1所示之基及式：-C(=O)-Br所示之基)、鹵原子、烷氧基、芳基氧基、芳基烷氧基、磷酸基(式：(HO)2P(=O)-O-所示之基)、具有磷酸酯構造之基(式：(R1O)2P(=O)-O-或式：(R1O)(HO)P(=O)-O-(式中，R1表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基)所示之基)、亞磷酸基(式：(HO)2P-O-所示之基)、具有亞磷酸酯構造之基(式：(R1O)2P-O-或式：(R1O)(HO)P-O-(式中，R1如同前述)所示之基)、巰基、烷硫基、芳基硫基、芳基烷硫基、雜環硫基、胺基等。其中尤以鹵原子、烷氧基、磷酸基、胺基或羥基為較佳。
具親液性之基，以含有屬於周期表第4族、第5族、第6族、第13族、第14族、第15族或第16族之原子之基為佳。屬於第4族、第5族、第6族、第13族、第14族、第15族或第16族之原子可列舉如鈦原子、鋯原子、鉿原子等屬於第4族之原子；釩原子、鈮原子、鉭原子等屬於第5族之原子；鉻原子、鉬原子、鎢原子等屬於第6族之原子；硼原子、鋁原子、鎵原子、銦原子、鉈原子等屬於第13族之原子；矽原子、鍺原子、錫原子、鉛原子等屬於第14族之原子；磷原子、砷原子、銻原子、鉍原子等屬於第15族之原子；氧原子、硫原子、硒原子、碲原子、釙原子等屬於第16族之原子等，以錫原子、鈦原子、鋯原子、鋁原子、鈮原子、硼原子、矽原子、磷原子或硫原子為佳，以鋯原子、鋁原子、鈦原子、矽原子、磷原子或硫原子為較佳，以鈦原子或矽原子為更佳，以矽原子為特佳。
具親液性之基，以含有式(3’)所示構造之基為佳，以由式(3’)所示構造所構成之基為更佳。
-W1-M1(W2)v1(Ra’)u-v1-1　(3’)
(式中，M1表示屬於周期表第4族、第5族、第6族、第13族、第14族或第15族之原子。W1表示2價之有機基。W2表示與前述相同意思。Ra’表示烷基、烷氧基、羥基、鹵原子、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基。v1為1以上(u-1)以下之整數。u表示M1之原子價。當存在有複數個W2時，該等可相同亦可相異。當存在有複數個Ra’時，該等可相同亦可相異)。
式(3’)中，Ra’表示烷基、烷氧基、羥基、鹵原子、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基，較佳為烷基、烷氧基、羥基、鹵原子、芳基或芳基烷基。Ra’所示之基亦可具有取代基。
式(3’)中，u表示M1之原子價。例如當M1為矽原子、鈦原子、鋯原子等時，u為4，當M1為硼原子、鋁原子等時，u為3。
式(3’)中，v1為1以上(u-1)以下之整數。較佳為2以上之整數，更佳為3以上之整數。
具親液性之基之更佳態樣，可列舉如以下式(3)所示之基。
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ar1表示(1+y1)價之芳香族烴基或(1+y1)價之雜環基，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Ra1表示氫原子、鹵原子、羥基、烷氧基或烷基，Rc表示氫原子或取代基。當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異。t1表示0或1，x1表示0或1，y1表示1以上之整數。複數個Ra1可相同亦可相異。當存在有複數個Ak時，該等可相同亦可相異)。
Ra1較佳為羥基、烷氧基、鹵原子。Ak較佳為碳數1至6之伸烷基。Z較佳為-C(=O)O-、-OC(=O)-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-O-、-Ak-。x1較佳為1。y1較佳為1至3。
含有具親液性之基之化合物之具體例示，可列舉如以下之化合物等。
具有具撥液性之基之化合物(B)，適合使用具有下述式(6-1)所示部分構造者。
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基。此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Rb為具有撥液性基。n2表示0以上之整數)。
此外，亦適合使用具有下述式所示之部分構造(6-2)者。
(式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基。X2及Y2可相同亦可相異，表示-C(Rb)2-、-N(Rb)-、-O-、-S-、-Si(Rb)2-、-B(Rb)-或-C(Rb)=C(Rb)-；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環。然而，至少1個Rb為具撥液性之基。p2及m2係相同或相異，表示0以上之整數)。
Rb較佳為烷基、烷氧基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烯基、芳基炔基、1價之雜環基、胺基、醯基、醯氧基、醯胺基、羧基、烯基、炔基、丙烯酸酯基。n2較佳為0至4。X2較佳為-C(Rb)2-、-N(Rb)-。Y2較佳為-C(Rb)2-、-N(Rb)-。p2較佳為0至2。m2較佳為0至2。
式(6-1)、式(6-2)所示化合物之具體例示，可列舉如以下之化合物等。
具有具撥液性之基之化合物(B)，例示如包含含有氟原子之以下構造之基。
-(B)n3-Rb1　(5’)
在此，B表示氟以外之原子所構成之2價之基。此外，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基。n3表示0至3之整數，當存在有複數個B時，該等可相同亦可相異。B較佳為-O-、芳香族烴基、雜環基、烷基、或烷基氧基。
具撥液性之基之較佳態樣，可列舉如下述式(5-1)、或式(5-2)所示之基。
(式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Rc表示氫原子或取代基。當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異。Ar2表示(1+y2)價之芳香族烴基或(1+y2)價之雜環基，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基，t2表示0或1，x2表示0或1，y2表示1以上之整數。當存在有複數個Rb1時，該等可相同亦可相異)
(式中，Ar2、Rb1、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義)。
含有氟原子之1價之有機基之Rb1係有機基中1個以上氫原子經氟原子取代之基。特別是，有機基較佳為烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基，更佳為烷基。由撥液性之觀點來看，烷基之碳原子數以1至20個為佳，以4至18個為較佳，以6至17個為更佳。
由撥液性之觀點來看，Rb1中之氟原子數，以Rb1中之氟原子數除以Rb1中之氟原子數與Rb1中之氫原子數之總和之值(取代率)為50%以上為佳，以70%以上為較佳。此外，特別是，由撥液性之觀點來看，當有機基為烷基時，以其全部之氫原子經氟原子取代，亦即全氟烷基為佳。
Ar2較佳為伸苯基、苯三基、苯四基、萘二基、萘三基、萘四基、蒽二基、蒽四基、茀二基、茀三基。
t2較佳為1。x2較佳為1。y2較佳為1至5。
具撥液性之基之更佳態樣，可列舉如下述式(5-3)所示之基。
(式中，Ar2、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義。K表示-O-、-S-、-NH-或-NR-。R表示烷基或芳基。k表示0或1，r表示0至6之整數，s表示0至16之整數。當存在有複數個k時，該等可相同亦可相異。當存在有複數個r時，該等可相同亦可相異。當存在有複數個s時，該等可相同亦可相異)。
K較佳為-O-、-S-、-NR-。k較佳為1。r較佳為0至3。S較佳為1至10。
含有具撥液性之基之化合物之具體例示，可列舉如以下之化合物等。
本發明中，使化合物(A)與化合物(B)進行二聚反應之方法係藉由光照射。光照射中所使用之光，只要為可使該化合物吸收其光能量而引起二聚反應之波長區域則無特別限定。舉例而言較佳為200nm以上且380nm以下之波長之光。由於未達200nm之光具有非常強大之能量，因此恐怕會引起基板或構成基板表面之構件及該化合物之分解。此外波長較380nm長之光，係該化合物不易吸收之波長之光，而不易產生光反應，因此製造上不佳。
並且，照射光之時間係對應光之波長、光之強度、光源之種類、該化合物之種類等適當變更而使用。
光源可列舉如低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙氣燈、鈉燈、氮氣等之氣體雷射、有機色素溶液之液體雷射、無機單結晶中包含稀土離子之固體雷射等。此外，可獲得單色光之雷射以外之光源，亦可使用藉由使用帶通濾波器(band pass filter)、截止濾波器(cutoff filter)等光學濾波器將寬頻之線光譜、連續光譜所取出特定波長之光。由於可一次照射大面積，因此光源以高壓水銀燈或超高壓水銀燈為佳。
本發明中，藉由將化合物(A)與化合物(B)經由照射光而使其進行二聚反應之方法所形成之化合物之一態樣，可列舉如經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物。
舉例而言，將化合物(A)之蒽骨架與化合物(B)之蒽骨架進行光二聚後，其構造成為5,12:6,11-二[1,2]橋亞苯基(benzeno)-5,6,11,12-四氫二苯并[a,e]環辛烯。
本發明中，經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物之具體例示，可列舉如以下之化合物等。
(式中，RA係源自化合物(A)之基，RB係源自化合物(B)之基)
(式中，Ra、Rb表示與前述相同的意義)
(式中，Ra、Rb表示與前述相同的意義)。
於以下說明將本發明之化合物用於將親液性區域與撥液性區域進行圖案化之方法。
首先，將附有玻璃、ITO(銦錫氧化物)之基板、矽晶圓等之基板，使用一般之濕式洗淨/乾式洗淨法洗淨。接著，將化合物(A)溶解於有機溶媒之溶液塗佈於該基板上。所使用之溶媒只要為可溶解化合物(A)者則無特別限定，較佳為甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類、己烷等烴類、甲苯及二甲苯等芳香族類。溶液中化合物(A)之濃度較佳為0.01至50重量%，更佳為0.1至10重量%。
塗佈之方法並無特別限定，可採用旋轉塗佈、浸漬塗佈、線棒塗佈、刮刀塗佈、輥塗佈等塗佈、或者噴墨及柔版印刷法等各種印刷方法等方法。塗佈以在室溫下進行為佳。接著，將形成有膜之基材於大氣中、或氮氣氣流中加熱乾燥。藉由此加熱乾燥，當化合物(A)具有具鈦或矽之基且具有產生作為所謂鈦偶合劑、或者矽烷偶合劑作用之基時，該基與基板上之OH基反應，將化合物(A)固定於基板上。
將基板加熱乾燥後，塗佈化合物(A)，於形成有膜之面塗佈將化合物(B)溶解於有機溶媒之溶液。所使用之溶媒只要為可溶解化合物(B)者則無特別限定，較佳為甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類、己烷等烴類、甲苯及二甲苯等芳香族類，其中尤以使用具有氟原子之溶媒為更佳。溶液中化合物(B)之濃度較佳為0.01至50重量%，更佳為0.1至10重量%。
於塗佈化合物(B)後，使基板於氮氣氣流中加熱乾燥，隨後進行光照射。光照射所使用之光如前所述。光照射以隔著光罩進行為佳。藉由此方法，可僅在膜表面之所期望之區域引起光二聚反應，可得到親液性區域與撥液性區域形成有所期望之圖案之處理基板。光照射之環境可任意選擇，以氮氣環境等惰性氣體環境下進行光照射為佳。其他之惰性氣體可列舉如選自氬氣、氦氣、氙氣、二氧化碳等當中之氣體，以能低價取得之氮氣為最佳。
進行光照射後，將存在於基板表面之未反應之化合物(B)除去。除去之方法較佳為藉由可將未反應之化合物(B)溶解之溶媒洗淨為佳。洗淨所使用之溶媒，只要為不溶解化合物(A)且可溶解化合物(B)者則無特別限定，然而以具有氟原子之溶媒為佳。
藉此，光照射之區域由於存在有化合物(A)與化合物(B)經二聚而成之化合物，此區域因化合物(B)所具有之撥液性之基之效果而顯示撥液性。另一方面，未進行光照射之區域，由於經由洗淨而除去化合物(B)，成為化合物(A)結合於基板之狀態，不顯示撥液性，而相對成為親液性。
藉由本發明之製造方法，無須使用大規模之裝置及光源，可藉由光之照射而將親液性區域與撥液性區域進行圖案化。例如於該進行圖案化之面，經由縫隙塗佈法及噴灑法等塗佈含有功能性材料之溶液時，撥液性區域未塗佈溶液，僅於親液性區域保有溶液，因此乾燥後可得到功能性材料精緻地圖案化之薄膜。藉此所得之圖案化之功能性薄膜，可有效使用於有機薄膜電晶體元件、有機薄膜太陽電池、有機EL顯示器等領域中。
(實施例)
以下列舉實施例以說明，然而本發明並非限定於此等。
(合成例1) (合成化合物1)
於200ml二口茄型燒瓶中倒入9-蒽甲酸(9-Anthracenecarboxilic acid)1.0g(4.5mmol)、DCC(N,N’-二環己基碳二亞胺)0.93g(4.5mmol)、HOBt(1-羥基苯并三唑)0.61g(4.5mmol)，進行脫氣氬氣置換。加入乾燥CH2Cl2(脫水二氯甲烷)360ml、APS(3-胺基丙基三甲氧基矽烷)1.0g(4.5mmol)、Et3N(三乙胺)0.45g(4.5mmol)，於室溫磁力攪拌24小時。由於藉由TLC(展開溶媒：氯仿)確認到反應之進行而將反應停止，減壓餾除溶媒後，藉由管柱層析(矽膠，展開溶媒：氯仿)精製。收量為360mg(0.85mmol、收率20%)。
1H NMR(CDCl3)：δ=8.46(s,1H),8.07(d,2H),7.99(d,2H),7.48(m,4H),6.42(s,1H),3.75(m,6H),1.90(m,2H),1.25(m,2H),1.12(m,9H),0.77(t,2H)
(合成例2) (合成化合物2-1)
於附有戴氏(Dimroth)管、中隔蓋(septum cover)之三口圓底燒瓶中加入沒食子酸甲酯268mg(1.5mmol、1.0eq.)、十七氟十一基碘3.0g(0.51mmol、3.5eq.)、18-冠(crown)-6-醚115mg(0.043mmol、0.3eq.)、碳酸鉀760mg，進行脫氣氬氣置換。加入脫水丙酮20ml回流3日。藉由TLC(展開溶媒：己烷/乙酸乙酯=5/1)確認原料耗盡後，以蒸餾水洗淨，經由無水硫酸鈉乾燥後，減壓餾除溶媒。藉由再結晶(丙酮)進行精製。化合物2-1之收量為2.0g(1.3mmol、收率89%)。
1H NMR(CDCl3)：δ=7.28(s,2H),4.11(t,3H),4.05(t,2H),3.89(s,3H),2.33(m,6H),2.15(m,4H),2.08(m,2H)
(合成例3) (合成化合物2-2)
於附有戴氏管、中隔蓋之三100ml三口圓底燒瓶中倒入氫化鋰鋁49.5mg(1.9mmol、2.0eq.)進行脫氣氬氣置換。於其中加入脫水THF(四氫呋喃)10ml、化合物2-1 1.5g(1.0mmol)並回流2小時。藉由TLC(展開溶媒：己烷/乙酸乙酯=1/1)確認原料耗盡後，減壓餾除溶媒。藉由再結晶(丙酮)而進行精製。化合物2-2之收量為1.4g(0.91mmol、收率91%)。
1H NMR(CDCl3)：δ=6.59(s,2H),4.60(d,2H),4.06(t,4H),3.97(t,2H),2.33(m,6H),2.15(m,4H),2.08(m,2H)
(合成例4) (合成化合物2)
於附有戴氏冷卻管之100ml二口茄型燒瓶中加入9-蒽甲酸17.3mg(0.078mmol)進行脫氣氬氣置換。加入乾燥CH2Cl2(脫水二氯甲烷)5ml、DMF(N、N-二甲基甲醯胺)50ml、亞硫醯氯13mg(16.7mmol)置於室溫0.5小時，隨後回流4小時。攪拌後減壓濾除溶媒，加入化合物2-2 100mg(0.065mmol)、脫水三氟甲苯10ml、吡啶0.5ml於室溫磁力攪拌24小時。反應後以蒸餾水洗淨，使用無水硫酸鈉使其乾燥並藉由再結晶(丙酮)而精製。化合物2之收量為31mg(0.018mmol、收率27%)。
(實施型態1) (有機EL顯示器)
使用圖式說明本發明之一實施型態。本發明之有機EL顯示器包含由複數個畫素所構成之有機EL元件，通常，複數個有機EL元件配置成矩陣(matrix)狀。
第1圖(a)表示本發明一態樣之有機EL元件之剖面之剖面圖。第1圖(b)表示第1圖(a)所示之有機EL元件之平面圖。第1圖(a)係第1圖(b)之A-A’之剖面圖。
由於第1圖所示之有機EL元件係以頂部發光(top emission)型之有機EL顯示器為前提，因此於轉換元件2上積層有機EL元件。並且，亦可將本發明適用於底部發光(bottom emission)型之有機EL顯示器，在該情況下係將轉換元件形成於與有機EL元件同一平面即可。
第1圖中，於基板1上設置轉換元件2，於轉換元件2上設置可將轉換元件2之凹凸平坦化之平坦化膜3。於平坦化膜上設置第1電極(畫素電極)4，並與轉換元件2之端子電性連接。於第1電極4上設置作為功能性薄膜之發光層7，發光層7上具有電子輸送層8、第2電極(共通電極)10。於第2電極10上設置用以保護有機EL元件之對向基板11。藉由轉換元件2之運作，於第1電極4與第2電極10之間施加電壓時，由第1電極4與第2電極10注入至發光層之電荷於發光層7再結合而發光，進行顯示器之顯示動作。
在此撥液性區域12a，係當藉由印刷法塗佈作為功能性薄膜之發光層7時，防止發光層7流動至微細之畫素區域以外，達到將發光層7僅保持於所期望之區域進行圖案化之作用。藉此，可構成將發光層7僅配置於所期望之區域之有機EL元件。
基板之材質並無特別限定，以具有絕緣性者為佳。基板之材質之例子包括玻璃及PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PI(聚醯亞胺)等。當然，若為底部發光型之有機EL顯示器時，必需為對可見光之穿透性高之材質。
於基板面配置有複數個畫素電極時，通常配置成矩陣狀。畫素電極以作為陽極為佳，但亦可作為陰極。畫素電極例如是與轉換元件之源極電極或汲極電極連接者為佳。
於頂部發光型之有機EL顯示器之情況下，對畫素電極要求光反射性。具有光反射性之畫素電極之材質，以Ag、Al、Cr等金屬或此等之合金為佳，合金之例子可列舉如AgPdCu合金或AgRbAu合金、MoCr合金、NiCr合金等。
另一方面，於底部發光型之有機EL顯示器之情況下，由於在基板以及畫素電極需要光穿透性，因此較佳係以玻璃或PET、PEN等製作基板，以ITO或IZO(銦鋅氧化物)、氧化錫等製作陽極。於基板形成複數個畫素電極時，可藉由蒸鍍或濺鍍電極材料而形成以外，當然，可使用光微影(photolithography)法而形成。此時於基板將電極配置成線狀或矩陣狀為佳。
本發明一態樣之有機EL顯示器具有覆蓋基板上之第1電極(畫素電極)之一部分或全部之功能性薄膜。實施型態1係如第1圖(b)所示，設置有覆蓋第1電極4之上表面之作為功能性薄膜之發光層7。
第1圖(c)係表示與第1圖(b)所示之平面圖相異之其他態樣者。第1圖(c)中，於第1電極4之一部分設置有發光層7。構成功能性薄膜之功能性材料可為低分子材料亦可為高分子材料或者亦可為此等之組合。
如上述般，根據本發明之一態樣，於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，形成有含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物之膜。藉此，可防止存在於前述功能性薄膜之周圍之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果係可防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
第2圖表示上述所示之一實施型態之有機EL元件之製造方法。第2圖中，基板1係包含轉換元件、平坦化膜(未圖式)者。
首先，如第2圖(a)所示於基板1上設置第1電極4。接著，如第2圖(b)所示於基板1上設置經塗佈、乾燥本發明之化合物(A)後而成之第1膜121。接著，如第2圖(c)所示，設置經塗佈、乾燥化合物(B)而成之第2膜122。隨後，如第2圖(d)所示為了對基板1上選擇性照射光，因此隔著光罩100照射365nm之UV光。光罩100係於對應欲顯示撥液性之區域之部分開口，對此區域進行光照射，光照射之部分處理成撥液性。未經光照射之區域為親液性。如此一來，如第2圖(e)所示可於親液性區域12b之周邊設置撥液性區域12a。於親液性區域12b塗佈含有如第2圖(f)所示之功能性材料之印墨。含有功能性材料之印墨，於藉由本發明之處理所規定之撥液性區域之內側之區域，藉由噴墨、分配器、噴嘴塗佈、旋轉塗佈、凹版印刷、凸版印刷等而成膜。
藉此，印墨不會擴散至於親液性區域12b之外側之撥液性區域，比較容易形成精度佳之作為功能性薄膜之發光層7。發光層7上係如第2圖(g)所示，以橫跨發光層7之方式形成電子輸送層8、第2電極10。藉此可製造實施型態之有機EL元件。
經由塗佈法所形成之功能性薄膜至少包含發光層、電洞注入層、中間層、電子輸送層等。將此等積層於畫素電極上。
構成發光層之有機發光材料之例子，包括聚(伸苯基伸乙烯基)以及其衍生物、聚乙炔以及其衍生物、聚(伸苯基)以及其衍生物、聚(對伸苯基伸乙烯基)以及其衍生物、聚(3-己基噻吩)以及其衍生物、聚茀以及其衍生物、樹枝狀聚合物(dendrimer)等。此外，不限於高分子材料，亦可為溶解性以及成膜性佳之低分子發光材料及寡聚物。
電洞注入層係設置於陽極側之電荷注入層，具有提高來自畫素電極之電洞之注入效率之功能。作為電洞注入層所使用之無機氧化物之例子，較佳為使用過渡金屬氧化物。例如為氧化鉬、氧化鎢、氧化釩、氧化鎳、氧化鈦等。有機材料之例子包括PEDOT：PSS及聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)以及其衍生物等。再者，為了提升注入性，最低未佔用分子軌域(LUMO能階)之值大，使用F4-TCNQ及其衍生物時更加提升注入性。(非專利文獻Applied physical letter,vo194,p.359,2003年)
發光層或電子注入層之上形成陰極。作為底部發光型之有機EL顯示器之陰極，惟能夠反射光者則無特別限定，舉例而言，由鋁、銀等之金屬層所構成。作為頂部發光型之有機EL顯示器之陰極，只要為可見光容易穿透之材質即可，例如可使用ITO膜及IZO膜等。此外，亦可將陽極與陰極對調，於基板上形成作為畫素電極之陰極時，底部發光型中可使用光反射性之金屬層，頂部發光型中可使用光穿透性之ITO膜及IZO膜。
再者有機EL元件亦可具有配置於陰極上或陽極上之密封膜。密封膜抑制有機EL元件之功能性薄膜等曝露於水分、空氣。
此外，藉由塗佈所形成之功能性薄膜亦可為中間層與發光層之2層構成者。在此種情況，中間層設置於第1電極上與發光層之間。中間層具有阻擋電子由發光層輸送至電洞注入層之角色及有效率地將電洞運送至發光層之角色等。中間層之材質之例子包括三苯胺及其衍生物以及聚苯胺及其衍生物等。
電子注入層係社置於陰極側之電荷注入層，將由陰極注入之電子注入‧輸送至發光層之層。電子注入層之材質之例子包括喹啉酚鋁、酞菁素(phthalocyanine)等有機物及、鋰、鈣、鋇等鹼金屬、鹼土金屬以及氧化鋇等此等之氧化物、氟化鋰、氟化鈉等之鹵化物，其他，氧化鈦、氧化鎂等氧化物以及此等之組合。
再者，本發明之有機EL顯示器之各有機EL元件具有規定電極或功能性薄膜之區域之撥液性膜。此撥液性膜係由將本發明之化合物(A)與化合物(B)經由環烷烴構造或環烯烴構造結合而成之化合物所構成，存在有此化合物之區域成為撥液性區域12a。另一方面，基板上僅殘留有化合物(A)之區域成為具有親液性之親液性區域12b。親液性區域12b成為設置有功能性薄膜之畫素。
基板上僅殘留有化合物(A)之親液性區域可為畫素狀亦可為線狀。當在畫素狀情形，在每1有機EL元件規定其功能性薄膜之區域。當在線狀情形，於配置成矩陣狀之有機EL元件當中，規定配置成一列之複數個有機EL元件之功能性薄膜之區域。因此，相鄰有機EL元件之功能性薄膜相互連結。
在畫素狀之情形，於由化合物(A)所規定出之親液性區域中，藉由噴墨法等將功能性薄膜之原料印墨滴下並進行塗佈。線狀之情形下，由於可於由化合物所規定出之親液性區域中，將功能性薄膜之原料印墨連續地塗佈，因此塗佈變得容易。再者，亦具有提升功能性薄膜之膜厚均勻性之特點。
已知過去將印墨配置於畫素區域時，為了積存液體所使用之隔板(例如參照日本特開2002-334782號公報)係使用將感光性樹脂材料藉由光微影以及顯影而進行圖案化者，於感光性樹脂材料之隔板中殘存有水分及雜質對功能性薄膜之發光效率及驅動壽命等有不良影響。由於適用本發明製作成不使用隔板之構成，可排除所殘留之水分及雜質造成之不良影響，可引導出原本材料所具有之最大性能。
構成本發明之有機EL顯示器之有機EL元件之其他例子係如第3圖所示。第3圖(a)表示本發明其他態樣之有機EL元件之剖面之剖面圖。第3圖(b)表示第3圖(a)所示有機EL元件之平面圖。第3圖(a)為第3圖(b)之A-A’之剖面圖。
如第3圖之態樣所示之有機EL元件與第1圖所示態樣之有機EL元件之相異點，係於第1電極4上具有電荷注入層5。當第1電極4為陽極時，電荷注入層為電洞注入層。電荷注入層具有將電荷注入發光層之角色，可提升發光效率。在電洞注入層之情形，更佳可由無機氧化物構成電荷注入層5。
再者，於電洞注入層5上設置用以限制畫素之限制層9。限制層9係規定功能性薄膜之有效區域13亦即畫素區域者，可由矽氧化膜等無機絕緣層、感光性樹脂材料等有機絕緣層等構成。依據本發明之構成，塗佈功能性薄膜時，於親液性區域之邊緣部會有膜厚變得不均勻之情形，藉由以限制層9規定畫素之區域，邊緣部膜厚不均勻之區域不作為畫素區域使用，可得到均勻地發光。限制層9藉由光微影以及蝕刻或由感光性樹脂材料進行圖案化而形成。
在形成第1電極4、電荷注入層5後，形成將畫素區域開口之限制層9。
之後，撥液性區域12a係形成有由化合物(A)所構成之第1膜與由化合物(B)所構成之第2膜經結合之化合物，於親液性區域12b形成有由化合物(A)所構成之第1膜。撥液性區域12a之一部分與限制層9之一部分重疊。親液性區域12b積層有中間層6、發光層7。此等以藉由塗佈法所形成為佳。隨後，積層陰極10與密封膜11。電子輸送層8、陰極10、密封膜11亦可超過由限制層9所規定之區域與相鄰之有機EL元件連接。
此外，亦可於陰極或陰極上之與大氣接觸側形成密封膜。密封膜可由樹脂或矽氮化物、矽氧化物等所形成。
規定撥液性區域與親液性區域，首先形成由化合物(A)所構成之第1膜，於其上形成由導入有撥液性基之化合物(B)所構成之第2膜。接著，對預定的部分藉由照射紫外光使第1膜與第2膜進行光反應，而得到撥液性之膜。隨後，以氟系有機溶媒洗淨去除未反應之第2膜。形成第1膜及第2膜係由(a)塗佈材料及(b)用以使溶媒乾燥之烘烤之2步驟所完成。塗佈材料之方法例如浸漬法、旋轉塗佈法及狹縫塗佈法等。紫外光照射之條件只要照射能夠使光反應充分進行之程度即可。
藉由如以上流程形成顯示親液性與撥液性之化合物之膜。如前所述親液性區域可為線狀亦可為畫素狀，以線狀為佳。隔著光罩照射光即可將由化合物(A)所構成之第1膜、化合物(B)所構成之第2膜之一部分選擇性地照射光。
在設置親液性區域與撥液性區域後，於親液性區域藉由塗佈法形成功能性薄膜。如前所述，較佳為含有功能性材料之印墨藉由噴墨法、分配器法、噴嘴塗佈法、旋轉塗佈法、凹版印刷法、凸版印刷法等塗佈、乾燥而形成層。形成功能性薄膜後，積層陰極隨後形成密封膜，可製作有機EL元件。
接著，依據具體實施例更加詳細地說明。
(實施例1)
接著，說明有關實施例。首先，將玻璃基板依照以下順序洗淨。亦即以丙酮進行超音波洗淨30分鐘，隨後進行15分鐘之UV臭氧洗淨。
接著，將於(合成例1)所得之化合物1溶解成相對於脫水二氯乙烯與脫水甲苯之等量混合溶媒為4mM之濃度。此化合物1之溶液中，將洗淨完成之玻璃基板浸漬20分鐘。
之後，將玻璃基板取出，藉由加熱板於大氣中，以110℃、20分鐘之條件進行乾燥。乾燥後，使氯仿流過玻璃基板，除去過剩之化合物1，形成含有化合物1之膜。
接著，將於(合成例2)所得之化合物2溶解成相對於氯仿為1mM之濃度。
此化合物2之溶液中，使塗佈有前述之化合物1之基板浸漬20分鐘。隨後，將其取出並於大氣中使其自然乾燥，於含有化合物1之膜上形成含有化合物2之膜。
之後，對含有化合物2之膜照射紫外線。紫外線照射係使用高壓水銀燈，將波長365nm之光以51mW/cm2之強度照射20分鐘。照射後，使三氟甲苯流過基板全體，除去未反應之化合物2。
於光照射部化合物1與化合物2進行光二聚反應，生成下述化合物。下述化合物因具有具撥液性之基，因此該反應區域成為撥液性區域。
藉此所得之基板對於苯甲醚之接觸角，使用接觸角測定器(Dataphysics公司製OCA-30)測定後結果為25度。
(實施例2)
首先，將玻璃基板依照以下順序洗淨。亦即以丙酮進行超音波洗淨30分鐘，隨後進行15分鐘之UV臭氧洗淨。
接著，將於(合成例1)所得之化合物1溶解成相對於脫水二氯乙烯與脫水甲苯之等量混合溶媒為4mM之濃度。於此化合物1之溶液中，將完成洗淨之玻璃基板浸漬20分鐘。
隨後，取出玻璃基板，藉由加熱板於大氣中，以110℃、20分鐘之條件進行乾燥。乾燥後，使氯仿流過玻璃基板，除去過剩之化合物1，形成含有化合物1之膜。
接著，將經由(合成例2)所得之化合物2溶解成相對於氯仿為1mM之濃度。
於此化合物2之溶液中，使塗佈有化合物1之基板20浸漬分鐘。之後，將其取出並於大氣中使其自然乾燥，於含有化合物1之膜上形成含有化合物2之膜。
接著，使三氟甲苯流過基板全體，除去未反應之化合物2。未進行光照射時，除去含有化合物2之膜，由於該部分之表面存在有含有化合物1之膜，因此成為親液性區域。
藉此所得之基板對於苯甲醚之接觸角，使用接觸角測定器(Dataphysics公司製OCA-30)測定後結果為5度。
(實施例3)
於玻璃基板藉由濺鍍法將作為第1電極之畫素電極(190μm×60μm、厚度：50nm)配置成矩陣狀。第1電極為陽極，材質為AgPdCu合金。
接著，於陽極上以濺鍍法形成厚度40nm之電洞注入層。電洞注入層之材質藉由反應性濺鍍所形成之氧化鎢(WOx)。
隨後，藉由與實施例1相同之方法，於電洞注入層上形成化合物1，於電洞注入層上以圍繞親液性區域、陽極之方式形成具有由化合物1與化合物2經結合而成之化合物之撥液性區域。於線狀之親液性區域(電洞注入層之表面)，塗佈、乾燥TFB(含有0.8wt%三苯胺之溶液(溶媒：苯甲醚))，形成中間層(厚度：20nm)。接著，塗佈乾燥含有1.3wt%聚茀之溶液(溶媒：環己基苯)，形成發光層(厚度：85nm)。塗佈之方法係使用噴墨法。
接著，真空蒸鍍鋇，形成電子注入層(厚度：5nm)。
於電子注入層上，藉由對向標靶濺鍍法而形成陰極(材質：ITO、厚度：100nm)。最後，形成密封膜。密封膜之材質為氧化矽，其形成方法係藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)法形成厚度1μm，作為有機EL半導體裝置。
此外，同時製作未形成有本發明之化合物之有機EL半導體裝置作為參照。
測定參照半導體裝置之發光特性，驅動電壓為7.5V且發光效率為14.7cd/A。另一方面，藉由本發明之製造方法所形成之有機EL半導體裝置亦可得到幾乎同等之特性。
(實施型態2) (薄膜電晶體)
本發明亦提供以下所示之薄膜電晶體。
首先，說明底部閘極構造之薄膜電晶體之例子。
第4圖(a)表示本發明一態樣之底部閘極構造之薄膜電晶體之剖面之剖面圖。第4圖(b)表示第1圖(a)所示薄膜電晶體之平面圖。第4圖(a)為第4圖1(b)之A-A’之剖面圖。
第4圖中，於基板20上設置有配置於基板20之閘極電極21、覆蓋閘極電極21之閘極絕緣膜22、以及配置於閘極絕緣膜22上之源極電極23及汲極電極24。以覆蓋通道區域、以及源極電極23及汲極電極24之一部分之方式，具有設置有化合物(A)之親液性區域27b，於其上設置有作為功能性薄膜之半導體層25。於通道區域以外以及源極電極、汲極電極之一部份以外，設置有使化合物(A)與化合物(B)結合而形成有撥液性之膜之撥液性區域27a。具有覆蓋撥液性之膜以及半導體層25之保護層28。
在此，撥液性區域27a藉由印刷法而塗佈作為功能性薄膜之半導體層25時，防止半導體層25流動至微細的通道區域以外，達到將半導體層25僅保持於所期望之區域進行圖案化之作用。如此一來，可構成將半導體層25僅配置於所期望之區域之薄膜電晶體。
並且，雖然未有圖示，底部閘極構造之其他薄膜電晶體之例子，係如以下所述者。具有基板、配置於基板之閘極電極、覆蓋閘極電極之閘極絕緣膜、於閘極絕緣膜上規定通道區域為親液性且設置有化合物(A)之親液性區域、以及規定通道區域以外為撥液性且經化合物(A)與化合物(B)結合而形成有撥液性之膜之撥液性區域。復具有設置於親液性區域之半導體層、隔著通道部分於半導體層以及閘極絕緣膜上設置之源極電極以及汲極電極、以及覆蓋此等之保護層。
如上述，根據本發明之一態樣，在底部閘極構造之薄膜電晶體中，亦於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，形成有含有含氟的基與前述π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物之膜。藉此可防止存在於前述功能性薄膜之周圍之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果為可防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
接著，說明頂部閘極構造之薄膜電晶體之例子。
第5圖係表示本發明一態樣之頂部閘極構造之薄膜電晶體之剖面者。
第5圖中，可製作成具備基板20、配置於基板20上之源極電極23及汲極電極24、規定源極電極23及汲極電極24之間之通道區域為親液性區域27b並且規定此等以外之區域27a為撥液性之膜、設置於親液性區域之半導體層25、以及於半導體層25上隔著閘極絕緣膜22而設置之閘極電極21之構成。
此外，源極電極23或汲極電極24與半導體層25之間以設置有由無機氧化物所構成之緩衝層(未圖示)為佳。緩衝層係由過渡金屬氧化物等無機物所構成之層，同時將源極電極23以及汲極電極24進行圖案化。藉由緩衝層，源自源極電極23或汲極電極24之電荷變得容易注入，可實現良好的電晶體特性。
如上述般，根據本發明之一態樣，在頂部閘極構造之薄膜電晶體中，亦於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，形成有含有含氟的基與前述π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物之膜。藉此可防止存在於前述功能性薄膜之周圍之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果為可防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
上述之薄膜電晶體，底部閘極構造之薄膜電晶體或頂部閘極構造之薄膜電晶體中任一者，皆使用與上述有機EL元件之製造方法所說明之方法(參照第2圖)同樣的製造方法，規定撥液性區域與親液性區域，於親液性區域塗佈溶解有半導體材料之印墨，藉由乾燥，可製造將所期望之區域作為通道所形成之薄膜電晶體。印墨中使半導體材料溶解並將其塗佈、乾燥而得到半導體層時之功能性材料，可使用有機半導體材料及、用以由In、Ga、Zn等形成無機氧化物半導體之半導體材料。薄膜電晶體中，形成半導體層之方法，可使用噴墨法等印刷工法及旋轉塗佈、狹縫塗佈等塗佈方法。於有機EL顯示器之發光層塗佈必需將RGB三色分別塗佈，薄膜電晶體則無須分別塗佈，可適用生產性較高之狹縫塗佈等方法。
(實施例4)
於玻璃基板成膜150nm厚度之鉬作為閘極電極，藉由光微影以及蝕刻之步驟而進行圖案化。接著，成膜50nm厚度之氮化矽膜作為閘極絕緣膜。接著，於閘極絕緣膜上成膜150nm厚度之鋁，隨後成膜20nm厚度之氧化鉬，同時藉由光微影以及蝕刻而進行圖案化，形成由鋁層所構成之源極電極以及汲極電極和由氧化鉬所構成之緩衝層。接著，藉由與實施例1同樣之方法，使源極電極與汲極電極之間之區域成為親液性區域，使此等以外之部分成為撥液性區域。於親液性區域可藉由噴墨法將有機半導體材料之印墨塗佈、乾燥。接著，成膜由有機材料所構成之保護層，可完成薄膜電晶體。
(實施型態3) (光電轉換元件)
說明有關設置作為光電轉換元件之功能性薄膜之可塗佈材料之實施型態。
第6圖表示本發明一態樣之光電轉換元件之剖面之剖面圖。並且，功能性薄膜之材料只要為可塗佈者則無特別限定，以所謂的塊材異質接面(bulk heterojunction)型之光電轉換層為佳。此等可經由有機半導體以及富勒烯(fullerene)衍生物、奈米碳管衍生物之混合物、或者p型與n型之有機半導體材料及無機半導體之奈米粒子經混合而得到。
第6圖中，本態樣之光電轉換元件係於基板31上形成有陽極32。
於陽極32上形成有規定撥液性區域34a與親液性區域34b之化合物之膜34。於化合物之膜34之親液性區域34b形成有陽極側之電荷輸送層33，於電荷輸送層33上形成有作為功能性薄膜之有機光電轉換層35。於有機光電轉換層35上形成有金屬電極36a與用以改善陰極側之電子取出效率之層36b。
在此，撥液性區域34a係當藉由印刷法塗佈作為功能性薄膜之有機光電轉換層35時，防止有機光電轉換層35流動至光電轉換區域以外，將有機光電轉換層35僅配置於所期望之區域，達到圖案化之作用。藉此可構成將有機光電轉換層35僅配置於所期望之區域之光電轉換元件。
經由此種構成，根據本發明之一態樣，於光電轉換元件中，亦於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，形成有含有含氟的基與前述π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造而結合之化合物之膜。藉此可防止存在於前述功能性薄膜之周圍之構件之分子擴散至前述功能性薄膜。其結果為可防止前述功能性薄膜之特性劣化及壽命特性降低，可構成能充分發揮前述功能性薄膜之功能之半導體裝置。
為了將有機光電轉換層等進行圖案化形成，一般將感光性樹脂等材料使用光微影形成稱作隔板之間隔壁。然而，使用隔板時氣體及殘渣等問題使特性低落，然而使用本發明之化合物時無此等問題可得到高效率之特性。
作為基板31一般係使用玻璃，亦可活用有機材料之柔軟性而使用塑膠膜等柔軟的材料。此外，適用聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚碸(polyethersulfone)、聚氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、非晶質聚烯烴、氟系樹脂等各種高分子材料、矽晶圓、砷化鎵、氮化鎵等化合物半導體基板等。
作為陽極32可適用ITO、ATO(摻雜有Sb之SnO2)、AZO(摻雜有Al之ZnO)等，此外作為陰極36可適用Al、Ag、Au等金屬材料。此時，陽極32之材料具有透光性，因此源自基板31之光可入射至有機光電轉換層35，然而由陰極36使光入射時，必需設法將膜厚設定成具有透光性等。
陰極36形成有鋁等金屬電極36a與用以改善陰極側之電子取出效率之層36b，例如LiF等無機介電體薄膜及金屬氟化物及氧化物之2層構造。並且，此層36b於本發明中並非必須，可對應需要而使用。
陽極側之電荷輸送層33可適用PEDOT：PSS層。並且，作為電荷輸送層可藉由使用MoOx及WOx等過渡金屬氧化物等無機物取代PEDOT，更可提升壽命。
有機光電轉換層35包含電子供應性有機材料與電子接受性材料。
電子供應性有機材料可使用具有甲氧基-乙基己氧基-聚(伸苯基伸乙烯基)(MEH-PPV)等伸苯基伸乙烯基、茀、咔唑、吲哚(indole)、芘、吡咯、甲基吡啶、噻吩、乙炔、二乙炔等衍生物作為重複單元之聚合物及與其他單體之共聚物、其衍生物、或樹枝狀聚合物總稱為一群高分子材料。
並且，不限於高分子，例如可適用卟吩(porphin)、四苯基卟吩銅、酞菁素、銅酞菁素、鈦酞菁素氧化物等卟啉(porphyrin)化合物、1,1-雙{4-(二-P-甲苯基胺基)苯基}環己烷、4,4’,4”-三甲基三苯胺、N,N,N’,N’-肆(P-甲苯基)-P-苯二胺、1-(N,N-二-P-甲苯基胺基)萘、4,4’-雙(二甲基胺基)-2-2’-二甲基三苯基甲烷、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二胺基聯苯、N,N’-二苯基-N、N’-二-間甲苯基-4、4’-二胺基聯苯、N-苯基咔唑等芳香族第三級胺、4-二-P-甲苯基胺基二苯乙烯、4-(二-P-甲苯基胺基)-4’-[4-(二-P-甲苯基胺基)苯乙烯基]二苯乙烯等二苯乙烯化合物、三唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉(pyrazoline)衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查酮衍生物、唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮(fluorenone)衍生物、腙(hydrazone)衍生物、矽氮烷(silazane)衍生物、聚矽烷系苯胺系共聚物、高分子寡聚物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亞甲基系化合物、聚(3-甲基噻吩)等。
此外電子接受性材料可使用以C60,C70為首之富勒烯類或奈米碳管、以及此等之衍生物、1,3-雙(4-第三丁基苯基-1,3,4-二唑基)伸苯基(0 X D-7)等二唑衍生物、蒽醌二甲烷(anthraquinodimethane)衍生物、二苯基醌衍生物等。
並且，作為有機光電轉換層35並不限定於上述材料，例如膜中包含具有丙烯酸、乙醯胺、二甲基胺基、氰基、羧基、硝基等官能基之材料、苯醌(benzoquinone)衍生物、四氰乙烯以及四氰基對苯二醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane)及此等之衍生物等之形成接受電子之接受體之材料、舉例如具有胺基、三苯基、烷基、羥基、烷氧基、苯基等官能基之材料、苯二胺等取代胺類、蒽、苯并蒽、取代苯并蒽類、芘、取代芘、咔唑基以及其衍生物、四硫富瓦烯(tetrathiafulvalene)與其衍生物等之形成電子供應體之供應體之材料，亦可實施所謂摻雜處理。
並且，摻雜意指將電子接受性分子(接受體)或電子供應性分子(供應體)作為摻雜劑而導入由電子接受性材料所構成之有機半導體膜。因此，經施行摻雜之有機半導體膜係含有前述之縮合多環芳香族化合物與摻雜劑之膜。本發明中所使用之摻雜劑可使用接受體、供應體中任一者。此接受體可列舉如Cl2、Br2、I2、ICl、ICl3、IBr、IF等鹵素、PF5、AsF5、SbF5、BF3、BCl3、BBr3、SO3等路易士酸、HF、HCl、HNO3、H2SO4、HClO4、FSO3H、ClSO3H、CF3SO3H等質子酸、乙酸、甲酸、胺基酸等有機酸、FeCl3、FeOCl、TiCl4、ZrCl4、HfCl4、NbF5、NbCl5、TaCl5、MoCl5、WF5、WCl6、UF6、LnCl3(Ln=La、Ce、Nd、Pr等鑭系元素與Y)等過渡金屬化合物、C1-、Br-、I-、ClO4 -、PF6 -、AsF5 -、SbF6 -、BF4 -、磺酸陰離子等電解質陰離子。此外供應體可列舉如Li、Na、K、Rb、Cs等鹼金屬、Ca、Sr、Ba等鹼土金屬、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb等稀土金屬、銨離子、R4P+、R4As+、R3S+、乙醯膽鹼等。
導入此等摻雜劑之方法可使用預先將有機半導體膜成膜，然後導入摻雜劑之方法、於成膜有機半導體膜時導入摻雜劑之方法中任一者。作為前者方法之摻雜方法可列舉如使用氣體狀態之摻雜劑之氣相摻雜、使溶液或者液體之摻雜劑與該薄膜接觸而進行摻雜之液相摻雜、將固體狀態之摻雜劑與該薄膜接觸使摻雜劑擴散摻雜之固相摻雜等方法。此外於液相摻雜中藉由施行電解而調整摻雜效率，可調整摻雜劑濃度。後者方法亦可將有機半導體化合物與摻雜劑之混合溶液或者分散液同時塗佈、乾燥。例如使用真空蒸鍍法時，藉由將有機半導體化合物與摻雜劑共同蒸鍍而可將摻雜劑導入。此外以濺鍍法成膜薄膜時，藉由使用有機半導體化合物與摻雜劑之二維標靶濺鍍，可將摻雜劑導入薄膜中。
此等有機半導體膜之成膜方法可列舉如真空蒸鍍法、分子束磊晶成長法、離子簇束法、低能量離子束法、離子鍍覆法、CVD法、濺鍍法、電漿聚合法、電解聚合法、化學聚合法、噴灑塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、浸漬塗佈法、澆鑄法、輥塗佈法、棒塗佈法、模具塗佈法以及LB法等，可對應材料而使用。然而，其中由生產性之觀點，以使用有機半導體之溶液能簡單並且精密地形成薄膜之旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、浸漬塗佈法、輥塗佈法、棒塗佈法、模具塗佈法等為佳。由此等有機半導體所構成之薄膜之膜厚雖然無特別限制，然而所得之光電轉換元件之特性經常受有機半導體膜之膜厚影響，此膜厚係依有機半導體之種類而異，一般而言為1μm以下，特別是以10至300nm為佳。
陰極一般可使用金屬等導電性之薄膜，例如可適用金、銅、鋁、鉑、鉻、鈀、銦、鎳、鎂、銀、鎵等金屬或此等之合金、錫銦氧化物、多晶矽、非晶矽、錫氧化物、氧化銦、氧化鈦等氧化物半導體、砷化鎵、氮化鎵等化合物半導體等。
(實施例5)
接著，說明有關實施例。首先，藉由濺鍍法於玻璃基板31上成膜膜厚150nm之ITO膜32，於此ITO膜之上半部藉由旋轉塗佈法塗佈光阻材(東京應化製、OFPR-800)形成厚度5μm之光阻膜。隨後，進行遮蔽、光照射、顯影將光阻圖案化成陽極32之形狀。
隨後，將此玻璃基板31浸潰於60℃、18N之鹽酸水溶液中，未形成光阻膜之部分之ITO膜32經蝕刻後水洗，最後除去光阻膜形成由預定之圖案化形狀之ITO膜所構成之陽極32。
接著，將此玻璃基板31藉由洗劑(Furuuchi化學公司製、Semicoclean)進行超音波洗淨5分鐘，藉由純水進行超音波洗淨10分鐘，藉由相對於氨水1(體積比)混合雙氧水1與水5之溶液進行超音波洗淨5分鐘，藉由70℃之純水進行超音波洗淨5分鐘之順序洗淨處理後，以氮氣鼓風機除去附著於玻璃基板31之水分，復於250℃加熱並乾燥。
接著，於形成有ITO膜32之玻璃基板31上，形成規定親液性、撥液性之區域之化合物。形成第1膜，於其上形成第2膜。經由於對此積層膜之預定部分照射紫外光，將作為第1膜之(合成例1)所得之化合物1與作為第2膜之(合成例2)所得之化合物2進行光反應而得之化合物。之後，經由以氟系有機溶媒洗淨以除去未反應之第2膜。形成第1膜及第2膜係由塗佈材料及用以使溶媒乾燥之烘烤所構成。塗佈材料可為例如浸漬法或旋轉塗佈法等。紫外光照射之條件只要照射能充分進行光反應之程度即可。舉例而言，波長：365nm、照度10mW/cm2之紫外光照射1小時。如同上述，於ITO膜32上形成撥液性之化合物34a與親液性之化合物34b，於ITO膜32上規定親液性之區域。
接著，於規定為親液性之區域形成PEDOT：PSS。係藉由於200℃之乾淨烘箱中加熱10分鐘而形成厚度60nm之電荷輸送層33。形成方法例如可藉由噴墨法而選擇性地塗佈形成。
隨後，將由產生作為電子供應性有機材料之功能之MEH-PPV及產生作為電子接受性材料之功能之[5、6]-苯基C61丁酸甲酯([5、6]-PCBM)之重量比為1：4所構成之氯苯溶液藉由噴墨法等形成後，於100℃之乾淨烘箱中加熱處理30分鐘，形成約100nm之有機光電轉換層35。
並且，MEH-PPV為P型有機半導體，[5、6]-PCBM為n型有機半導體，藉由吸收光而產生之作為激子(exciton)之電子於導電帶擴散而供應至[5、6]-PCBM，此外電洞於價電帶擴散而供應至MEH-PPV，將此等傳導至陰極36及陽極32。
此[5、6]-PCBM為經修飾之富勒烯類，電子移動度非常大，加上與作為電子供應材料之MEH-PPV之混合物可加以利用，因此具有可進行有效率地分離運送電子-電洞對，提高光電效率同時可降低製作成本之優點。
最後，於此有機光電轉換層35之上部，藉由於減壓至0.27mPa(=2×10-6Torr)以下之真空度之電阻加熱蒸鍍裝置內，成膜約1nm之LiF36b，接著成膜約10nm之膜厚之A136a而形成陰極36。
之後，藉由於其上形成未圖示之保護膜而得到有機光電轉換元件。
並且，雖省略詳細的說明，然而藉由使用本發明之化合物之製造方法，於基板上形成親液性與撥液性之對比，經由將R，G，B之印墨或金屬糊漿等材料塗佈形成，亦可使用於彩色濾光片或金屬配線之製造方法等。
1、20、31．．．基板
2．．．轉換元件
3．．．平坦化膜
4．．．第1電極(畫素電極)
5．．．電荷注入層
6．．．中間層
7．．．發光層
8．．．電子輸送層
9．．．限制層
10．．．第2電極(共通電極)
11．．．密封膜
12a、27a、34a．．．撥液性區域
12b、27b、34b．．．親液性區域
13．．．功能性薄膜之有效區域
21．．．閘極電極
22．．．閘極絕緣膜
23．．．源極電極
24．．．汲極電極
25．．．半導體層
28．．．保護層
32．．．陽極
33．．．電荷輸送層
34．．．化合物之膜
35．．．有機光電轉換層
36．．．陰極
36a．．．金屬電極
36b．．．用以改善陰極側之電子取出效率之層
100．．．光罩
121．．．第1膜
122．．．第2膜
第1圖(a)至(c)係實施型態1中之有機EL元件之構成圖。
第2圖(a)至(g)係實施型態1中之有機EL元件之製造方法。
第3圖(a)至(b)係實施型態1之其他例中之有機EL元件之構成圖。
第4圖(a)至(b)係本發明之底部閘極(bottem gate)型薄膜電晶體之構成圖。
第5圖係本發明之頂部閘極型薄膜電晶體之構成圖。
第6圖係實施型態3中之光電轉換元件之剖面圖。
1．．．基板
2．．．轉換元件
3．．．平坦化膜
4．．．第1電極(畫素電極)
7．．．發光層
8．．．電子輸送層
10．．．第2電極(共通電極)
11．．．密封膜
12a．．．撥液性區域
12b．．．親液性區域

Claims (21)

  1. 一種半導體裝置，係具備：基板、形成於前述基板上之第1電極、形成於前述第1電極之上方之功能性薄膜、以及設置於前述功能性薄膜之上方之第2電極，於前述功能性薄膜之形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中，前述功能性薄膜位於前述第1電極之一區域，前述含有化合物之膜位於前述第1電極之一區域之周圍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中，前述第1電極位於前述基板之第1區域，前述功能性薄膜覆蓋前述第1電極之至少一部分並且位於至少一部分包含前述基板之前述第1區域之第2區域，前述含有化合物之膜位於前述基板之前述第2區域之周圍。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之半導體裝置，其中，前述功能性薄膜與第1電極之間具有具有π共軛系統之有機矽化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之半導體裝置，其中，前述第1電極與前述功能性薄膜之間具有由無機氧化物所構成之電荷注入層，該電荷注入層與前述功能性薄膜之間具有具有π共軛系統之有機矽化合 物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中，具有以覆蓋前述第1電極周圍之至少一部分之方式位於前述基板上並且限制前述功能性薄膜之有效區域之限制層，前述含有化合物之膜為前述限制層表面且位於具有前述功能性薄膜之區域之周邊區域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置，其中，前述第1電極與前述功能性薄膜之間具有由無機氧化物所構成之電荷注入層，該電荷注入層與前述功能性薄膜之間具有具有π共軛系統之有機矽化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之半導體裝置，其中，前述功能性薄膜包含電流注入型發光材料。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之半導體裝置，其中，前述功能性薄膜包含光電轉換材料。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之半導體裝置，其中，前述化合物係藉由將含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液塗佈於前述基板上所形成之第1膜、與將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上所形成之第2膜經由照射光，使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合而形成之化合物。
  11. 一種薄膜電晶體，係具備：基板、形成於前述基板上之閘極電極、 形成於前述閘極電極上之絕緣膜、形成於前述絕緣膜上之源極電極、形成於前述絕緣膜上之形成有前述源極電極之區域以外之區域之汲極電極、以及覆蓋前述絕緣膜上之前述源極電極與前述汲極電極間之區域及前述源極電極及前述汲極電極之端部而形成之功能性薄膜，於前述源極電極及前述汲極電極上之前述功能性薄膜形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜。
  12. 一種薄膜電晶體，係具備：基板、形成於前述基板上之源極電極、形成於前述基板上之形成有前述源極電極之區域以外之區域之汲極電極、覆蓋前述基板上之前述源極電極與前述汲極電極間之區域及前述源極電極及前述汲極電極之端部而形成之功能性薄膜、覆蓋前述功能性薄膜而形成之絕緣膜、以及形成於前述絕緣膜上之閘極電極，於前述源極電極及前述汲極電極上之前述功能性薄膜形成區域之周圍，復具備含有含氟的基與π共軛系統經由環烯烴構造或環烷烴構造結合之化合物之膜。
  13. 如申請專利範圍第11項或第12項所述之薄膜電晶體， 其中，前述化合物係藉由將含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液塗佈於前述基板上所形成之第1膜、與將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上所形成之第2膜經由照射光，使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合而形成之化合物。
  14. 如申請專利範圍第11項或第12項所述之薄膜電晶體，其中，前述源極電極與前述功能性薄膜之間或前述汲極電極與前述功能性薄膜之間包含緩衝層。
  15. 一種半導體裝置之製造方法，係包含下列步驟：於形成有第1電極之基板的表面，塗佈含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液而形成第1膜之第1步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之第2步驟；將前述第1膜與第2膜照射光，使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合之第3步驟；將含有功能材料之溶液塗佈於基底而形成功能性薄膜之第4步驟；以及將第2電極設置於前述功能性薄膜上之第5步驟。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之半導體裝置之製造方法，其中，所照射之光係波長200nm以上至380nm以下之光。
  17. 一種薄膜電晶體之製造方法，係包含下列步驟：於基板上形成閘極電極，於前述閘極電極上形成閘極絕緣膜之步驟；於前述閘極絕緣膜上形成汲極電極以及源極電極之步驟；於前述閘極絕緣膜上以及前述汲極電極上以及前述源極電極上塗佈含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液而形成第1膜之步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之步驟；將前述第1膜與第2膜照射光使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合之步驟；以及於前述源極電極與前述汲極電極間之區域形成功能性薄膜之步驟。
  18. 一種薄膜電晶體之製造方法，係包含下列步驟：於形成有源極電極與汲極電極之基板上，塗佈含有具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)之溶液而形成第1膜之步驟；接著將含有含有π共軛系統以及氟之化合物(B)之溶液塗佈於第1膜上而形成第2膜之步驟；將前述第1膜與第2膜照射光使前述化合物(A)之π共軛系統與化合物(B)之π共軛系統結合之步驟；形成功能性薄膜之步驟；以及 於前述功能性薄膜上形成閘極絕緣膜，接著形成閘極電極之步驟。
  19. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之薄膜電晶體之製造方法，其中，所照射光係波長200nm以上至380nm以下之光。
  20. 如申請專利範圍第1項至第3、6、7項中任一項所述之半導體裝置，其中，含氟的基與π共軛系統經環烯烴構造或環烷烴構造結合之前述化合物係藉由下述通式(1)所示化合物與下述通式(4)所示化合物之光二聚反應而得之化合物，C-D通式(1)然而，C表示下述通式(2-1)或下述通式(2-2)所示之基，D表示下述通式(3)所示之基； (式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結；此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；n1 表示0以上之整數) (式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結；X1及Y1可相同亦可相異，表示-C(Ra)2-、-N(Ra)-、-O-、-S-、-Si(Ra)2-、-B(Ra)-或-C(Ra)=C(Ra)-；此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；p1及m1係相同或相異，表示0以上之整數) (式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-；Ar1表示(1+y1)價之芳香族烴基或(1+y1)價之雜環基；Ak表示碳數1至12之伸烷基；Ra1表示氫原子、鹵原子、 羥基、烷氧基或烷基；Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；t1表示0或1，x1表示0或1，y1表示1以上之整數；複數個Ra1可相同亦可相異；當存在有複數個Ak時，該等可相同亦可相異)E-F通式(4)然而，E表示下述通式(5-1)或下述通式(5-2)或下述通式(5-3)所示之基，F表示下述通式(6-1)或下述通式(6-2)所示之基； (式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-；Ak表示碳數1至12之伸烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；Ar2表示(1+y2)價之芳香族烴基或(1+y2)價之雜環基，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基，t2表示0或1，x2表示0或1，y2表示1以上之整數；當存在有複數個Rb1時， 該等可相同亦可相異) (式中，Ar2、Rb1、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義)) (式中，Ar2、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義；K表示-O-、-S-、-NH-或-NR-；R表示烷基或芳基；k表示0或1，r表示0至3之整數，s表示0至15之整數；當存在有複數個k時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個r時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個s時，該等可相同亦可相異) (式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自 飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；n2表示0以上之整數) (式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；X2及Y2可相同亦可相異，表示-C(Rb)2-、-N(Rb)-、-O-、-S-、-Si(Rb)2-、-B(Rb)-或-C(Rb)=C(Rb)-；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；p2及m2係相同或相異，表示0以上之整數)。
  21. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之半導體裝置之製造方法，其中，具有π共軛系統之有機矽化合物之化合物(A)係下述通式(1)所示之化合物，含有π共軛系統及氟之化合物(B)係下述通式(4)所示之化合物，C-D通式(1)然而，C表示下述通式(2-1)或下述通式(2-2)所示之基，D表示下述通式(3)所示之基； (式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結：複數個Ra可相同亦可相異；此外任意相鄰2個Ra亦可相互連結，而形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；n1表示0以上之整數) (式中，Ra係各自獨立，表示氫原子或取代基或與D之鍵結；X1及Y1可相同亦可相異，表示-C(Ra)2-、-N(Ra)-、-O-、-S-、-Si(Ra)2-、-B(Ra)-或-C(Ra)=C(Ra)-；此外，任意相鄰2個Ra亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Ra為與D之鍵結；p1及m1係相同或相異，表示0以上之整數) (式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ar1表示(1+y1)價之芳香族烴基或(1+y1)價之雜環基，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Ra1表示氫原子、鹵原子、羥基、烷氧基或烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；t1表示0或1，x1表示0或1，y1表示1以上之整數；複數個Ra1可相同亦可相異；當存在有複數個Ak時，該等可相同亦可相異)E-F通式(4)然而，E表示下述通式(5-1)或下述通式(5-2)或下述通式(5-3)所示之基，F表示下述通式(6-1)或下述通式(6-2)所示之基； (式中，Z表示-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-C(=O)-、-N(Rc)-、-C(=O)N(Rc)-、-N(Rc)C(=O)-、-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-Ak-C(=O)O-、-Ak-OC(=O)-、-Ak-OC(=O)O-、-Ak-C(=O)-、-Ak-N(Rc)-、-Ak-C(=O)N(Rc)-、-Ak-N(Rc)C(=O)-、-Ak-N(Rc)C(=O)N(Rc)-、-O-、-S-或-Ak-，Ak表示碳數1至12之伸烷基，Rc表示氫原子或取代基；當存在有複數個Rc時，該等可相同亦可相異；Ar2表示(1+y2)價之芳香族烴基或(1+y2)價之雜環基，Rb1表示含有氟原子之1價之有機基；t2表示0或1；x2表示0或1，y2表示1以上之整數；當存在有複數個Rb1時，該等可相同亦可相異) (式中，Ar2、Rb1、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義)) (式中，Ar2、Ak、t2、x2、y2表示與前述相同的意義；K表示-O-、-S-、-NH-或-NR-；R表示烷基或芳基；k表示0或1，r表示0至3之整數，s表示0至15之整數；當存在有複數個k時，該等可相同亦可相異；當存 在有複數個r時，該等可相同亦可相異；當存在有複數個s時，該等可相同亦可相異) (式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；n2表示0以上之整數) (式中，Rb係各自獨立，表示氫原子或取代基或與E之鍵結；X2及Y2可相同亦可相異，表示-C(Rb)2-、-N(Rb)-、-O-、-S-、-Si(Rb)2-、-B(Rb)-或-C(Rb)=C(Rb)-；此外任意相鄰2個Rb亦可相互連結，形成選自飽和烴環、不飽和烴環、芳香族烴環及雜環當中且可具有取代基之 環；然而，至少1個Rb為與E之鍵結；p2及m2係相同或相異，表示0以上之整數)。
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