WO2021145073A1 - 有機デバイスおよび有機デバイスの製造方法 - Google Patents

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organic
electrode
layer
insulating layer
electrodes
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松川　望
克弥 能澤
町田　真一
三四郎 宍戸
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an organic device or the like having an organic thin film as a part of its constituent elements.
  • An organic device is a device having an organic material as a constituent element, such as an organic EL (Electro Luminescence), an organic solar cell, or an organic imaging element.
  • organic EL Electro Luminescence
  • organic solar cell an organic solar cell
  • organic imaging element an organic imaging element
  • Some of these organic devices have an organic thin film laminated between a substrate, an insulating layer, electrodes, and the like.
  • the surfaces of the substrate, the insulating layer, the electrodes, and the like on which the organic thin film is formed are not uniform because it is necessary to form electrical connections and circuits.
  • an ink of the organic material dissolved in a solvent is applied onto a substrate and the solvent is volatilized to form a thin film.
  • the area and pitch of the pixel electrodes are relatively large as in an organic EL display for a television, it is possible to apply an organic thin film separately for each pixel.
  • an organic device having high-density fine pixels such as an organic image sensor, it is necessary to form an organic thin film so as to simultaneously cover the fine pixel electrodes and the insulating layer that separates them.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 disclose a material used for a barrier layer or a photoelectric conversion layer of a solar cell as a polymerizable organic material used for an organic device.
  • Non-Patent Document 2 discloses a material used for a barrier layer of an LED (Light Emitting Diode) as a polymerizable organic material used for an organic device.
  • LED Light Emitting Diode
  • An organic device provided with an organic thin film is required to have uniform device characteristics regarding the function of the organic device. Therefore, an object of the present disclosure is to provide an organic device or the like that can improve the uniformity of device characteristics.
  • the organic device includes at least one electrode, an insulating layer provided adjacent to the at least one electrode in a plan view, and an upper surface of the at least one electrode and an upper surface of the insulating layer. It is provided in contact with and continuously, and includes an organic layer containing a polymer of an organic material.
  • the organic material contains a basic molecular skeleton and a polymerizable functional group, and in the polymer, the organic material is polymerized by the polymerizable functional group.
  • the method for producing an organic device is a structure including at least one electrode and an insulating layer provided adjacent to the at least one electrode in a plan view, and is a structure of the at least one electrode.
  • a solution containing an organic material containing a polymerizable functional group is applied to the upper surface of the at least one electrode and the upper surface of the insulating layer to form the structure in which the upper surface and the upper surface of the insulating layer are exposed.
  • an organic layer containing a polymer of the organic material is continuously provided in contact with the upper surface of the at least one electrode and the upper surface of the insulating layer. ,including.
  • the uniformity of device characteristics can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method for manufacturing an organic device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a plan layout of a plurality of electrodes according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device according to the third embodiment.
  • the present inventors have described the following in the case of improving the uniformity of device characteristics in an organic device, particularly in an organic device in which an organic thin film is formed on a non-uniform surface in which two or more kinds of members are exposed. I found that a problem arises.
  • an organic thin film is formed on a uniform surface of one member, and an organic thin film is formed so as to cover over a non-uniform surface in which two or more kinds of members are exposed. It has not been. Further, in the above-mentioned disclosure example, the influence of the organic thin film formed on the non-uniform surface on which two or more kinds of members are exposed has not been clarified on the organic device.
  • the process in which the dissolved solution of the organic material wets and spreads on the surface to be coated, or the process in which the volume of the dissolved solution of the organic material decreases during drying is the internal energy of the solution itself, the process.
  • the shape and internal structure change in the direction in which the sum of the external force applied by the force and the energy at the interface between the solid and the solution decreases. In the case of a shape such as a thin film in which the ratio of surface area to volume is large, the influence of interfacial energy becomes large.
  • the organic thin film formed on the non-uniform surface is affected by the non-uniform interfacial energy.
  • the interaction between polymer chains is larger than that of organic materials of low molecular weight materials, and the reaction of increasing the viscosity of the solution in which the polymer material is dissolved.
  • microstructures such as molecular chain arrangements are easily affected by the flow process of the solution.
  • the organic thin film formed as a part of pixels is required to have uniform characteristics in the pixel electrode arrangement. ..
  • the non-uniform interfacial energy due to the non-uniform surface composed of the pixel electrodes and the insulating layer that separates them causes the bias of characteristics such as the thickness and orientation of the organic thin film through the flow process of the solution in which the polymer material is dissolved. cause. That is, the flow process of the solution of the polymer material may cause non-uniformity of the orientation of the polymer material and non-uniformity of the film thickness in the organic thin film.
  • the present disclosure refers to an organic device in which an organic thin film is formed on a surface on which two or more kinds of members are exposed, such as an organic device capable of improving the uniformity of device characteristics on the surface on which the organic thin film is formed. offer.
  • the organic device includes at least one electrode, an insulating layer provided adjacent to the at least one electrode in a plan view, and an upper surface of the at least one electrode and an upper surface of the insulating layer. It is provided in contact with and continuously, and includes an organic layer containing a polymer of an organic material.
  • the organic material contains a basic molecular skeleton and a polymerizable functional group. In the polymer, the organic material is polymerized by the polymerizable functional group.
  • the organic layer containing the polymer of the organic material which is a polymer material, is formed over the upper surface of the adjacent structure of different materials such as the insulating layer and the electrode. Since the polymer of the organic material has a large interaction between the polymer chains, cracks and the like due to the influence of the boundary between different materials are less likely to occur in the organic layer as compared with the low molecular weight material, and in the organic device according to this embodiment. , The uniformity of device characteristics on the surface on which the organic layer is formed is improved.
  • the organic material contains a basic molecular skeleton and a polymerizable functional group
  • a functional basic molecular skeleton when included, the organic layer can be easily imparted with functionality without being combined with other materials or the like. can do.
  • the polymer of the organic material may be insoluble in a solvent.
  • a polymer of an organic material that is insoluble in such a solvent cannot be applied by dissolving the polymer of the organic material in a solvent, and thus is polymerized or polymerized on the upper surface of each of the insulating layer and the electrode. It is formed by laminating a polymer of an organic material that has been thinned in advance. Therefore, since the step of applying the solution of the polymer of the organic material is not applied, the characteristics of the polymer of the organic material are less likely to be biased due to the influence of the flow on the boundary between different materials. That is, the uniformity of the organic layer is increased. Therefore, the uniformity of device characteristics is improved.
  • the polymer of the organic material is insoluble in a solvent, when another layer is formed on the organic layer by coating with a solvent, the solvent used for forming the other layer may be used. The effect on the device characteristics is reduced, and the deterioration of the device characteristics is suppressed.
  • the organic layer may contain the organic material containing the unpolymerized polymerizable functional group.
  • the stability of the microstructure of the film increases due to the polymerization of unpolymerized polymerizable functional groups that have moved to positions where they can react newly. , The uniform state of the organic layer can be maintained.
  • the organic layer may contain the polymer of the organic material which is polymerized after being applied to the upper surface of the at least one electrode and the upper surface of the insulating layer.
  • the organic material before polymerization is applied to the upper surface of the adjacent structure of different materials such as the insulating layer and the electrode, so that the polymer is higher than the case where it is applied in the state of a polymer of organic materials.
  • the polymer of the organic material polymerized after coating is less likely to be biased in characteristics such as thickness and orientation due to the influence of flow on the boundary between different materials. Therefore, the non-uniformity of the device characteristics due to the bias of these characteristics can be suppressed, and the uniformity of the device characteristics is improved.
  • the at least one electrode includes a plurality of electrodes
  • the insulating layer is provided between the plurality of electrodes in a plan view
  • the organic layer is an upper surface of the plurality of electrodes and the insulating layer. It may be continuously provided in contact with the upper surface of the above.
  • the organic layer is formed across the plurality of electrodes and the insulating layer even when the insulating layer is located between the plurality of electrodes. Therefore, the uniformity of the organic layer on the boundary between the electrode and the insulating layer and the uniformity between the boundary between one electrode and the insulating layer and the boundary between the other electrode and the insulating layer are improved. ..
  • the width of the insulating layer between two adjacent electrodes among the plurality of electrodes in a plan view may be larger than the thickness of the organic layer.
  • the thickness of the organic layer becomes thinner than the width of the insulating layer between two adjacent electrodes. Therefore, the influence of the boundary between different materials when applying the solvent containing the polymer material is the thickness of the organic layer. It is easy to spread in the direction, and the effect of improving the uniformity of device characteristics is great.
  • the organic device may further include a photoelectric conversion layer laminated on the organic layer, and the plurality of electrodes may be a plurality of pixel electrodes.
  • the organic device of this embodiment it is possible to realize an organic imaging device with improved uniformity of device characteristics.
  • the organic layer may be a charge block layer.
  • the organic layer functions as a charge block layer, so that unnecessary charge injection from the pixel electrode to the photoelectric conversion layer is suppressed.
  • the noise of the organic imaging device using the organic device of this embodiment can be reduced.
  • the basic molecular skeleton may be a ⁇ -conjugated molecular skeleton.
  • the organic layer charges are transported through the overlap between the ⁇ orbitals of the basic molecular skeleton, and the organic layer can be provided with a charge transport function.
  • the ⁇ -conjugated molecular skeleton may be a triphenylamine skeleton, a fluorene skeleton, a triphenylene skeleton or a carbazole skeleton.
  • the energy level of the molecular orbital of the polymer of the organic material is set to an energy level suitable for selective transport of one of the charge of an electron and a hole. It becomes easy to adjust to.
  • the polymerizable functional group may be a functional group having a styrene skeleton, a silane skeleton, an oxetane skeleton, an acrylate skeleton or a trifluorovinyl ether skeleton.
  • Such a polymerizable functional group is a functional group that is easily bonded to the basic molecular skeleton and is polymerized under relatively mild conditions, a polymer of an organic material can be easily formed.
  • the organic material may be a photopolymerization material or a heat polymerization material.
  • the organic material is polymerized by irradiation with light or heating, so that a polymer of the organic material is easily formed.
  • the organic material may be a heat polymerization material.
  • polymerization can be performed only by heating without using a thermal polymerization material, a catalyst or a polymerization initiator, a polymer of an organic material with few impurities can be easily formed.
  • the polymerizable functional group may be a functional group having a styrene skeleton.
  • the organic material may be a compound represented by the following structural formula (1), the following structural formula (2), or the following structural formula (3).
  • organic materials Since such an organic material is easily available and has good polymerizable property, a polymer of the organic material is easily formed.
  • organic materials include a ⁇ -conjugated molecular skeleton. Therefore, the organic layer containing the polymer of the organic material can be imparted with a function of transporting charges through the overlap between the ⁇ orbitals of the ⁇ -conjugated molecular skeleton in the formed layer.
  • the method for producing an organic device is a structure including at least one electrode and an insulating layer provided adjacent to the at least one electrode in a plan view, and the at least one of the above.
  • a solution containing an organic material containing a polymerizable functional group is formed on the upper surface of the electrode and the upper surface of the insulating layer to form the structure in which the upper surface of the insulating layer is exposed, and on the upper surface of the at least one electrode and the upper surface of the insulating layer.
  • an organic layer containing a polymer of the organic material is continuously provided in contact with the upper surface of the at least one electrode and the upper surface of the insulating layer. ,including.
  • the organic material before polymerization is applied to the upper surface of the adjacent structure of different materials such as the insulating layer and the electrode, so that the polymer is higher than the case where it is applied in the state of a polymer of organic materials.
  • the polymer of the organic material polymerized after coating is less likely to be biased in characteristics such as thickness and orientation due to the influence of flow on the boundary between different materials. Therefore, by using the manufacturing method of this embodiment, the non-uniformity of the device characteristics due to the bias of these characteristics can be suppressed, and the uniformity of the device characteristics on the surface of the obtained organic device on which the organic layer is formed is improved.
  • the production method may further include removing the solvent of the solution between the time of the coating and the end of the provision of the organic layer.
  • the concentration of the organic material increases, and the reaction rate in the polymerization process can be accelerated.
  • heating or light irradiation for polymerization can be reduced, and deterioration of the formed organic layer is suppressed. Therefore, the obtained device characteristics can be improved.
  • the at least one electrode includes a plurality of electrodes
  • the insulating layer is provided between the plurality of electrodes, and by providing the organic layer, the organic layer is formed on the upper surface of the plurality of electrodes.
  • the width of the insulating layer between the plurality of electrodes in a plan view, which is continuously provided in contact with the upper surface of the insulating layer, is between the thickness of the applied solution and the thickness of the organic layer. It may be the size of.
  • the thickness of the applied solution becomes larger than the width of the insulating layer between the adjacent electrodes, which is the distance between the positions that serve as the boundaries between different materials. Since the influence of the boundary between different materials becomes less likely to occur as the distance from the boundary increases, the organic material is polymerized from the solution of the organic material applied in a more uniform state. Therefore, the uniformity of the organic layer is further improved.
  • an insulating layer provided adjacent to the at least one electrode in a plan view, an upper surface of the at least one electrode, and an upper surface of the insulating layer. It comprises an organic layer that is continuously provided in contact with the polymer and contains a polymer of an organic material, and the polymer is insoluble in a solvent.
  • each drawing is a drawing for showing a concept, and is drawn without considering the details of the shape, the scale, etc., which are unnecessary for the explanation of the present disclosure.
  • the terms “upper” and “lower” do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacking configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship with. Also, the terms “upper” and “lower” are used not only when the two components are spaced apart from each other and another component exists between the two components, but also when the two components It also applies when the two components are placed in close contact with each other and touch each other. Further, “plan view” means a case where the organic device is viewed along the vertical direction of the main surface of the organic layer of the organic device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device 10 according to the present embodiment.
  • the organic device 10 is an organic device including an organic layer.
  • the organic device 10 is used in, for example, an organic imaging device, an organic EL, an organic solar cell, or the like.
  • the organic device 10 includes an electrode 110 and an electrode 111, an insulating layer 100 provided adjacent to the electrode 110 and the electrode 111 in a plan view, and an electrode 110, an electrode 111 and an insulating layer 100. It is provided with an organic layer 120 that is continuously provided in contact with each upper surface.
  • the electrodes 110 and 111 are embedded in the insulating layer 100.
  • One flat flat surface is formed by the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100.
  • the upper surface of the electrode 110, the upper surface of the electrode 111, and the upper surface of the insulating layer 100 are in a flat state without a step, and are so-called flush with each other.
  • the organic device 10 may not be provided with either one of the electrode 110 and the electrode 111, that is, the organic device 10 may have the electrode 110 or the electrode 111.
  • the electrodes 110 and 111 are further connected to the in-plane or lower electrode layer by in-plane wiring or via wiring, and an electric circuit is formed by these.
  • the material of the electrode 110 and the electrode 111 is a conductive material.
  • Examples of the materials of the electrode 110 and the electrode 111 include low resistance metals such as (i) Cu, aluminum (Al), copper silicide (CuSi), and aluminum silicide (AlSi) or alloys thereof, (ii) gold (Au), and the like.
  • Noble metals such as silver (Ag) or platinum (Pt), or (iii) titanium nitride (TiN x ), tantalum nitride (TaN x ), tungsten nitride (WN x ), tantalum nitride nitride (TaSiN x ) , tantalum aluminum nitride (TaAlN x), titanium oxynitride (TiN x O y) or a conductive material such as titanium silicide oxynitride (TiSi x N y O z) metal nitride such and metal oxynitrides Used.
  • TiN x titanium nitride
  • TaN x tantalum nitride
  • WN x tungsten nitride
  • TaSiN x tantalum nitride nitride
  • TaAlN x tantalum aluminum nitride
  • the material of the insulating layer 100 is an insulating material.
  • Examples of the material of the insulating layer 100 include silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), aluminum oxide (AlO x ), and aluminum nitride (AlN).
  • An insulating inorganic material such as x ) or an aluminum nitride (AlO x N y ), or an insulating organic material such as parylene or polyimide is used.
  • the organic layer 120 is continuously provided in contact with the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100. That is, the organic layer 120 covers the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100 so as to straddle the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100.
  • the organic layer 120 contains a polymer of an organic material. In other words, the organic layer 120 contains a polymerized organic material.
  • the orientation state of the polymer of the organic material is uniform.
  • the organic layer 120 has, for example, a uniform thickness. As described above, when the thickness and the orientation state of the organic layer 120 are uniform, the uniformity of the organic device 10 is improved.
  • the organic material has, for example, a basic molecular skeleton for transporting electric charges and a polymerizable functional group for polymerizing the organic material by cross-linking between the basic molecular skeletons.
  • a polymer of an organic material is formed by polymerizing the organic material with a polymerizable functional group.
  • a polymer of an organic material has a structure in which a polymerizable functional group is polymerized between basic molecular skeletons. The polymerizable functional group is covalently bonded to, for example, the basic molecular skeleton.
  • the organic material contains a basic molecular skeleton and a polymerizable functional group
  • a basic molecular skeleton having functionality such as charge transport is included, it can be easily organic without combining with other materials or the like. Functionality can be imparted to the layer 120.
  • Examples of the basic molecular skeleton include a molecular skeleton represented by the following structural formula, which includes a triphenylamine skeleton, a fluorene skeleton, a triphenylene skeleton, a carbazole skeleton, and a carbazole skeleton thereof.
  • Examples thereof include a ⁇ -conjugated molecular skeleton such as the molecular skeleton of a derivative.
  • the organic material may have one basic molecular skeleton in one molecule, or may have a plurality of basic molecular skeletons. When the organic material has a plurality of basic molecular skeletons, it may have one type of basic molecular skeleton or may have a plurality of types of basic molecular skeletons.
  • the basic molecular skeleton is not limited to the molecular skeleton exemplified above.
  • the basic molecular skeleton may be a molecular skeleton having a ⁇ -conjugated system other than the exemplified molecular skeleton, or a molecular skeleton in which a ⁇ -conjugated system is formed after polymerization.
  • the organic layer 120 containing a polymer of an organic material having a ⁇ -conjugated molecular skeleton as the basic molecular skeleton charges are transported through the overlap between the ⁇ orbitals of the basic molecular skeleton in the formed layer.
  • a polymer of an organic material having a HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level and a LUMO (Lowest Molecular Orbital) level energy according to the purpose, one of the electron and hole charges is selectively selected. Can be transported to.
  • the basic molecular skeleton is the ⁇ -conjugated molecular skeleton represented by the above structural formula
  • the HOMO level and LUMO level of the polymer of the organic material are selectively transported by the charge of one of the electron and the hole. It becomes easy to adjust to the energy level suitable for.
  • the polymerizable functional group is, for example, a functional group having a molecular skeleton represented by the following structural formula, such as a styrene skeleton, a Silane skeleton, an Oxetane skeleton, an acrylate skeleton, and a trifluoro.
  • a functional group having a molecular skeleton represented by the following structural formula such as a styrene skeleton, a Silane skeleton, an Oxetane skeleton, an acrylate skeleton, and a trifluoro.
  • Examples thereof include functional groups having a polymerizable molecular skeleton such as a vinyl ether skeleton and derivatives of those molecular skeletons.
  • Such a functional group having a molecular skeleton represented by the following structural formula is easily bonded to the basic molecular skeleton and is polymerized under relatively mild conditions, so that a polymer of an organic material can be easily formed.
  • the organic material may have one polymerizable functional group in one molecule, or may have a plurality of polymerizable functional groups. From the viewpoint of enhancing the polymerizable property of the organic material, the organic material may have a plurality of polymerizable functional groups in one molecule.
  • the polymerizable functional group is not limited to the functional group exemplified above.
  • the polymerizable functional group may be a functional group other than the exemplified functional group which is polymerized by heat, light, a catalyst or the like and can be covalently bonded to the basic molecular skeleton.
  • the polymerizable functional group may have a substituent as part of the functional group exemplified above.
  • a part of the polymerizable functional group may be contained in the basic molecular skeleton.
  • the organic material is, for example, a photopolymerization material or a heat polymerization material from the viewpoint of easy polymerization.
  • the photopolymerizable material is a compound having a functional group polymerized by a photoacid generator or a photoradical generator, for example, a functional group having an oxetane skeleton or an acrylate skeleton as a polymerizable functional group.
  • the thermopolymerizing material is, for example, a compound having a functional group that polymerizes by heat, such as a functional group having a styrene skeleton or a trifluorovinyl ether skeleton.
  • the organic material may be a heat polymerization material from the viewpoint of being polymerizable even when a catalyst such as a photoacid generator or a photoradical generator or a polymerization initiator is not used.
  • the heat-polymerized material may have the above-mentioned polymerizable functional group of the styrene skeleton from the viewpoint of being easily incorporated into the organic material and having good polymerizable property.
  • the heat-polymerized material may have a basic molecular skeleton having a plurality of aromatic rings such as the above-mentioned ⁇ -conjugated molecular skeleton.
  • the organic material has a large molecular weight, so that it is difficult to volatilize, and the thermal stability tends to be high. Therefore, it is easy to obtain a polymer of an organic material having few defects, and the device characteristics of the organic device 10 can be improved.
  • organic materials include compounds represented by the following structural formulas (1) to (7).
  • the organic material is VB-FNPD (9,9-Bis [4-[(4-ethynylphenyl) methoxy] phenyl] -N2, N7-di-1-naphenyl-N2, which is represented by the structural formula (1).
  • N7-diphenyl-9H-Fluorene-2,7-diamine VNPB (N4, N4'-Di (naphthalen-1-yl) -N4, N4'-bis (4-biphenylphenyl) represented by the structural formula (2).
  • the polymer of the organic material may be insoluble in the solvent. Since the polymer of the organic material that is insoluble in the solvent cannot be applied by dissolving the polymer of the organic material in the solvent, it is polymerized on the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100. Alternatively, it is formed by laminating a polymer of an organic material that has been thinned in advance. Therefore, since the step of applying the solution of the polymer of the organic material is not applied, the characteristics of the polymer of the organic material are less likely to be biased due to the influence of the flow on the boundary between different materials. That is, the uniformity of the organic layer 120 is increased.
  • the solvent used for forming the other layer Does not easily affect the device characteristics, and the deterioration of the device characteristics of the organic device 10 is suppressed.
  • the solvent is, for example, a solvent capable of dissolving the above-mentioned organic material.
  • the solvent is specifically an organic solvent such as toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloroethane, chloroform, tetrahydrofuran (THF), and dimethylformamide.
  • insoluble in a solvent means that the polymer of the organic material is substantially insoluble, and for example, even when the polymer of the organic material is immersed in the solvent, it is not completely dissolved. Means.
  • the organic layer 120 may contain a polymer of the organic material polymerized after the organic material is applied to the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111 and the insulating layer 100. Specifically, the organic layer 120 is formed by applying a solution containing an organic material composed of a basic molecular skeleton and a molecule having a polymerizable functional group by a solution method and then carrying out a polymerization treatment.
  • the organic layer 120 may contain an organic material containing an unpolymerized polymerizable functional group.
  • an organic material containing an unpolymerized polymerizable functional group As a result, when the microstructure of the organic layer 120 changes due to heat treatment or stress after the formation of the organic layer 120, the unpolymerized polymerizable functional group that has moved to a position where it can react newly is polymerized to stabilize the microstructure. The properties are increased, and the uniform state of the organic layer 120 can be maintained.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the organic device 10 according to the present embodiment.
  • the method for producing the organic device 10 according to the present embodiment includes a forming step, a coating step, a removing step, and a polymerization step.
  • a structure including an electrode 110, an electrode 111, and an insulating layer 100 provided adjacent to the electrode 110 and the electrode 111 in a plan view is provided as a forming step.
  • a structure is formed in which the upper surfaces of the electrodes 110, 111, and the insulating layer 100 are exposed (step S11).
  • Such a structure is formed by a general method using a semiconductor process such as CMP (Chemical Mechanical Polishing), formation of a flattening layer, and etchback.
  • a solution containing an organic material having a polymerizable functional group is coated on the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100 (step S12).
  • the solution is continuously applied over the upper surfaces of each of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100.
  • a solution containing an organic material a solution in which the organic material is dissolved in a solvent (hereinafter, may be referred to as ink) is applied by spin coating, dip coating, spray coating or the like, or flat plate printing. Examples thereof include a printing method using liquid ink such as gravure printing or inkjet printing.
  • the solvent the above-mentioned solvent can be used.
  • the solvent of the solution containing the organic material is removed (step S13).
  • the method for removing the solvent include general methods such as heating, reducing the pressure, or heating the structure coated with the solution under reduced pressure. As a result, the concentration of the organic material is increased, and the reaction rate in the polymerization step described later can be increased.
  • the heating temperature is, for example, a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent.
  • the removal step may be omitted in the method for manufacturing the organic device 10.
  • the organic material is polymerized so that the organic layer 120 containing the polymer of the organic material is brought into contact with the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100. It is continuously provided (step S14). That is, the organic layer 120 is formed over the upper surfaces of the electrodes 110, 111, and the insulating layer 100. As a result, the organic device 10 is obtained.
  • a method for polymerizing an organic material for example, a method of applying an external stimulus such as heat or light to the organic material is used. Further, when giving an external stimulus, a catalyst such as an acid generator, a radical generator or an organometallic catalyst may be used as the organic material. The catalyst may be mixed in the required amount with the solution or diffused and permeated after application of the solution.
  • the organic material may be polymerized in a dry atmosphere or a deoxidized atmosphere. good. If the solvent remains when the polymerization treatment of the organic material is completed, the remaining solvent is removed by heating or the like.
  • the organic layer 120 containing an organic material containing an unpolymerized polymerizable functional group may be formed by adjusting the polymerization conditions, the polymerization time, and the like.
  • the organic layer 120 is prepared by, for example, using an o-xylene solution of VB-FNPD represented by the structural formula (1) as an organic material in a dry and deoxidized atmosphere by spin coating the electrodes 110, 111 and After being applied to the upper surface of each of the insulating layers 100, it is formed by performing a polymerization treatment by heating at 200 ° C. for 30 minutes. At this time, for example, SiO x is used as the material of the insulating layer 100, and Cu is used as the material of the electrodes 110 and 111. The effect of forming the organic layer 120 in this way will be described below.
  • the surface energy configuration is different between the insulating layer 100 made of SiO x and the electrodes 110 and 111 made of Cu.
  • a highly polar structure such as Si—O—Si and a highly polar and hydrogen-bonding structure such as Si—OH are exposed, and the entire surface is polar. Therefore, on the SiO x surface, the polar interaction with o-xylene, which is a solvent having low polarity, is weak, but since the polarity uniformity is high, the interfacial fluidity with o-xylene is good.
  • the Cu surface which is the surface of the electrode 110 and the electrode 111 made of Cu, respectively, has a structure in which Cu is partially oxidized, and in a dry and deoxidized atmosphere, the influence of the structure of unoxidized Cu appears.
  • the local dispersion of surface polarity is large. Therefore, on the Cu surface, the wettability between the Cu surface and o-xylene is good, but the interfacial fluidity with o-xylene is lowered due to the non-uniformity of polarity due to partial oxidation.
  • the interfacial fluidity of o-xylene differs between the SiO x surface and the Cu surface.
  • the process of spreading the solution on the upper surfaces of the electrode 110, the electrode 111, and the insulating layer 100 and the process of shrinking the volume of the solution due to the evaporation of the solvent are sequentially or partially simultaneously. Proceed in parallel. In each process, the solution flows on the upper surfaces of the insulating layer 100, the electrode 110, and the electrode 111, but the interaction between the solvent and the insulating layer 100 and the interaction between the solvent and the electrode 110 and the electrode 111. Affects the flow of the solution.
  • the change in the magnitude of the interaction changes between the electrode 110 and the electrode 111.
  • a new driving force is given to the force that the solution flows in parallel with the upper surface of each of the insulating layer 100. That is, the flow of the solution on the upper surfaces of the insulating layer 100, the electrode 110, and the electrode 111 becomes non-uniform.
  • the non-uniform flow of the solution affects the molecular orientation of the polymer material.
  • polymeric materials are subject to macro and micro effects such as the force to orient the solution in the direction of wetting and spreading or the direction of volume contraction of the solution, as well as the force to disturb the orientation with turbulence. Therefore, the uniformity of the orientation state of the polymer material is lowered in the solution and the organic layer of the thin film formed thereafter, as compared with the case where the solution of the polymer material flows on the surface of the uniform material.
  • the thickness of the thin film becomes non-uniform due to the influence of the non-uniform orientation state.
  • the organic layer 120 containing is in a state in which the basic molecular skeletons are crosslinked and polymerized in random directions regardless of the positions of the insulating layer 100, the electrode 110 and the electrode 111 on the upper surfaces thereof. Therefore, the uniformity of the local structure such as the orientation state of the polymer of the organic material in the organic layer 120 becomes good. In addition, the uniformity of the thickness of the organic layer 120 is also improved. As a result, the uniformity of the device characteristics of the organic device 10 on the surface on which the organic layer 120 is formed is improved.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a plan layout of the plurality of electrodes 210 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 shows a state in which the organic layer 220 is not formed in order to explain the planar layout of the plurality of electrodes 210.
  • the organic device 20 differs from the organic device 10 in that instead of the electrodes 110 and 111, a plurality of electrodes 210 arranged in a matrix are provided.
  • the organic device 20 includes a plurality of electrodes 210, an insulating layer 200 provided between the plurality of electrodes 210 in a plan view, and an organic layer 220.
  • the plurality of electrodes 210 are embedded in the insulating layer 200.
  • One flat plane is formed by the upper surfaces of the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200. That is, the upper surface of each of the plurality of electrodes 210 and the upper surface of the insulating layer 200 are flush with each other.
  • the plurality of electrodes 210 are further connected to the in-plane or lower electrode layer by in-plane wiring or via wiring, and an electric circuit is formed by these.
  • the same material as the insulating layer 100 can be used.
  • the plurality of electrodes 210 are arranged side by side in a matrix of 4 rows and 6 columns at equal intervals in a plan view.
  • the plan view shape of each of the plurality of electrodes 210 is square.
  • the plan-view shape, number, and arrangement of the plurality of electrodes 210 are not limited to the example shown in FIG.
  • the plan-view shape of the plurality of electrodes 210 may be circular, or may be a regular polygon such as a regular hexagon or a regular octagon.
  • the plurality of electrodes 210 may be arranged so that the number of rows and columns is the same, or the plurality of electrodes 210 may be arranged in one column.
  • the same materials as those for the electrode 110 and the electrode 111 can be used.
  • the organic layer 220 is continuously provided in contact with the upper surface of each of the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200. That is, the organic layer 220 covers the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200 so as to straddle the upper surfaces of the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200.
  • the material used for the organic layer 220 the same material as the organic layer 120 can be used.
  • the organic device 20 can be manufactured by the same method as the manufacturing method of the organic device 10 according to the first embodiment.
  • the organic device 20 is formed, for example, by the following method.
  • a 0.5 wt% THF solution of a mixture of QUAD represented by the structural formula (3) as an organic material and 1 wt% 4-octyloxydiphenyliodonium hexafluoroantimontate of QUAD as a polymerization initiator was applied to a plurality of electrodes by spin coating. It is applied collectively to the upper surfaces of 210 and the insulating layer 200.
  • ultraviolet rays (UVA) are irradiated with an ultraviolet light, and further, the polymerization treatment is performed by heating at 120 ° C.
  • the organic layer 220 having a thickness of 40 nm is formed.
  • SiO x is used as the material of the insulating layer 200
  • TaN x is used as the material of the plurality of electrodes 210.
  • the uniformity on the boundary between the local electrode 210 and the insulating layer 200 is improved. Further, the uniformity between the boundary between the insulating layer 200 and the electrode 210 outside the arrangement of the plurality of electrodes 210 and the boundary between the insulating layer 200 and the electrode 210 in the arrangement of the plurality of electrodes 210 is also improved.
  • the organic layer 220 is continuously provided in contact with the upper surfaces of each of the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200. That is, the organic layer 220 is formed over the upper surfaces of the plurality of electrodes 210 and the insulating layer 200.
  • the smaller width of the width of the electrodes 210 and the width of the insulating layer between the adjacent electrodes 210 in the plan view is applied in the coating step. It may be a size between the initial thickness of the prepared solution and the thickness of the organic layer 220 formed in the polymerization step.
  • the width of the insulating layer between the adjacent electrodes 210 is, in other words, the width of the insulating layer 200 located in the gap between the adjacent electrodes 210 in the arrangement direction in a plan view.
  • the width of the electrode 210 is the width of the position where the distance between the opposing sides of the electrode 210 is the shortest in the plan view.
  • the width is up to 40 nm, the effect of improving the uniformity of the organic layer 220 becomes large.
  • the width of the insulating layer 200 between the adjacent electrodes 210 is smaller than the width of the electrodes 210.
  • the width of the insulating layer 200 between the adjacent electrodes 210 may be the size between the thickness of the solution applied in the coating step and the thickness of the organic layer 220 formed in the polymerization step. .. Therefore, in the organic device 20, the width of the insulating layer 200 between the adjacent electrodes 210 may be larger than the thickness of the organic layer 220.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the organic device 30 according to the present embodiment.
  • the organic device 30 is different from the organic device 10 and the organic device 20 in that it further includes a photoelectric conversion layer 321 and a buffer layer 322 and a counter electrode 323.
  • the organic device 30 is, for example, an organic imaging device.
  • the organic device 30 includes a plurality of electrodes 310, an insulating layer 300 provided between the plurality of electrodes 310 in a plan view, and an organic layer 320.
  • the organic device 30 further includes a photoelectric conversion layer 321 laminated on the organic layer 320 and a counter electrode 323 laminated on the photoelectric conversion layer 321. If necessary, the organic device 30 may further include a buffer layer 322 located between the photoelectric conversion layer 321 and the counter electrode 323.
  • the same material as that of the insulating layer 100 can be used.
  • the plurality of electrodes 310 are a plurality of pixel electrodes for reading out the electric charge generated by the photoelectric conversion layer 321. Like the plurality of electrodes 210, the plurality of electrodes 310 are arranged side by side in a matrix in a plan view. Further, although not shown, each of the plurality of electrodes 310 is connected to the read circuit of the lower layer via, for example, via wiring, and collects the electric charge generated in the photoelectric conversion layer 321 and transmits it to the read circuit. .. Further, for example, the plurality of electrodes 310 are connected to the charge storage section via via wiring, and the charge generated in the photoelectric conversion layer 321 is stored in the charge storage section, and a signal corresponding to the stored charge is read out. Read by the circuit. As for the material used for the plurality of electrodes 310, the same materials as those for the electrode 110 and the electrode 111 can be used.
  • the same material as the organic layer 120 can be used.
  • the organic layer 320 has the basic molecular skeleton as described above, the charge of one of the electrons and holes can be selectively transported by adjusting the HOMO level and the LUMO level of the polymer of the organic material. Since it can be formed, it functions as a charge block layer.
  • the charge block layer suppresses unnecessary charges from being injected into the photoelectric conversion layer 321 from the plurality of electrodes 310. As a result, noise in the organic device 30 can be reduced.
  • the plurality of electrodes 310, the insulating layer 300, and the organic layer 320 can be manufactured by the same method as the method for manufacturing the organic device 10 according to the first embodiment.
  • the photoelectric conversion layer 321 receives the incident light to generate a hole-electron pair.
  • the photoelectric conversion layer 321 is composed of, for example, a donor molecule and an acceptor molecule.
  • a donor molecule for example, an organic semiconductor polymer such as P3HT (poly (3-hexylthiophene)) is used.
  • the donor molecule include not only organic semiconductor polymers, but also low-molecular-weight organic semiconductors such as phthalocyanines or naphthalocyanins, semiconductor-type carbon nanotubes, or lead sulfide (PbS), lead selenide (PbSe), and cadmium selenide (CdSe).
  • quantum dots made of a semiconductor material such as cadmium selenide (CdTe) may be used.
  • acceptor molecule for example, a molecule capable of extracting an electric charge from a donor molecule such as PCBM ([6,6] -Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester), C60 or fullerenes such as SIMEF (silylmethyl fullerene). Is used.
  • a donor molecule such as PCBM ([6,6] -Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester), C60 or fullerenes such as SIMEF (silylmethyl fullerene).
  • the photoelectric conversion layer 321 is formed by, for example, applying a solution of a mixture of a donor molecule and an acceptor molecule on the organic layer 320 and drying it. As the method of coating, the same method as the method of applying the above-mentioned solution of the organic material can be used.
  • the photoelectric conversion layer 321 may be formed by a thin film deposition method.
  • the counter electrode 323 is, for example, a transparent electrode formed of a transparent conductive material.
  • the counter electrode 323 is arranged on the side of the photoelectric conversion layer 321 on which light is incident. Therefore, the light transmitted through the counter electrode 323 is incident on the photoelectric conversion layer 321.
  • transparent in the present specification means that at least a part of light in the wavelength range to be detected is transmitted, and it is not essential to transmit light over the entire wavelength range of visible light.
  • the counter electrode 323 is connected to a voltage supply circuit, and a voltage is applied from the voltage supply circuit.
  • the voltage supply circuit controls the potential of the counter electrode 323 with respect to the potential of the electrode 310, so that either the hole or the electron of the hole-electron pair generated in the photoelectric conversion layer 321 by the photoelectric conversion is used as an electric charge. It can be collected by 310. For example, when a hole is used as an electric charge, the hole can be selectively collected by the electrode 310 by making the potential of the counter electrode 323 higher than that of the electrode 310. It is also possible to use electrons as electric charges. In this case, the potential of the counter electrode 323 may be lower than that of the electrode 310.
  • the material of the counter electrode 323 for example, a compound such as ITO (Indium Tin Oxide) in which indium oxide (InO x ) is doped with tin (Sn), silicon (Si), tungsten (W), or the like, tin oxide.
  • Light received by the photoelectric conversion layer 321 such as a compound in which (SnO x ) is doped with antimony (Sb) or fluorine (F), or a compound in which zinc oxide (ZnO) is doped with Al or gallium (Ga).
  • the counter electrode 323 is formed by, for example, an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a solution coating method, or the like.
  • the buffer layer 322 is used, for example, to prevent sputter process damage when forming the counter electrode 323 from affecting the photoelectric conversion layer 321 or to inject unnecessary charges into the photoelectric conversion layer 321 from the counter electrode 323. It is provided to suppress the above.
  • the material of the buffer layer 322 for example, a p-type semiconductor or an n-type semiconductor is used.
  • the buffer layer 322 can selectively transport the charge of one of the electrons and holes, which is unnecessary from the counter electrode 323. Charges are prevented from being injected into the photoelectric conversion layer 321.
  • the buffer layer 322 is formed by, for example, a solution coating method or a vapor deposition method.
  • the organic device 30 is formed, for example, by the following method. First, a 10 mg / mL dichloroethane solution of VNPB represented by the structural formula (2) as an organic material is collectively applied to the upper surfaces of the plurality of electrodes 310 and the insulating layer 300 by spin coating. Then, the polymerization treatment is carried out by heating at 110 ° C. for 10 minutes and further heating at 230 ° C. for 90 minutes. As a result, the organic layer 320 having a thickness of 30 nm is formed.
  • tetraethoxysilane SiO x formed by decomposing TEOS
  • plasma CVD Chemical Vapor Deposition
  • TiN x is used as the material of the plurality of electrodes 310.
  • the width of the electrode 310 is 2.8 ⁇ m
  • the width of the insulating layer 300 between the adjacent electrodes 310 is 0.2 ⁇ m.
  • a chloroform solution of a 1: 1 mixture of the donor molecule P3HT and the acceptor molecule PCBM is applied onto the organic layer 320 by spin coating to form the photoelectric conversion layer 321.
  • the organic device 30 can be obtained by forming the counter electrode 323 made of ITO on the photoelectric conversion layer 321 by the sputtering method.
  • the organic layer 320 was formed by applying a solution of a composite (PEDOT: PSS) composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene), which is a polymer material, and polystyrene sulfonic acid.
  • the organic device 30 was evaluated. As a result, the uniformity of the read signal was lower than that of the organic device 30 including the organic layer 320 formed by using VNPB.
  • the organic device 30 formed by using PEDOT: PSS has lower uniformity in darkness than the organic device 30 having an organic layer 320 formed by using VNPB, and has a range of 310 electrodes. In addition to the decrease in uniformity of the plurality of electrodes 310, the uniformity in the entire arrangement of the plurality of electrodes 310 was also reduced.
  • the organic material has a basic molecular skeleton for transporting charges, and the polymer of the organic material can selectively transport the charge of one of the electron and the hole.
  • the polymer of the organic material may be a photoelectric conversion material in which electrons such as ⁇ electrons are excited by being irradiated with light.
  • the polymer of the organic material may be an insulating material having a molecular skeleton other than the ⁇ -conjugated molecular skeleton and not transporting charges.
  • the polymerization step is performed after the removal step, but the present invention is not limited to this.
  • the removal step and the polymerization step may be performed in parallel. That is, the polymerization treatment may be performed while removing the solvent.
  • the organic device according to the present disclosure is useful for applications that require uniform device characteristics, such as an organic image sensor and an organic EL display.

Abstract

本開示の一態様に係る有機デバイスは、少なくとも１つの電極と、平面視で少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、少なくとも１つの電極の上面および絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備える。有機材料は、基本分子骨格と重合性官能基とを含む。重合体において、有機材料は重合性官能基により重合している。

Description

有機デバイスおよび有機デバイスの製造方法
　本開示は、有機薄膜を構成要素の一部とする有機デバイス等に関するものである。
　有機デバイスとは、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機太陽電池または有機撮像素子などの、有機材料を構成要素とするデバイスである。
　これらの有機デバイスには、基板、絶縁層および電極などの間に有機薄膜が積層されるものがある。このような有機デバイスにおいては、電気的な接続および回路を構成する必要があるため、有機薄膜を成膜する基板、絶縁層および電極などの表面は均一ではない。
　有機材料を成膜する方法として印刷法または塗布法を用いる場合、溶剤に溶解した有機材料のインクを基板上に塗布し、溶剤を揮発させることで薄膜とする。テレビ用の有機ＥＬディスプレイのように画素電極の面積およびピッチが比較的大きい場合には、画素ごとに有機薄膜を塗り分けることも可能である。しかし、有機撮像素子のように高密度な微細画素を有する有機デバイスでは、微細画素電極とその間を分離する絶縁層とを同時に被覆するように有機薄膜を形成する必要がある。
　溶解される有機材料としては低分子材料または高分子材料など種々の形態のものが開発されている。例えば、特許文献１および非特許文献１では、有機デバイスに用いられる重合性の有機材料として、太陽電池の障壁層または光電変換層に用いる材料が開示されている。また、例えば、非特許文献２では、有機デバイスに用いられる重合性の有機材料として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）の障壁層に用いる材料が開示されている。
特開２０１４－０３４６１８号公報
Ｊｉｘｉａｎ　Ｘｕ　ｅｔ　ａｌ．，「Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ　Ｒｅｍｏｔｅ－Ｄｏｐｅｄ　Ｈｏｌｅ－Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　Ｃｏｎｔａｃｔｓ　Ｅｎｈａｎｃｅ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｕｎｄｅｒ　Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ　Ｌｉｆｅｔｉｍｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ　Ｓｏｌａｒ　Ｃｅｌｌｓ」Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６年、２８号、ｐ．２８０７－２８１５ Ｃｈｉ－Ｙｅｎ　Ｌｉｎ　ｅｔ　ａｌ．，「Ａ　ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　ｃｕｒｅｄ　９，９－ｄｉａｒｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｂａｓｅｄ　ｔｒｉａｒｙｌｄｉａｍｉｎｅ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｈｏｌｅ　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ　ａｍｂｉｅｎｔ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ」Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００９年、１９号、ｐ．３６１８－３６２３
　有機薄膜を備える有機デバイスは、有機デバイスの機能に関するデバイス特性の均一性が求められる。そこで、本開示では、デバイス特性の均一性を向上できる有機デバイス等を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る有機デバイスは、少なくとも１つの電極と、平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備える。前記有機材料は、基本分子骨格と重合性官能基とを含み、前記重合体において、前記有機材料は前記重合性官能基により重合している。
　本開示の一態様に係る有機デバイスの製造方法は、少なくとも１つの電極および平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層を備える構造体であって、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面が露出した前記構造体を形成する形成ことと、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に、重合性官能基を含む有機材料を含む溶液を塗布する塗布ことと、前記有機材料を重合させることにより、前記有機材料の重合体を含む有機層を、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設けることと、を含む。
　本開示によれば、デバイス特性の均一性を向上できる。
図１は、実施の形態１に係る有機デバイスの構造を示す概略断面図である。 図２は、実施の形態１に係る有機デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図３は、実施の形態２に係る有機デバイスの構造を示す概略断面図である。 図４は、実施の形態２に係る複数の電極の平面レイアウトの例を示す平面図である。 図５は、実施の形態３に係る有機デバイスの構造を示す概略断面図である。
　（本開示の一態様を得るに至った知見）
　本発明者らは、有機デバイス、特に、２種以上の部材が露出している不均一な表面上に有機薄膜が形成される有機デバイスにおいて、デバイス特性の均一性を向上させる場合に、以下の問題が生じることを見出した。
　上述の開示例では、１つの部材の均一な表面上に有機薄膜が形成されており、２種以上の部材が露出しているような不均一な表面に跨って被覆するような有機薄膜は形成されていない。また、上述の開示例では、２種以上の部材が露出している不均一な表面上に形成された有機薄膜が有機デバイスに与える影響は明らかにされていない。
　塗布または印刷過程において、有機材料の溶解した溶液が、塗布される表面に濡れ広がる過程、または、乾燥時に有機材料の溶解した溶液の体積が減少していく過程では、溶液自身の内部エネルギー、プロセスにより加えられる外力および固体と溶液との界面のエネルギーなどの総和が減少する方向に、形状および内部構造が変化していく。薄膜のように体積に対して表面積の比率が大きい形状の場合、界面エネルギーの影響は大きくなる。
　２種以上の部材が露出しているような不均一な表面上では、その上に形成された有機薄膜は、不均一な界面エネルギーの影響を受ける。特に、有機材料の重合体のような高分子材料では、低分子材料の有機材料と比較して高分子鎖間の相互作用が大きく、高分子材料の溶解した溶液の粘度が高くなることの反作用として、分子鎖配列などの微細構造が溶液の流動過程の影響を受けやすくなる。
　一方で、有機デバイスの１つである有機撮像装置では、デバイス特性の均一性の向上のために、画素の一部として形成される有機薄膜は、画素電極配列内で均一な特性を要求される。画素電極とその間を分離する絶縁層とで構成される不均一表面による不均一な界面エネルギーが、高分子材料の溶解した溶液の流動過程を介して有機薄膜の厚み及び配向などの特性の偏りを引き起こす。つまり、高分子材料の溶液の流動過程によって、有機薄膜における高分子材料の配向の不均一化および膜厚の不均一化等が引き起こされる可能性がある。これらの特性の偏りにより、表示される画像および撮像される画像に対するノイズが一部の領域で発生しやすくなり、有機薄膜が形成された面におけるデバイス特性の均一性が低下する。また、低分子の有機材料の場合には、高分子材料のような分子鎖による相互作用がないため、有機材料分子間の相互作用が小さく、塗布過程における異種材料の境界の影響が少ない。しかしながら、膜を形成後に異種材料境界に起因した亀裂等が有機薄膜に生じる可能性がある。その結果、デバイス特性の不均一化が発生する可能性がある。
　本開示は、２種以上の部材が露出している表面上に、有機薄膜が形成される有機デバイスであって、有機薄膜が形成された面におけるデバイス特性の均一性を向上できる有機デバイス等を提供する。
　本開示の一態様の概要は、以下の通りである。
　本開示の一態様に係る有機デバイスは、少なくとも１つの電極と、平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備える。前記有機材料は、基本分子骨格と重合性官能基とを含む。前記重合体において、前記有機材料は前記重合性官能基により重合している。
　これにより、高分子材料である有機材料の重合体を含む有機層は、絶縁層と電極とのように異種材料の隣接する構造体の上面に跨って形成される。有機材料の重合体は、高分子鎖同士の相互作用が大きいため、低分子材料と比べて、異種材料の境界の影響に起因した亀裂等が有機層に生じにくく、本態様に係る有機デバイスにおいて、有機層が形成された面におけるデバイス特性の均一性が向上する。
　また、有機材料が基本分子骨格と重合性官能基とを含むため、機能性を有する基本分子骨格が含まれる場合には、他の材料等と組み合わせることなく、容易に有機層に機能性を付与することができる。
　また、例えば、前記有機材料の前記重合体は、溶媒に対して不溶性であってもよい。
　このような溶媒に対して不溶性である有機材料の重合体は、有機材料の重合体を溶媒に溶解させて塗布することができないため、絶縁層および電極の各々の上面で重合される、または、あらかじめ薄膜化された有機材料の重合体を積層する等によって形成される。そのため、有機材料の重合体の溶液を塗布する工程が適用されないことから、異種材料の境界上での流動の影響による有機材料の重合体の特性の偏りが生じにくい。つまり、有機層の均一性が高くなる。よって、デバイス特性の均一性が向上する。また、有機材料の重合体は、溶媒に対して不溶性であることにより、有機層上にさらに別の層を、溶媒を用いた塗布によって形成する場合に、別の層の形成に用いられる溶媒がデバイス特性に与える影響は少なくなり、デバイス特性の低下が抑制される。
　また、例えば、前記有機層は、未重合の前記重合性官能基を含む前記有機材料を含んでもよい。
　これにより、有機層がその後の熱処理または応力などで微細構造が変化する場合、新たに反応できる位置に移動した未重合の重合性官能基が重合することで膜の微細構造の安定性が増加し、有機層の均一な状態を保持できる。
　また、例えば、前記有機層は、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に塗布された後に重合された前記有機材料の前記重合体を含んでもよい。
　これにより、絶縁層と電極とのように異種材料の隣接する構造体の上面に、重合前の有機材料が塗布されるため、有機材料の重合体の状態で塗布される場合と比べ、高分子鎖同士の相互作用が無い。そのため、塗布後に重合された有機材料の重合体には、異種材料の境界上での流動の影響による厚み及び配向などの特性の偏りが生じにくい。よって、これらの特性の偏りによるデバイス特性の不均一性を抑制でき、デバイス特性の均一性が向上する。
　また、例えば、前記少なくとも１つの電極は、複数の電極を含み、前記絶縁層は、平面視で前記複数の電極の間に設けられ、前記有機層は、前記複数の電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられていてもよい。
　これにより、複数の電極の間に絶縁層が位置する場合であっても、有機層は複数の電極および絶縁層に跨って形成される。そのため、有機層における、電極と絶縁層との境界上での均一性、並びにある電極と絶縁層との境界上と、他の電極と絶縁層との境界上との間の均一性が向上する。
　また、例えば、平面視における前記複数の電極のうち隣り合う２つの電極の間の前記絶縁層の幅は、前記有機層の厚みよりも大きくてもよい。
　これにより、隣り合う２つの電極の間の絶縁層の幅よりも、有機層の厚みが薄くなるため、高分子材料を含む溶剤を塗布する際の異種材料の境界による影響は、有機層の厚み方向に広がりやすくなっており、デバイス特性の均一性向上の効果が大きい。
　また、例えば、前記有機デバイスは、前記有機層上に積層された光電変換層をさらに備え、前記複数の電極は、複数の画素電極であってもよい。
　これにより、光が照射されることによって光電変換層で発生する電荷を、画素電極で捕集することで、撮像が可能となる。よって、本態様の有機デバイスを用いることで、デバイス特性の均一性が向上した有機撮像装置が実現できる。
　また、例えば、前記有機層は、電荷ブロック層であってもよい。
　これにより、有機層が電荷ブロック層として機能することで、画素電極から光電変換層への不要な電荷の注入が抑制される。その結果、本態様の有機デバイスを用いた有機撮像装置のノイズを低減できる。
　また、例えば、前記基本分子骨格は、π共役性分子骨格であってもよい。
　これにより、有機層では、基本分子骨格のπ軌道間の重なりを通じて、電荷が輸送され、有機層に電荷の輸送機能を付与できる。
　また、例えば、前記π共役性分子骨格は、トリフェニルアミン骨格、フルオレン骨格、トリフェニレン骨格またはカルバゾール骨格であってもよい。
　これにより、有機材料がπ電子数の多い基本分子骨格を含むため、有機材料の重合体の分子軌道のエネルギー準位を、電子およびホールの一方の電荷の選択的な輸送に適したエネルギー準位に調整しやすくなる。
　また、例えば、前記重合性官能基は、スチレン骨格、シラン骨格、オキセタン骨格、アクリレート骨格またはトリフルオロビニルエーテル骨格を有する官能基であってもよい。
　このような重合性官能基は、基本分子骨格に結合させやすく、比較的温和な条件で重合される官能基であるため、容易に有機材料の重合体を形成することができる。
　また、例えば、前記有機材料は、光重合材料または熱重合材料であってもよい。
　これにより、有機材料は、光の照射又は加熱によって、重合されるため、容易に有機材料の重合体が形成される。
　また、例えば、前記有機材料は、熱重合材料であってもよい。
　熱重合材料、触媒または重合開始剤を用いずに加熱のみでも重合可能なため、容易に不純物の少ない有機材料の重合体が形成される。
　また、例えば、前記重合性官能基は、スチレン骨格を有する官能基であってもよい。
　このようなスチレン骨格の重合性官能基は、有機材料に組み込みやすく、また、重合性が良いことから、より容易に有機材料の重合体が形成される。
　また、例えば、前記有機材料は、下記構造式（１）、下記構造式（２）または下記構造式（３）で表される化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　このような有機材料は、容易に入手可能であり、重合性も良いため、容易に有機材料の重合体が形成される。また、このような有機材料は、π共役性分子骨格を含む。そのため、有機材料の重合体を含む有機層には、形成された層内でのπ共役性分子骨格のπ軌道間の重なりを通じて、電荷を輸送する機能を付与することができる。
　また、本開示の一態様に係る有機デバイスの製造方法は、少なくとも１つの電極および平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層を備える構造体であって、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面が露出した前記構造体を形成することと、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に、重合性官能基を含む有機材料を含む溶液を塗布することと、前記有機材料を重合させることにより、前記有機材料の重合体を含む有機層を、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設けることと、を含む。
　これにより、絶縁層と電極とのように異種材料の隣接する構造体の上面に、重合前の有機材料が塗布されるため、有機材料の重合体の状態で塗布される場合と比べ、高分子鎖同士の相互作用が無い。そのため、塗布後に重合された有機材料の重合体には、異種材料の境界上での流動の影響による厚み及び配向などの特性の偏りが生じにくい。よって、本態様の製造方法を用いることにより、これらの特性の偏りによるデバイス特性の不均一性を抑制でき、得られる有機デバイスの有機層が形成された面におけるデバイス特性の均一性が向上する。
　また、例えば、前記製造方法は、前記塗布することの後から前記有機層を設けることの終了までの間に、前記溶液の溶媒を除去することをさらに含んでもよい。
　これにより、有機材料の濃度が上昇し、重合工程での反応速度を速めることができる。その結果、重合のための加熱または光照射を減らすことができ、形成される有機層の劣化が抑制される。よって、得られるデバイス特性を向上できる。
　また、例えば、前記少なくとも１つの電極は、複数の電極を含み、前記絶縁層は、前記複数の電極の間に設けられ、前記有機層を設けることでは、前記有機層を前記複数の電極の上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設け、平面視での前記複数の電極の間の前記絶縁層の幅は、前記塗布された前記溶液の厚みと前記有機層の厚みとの間の大きさであってもよい。
　これにより、異種材料の境界となる位置の間の距離である隣り合う電極の間の絶縁層の幅よりも、塗布された溶液の厚みが大きくなる。異種材料の境界の影響は、境界から遠ざかるほど生じにくくなるため、より均一性の高い状態で塗布された有機材料の溶液から、有機材料が重合される。よって、有機層の均一性がより向上する。
　また、本開示の一態様に係る有機デバイス少なくとも１つの電極と、平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備え、前記重合体は、溶媒に対して不溶性である。
　以下の本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　なお、本明細書において、有機デバイスの動作に必須であるが、本開示の説明に不要な要素については省力している。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複した説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は当業者が本開示を十分に理解するためのものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　また、各図面は概念を示すための図であり、本開示の説明に不要な形状の詳細、縮尺等は一切考慮せずに作図している。
　また、図面において、実質的に同一の構成、動作及び効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数値は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数値に制限されない。さらに、構成要素間の接続関係は、本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
　また、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　また、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。
　また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語、及び、要素の形状を示す用語、同一、及び、均一などの用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。また、「平面視」とは、有機デバイスの有機層の主面の垂直方向に沿って有機デバイスを見た場合を意味する。
　（実施の形態１）
　以下、実施の形態１に係る有機デバイスについて説明する。
　［有機デバイスの全体構成］
　まず、本実施の形態に係る有機デバイスの全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る有機デバイス１０の構造を示す概略断面図である。
　本実施の形態に係る有機デバイス１０は、有機層を含む有機デバイスである。有機デバイス１０は、例えば、有機撮像装置、有機ＥＬまたは有機太陽電池等に用いられる。図１に示されるように、有機デバイス１０は、電極１１０および電極１１１と、平面視で電極１１０および電極１１１に隣接して設けられた絶縁層１００と、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に接して連続的に設けられた有機層１２０とを備える。電極１１０および電極１１１は、絶縁層１００中に埋め込まれている。電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面によって、１つの平坦な平面が構成されている。つまり、電極１１０の上面と、電極１１１の上面と、絶縁層１００の上面とは、段差がなくフラットな状態であり、いわゆる面一である。なお、有機デバイス１０は、電極１１０および電極１１１のうち、いずれか一方が備えられていなくてもよい、つまり、電極１１０または電極１１１を有していてもよい。
　図示されていないが、電極１１０および電極１１１は、さらに面内配線またはビア配線により、面内または下層の電極層に接続され、これらによって電気回路が形成されている。
　電極１１０および電極１１１の材料は、導電材料である。電極１１０および電極１１１の材料としては、例えば、（ｉ）Ｃｕ、アルミニウム（Ａｌ）、銅シリサイド（ＣｕＳｉ）、アルミニウムシリサイド（ＡｌＳｉ）などの低抵抗金属もしくはその合金、（ｉｉ）金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）もしくはプラチナ（Ｐｔ）などの貴金属、または、（ｉｉｉ）チタン窒化物（ＴｉＮｘ）、タンタル窒化物（ＴａＮｘ）、タングステン窒化物（ＷＮｘ）、タンタルシリサイド窒化物（ＴａＳｉＮｘ）、タンタルアルミニウム窒化物（ＴａＡｌＮｘ）、チタン酸窒化物（ＴｉＮｘＯｙ）もしくは、チタンシリサイド酸窒化物（ＴｉＳｉｘＮｙＯｚ）などの金属窒化物および金属酸窒化物などの導電材料が用いられる。
　絶縁層１００の材料は、絶縁性材料である。絶縁層１００の材料としては、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）、アルミニウム酸化物（ＡｌＯｘ）、アルミニウム窒化物（ＡｌＮｘ）もしくはアルミニウム酸窒化物（ＡｌＯｘＮｙ）などの絶縁性無機材料、または、パリレンもしくはポリイミドなどの絶縁性有機材料などが用いられる。
　有機層１２０は、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に接して連続的に設けられている。つまり、有機層１２０は、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に跨って、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００を被覆している。有機層１２０は、有機材料の重合体を含む。言い換えると、有機層１２０は、重合された有機材料を含む。有機層１２０において、例えば、有機材料の重合体の配向状態は、均一である。有機層１２０は、例えば、均一な厚みを有する。このように、有機層１２０における厚みおよび配向状態が均一であることで、有機デバイス１０の均一性が向上する。
　有機材料は、例えば、電荷を輸送するための基本分子骨格と基本分子骨格間を架橋して有機材料を重合するための重合性官能基とを有する。有機材料の重合体は、有機材料が重合性官能基により重合されて成る。有機材料の重合体は、基本分子骨格間に重合性官能基が重合した構造を有する。重合性官能基は、例えば、基本分子骨格と共有結合によって結合されている。このように、有機材料が基本分子骨格と重合性官能基とを含むため、電荷輸送等の機能性を有する基本分子骨格が含まれる場合には、他の材料等と組み合わせることなく、容易に有機層１２０に機能性を付与することができる。
　基本分子骨格としては、例えば、下記構造式で示される分子骨格が挙げられ、トリフェニルアミン（Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）骨格、フルオレン（Ｆｌｕｏｒｅｎｅ）骨格、トリフェニレン（Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）骨格、カルバゾール（Ｃａｒｂａｚｏｌｅ）骨格、および、それらの誘導体の分子骨格などのπ共役性分子骨格が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　有機材料は、１つの分子中に１つの基本分子骨格を有していてもよく、複数の基本分子骨格を有していてもよい。また、有機材料が複数の基本分子骨格を有する場合、１種類の基本分子骨格を有していてもよく、複数種類の基本分子骨格を有していてもよい。基本分子骨格は、上記で例示された分子骨格に限らない。基本分子骨格は、例示された分子骨格以外のπ共役系を有する分子骨格、または、重合後にπ共役系が形成される分子骨格であってもよい。
　基本分子骨格としてπ共役性分子骨格を有する有機材料の重合体を含む有機層１２０では、形成された層内での基本分子骨格のπ軌道間の重なりを通じて、電荷が輸送される。それと同時に、目的に応じたＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位およびＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位のエネルギーの有機材料の重合体を選択することで、電子およびホールの一方の電荷を選択的に輸送することができる。例えば、基本分子骨格が、上記構造式で示されるπ共役性分子骨格であることにより、有機材料の重合体のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を、電子およびホールの一方の電荷の選択的な輸送に適したエネルギー準位に調整しやすくなる。
　重合性官能基としては、例えば、下記構造式で示される分子骨格を有する官能基であり、スチレン（Ｓｔｙｅｎｅ）骨格、シラン（Ｓｉｌａｎｅ）骨格、オキセタン（Ｏｘｅｔａｎｅ）骨格、アクリレート（Ａｃｒｙｌａｔｅ）骨格、トリフルオロビニルエーテル（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｖｉｎｙｌｅｔｈｅｒ）骨格およびそれらの分子骨格の誘導体などの重合性の分子骨格を有する官能基が挙げられる。このような下記構造式で示される分子骨格を有する官能基は、基本分子骨格に結合させやすく、比較的温和な条件で重合されるため、容易に有機材料の重合体を形成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　また、有機材料は、１つの分子中に１つの重合性官能基を有していてもよく、複数の重合性官能基を有していてもよい。有機材料の重合性を高める観点からは、有機材料は、１つの分子中に複数の重合性官能基を有していてもよい。重合性官能基は、上記で例示された官能基に限らない。重合性官能基は、熱、光又は触媒などによって重合され、基本分子骨格と共有結合可能な、例示された官能基以外の官能基であってもよい。例えば、重合性官能基は、上記で例示された官能基の一部に置換基を有していてもよい。また、重合性官能基の一部は、基本分子骨格に含まれていてもよい。
　有機材料は、容易に重合できる観点から、例えば、光重合材料または熱重合材料である。光重合材料は、例えば、重合性官能基としてオキセタン骨格またはアクリレート骨格を有する官能基などの、光酸発生剤または光ラジカル発生剤によって重合する官能基を有する化合物である。熱重合材料は、例えば、スチレン骨格またはトリフルオロビニルエーテル骨格を有する官能基などの熱によって重合する官能基を有する化合物である。シラン骨格を有する官能基は、副反応物が生成するため、熱処理により副反応物を除去する必要があるが、極微量の水または水酸基の存在下で室温自発的に重合するという利点がある。
　有機材料は、光酸発生剤または光ラジカル発生剤等の触媒または重合開始剤を用いない場合でも重合可能な観点から、熱重合材料であってもよい。有機材料が熱重合材料である場合、有機材料に組み込みやすく、重合性が良い観点から、熱重合材料は、上述のスチレン骨格の重合性官能基を有していてもよい。また、有機材料が熱重合材料である場合、熱重合材料は、上述のπ共役性分子骨格のような複数の芳香族環を有する基本分子骨格を有していてもよい。これにより、有機材料は、分子量が大きくなるために揮発しにくく、且つ、熱安定性が高くなりやすい。そのため、欠陥の少ない有機材料の重合体が得られやすく、有機デバイス１０のデバイス特性を向上できる。
　有機材料の具体的な例としては、以下の構造式（１）から（７）で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　有機材料は、これらの中でも、構造式（１）で示されるＶＢ－ＦＮＰＤ（９，９－Ｂｉｓ［４－［（４－ｅｔｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｍｅｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌ］－Ｎ２，Ｎ７－ｄｉ－１－ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｙｌ－Ｎ２，Ｎ７－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－９Ｈ－Ｆｌｕｏｒｅｎｅ－２，７－ｄｉａｍｉｎｅ）、構造式（２）で示されるＶＮＰＢ（Ｎ４，Ｎ４’　－Ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ｙｌ）－Ｎ４，Ｎ４’　－ｂｉｓ（４－ｖｉｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）、または、構造式（３）で示されるＱＵＰＤ（Ｎ４，Ｎ４’　－Ｂｉｓ（４－（６－（（３－ｅｔｈｙｌｏｘｅｔａｎ－３－ｙｌ）ｍｅｔｈｏｘｙ）ｈｅｘｙｌｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ４，Ｎ４’　－ｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）であってもよい。これらの有機材料は、容易に入手可能であり、重合性も良い。また、これらの有機材料は、π共役性分子骨格を含む。そのため、有機材料の重合体を含む有機層には、形成された層内でのπ共役性分子骨格のπ軌道間の重なりを通じて、電荷を輸送する機能を付与することができる。
　有機材料の重合体は、溶媒に対して不溶性であってもよい。溶媒に対して不溶性である有機材料の重合体は、有機材料の重合体を溶媒に溶解させて塗布することができないため、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面で重合される、または、あらかじめ薄膜化された有機材料の重合体を積層する等によって形成される。そのため、有機材料の重合体の溶液を塗布する工程が適用されないことから、異種材料の境界上での流動の影響による有機材料の重合体の特性の偏りが生じにくい。つまり、有機層１２０の均一性が高くなる。また、有機材料の重合体が、溶媒に対して不溶性であることにより、有機層１２０上にさらに別の層を、溶媒を用いた塗布によって形成する場合に、別の層の形成に用いられる溶媒がデバイス特性に影響を与えにくく、有機デバイス１０のデバイス特性の低下が抑制される。
　溶媒は、例えば、上述の有機材料を溶解させることができる溶媒である。溶媒は、具体的には、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロエタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、およびジメチルホルムアミドなどの有機溶媒である。また、溶媒に対して不溶性であるとは、有機材料の重合体が実質的に溶解しないことを意味し、例えば、有機材料の重合体を溶媒に浸漬した場合にも、完全には溶解しないことを意味する。
　有機層１２０は、有機材料が電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に塗布された後に重合された有機材料の重合体を含んでもよい。具体的には、有機層１２０は、基本分子骨格と重合性官能基を有する分子で構成される有機材料を含む溶液が、溶液法で塗布された後に重合処理をされることで形成される。
　また、有機層１２０は、未重合の重合性官能基を含む有機材料を含んでいてもよい。これにより、有機層１２０の形成後の熱処理または応力などで有機層１２０の微細構造が変化する場合、新たに反応できる位置に移動した未重合の重合性官能基が重合することで微細構造の安定性が増加し、有機層１２０の均一な状態を保持できる。
　［有機デバイスの製造方法］
　次に、本実施の形態に係る有機デバイス１０の製造方法について説明する。
　図２は、本実施の形態に係る有機デバイス１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。
　本実施の形態に係る有機デバイス１０の製造方法は、形成工程と、塗布工程と、除去工程と、重合工程とを含む。
　図２に示されるように、まず、有機デバイス１０の製造方法では、形成工程として、電極１１０、電極１１１ならびに平面視で電極１１０および電極１１１に隣接して設けられた絶縁層１００を備える構造体であって、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面が露出した構造体を形成する（ステップＳ１１）。このような構造体は、例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、平坦化層の形成およびエッチバックなどの半導体プロセスを用いた一般的な方法で形成される。
　次に、有機デバイス１０の製造方法では、塗布工程として、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に、重合性官能基を有する有機材料を含む溶液を塗布する（ステップＳ１２）。例えば、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に跨って、溶液が連続的に塗布される。有機材料を含む溶液を塗布する方法としては、有機材料が溶媒に溶解した溶液（以下では、インクと称する場合がある）をスピンコート、ディップコートもしくはスプレーコートなどの塗布方法、または、平板印刷、グラビア印刷もしくはインクジェット印刷などの液体のインクを用いる印刷方法などが挙げられる。溶媒としては、上述の溶媒が用いられうる。
　次に、有機デバイス１０の製造方法では、除去工程として、有機材料を含む溶液の溶媒を除去する（ステップＳ１３）。溶媒を除去する方法としては、例えば、溶液が塗布された構造体を加熱、減圧、または、減圧加熱するなどの一般的な方法が挙げられる。これにより、有機材料の濃度が上昇し、後述する重合工程での反応速度を速めることができる。溶液が塗布された構造体を加熱する場合、加熱温度は、例えば、溶媒の沸点以上の温度である。
　なお、有機デバイス１０の製造方法において、除去工程は、省略されてもよい。
　次に、有機デバイス１０の製造方法では、重合工程として、有機材料を重合させることにより、有機材料の重合体を含む有機層１２０を電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に接して連続的に設ける（ステップＳ１４）。つまり、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に跨って、有機層１２０が形成される。これにより、有機デバイス１０が得られる。有機材料を重合する方法としては、例えば、有機材料に熱または光などの外部刺激を与える方法が用いられる。また、外部刺激を与える際に、有機材料に酸発生剤、ラジカル発生剤もしくは有機金属触媒などの触媒を用いてもよい。触媒は、必要量を溶液に混合されていてもよく、溶液の塗布後に拡散浸透されてもよい。
　有機材料が有する基本分子骨格または重合性官能基が、酸素または水分と電子のやり取りをすることで特性が劣化するものである場合は、有機材料は、乾燥雰囲気または脱酸素雰囲気で重合されてもよい。有機材料の重合処理が完了した際に、溶媒が残存している場合には、加熱等によって、残存している溶媒を除去する。
　なお、重合工程において、重合条件または重合時間等を調整することによって、未重合の重合性官能基を含む有機材料を含む有機層１２０を形成してもよい。
　具体的に、有機層１２０は、例えば、有機材料として、構造式（１）で示されるＶＢ－ＦＮＰＤのｏ－キシレン溶液を、乾燥かつ脱酸素雰囲気中、スピンコートで、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に塗布した後、２００℃で３０分加熱することで重合処理を施して、形成される。この際、例えば、絶縁層１００の材料にはＳｉＯｘが用いられ、電極１１０および電極１１１の材料にはＣｕが用いられる。以下に、このようにして有機層１２０が形成される場合の効果について説明する。
　ＳｉＯｘで構成される絶縁層１００と、Ｃｕで構成される電極１１０および電極１１１とでは表面エネルギーの構成が異なる。ＳｉＯｘ表面では、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉといった極性の高い構造と、Ｓｉ－Ｏ－Ｈといった極性および水素結合性の高い構造とが露出しており、全体的に極性表面である。そのため、ＳｉＯｘ表面では、極性の低い溶媒であるｏ－キシレンとの分極性の相互作用が弱いが、極性の均一性は高いためｏ－キシレンとの界面流動性はよい。一方、それぞれＣｕからなる電極１１０および電極１１１の表面であるＣｕ表面は、部分的にＣｕが酸化した構造であり、乾燥かつ脱酸素雰囲気中では、酸化されていないＣｕの構造の影響が表れ、表面極性の局所的な分散が大きい。そのため、Ｃｕ表面では、Ｃｕ表面とｏ－キシレンとの濡れ性は良いが、部分酸化による極性の不均一性によりｏ－キシレンとの界面流動性は低下する。このように、ＳｉＯｘ表面とＣｕ表面とでｏ－キシレンとの界面流動性が異なる。
　塗布工程から重合工程において、溶液を電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面に塗り広げる過程と、溶媒の蒸発により溶液の体積が収縮する過程とが、順次、または、部分的に同時並行で進行する。それぞれの過程において、溶液は、絶縁層１００、電極１１０および電極１１１の各々の上面上を流動するが、溶媒と絶縁層１００との相互作用と、溶媒と電極１１０および電極１１１との相互作用との違いが、溶液の流動に影響する。特に、相互作用の大きさが変化する、絶縁層１００と電極１１０との境界上、および、絶縁層１００と電極１１１との境界上では、相互作用の大きさの変化が、電極１１０、電極１１１および絶縁層１００の各々の上面と平行に溶液が流動する力に新たな駆動力を与える。つまり、絶縁層１００、電極１１０および電極１１１の各々の上面での、溶液の流動が不均一になる。
　分子同士の相互作用が強く、低濃度でも溶液の粘度を上げるような高分子材料の溶液が流動する場合、溶液の不均一な流動が高分子材料の分子配向に影響を与える。例えば、高分子材料は、溶液の濡れ広がる方向もしくは溶液の体積収縮の方向へ配向させる力、ならびに、乱流に伴って配向を乱す力などの、マクロおよびミクロの影響を受ける。そのため、均一な材料の表面上を高分子材料の溶液が流動する場合と比べて、溶液、および、その後形成される薄膜の有機層において、高分子材料の配向状態の均一性が低下する。また、不均一な配向状態の影響により、薄膜の厚みも不均一になる。
　一方、低分子材料では、分子同士の相互作用が小さいため、高分子材料と同程度の濃度で比べると、溶液の粘度が上がりにくく、熱によるランダムな分子運動の影響が大きい。その結果、溶液の流動が、低分子材料の分子配向に影響を与えにくい。よって、溶液において、低分子材料の配向状態の均一性は良好である。つまり、有機材料の基本分子骨格が、ランダムな方向に向いた状態になりやすい。
　そのため、低分子の有機材料であり、構造式（１）で示されるＶＢ－ＦＮＰＤを、溶液法で塗布後に加熱することで重合して形成された有機材料の重合体（言い換えると、高分子材料）を含む有機層１２０は、絶縁層１００、電極１１０および電極１１１の各々の上面での位置によらず、ランダムな方向に基本分子骨格同士が架橋されて重合された状態となる。よって、有機層１２０における有機材料の重合体の配向状態などの局所構造の均一性は良好になる。また、有機層１２０の厚みの均一性も良好になる。その結果、有機層１２０が形成された面における有機デバイス１０のデバイス特性の均一性が向上する。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る有機デバイスについて説明する。なお、以下の実施の形態２の説明において、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図３は、本実施の形態に係る有機デバイス２０の構造を示す概略断面図である。図４は、本実施の形態に係る複数の電極２１０の平面レイアウトの例を示す平面図である。図４では、複数の電極２１０の平面レイアウトを説明するために、有機層２２０が形成されていない状態が示されている。有機デバイス２０は、有機デバイス１０と比べて、電極１１０および電極１１１の代わりに、行列状に配置された複数の電極２１０を備える点で相違する。
　図３に示されるように、有機デバイス２０は、複数の電極２１０と、平面視で複数の電極２１０の間に設けられた絶縁層２００と、有機層２２０とを備える。複数の電極２１０は、絶縁層２００中に埋め込まれている。複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面によって、１つの平坦な平面が構成されている。つまり、複数の電極２１０の各々の上面と絶縁層２００の上面とは面一である。図示されていないが、複数の電極２１０は、さらに面内配線またはビア配線により、面内または下層の電極層に接続され、これらによって電気回路が形成されている。
　絶縁層２００に用いられる材料については、絶縁層１００と同様の材料が用いられうる。
　複数の電極２１０は、図４に示されるように、平面視で４行６列の行列状に均等な間隔で並んで配置されている。複数の電極２１０の各々の平面視形状は、正方形である。なお、複数の電極２１０の平面視形状、数および配置は、図４に示される例に限定されない。複数の電極２１０の平面視形状は、円形であってもよく、正六角形または正八角形などの正多角形であってもよい。また、複数の電極２１０は、行と列が同数になるよう配置されていてもよく、１列に並べられていてもよい。
　複数の電極２１０に用いられる材料については、電極１１０および電極１１１と同様の材料が用いられうる。
　再び、図３を参照して説明する。有機層２２０は、複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面に接して連続的に設けられている。つまり、有機層２２０は、複数の電極２１０および絶縁層２００を、複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面に跨って被覆している。有機層２２０に用いられる材料については、有機層１２０と同様の材料が用いられうる。
　有機デバイス２０は、実施の形態１に係る有機デバイス１０の製造方法と同様の方法で製造されうる。
　具体的に、有機デバイス２０は、例えば、以下の方法で形成される。まず、有機材料として構造式（３）で示されるＱＵＰＤと、重合開始剤としてＱＵＰＤの１重量％の４－ｏｃｔｙｌｏｘｙｄｉｐｈｅｎｙｌｉｏｄｏｎｉｕｍ　ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏａｎｔｉｍｏｎａｔｅとの混合物の０．５重量％のＴＨＦ溶液を、スピンコートで複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面に一括で塗布する。その後、紫外線ライトによって紫外線（ＵＶＡ）を照射し、さらに、１２０℃で加熱することで重合処理を行う。これにより、厚み４０ｎｍの有機層２２０が形成される。この際、例えば、絶縁層２００の材料にはＳｉＯｘが用いられ、複数の電極２１０の材料にはＴａＮｘが用いられる。
　このように製造された有機層２２０では、異種材料の表面の境界の影響をうけにくいため、局所的な電極２１０と絶縁層２００との境界上での均一性が向上する。また、複数の電極２１０の配列外側の絶縁層２００と電極２１０との境界上と、複数の電極２１０の配列内の絶縁層２００と電極２１０との境界上との間の均一性も向上する。
　また、有機デバイス２０の製造方法において、重合工程では、有機層２２０を複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面に接して連続的に設ける。つまり、複数の電極２１０および絶縁層２００の各々の上面に跨って、有機層２２０が形成される。重合工程では、有機層２２０の均一性を向上させる観点から、平面視における、電極２１０の幅および隣り合う電極２１０の間の絶縁層の幅のうちの、小さいほうの幅が、塗布工程で塗布された溶液の初期の厚みと、重合工程で形成される有機層２２０の厚みとの間の大きさであってもよい。隣り合う電極２１０の間の絶縁層の幅は、言い換えると、平面視で配列方向に隣り合う電極２１０の隙間に位置する絶縁層２００の幅である。また、電極２１０の平面視形状が正方形以外の場合には、電極２１０の幅は、平面視で電極２１０における対向する辺の距離が最も短くなる位置の幅である。
　上述の有機層２２０の形成例では、０．５％の溶液によって厚み４０ｎｍの有機層２２０が形成されているので、塗布工程における初期の溶液の厚みは、およそ４０ｎｍ÷０．００５＝８０００ｎｍとなる。したがって、平面視における、電極２１０の幅および隣り合う電極２１０の間の絶縁層２００の幅のうちの小さい方の幅が、塗布工程における初期の溶液の厚みであるおよそ８０００ｎｍから有機層２２０の厚み４０ｎｍまでの間の幅である場合、有機層２２０の均一性を向上させる効果が大きくなる。
　平面視での複数の電極２１０の密度を高める場合には、電極２１０の幅よりも隣り合う電極２１０の間の絶縁層２００の幅の方が小さい。その場合、隣り合う電極２１０の間の絶縁層２００の幅は、塗布工程で塗布された溶液の厚みと、重合工程で形成される有機層２２０の厚みとの間の大きさであってもよい。そのため、有機デバイス２０において、隣り合う電極２１０の間の絶縁層２００の幅は、有機層２２０の厚みより大きくてもよい。
　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３に係る有機デバイスについて説明する。なお、以下の実施の形態３の説明において、実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
　図５は、本実施の形態に係る有機デバイス３０の構造を示す概略断面図である。有機デバイス３０は、有機デバイス１０および有機デバイス２０と比べて、光電変換層３２１、バッファー層３２２および対向電極３２３をさらに備える点で相違する。有機デバイス３０は、例えば、有機撮像装置である。
　図５に示されるように、有機デバイス３０は、複数の電極３１０と、平面視で複数の電極３１０の間に設けられた絶縁層３００と、有機層３２０とを備える。有機デバイス３０は、さらに、有機層３２０上に積層された光電変換層３２１と、光電変換層３２１上に積層された対向電極３２３とを備える。有機デバイス３０は、さらに必要に応じて、光電変換層３２１と対向電極３２３との間に位置するバッファー層３２２とを備えてもよい。
　絶縁層３００の材料については、絶縁層１００と同様の材料が用いられうる。
　複数の電極３１０は、光電変換層３２１で生成された電荷を読み出すための複数の画素電極である。複数の電極３１０は、複数の電極２１０と同様に、平面視で行列状に並んで配置される。また、図示されていないが、複数の電極３１０は、例えば、ビア配線を介して各々が下層の読み出し回路に接続されており、光電変換層３２１で発生した電荷を捕集し、読み出し回路に伝える。また、例えば、複数の電極３１０は、ビア配線を介して電荷蓄積部に接続されており、光電変換層３２１で発生した電荷を電荷蓄積部に蓄積し、蓄積された電荷に応じた信号が読み出し回路によって読み出される。複数の電極３１０に用いられる材料については、電極１１０および電極１１１と同様の材料が用いられうる。
　有機層３２０に用いられる材料については、有機層１２０と同様の材料が用いられうる。有機層３２０は、上述のような基本分子骨格を有する場合、有機材料の重合体のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を調整することで、電子およびホールの一方の電荷を選択的に輸送することができるため、電荷ブロック層として機能する。電荷ブロック層は、複数の電極３１０から不要な電荷が光電変換層３２１に注入されることを抑制する。これにより、有機デバイス３０におけるノイズが低減できる。
　複数の電極３１０、絶縁層３００および有機層３２０は、実施の形態１に係る有機デバイス１０の製造方法と同様の方法で製造されうる。
　光電変換層３２１は、入射する光を受けてホール－電子対を発生させる。光電変換層３２１は、例えば、ドナー分子とアクセプター分子とで構成される。ドナー分子としては、例えば、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３－ヘキシルチオフェン））などの有機半導体ポリマーが用いられる。ドナー分子としては、有機半導体ポリマーだけでなく、フタロシアニン類もしくはナフタロシアニン類等の低分子有機半導体、半導体型カーボンナノチューブ、または、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）もしくはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）などの半導体材料からなる量子ドットなどが用いられてもよい。
　アクセプター分子としては、例えば、ＰＣＢＭ（［６，６］－Ｐｈｅｎｙｌ－Ｃ６１－Ｂｕｔｙｒｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｍｅｔｈｙｌ　Ｅｓｔｅｒ）、Ｃ６０またはＳＩＭＥＦ（シリルメチルフラーレン）等のフラーレン類など、ドナー分子から電荷を引き抜くことが可能な分子が用いられる。
　光電変換層３２１は、例えば、ドナー分子とアクセプター分子との混合物の溶液を有機層３２０上に塗布し、乾燥させることで形成される。塗布する方法としては、上述の有機材料の溶液を塗布する方法と同様の方法が用いられうる。光電変換層３２１は、蒸着法により形成されてもよい。
　対向電極３２３は、例えば、透明な導電材料から形成される透明電極である。対向電極３２３は、光電変換層３２１において光が入射される側に配置される。したがって、光電変換層３２１には、対向電極３２３を透過した光が入射する。なお、本明細書における「透明」は、検出しようとする波長範囲の光の少なくとも一部を透過することを意味し、可視光の波長範囲全体にわたって光を透過することは必須ではない。
　図示されていないが、対向電極３２３は、電圧供給回路と接続されており、電圧供給回路から電圧が印加される。電圧供給回路が、電極３１０の電位に対する対向電極３２３の電位を制御することにより、光電変換によって光電変換層３２１内に生じたホール－電子対のうちホールおよび電子のいずれか一方を、電荷として電極３１０によって捕集することができる。例えば電荷としてホールを利用する場合、電極３１０よりも対向電極３２３の電位を高くすることにより、電極３１０によってホールを選択的に捕集することが可能である。なお、電荷として電子を利用することも可能であり、この場合、電極３１０よりも対向電極３２３の電位を低くすればよい。
　対向電極３２３の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）のようにインジウム酸化物（ＩｎＯｘ）にスズ（Ｓｎ）、ケイ素（Ｓｉ）もしくはタングステン（Ｗ）などをドープした化合物、スズ酸化物（ＳｎＯｘ）にアンチモン（Ｓｂ）もしくはフッ素（Ｆ）などをドープした化合物、または、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に、Ａｌもしくはガリウム（Ｇａ）などをドープした化合物など、光電変換層３２１が受光する光への透過性と導電性との両方を有する化合物が用いられる。対向電極３２３は、例えば、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法または溶液塗布法などにより形成される。
　バッファー層３２２は、例えば、対向電極３２３を形成する際のスパッタプロセスダメージが光電変換層３２１に影響することを抑制するためまたは、対向電極３２３から不要な電荷が光電変換層３２１に注入されることを抑制するためなどに設けられる。バッファー層３２２の材料としては、例えば、ｐ型半導体またはｎ型半導体などが用いられる。例えば、バッファー層３２２の材料のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位のエネルギーを選択することで、バッファー層３２２は、電子およびホールの一方の電荷を選択的に輸送することができ、対向電極３２３から不要な電荷が光電変換層３２１に注入されることを抑制する。バッファー層３２２は、例えば、溶液塗布法または蒸着法などにより形成される。
　具体的に、有機デバイス３０は、例えば、以下の方法で形成される。まず、有機材料として構造式（２）で示されるＶＮＰＢの１０ｍｇ／ｍＬのジクロロエタン溶液をスピンコートで複数の電極３１０および絶縁層３００の各々の上面に一括で塗布する。その後、１１０℃で１０分加熱し、さらに２３０℃で９０分加熱することで重合処理を行う。これにより、厚み３０ｎｍの有機層３２０が形成される。この際、例えば、絶縁層３００の材料には、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳを分解することにより形成したＳｉＯｘが用いられ、複数の電極３１０の材料には、ＴｉＮｘが用いられる。また、例えば、電極３１０の幅は、２．８μｍであり、隣り合う電極３１０の間の絶縁層３００の幅は、０．２μｍである。
　次に、ドナー分子のＰ３ＨＴとアクセプター分子のＰＣＢＭとを１：１で混合した材料のクロロホルム溶液をスピンコートで有機層３２０上に塗布し、光電変換層３２１を形成する。さらに、光電変換層３２１上に、ＩＴＯで構成される対向電極３２３をスパッタリング法によって形成することで、有機デバイス３０が得られる。
　以下に、このようにして得られた有機デバイス３０を用いてデバイス特性を測定した結果について説明する。具体的には、電極３１０に対して＋４Ｖの電圧を対向電極３２３に印加し、暗時（すなわち光が有機デバイス３０に照射されていな場合）の読み出し信号、および、均一可視光照射時の読み出し信号を取得し、それぞれの読み出し信号について、電極３１０の配列内の均一性を評価したところ、いずれも良好な結果が得られた。
　一方で、ＶＮＰＢの代わりに、高分子材料であるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸から成る複合物（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の溶液を塗布することによって有機層３２０を形成した有機デバイス３０の評価を行った。その結果、ＶＮＰＢを用いて形成された有機層３２０を備える有機デバイス３０よりも読み出し信号の均一性が低下した。特に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを用いて形成された有機デバイス３０は、ＶＮＰＢを用いて形成された有機層３２０を備える有機デバイス３０と比べ、暗時の均一性が低下し、電極３１０数個の範囲での均一性の低下に加え、複数の電極３１０の配列全体の範囲での均一性も低下した。
　（他の実施の形態）
　以上、１つ又は複数の態様に係る有機デバイスについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態では、有機材料は、電荷を輸送するための基本分子骨格を有し、有機材料の重合体は、電子およびホールの一方の電荷を選択的に輸送することができたが、これに限らない。有機材料の重合体は、光を照射されることによって、π電子等の電子が励起される光電変換材料であってもよい。また、有機材料の重合体は、π共役性分子骨格ではない分子骨格を有し、電荷を輸送しない絶縁性材料であってもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、除去工程の後に重合工程を行ったが、これに限らない。除去工程と重合工程とは並行して行われてもよい。つまり、溶媒を除去しながら重合処理が行われてもよい。
　その他、本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
　本開示に係る有機デバイスは、例えば、有機撮像素子および有機ＥＬディスプレイなどの、均一なデバイス特性が要求される用途に有益である。
１０、２０、３０　有機デバイス
１００、２００、３００　絶縁層
１１０、１１１、２１０、３１０　電極
１２０、２２０、３２０　有機層
３２１　光電変換層
３２２　バッファー層
３２３　対向電極

Claims (19)

  1. 　少なくとも１つの電極と、
    　平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、
    　前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備え、
    　前記有機材料は、基本分子骨格と重合性官能基とを含み、
    　前記重合体において、前記有機材料は前記重合性官能基により重合している、
    　有機デバイス。
  2. 　前記重合体は、溶媒に対して不溶性である、
    　請求項１に記載の有機デバイス。
  3. 　前記有機層は、未重合の前記重合性官能基を含む前記有機材料を含む、
    　請求項１に記載の有機デバイス。
  4. 　前記有機層は、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に塗布された後に重合された前記有機材料の前記重合体を含む、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  5. 　前記少なくとも１つの電極は、複数の電極を含み、
    　前記絶縁層は、平面視で前記複数の電極の間に設けられ、
    　前記有機層は、前記複数の電極の上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設けられる、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  6. 　平面視における前記複数の電極のうち隣り合う２つの電極の間の前記絶縁層の幅は、前記有機層の厚みよりも大きい、
    　請求項５に記載の有機デバイス。
  7. 　前記有機層上に積層された光電変換層をさらに備え、
    　前記複数の電極は、複数の画素電極である、
    　請求項５または６に記載の有機デバイス。
  8. 　前記有機層は、電荷ブロック層である、
    　請求項７に記載の有機デバイス。
  9. 　前記基本分子骨格は、π共役性分子骨格である、
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  10. 　前記π共役性分子骨格は、トリフェニルアミン骨格、フルオレン骨格、トリフェニレン骨格またはカルバゾール骨格である、
    　請求項９に記載の有機デバイス。
  11. 　前記重合性官能基は、スチレン骨格、シラン骨格、オキセタン骨格、アクリレート骨格またはトリフルオロビニルエーテル骨格を有する官能基である、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  12. 　前記有機材料は、光重合材料または熱重合材料である、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  13. 　前記有機材料は、熱重合材料である、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の有機デバイス。
  14. 　前記重合性官能基は、スチレン骨格を有する官能基である、
    　請求項１３に記載の有機デバイス。
  15. 　前記有機材料は、下記構造式（１）、下記構造式（２）または下記構造式（３）で表される化合物である、
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の有機デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  16. 　少なくとも１つの電極および平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層を備える構造体であって、前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面が露出した前記構造体を形成することと、
    　前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に、重合性官能基を含む有機材料を含む溶液を塗布することと、
    　前記有機材料を重合させることにより、前記有機材料の重合体を含む有機層を、前記少なくとも１つの電極の前記上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設けることと、を含む、
    　有機デバイスの製造方法。
  17. 　前記塗布することの後から前記有機層を設けることの終了までの間に、前記溶液の溶媒を除去することをさらに含む、
    　請求項１６に記載の有機デバイスの製造方法。
  18. 　前記少なくとも１つの電極は、複数の電極を含み、
    　前記絶縁層は、前記複数の電極の間に設けられ、
    　前記有機層を設けることでは、前記有機層を前記複数の電極の上面および前記絶縁層の前記上面に接して連続的に設け、
    　平面視での前記複数の電極の間の前記絶縁層の幅は、前記塗布された前記溶液の厚みと前記有機層の厚みとの間の大きさである、
    　請求項１６または１７に記載の有機デバイスの製造方法。
  19. 　少なくとも１つの電極と、
    　平面視で前記少なくとも１つの電極に隣接して設けられた絶縁層と、
    　前記少なくとも１つの電極の上面および前記絶縁層の上面に接して連続的に設けられ、且つ、有機材料の重合体を含む有機層と、を備え、
    　前記重合体は、溶媒に対して不溶性である、
    　有機デバイス。
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