以下、場合により図面を参照しつつ、本� ��明の好適な実施形態について詳細に説明す� ��。なお、図面中、同一要素には同一符号を� ��すこととし、重複する説明は省略する。ま� ��、上下左右等の位置関係は、特に断らない� ��り、図面に示す位置関係に基づくものとす� ��。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限� ��れるものではない。

 本発明の含フッ素多環芳香族化合物は、� ��記一般式(I)で表される構造を有している。

 上記一般式(I)において、Ar ¹ 及びAr ² は各々独立に、炭素数6以上の芳香族炭化水� �基又は炭素数4以上の複素環基を表し、1又は 複数の任意の置換基で置換されていてもよく 、R ¹ 、R ² 、R ³ 及びR ⁴ は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を表す。R ⁵ 及びR ⁶ は各々独立に、水素原子又は1価の有機基を� �し、この有機基は1又は複数の任意の置換基� ��置換されていてもよく、置換基を含め全水� ��原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換さ れていてもよい。但し、R ⁵ 及びR ⁶ の少なくとも1つは、置換基を含め全水素原� �の少なくとも1つがフッ素原子で置換された� ��記1価の有機基である。また、この有機基は 、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ア リール基、アリールオキシ基、アリールアル キル基、アリールアルコキシ基及び1価の複� �環基であることが好ましい。s ₁ 及びt ₁ は各々独立に、2以上の整数を示す。また、Ar ¹ 及びAr ² は同一でも異なっていてもよいが、製造上の 容易さからは、Ar ¹ 及びAr ² は同一であることが好ましい。また、複数存 在するR ⁵ は同一でも異なっていてもよく、複数存在す るR ⁶ は同一でも異なっていてもよい。

 また、上記一般式(I)で表される化合物は、� ��記一般式(II)で表される化合物であることが 好ましい。

 上記一般式(II)において、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 及びR ⁶ は、前記と同義であり、Z ¹ 及びZ ² は各々独立に、下記式(i)~(ix)で表される基の� ��ずれかである。但し、R ⁵ 及びR ⁶ の少なくとも1つは、置換基を含め全水素原� �の少なくとも1つがフッ素原子で置換された� ��記1価の有機基である。また、R ⁷ 、R ⁸ 、R ⁹ 及びR ¹⁰ は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を表し、R ⁷ とR ⁸ とは互いに結合して環を形成していてもよい 。更に、下記式(ii)で表される基は左右反転� �ていてもよい。

 また、本発明の含フッ素重合体は、上記一� ��式(III)で表される繰り返し単位を有してい� �。すなわち、本発明の含フッ素重合体は、� �記一般式(III)で表される繰り返し単位を(例� �ば後述の一般式(IV)で表される繰り返し単位� ��して)1以上、好ましくは2以上有しており、� ��の繰り返し単位を有するものであってもよ� ��。含フッ素重合体中には、R ¹ 、R ² 、R ³ 及びR ⁴ が複数個存在するが、これらは、それぞれ同 一であっても異なっていてもよい。なお、製 造上の容易さからは、複数存在するR ¹ 、R ² 、R ³ 及びR ⁴ のそれぞれは同一であることが好ましい。

 上記一般式(III)において、Ar ¹ 及びAr ² は各々独立に、炭素数6以上の芳香族炭化水� �基又は炭素数4以上の複素環基を表し、1又は 複数の任意の置換基で置換されていてもよく 、R ¹ 、R ² 、R ³ 及びR ⁴ は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を表す。R ⁵ 及びR ⁶ は各々独立に、水素原子又は1価の有機基を� �し、この有機基は1又は複数の任意の置換基� ��置換されていてもよく、置換基を含め全水� ��原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換さ れていてもよい。この有機基は、アルキル基 、アルコキシ基、アシル基、アリール基、ア リールオキシ基、アリールアルキル基、アリ ールアルコキシ基及び1価の複素環基である� �とが好ましい。s ₂ 及びt ₂ は各々独立に、1以上の整数を示す。また、Ar ¹ 及びAr ² は同一でも異なっていてもよいが、製造上の 容易さからは、Ar ¹ 及びAr ² は同一であることが好ましい。また、s ₂ が2以上の場合、複数存在するR ⁵ は同一でも異なっていてもよく、t ₂ が2以上の場合、複数存在するR ⁶ は同一でも異なっていてもよい。

 上記一般式(III)で表される繰り返し単位は� �下記一般式(IV)で表される繰り返し単位であ� ��ことが好ましい。このような繰り返し単位� ��有することで、電子輸送性に特に優れた有� ��n型半導体として利用可能となる。

 上記一般式(IV)において、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 及びR ⁶ は、前記と同義であり、Z ¹ 及びZ ² は各々独立に、上記式(i)~(ix)で表される基の� ��ずれかを示す。R ⁷ 、R ⁸ 、R ⁹ 及びR ¹⁰ は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を示し、R ⁷ とR ⁸ とは互いに結合して環を形成していてもよい 。更に、上記式(ii)で表される基は左右反転� �ていてもよい。

 本発明の含フッ素重合体は、一分子中に� ��上記一般式(III)で表される繰り返し単位と� �て、異なる複数種の繰り返し単位を有して� �ても、一種の繰り返し単位を有していても� �いが、製造上の容易さを考慮すると、一種� �繰り返し単位を有することが好ましい。

 本発明の含フッ素重合体は、上記一般式(III )で表される繰り返し単位の少なくとも1つと� ��上記一般式(III)で表される繰り返し単位と� �異なる下記一般式(V)で表される繰り返し単� �の少なくとも1つとを有することが好ましく� ��上記一般式(III)で表される繰り返し単位の� �なくとも1つと、下記一般式(VI)で表される繰 り返し単位の少なくとも一つとを有すること が更に好ましい。このような構成にすること により、溶解性、機械的、熱的又は電子的特 性を変化させ得る範囲が広くなる。なお、下 記一般式(V)中、Ar ³ は、2価の芳香族炭化水素基又は2価の複素環� ��(これらの基は置換基で置換されていてもよ い)を示す。一般式(III)で表される繰り返し単 位(好ましくは上記一般式(IV)で表される繰り� ��し単位)と、一般式(V)で表される繰り返し単 位(好ましくは下記一般式(VI)で表される繰り� ��し単位)との比率は、好ましくは、前者100モ ルに対して後者10~1000モルであり、より好ま� �くは、前者100モルに対して後者25~400モルで� �り、さらに好ましくは、前者100モルに対し� �後者50~200モルである。

 この場合において、Ar ³ は、下記一般式(VI)で表される基であると好� �である。このような繰り返し単位を有する� �とで、溶解性又は電子的特性を制御しやす� �なる。式中、Z ³ は、Z ¹ 又はZ ² と同一又は異なり、上記式(i)~(ix)で表される� ��のいずれかである。また、R ¹¹ 及びR ¹² は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を示し、R ¹¹ とR ¹² とは互いに結合して環を形成していてもよい 。但し、R ⁷ 、R ⁸ 、R ⁹ 及びR ¹⁰ は、上記と同義である。

 一般式(I)において、Ar ¹ で表される炭素数6以上の芳香族炭化水素基� �は、炭素数6以上のベンゼン環又は縮合環か� ��(2+s ₁ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいい� �Ar ² で表される炭素数6以上の芳香族炭化水素基� �は、炭素数6以上のベンゼン環又は縮合環か� ��(2+t ₁ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいう� �また、一般式(III)において、Ar ¹ で表される炭素数6以上の芳香族炭化水素基� �は、炭素数6以上のベンゼン環又は縮合環か� ��(3+s ₂ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいい� �Ar ² で表される炭素数6以上の芳香族炭化水素基� �は、炭素数6以上のベンゼン環又は縮合環か� ��(3+t ₂ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいう� �以上述べた基の炭素数は通常6~60、好ましく� ��6~20である。縮合環としては、例えば、ナフ タレン環、アントラセン環、ピレン環、ペリ レン環、フルオレン環が挙げられる。なお、 芳香族炭化水素基上に置換基を有していても よい。ここで、芳香族炭化水素基の炭素数に は、置換基の炭素数は含まれない。なお、置 換基としては、ハロゲン原子、飽和若しくは 不飽和炭化水素基、アリール基、アルコキシ 基、アリールオキシ基、1価の複素環基、ア� �ノ基、ニトロ基、シアノ基が挙げられる。

 一般式(I)において、Ar ¹ で表される炭素数4以上の複素環基とは、複� �環式化合物から(2+s ₁ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいい� �Ar ² で表される炭素数4以上の複素環基とは、複� �環式化合物から(2+t ₁ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいう� �また、一般式(III)において、Ar ¹ で表される炭素数4以上の複素環基とは、複� �環式化合物から(3+s ₂ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいい� �Ar ² で表される炭素数4以上の複素環基とは、複� �環式化合物から(3+t ₂ )個の水素原子を除いた残りの原子団をいう� �以上述べた基の炭素数は、通常4~60、好まし� ��は4~20である。なお、複素環基上に置換基を 有していてもよく、複素環基の炭素数には、 置換基の炭素数は含まれない。なお、置換基 としては、ハロゲン原子、飽和若しくは不飽 和炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、 アリールオキシ基、1価の複素環基、アミノ� �、ニトロ基、シアノ基が挙げられる。

 Ar ³ で表される2価の芳香族炭化水素基とは、ベ� �ゼン環又は縮合環から水素原子2個を除いた� ��りの原子団をいい、通常、炭素数6~60、好ま しくは6~20である。縮合環としては、例えば� �ナフタレン環、アントラセン環、テトラセ� �環、ペンタセン環、ピレン環、ペリレン環� �フルオレン環が挙げられる。これらの中で� �ベンゼン環又はフルオレン環から水素原子2� ��を除いた残りの原子団が特に好ましい。な� ��、芳香族炭化水素基上に置換基を有してい� ��もよい。ここで、2価の芳香族炭化水素基の 炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。 なお、置換基としては、ハロゲン原子、飽和 若しくは不飽和炭化水素基、アリール基、ア ルコキシ基、アリールオキシ基、1価の複素� �基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基が挙げ� �れる。

 また、Ar ³ で表される2価の複素環基とは、複素環式化� �物から水素原子2個を除いた残りの原子団を� ��い、炭素数は、通常4~60、好ましくは4~20で� �る。前記複素環式化合物としては、チオフ� �ン環、チエノチオフェン環、ジチエノチオ� �ェン環等のチオフェン環が2~6個縮環した化� �物、チアゾール環、ピロール環、ピリジン� �、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン� �が挙げられ、チオフェン環、チエノチオフ� �ン環、ジチエノチオフェン環等のチオフェ� �環が2~6個縮環した化合物が好ましい。なお� �2価の複素環基上に置換基を有していてもよ� ��、2価の複素環基の炭素数には、置換基の炭 素数は含まれない。なお、置換基としては、 ハロゲン原子、飽和若しくは不飽和炭化水素 基、アリール基、アルコキシ基、アリールオ キシ基、1価の複素環基、アミノ基、ニトロ� �、シアノ基が挙げられる。

 ここで、複素環式化合物とは、環式構造� ��もつ有機化合物のうち、環を構成する元素� ��炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、� ��ン、ホウ素、ケイ素等のヘテロ原子を環内� ��含むものをいう。

 一般式(II)及び(IV)中のZ ¹ 及びZ ² は、例えば、上記式(i)~(v)で表される基のい� �れかで表されることが好ましく、式(i)、(iii) 、(v)のいずれかで表されることがより好まし く、式(i)で表されることが特に好ましい。一 般式(VI)中のZ ³ は、例えば、上記式(i)~(v)で表される基のい� �れかで表されることが好ましく、式(i)、(iii) 、(v)のいずれかで表されることがより好まし く、式(v)で表されることが特に好ましい。チ オフェン環、フラン環及びピロール環、特に チオフェン環は、特徴的な電気的性質を示し 、種々の電気的特性が発揮される。

 式(i)、(ii)及び(iii)、並びに、一般式(I)、(II) 、(III)、(IV)及び(VI)中、R ¹ ~R ⁴ 及びR ⁷ ~R ¹² はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子 又は1価の基を表し、R ⁷ とR ⁸ との間、及び、R ¹¹ とR ¹² との間に環を形成していてもよい。

 R ¹ ~R ⁴ 及びR ⁷ ~R ¹² である1価の基としては、直鎖状若しくは分� �状の低分子鎖、1価の環状基(この環状基は、 単環でも縮合環でも、炭素環でも複素環でも 、飽和でも不飽和でもよく、置換基を有して いてもいなくてもよい)が好ましい。1価の基� ��電子供与基であっても電子吸引基であって� ��よい。

 また、R ¹ ~R ⁴ 及びR ⁷ ~R ¹² である1価の基としては、直鎖状若しくは分� �状の低分子鎖(炭素数が1~20のものをいう)、� �構成原子数が3~60である1価の環状基(この環� �基は、単環でも縮合環でも、炭素環でも複� �環でも、飽和でも不飽和でもよく、置換基� �有していてもいなくてもよい)、飽和若しく� ��不飽和炭化水素基、ヒドロキシ基、アルコ� ��シ基、アルカノイルオキシ基、アミノ基、� ��キシアミノ基、アルキルアミノ基、ジアル� ��ルアミノ基、アルカノイルアミノ基、シア� ��基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲ ン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ スルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個� ��上のハロゲン原子で置換されてもよい。)、 アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキ� �基は1個以上のハロゲン原子で置換されても� ��い。)、スルファモイル基、アルキルスルフ ァモイル基、カルボキシル基、カルバモイル 基、アルキルカルバモイル基、アルカノイル 基、又はアルコキシカルボニル基であること がより好ましい。

 なお、本明細書においてハロゲン原子と� ��ては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及� ��ヨウ素原子が挙げられる。

 また、アルキル基には制限がなく、例え� ��、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イ� �プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec -ブチル基及びtert-ブチル基等が挙げられ、ア ルキル基をその構造中に含む基(例えば、ア� �コキシ基、アルキルアミノ基、アルコキシ� �ルボニル基等)についても同様である。アル� ��ル基としては、炭素数1~12のアルキル基がよ り好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより� �ましい。

 不飽和炭化水素基には制限がなく、例え� ��、ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、� �ロパルギル基、イソプロペニル基、1-ブテニ ル基及び2-ブテニル基等が挙げられる。好ま� ��い不飽和炭化水素基としては、ビニル基が� ��げられる。

 アルカノイル基としては、特に限定され� ��いが、例えば、ホルミル基、アセチル基、� ��ロピオニル基、イソブチリル基、バレリル� ��及びイソバレリル基等が挙げられ、アルカ� ��イル基をその構造中に含む基(アルカノイル オキシ基、アルカノイルアミノ基等)につい� �も同様である。また、炭素数1のアルカノイ� ��基とはホルミル基を指すものとし、アルカ� ��イル基をその構造中に含む基についても同� ��とする。好ましいアルカノイル基としては� ��ホルミル基、アセチル基が挙げられる。

 一般式(I)、(II)、(III)、(IV)中、R ¹ 及びR ² はハロゲン原子であることが特に好ましく、 フッ素原子であることが特に好ましく、これ により、有機n型半導体として有機薄膜素子� �薄膜材料に好適なものとなる。特に、本発� �の含フッ素多環芳香族化合物及び含フッ素� �合体は、フッ素原子導入によるLUMOレベルの� ��下だけでなく、有機溶剤に対する溶解度の� ��上、π共役平面性の保持等の観点から、有� �半導体としての性能向上及び製造コスト低� �への寄与が期待できる。本発明の有機薄膜� �子は、前記含フッ素多環芳香族化合物又は� �フッ素重合体を含有することにより、高い� �能を得ることができる。

 一般式(I)、(II)、(III)、(IV)中の、R ³ 及びR ⁴ はとしては、水素原子、フッ素原子、アルキ ル基又はアルコキシ基が好ましく、各々独立 に水素原子またはフッ素原子がより好ましい 。

 一般式(I)、(II)、(III)、(IV)中のR ⁵ 及びR ⁶ としては、各々独立に、水素原子、アルキル 基、アルコキシ基、アシル基、置換又は無置 換のアリール基、置換又は無置換のアリール オキシ基、置換又は無置換のアリールアルキ ル基、置換又は無置換のアリールアルコキシ 基、置換又は無置換の1価の複素環基である� �とが好ましい。置換基としては、ハロゲン� �子、アルキル基、フルオロアルキル基、ア� �コキシ基、フルオロアルコキシ基、アセチ� �基、フルオロアセチル基、電子供与基又は� �子吸引基が例示され、ハロゲン原子、フル� �ロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フ� �オロアセチル基、電子吸引基が好ましい。

 上記一般式(I)又は(II)中のR ⁵ 及びR ⁶ としては、少なくとも一つは置換基を含めた 基の一つ以上の水素原子がフッ素原子で置換 されている必要がある。このような基を有す ることで、LUMOレベルの低下及び有機溶剤に� �する溶解度が向上する。電子輸送性を高め� �という観点からは、R ⁵ 及びR ⁶ のうち少なくとも一つは、フルオロアルキル 基、フルオロアルコキシ基、フルオロアリー ル基、フルオロアルキル基で置換されたアリ ール基、フルオロアルコキシ基で置換された アリール基、フルオロアルキル基で置換され た複素環基またフルオロアルコキシ基で置換 された1価の複素環基が特に好ましく、R ⁵ 及びR ⁶ の両方がフルオロアルキル基、フルオロアル コキシ基、フルオロアリール基、フルオロア ルキル基で置換されたアリール基、フルオロ アルコキシ基で置換されたアリール基、フル オロアルキル基で置換された1価の複素環基� �たフルオロアルコキシ基で置換された1価の� ��素環基であることが特に好ましい。

 本発明の含フッ素重合体は、一般式(III)� �は(IV)で表される繰り返し単位を含んでいれ� ��よく、一般式(III)又は(IV)で表される繰り返� ��単位を2種類以上含んでいてもよい。また、 一般式(III)又は(IV)で表される繰り返し単位に 加えて、一般式(V)又は(VI)で表される繰り返� �単位を含んでいてもよく、一般式(V)又は(VI)� ��表される繰り返し単位を2種類以上含んでい てもよい。

 本発明の含フッ素重合体は、上記一般式( III)又は(IV)で表される繰り返し単位と、上記� ��般式(V)又は(VI)で表される繰り返し単位とが 隣り合う構造を有することが好ましい。一般 式(III)又は(IV)で表される繰り返し単位と、一 般式(V)又は(VI)で表される繰り返し単位とが� �り合う場合、隣接する芳香環又は複素環同� �の二面角を小さくすることができ、分子内� �平面性が向上しやすく、分子内でのπ共役が 広くなり、また、LUMOレベルも低くなること� �ら、電子輸送性が向上する。ここで、二面� �とは、一般式(III)又は(IV)で表される芳香環� �は複素環を含む平面と、その隣に結合した� �香環又は複素環を含む平面とのなす角度の� �ち、0度以上90度以下の角度で定義される。� �記一般式(III)又は(IV)で表される繰り返し単� �と、上記一般式(V)又は(VI)で表される繰り返� ��単位とが隣り合う場合、二面角は通常0~45度 、典型的には0~40度、より典型的には0~30度で� ��る。

 図12は、一般式(IV)で表される繰り返し単位� ��環と一般式(VI)で表される繰り返し単位の環 とがなす二面角を表す図である。二面角は図 12において、C ² -C ¹ -C ⁵ で形成される面と、C ¹ -C ⁵ -C ⁶ で形成される面とがなす角を意味する。

 また、本発明の含フッ素重合体は、電子輸� ��性を高めるという観点から、下記一般式(VII I)、(IX)又は(X)で表されるものが好ましい。

 ここで、Z ¹ 、Z ² 、Z ³ 、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 、R ⁶ 、R ¹¹ 及びR ¹² は、上記と同義である。なお、複数存在する 場合には、Z ¹ 、Z ² 、Z ³ 、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 、R ⁶ 、R ¹¹ 及びR ¹² は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 mは2~500の整数を表し、2~100の整数が好ましく� ��3~20の整数がより好ましい。nは1~500の整数を 表し、1~100の整数が好ましく、2~20の整数がよ り好ましい。pは1~500の整数を表し、1~100の整� ��が好ましく、1~10の整数がより好ましい。こ れらの中で、Z ¹ 、Z ² 及びZ ³ がすべて式(i)であり、かつR ¹ 及びR ² がフッ素原子であるものが特に好ましい。

 また、含フッ素重合体の末端基として重合� ��性基を有している場合、それらは含フッ素� ��合体の前駆体として用いることもできる。� ��の場合、含フッ素重合体は分子内に2つの重 合活性基を有していることが好ましい。重合 活性基としては、ハロゲン原子、アルキルス ルホネート基、アリールスルホネート基、ア リールアルキルスルホネート基、アルキルス タニル基、アリールスタニル基、アリールア ルキルスタニル基、ホウ酸エステル残基、ス ルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基 、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メ チル基、ホウ酸残基、ホルミル基、又はビニ ル基が例示され、ハロゲン原子、アルキルス タニル基、ホウ酸エステル残基が好ましい。 ここで、ホウ酸残基とはホウ素に水酸基が置 換した基を表し、ホウ酸エステル残基とはホ ウ素にアルキルオキシ基が置換した基を表す 。ホウ酸エステル残基としては、下記式(α)~( δ)が例示される。

 また、本発明の含フッ素重合体を有機薄� ��として用いる場合、末端基に重合活性基が� ��のまま残っていると、素子にしたときの特� ��や耐久性が低下する可能性があるため、安� ��な基で保護するようにしてもよい。

 末端基としては、水素原子、フッ素原子� ��アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ア� ��ノケト基、アリール基、1価の複素環基(こ� �らの基に結合している水素原子の一部又は� �部はフッ素原子と置換されていてもよい)、� ��び電子供与基又は電子吸引基が挙げられ、� ��子輸送性を高めるという観点からフルオロ� ��ルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオ� ��アリール基又は電子吸引基が好ましく、水� ��原子がすべてフッ素原子で置換された基、� ��えばパーフルオロアルキル基、パーフルオ� ��アルコキシ基、パーフルオロフェニル基が� ��り好ましい。また、主鎖の共役構造と連続� ��た共役結合を有しているものも好ましく、� ��えば、炭素-炭素結合を介してアリール基又 は1価の複素環基と結合している構造が挙げ� �れる。

 本発明の含フッ素重合体の中で、特に好ま� ��いのは、例えば、下記一般式(1)~(5)で表され るものである。

 ここで、R ¹³ 及びR ¹⁴ は末端基を表し、同一でも異なっていてもよ く、上述した末端基が例示され、フルオロア ルキル基が好ましく、パーフルオロアルキル 基がより好ましい。R ¹⁵ 、R ¹⁶ 、R ¹⁷ 及びR ¹⁸ はそれぞれ独立に、水素原子又は任意の置換 基を示し、アルキル基、アルコキシ基又はア リール基が好ましく、アルキル基がさらに好 ましい。含フッ素重合体中にR ¹⁵ 、R ¹⁶ 、R ¹⁷ 及びR ¹⁸ が複数存在する場合、それらは同一であって も異なっていてもよい。なお、製造上の容易 さからは、複数存在するR ¹⁵ 、R ¹⁶ 、R ¹⁷ 及びR ¹⁸ はそれぞれ同一であることが好ましい。また 、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 及びR ⁶ は、上記と同義である。qは、含フッ素重合� �を用いた有機薄膜の形成方法に応じて適宜� �ぶことができる。含フッ素重合体が昇華性� �有していれば真空蒸着法等の気相成長法を� �いて有機薄膜にすることができ、この場合� �qは1~10が好ましく、2~10がより好ましく、2~5� �さらに好ましい。一方、含フッ素重合体を� �機溶剤に溶解した溶液を塗布する方法を用� �て有機薄膜にする場合、qは3~500が好ましく� �6~300がより好ましく、20~200がさらに好ましい 。塗布で成膜したときの膜の均一性の観点か ら含フッ素重合体のポリスチレン換算の数平 均分子量は、1×10 ³ ~1×10 ⁸ が好ましく、1×10 ⁴ ~1×10 ⁶ がより好ましい。

 本発明の含フッ素多環芳香族化合物及び含� ��ッ素重合体の具体例としては、以下のもの� ��挙げられる。

 本発明の含フッ素多環芳香族化合物又は� ��フッ素重合体の製造方法は特に限定されず� ��どのような方法により製造してもよいが、� ��下に説明する製造方法により製造すること� ��好ましい。

 まず、本発明の含フッ素多環芳香族化合物� ��製造方法について説明する。上記一般式(I)� ��表される含フッ素多環芳香族化合物は、前� ��体として下記一般式(VII)で表される化合物� �用い、この前駆体をフッ素化剤と反応させ� �フッ素化工程を含む製造方法により製造す� �ことが可能である。すなわち、上記一般式(I )で表される化合物は、下記一般式(VII)で表さ れる化合物を前駆体として用い、例えば、ア ルコールをフッ素化させるOrganic Reactions vol. 35, p.315 (1988) Chap.3 "Fluorination with DAST"に記 載された方法と同様にして、上記前駆体をフ ッ素化剤と反応させる工程を含む製造方法に より製造することが可能である。この反応工 程の一例として、下記反応式(a)に示した化合 物(6)から化合物(7)への変換工程が挙げられる 。

 なお上記一般式(VII)において、Ar ¹ 、Ar ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 、R ⁶ 、s ₁ 、t ₁ は上記と同義であり、Vは水素原子、ハロゲ� �原子又は1価の基を表す。

 また、上記一般式(I)で表される本発明の含� ��ッ素多環芳香族化合物のうち、R ¹ 及びR ² がフッ素原子である化合物は、下記一般式(b) で表される化合物を前駆体として用い、この 前駆体を、ハロニウムイオン発生剤の存在下 、フッ化物イオン源と反応させる工程を含む 製造方法、Ar ¹ およびAr ² に結合した水素原子をハロゲン化する工程を 含む製造方法、ハロゲン原子と下記一般式(c) とを反応させる工程を含む方法により製造す ることが好ましい。この反応工程の一例とし て、下記反応式(d)に示した化合物(8)から化合 物(9)、化合物(11)、化合物(12)への変換工程、� ��は化合物(8)から化合物(10)、化合物(12)への� �換工程が挙げられる。

 なお一般式(b)において、Ar ¹ 及びAr ² は各々独立に、炭素数6以上の芳香族炭化水� �基又は炭素数4以上の複素環基を表し、R ³ 及びR ⁴ は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は 1価の基を表す。X及びYは各々独立に、アルキ ルチオ基(ここで、X及びYはアルキル部分が連 結してアルキレンジチオ基を形成していても よく、X及びYが一体となって、結合する炭素� ��子とともにチオカルボニル基を形成してい� ��もよい)を表す。

 なお上記式(c)において、R ^X は、一般式(1)で表されるR ⁵ またはR ⁶ を表し、Wは重合活性基を表す。

 上記一般式(b)で表される化合物を前駆体� ��して用いた上記反応工程における反応条件� ��特に限定されず、例えば、アルキルスルフ� ��ニル基(アルキルチオ基)等からフルオロ基� �の公知の変換反応における条件(例えば、特� ��平6-135869号公報等参照)を参考にして適宜選� ��してもよい。以下、具体的に説明する。

 上記反応工程における上記ハロニウムイ� ��ン発生剤としては、公知のものを適宜用い� ��ことができ、例えば、1,3-ジブロモ-5,5-ジメ� ��ルヒダントイン(DBH)、N-ブロモコハク酸イミ ド(NBS)、N-ブロモアセトアミド(NBA)、2,4,4,6-テ� ��ラブロモ-2,5-シクロヘキサジエノン、N-ヨー ドコハク酸イミド(NIS)等が挙げられる。上記� ��ロニウムイオン発生剤の使用量は、特に限� ��されないが、例えば、ハロニウムイオン換� ��で3当量~大過剰量の範囲であり、反応効率� �びコストの観点から、例えば3~5当量が好ま� �い。

 上記フッ化物イオン源としては、例えば、� ��ッ化水素、フッ化水素とアミンとの錯体、� ��ッ化水素とピリジンとの錯体、二水素三フ� ��化四級アンモニウム、又は二水素三フッ化� ��級ホスホニウムが好ましく、これらは単独� ��用いても2種類以上を併用してもよい。好適 なフッ化物イオン源としては、例えば、(フ� �化水素) ₉ /ピリジン錯体が挙げられる。また、上記フ� �化物イオン源の使用量は、特に限定されな� �が、例えば、フッ化物イオン換算で3当量~大 過剰量の範囲が好ましく、反応効率及びコス トの観点から、3~5当量がさらに好ましい。

 なお、上記アミンとしては、例えば、ピリ� ��ン等の含窒素環式化合物、トリエチルアミ� ��、ジイソプロピルエチルアミン等のアルキ� ��アミン等が挙げられる。また、二水素三フ� ��化四級アンモニウム及び二水素三フッ化四� ��ホスホニウムは特に限定されず、公知の化� ��物を適宜用いることができる。二水素三フ� ��化四級アンモニウムとしては、例えば下記� ��般式(XI)で表される化合物が挙げられ、二水 素三フッ化四級ホスホニウムとしては、例え ば下記一般式(XII)で表される化合物が挙げら� ��る。
R ¹⁹ R ²⁰ R ²¹ R ²² N ⁺ H ₂ F ₃ ^-   ・・・(XI)
R ²³ R ²⁴ R ²⁵ R ²⁶ P ⁺ H ₂ F ₃ ^-   ・・・(XII)

 上記一般式(XI)及び(XII)において、R ¹⁹ 、R ²⁰ 、R ²¹ 、R ²² 、R ²³ 、R ²⁴ 、R ²⁵ 及びR ²⁶ はそれぞれ独立に、アルキル基、アリール基 、ベンジル基等の炭化水素基を表す。一般式 (XI)で表される二水素三フッ化四級アンモニ� �ムとしては、例えば、二水素三フッ化テト� �メチルアンモニウム、二水素三フッ化テト� �エチルアンモニウム、二水素三フッ化テト� �ブチルアンモニウム(TBAH2F3)、二水素三フッ� �ベンジルトリメチルアンモニウム、二水素� �フッ化ベンジルトリエチルアンモニウム、� �水素三フッ化セチルトリメチルアンモニウ� �等が挙げられる。これらは、例えば、50%フ� �酸、フッ化カリウム及びフッ化四級アンモ� �ウムから容易に合成できる(例えば、Bull. Soc . Chim. Fr., 910 (1986)等参照)。また、上記一� �式(XII)で表される二水素三フッ化四級ホスホ ニウムとしては、例えば、二水素三フッ化テ トラメチルホスホニウム、二水素三フッ化テ トラエチルホスホニウム、二水素三フッ化テ トラブチルホスホニウム、二水素三フッ化ベ ンジルトリメチルホスホニウム、二水素三フ ッ化ベンジルトリエチルホスホニウム、二水 素三フッ化セチルトリメチルホスホニウム等 が挙げられる。

 また、上記反応工程において、必要に応� ��て溶媒を適宜用いてもよい。上記溶媒は特� ��限定されないが、なるべく目的の反応を阻� ��しないものであることが好ましく、例えば� ��ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、� ��ルエン等の芳香族炭化水素、アセトニトリ� ��等のニトリル、ジエチルエーテル、テトラ� ��ドロフラン、1,2-ジメトキシエタン等のエー テル、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン� �四塩化炭素等のハロゲン化溶媒等が挙げら� �る。これらは、単独で用いてもよいし2種類� ��上併用してもよい。好適な溶媒としては、� ��えばジクロロメタンが挙げられる。

 反応温度及び反応時間は特に限定されず� ��前駆体の種類を考慮して適宜選択すること� ��できる。なお、上記反応温度は、例えば、- 100℃~100℃の範囲が好ましい。

 上記本発明の製造方法により、従来は困� ��であった、フルオロアルキルで架橋した環� ��化合物、特にジフルオロアルキルで架橋し� ��ターフェニル構造を含む化合物を、簡便に� ��つ高収率で製造できるようになる。また、� ��発明の製造工程におけるフッ素化反応では� ��安価で取り扱いが容易なフッ素化試薬を用� ��てフッ素化を行うこともできる。

 本発明の含フッ素多環芳香族化合物を有� ��薄膜素子用の材料として用いる場合、その� ��度が素子特性に影響を与えるため、製造し� ��化合物を蒸留、昇華精製、再結晶等の方法� ��純化処理することが好ましい。

 上記製造方法における反応条件、反応試� ��等は、上記の例示以外にも適宜選択可能で� ��る。また、上記一般式(I)で表される本発明� ��含フッ素多環芳香族化合物は、上述の通り� ��上記製造方法により製造することが好まし� ��が、これに限定されず、どのような方法に� ��り製造してもよい。

 次に、本発明の含フッ素重合体の製造方法� ��ついて説明する。本発明の含フッ素重合体� ��、例えば、下記一般式(XIII)~(XVI)で表される� ��合物を原料として、これらを反応させるこ� ��により製造することができる。

 上記一般式(XIII)~(XVI)中、Ar ¹ 、Ar ² 、Ar ³ 、Z ¹ 、Z ² 、Z ³ 、R ¹ 、R ² 、R ³ 、R ⁴ 、R ⁵ 、R ⁶ 、R ¹¹ 、R ¹² 、s ² 及びt ² は、上記と同義である。W ¹ 及びW ² はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル スルホネート基、アリールスルホネート基、 アリールアルキルスルホネート基、アルキル スタニル基、アリールスタニル基、アリール アルキルスタニル基、ホウ酸エステル残基、 スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル 基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化 メチル基、ホウ酸残基、ホルミル基、又はビ ニル基を示す。

 一般式(XIII)~(XVI)で表される化合物の合成上� ��反応のしやすさの観点から、W ¹ 及びW ² はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル スルホネート基、アリールスルホネート基、 アリールアルキルスルホネート基、アルキル スタニル基、ホウ酸エステル残基又はホウ酸 残基であることが好ましい。

 また、本発明の含フッ素重合体の製造に用� ��る反応方法としては、例えば、Wittig反応を� ��いる方法、Heck反応を用いる方法、Horner-Wadsw orth-Emmons反応を用いる方法、Knoevenagel反応を� �いる方法、Suzukiカップリング反応を用いる� �法、Grignard反応を用いる方法、Stille反応を用 いる方法、Ni(0)触媒を用いる方法、FeCl ₃ 等の酸化剤を用いる方法、電気化学的な酸化 反応を用いる方法、あるいは適当な脱離基を 有する中間体化合物の分解による方法等が例 示される。

 これらのうち、Wittig反応を用いる方法、H eck反応を用いる方法、Horner-Wadsworth-Emmons反応� ��用いる方法、Knoevenagel反応を用いる方法、Su zukiカップリング反応を用いる方法、Grignard反 応を用いる方法、Stille反応を用いる方法、及 びNi(0)触媒を用いる方法が、構造制御のしや� ��さから好ましい。さらに、Suzukiカップリン� ��反応を用いる方法、Grignard反応を用いる方� �、Stille反応を用いる方法、Ni(0)触媒を用いる 方法が、原料の入手しやすさと反応操作の簡 便さから好ましい。

 モノマー(上記一般式(XIII)~(XVI)で表される 化合物)は、必要に応じ、有機溶媒に溶解し� �例えばアルカリや適当な触媒を用い、有機� �媒の融点以上沸点以下で、反応させること� �できる。

 有機溶媒としては、用いる化合物や反応� ��よっても異なるが、一般に副反応を抑制す� ��ために、用いる溶媒は十分に脱酸素処理を� ��し、不活性雰囲気下で反応を進行させるこ� ��が好ましい。また、同様に、脱水処理を行� ��ことが好ましい(但し、Suzukiカップリング反 応のような水との2相系での反応の場合には� �の限りではない)。

 反応させるために、適宜アルカリや適当� ��触媒を添加する。これらは用いる反応に応� ��て選択すればよい。このアルカリ又は触媒� ��、反応に用いる溶媒に十分に溶解するもの� ��好ましい。

 本発明の含フッ素重合体を有機薄膜素子� ��の材料として用いる場合、その純度が素子� ��性に影響を与えるため、反応前のモノマー� ��蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製し� ��のちに重合することが好ましい。また含フ� ��素重合体を合成後、再沈精製、クロマトグ� ��フィーによる分別等の純化処理をすること� ��好ましい。

 反応に用いられる溶媒としては、ペンタ� ��、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロ� ��キサン等の飽和炭化水素、ベンゼン、トル� ��ン、エチルベンゼン、キシレン等の不飽和� ��化水素、四塩化炭素、クロロホルム、ジク� ��ロメタン、クロロブタン、ブロモブタン、� ��ロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘ� ��サン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキ� ��ン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化� ��和炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロベ� ��ゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化� ��飽和炭化水素、メタノール、エタノール、� ��ロパノール、イソプロパノール、ブタノー� ��、t-ブチルアルコール等のアルコール類、� �酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類� �ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メ� �ル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン� �テトラヒドロピラン、ジオキサン等のエー� �ル類、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸� �硝酸等の無機酸等が挙げられる。上記溶媒� �1種を単独で用いても2種以上を併用してもよ い。

 反応後は、例えば水でクエンチした後に� ��機溶媒で抽出し、溶媒を留去する等の通常� ��後処理で得ることができる。生成物の単離� ��及び精製は、クロマトグラフィーによる分� ��や再結晶等の方法により行うことができる� ��

 次に本発明の有機薄膜について説明する� ��本発明の有機薄膜は、本発明の含フッ素多� ��芳香族化合物及び/又は含フッ素重合体(以� �これらをあわせて「本発明の含フッ素化合� �」という)を含むものである。

 有機薄膜の膜厚としては、通常1nm~100μm程 度であり、好ましくは2nm~1000nmであり、さら� �好ましくは5nm~500nmであり、特に好ましくは20 nm~200nmである。

 有機薄膜は、本発明の含フッ素化合物の1 種類を単独で含むものであってもよく、また 本発明の含フッ素化合物の2種類以上を含む� �のであってもよい。また、有機薄膜の電子� �送性又はホール輸送性を高めるため、本発� �の含フッ素化合物以外に電子輸送性又はホ� �ル輸送性を有した低分子化合物又は高分子� �合物を混合して用いることもできる。

 ホール輸送性材料としては、公知のものが� ��用でき、例えばピラゾリン誘導体、アリー� ��アミン誘導体、スチルベン誘導体、トリア� ��ールジアミン誘導体、オリゴチオフェン及� ��その誘導体、ポリビニルカルバゾール及び� ��の誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側� ��及び主鎖に芳香族アミンを有するポリシロ� ��サン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体� ��ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロ� ��ル及びその誘導体、ポリアリーレンビニレ� ��及びその誘導体、又はポリチエニレンビニ� ��ン及びその誘導体等が挙げられ、電子輸送� ��材料としては公知のものが使用でき、例え� ��オキサジアゾール誘導体、アントラキノジ� ��タン及びその誘導体、ベンゾキノン及びそ� ��誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、ア� ��トラキノン及びその誘導体、テトラシアノ� ��ンスラキノジメタン及びその誘導体、フル� ��レノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレ� ��及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、� ��は8-ヒドロキシキノリン及びその誘導体の� �属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポ� �キノキサリン及びその誘導体、ポリフルオ� �ン及びその誘導体、C ₆₀ 等のフラーレン類及びその誘導体等が挙げら れる。

 また、本発明の有機薄膜は、有機薄膜中で� ��収した光により電荷を発生させるために、� ��荷発生材料を含んでいてもよい。電荷発生� ��料としては公知のものが使用でき、アゾ化� ��物及びその誘導体、ジアゾ化合物及びその� ��導体、無金属フタロシアニン化合物及びそ� ��誘導体、金属フタロシアニン化合物及びそ� ��誘導体、ペリレン化合物及びその誘導体、� ��環キノン系化合物及びその誘導体、スクア� ��リウム化合物及びその誘導体、アズレニウ� ��化合物及びその誘導体、チアピリリウム化� ��物及びその誘導体、C ₆₀ 等のフラーレン類及びその誘導体が例示され る。

 さらに、本発明の有機薄膜は、種々の機� ��を発現させるために必要な材料を含んでい� ��もよい。例えば、吸収した光により電荷を� ��生させる機能を増感するためのため増感剤� ��安定性を増すための安定化剤、UV光を吸収� �るためのUV吸収剤等が挙げられる。

 また、本発明の有機薄膜は、機械的特性� ��高めるため、本発明の含フッ素化合物以外� ��高分子化合物材料を高分子バインダーとし� ��含んでいてもよい。高分子バインダーとし� ��は、電子輸送性又はホール輸送性を極度に� ��害しないものが好ましく、また可視光に対� ��る吸収が強くないものが好ましく用いられ� ��。

 このような高分子バインダーとして、ポ� ��(N-ビニルカルバゾール)、ポリアニリン及び その誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体 、ポリ(p-フェニレンビニレン)及びその誘導� �、ポリ(2,5-チエニレンビニレン)及びその誘� �体、ポリカーボネート、ポリアクリレート� �ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタ� �リレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル� �ポリシロキサン等が例示される。

 本発明の有機薄膜の製造方法に制限はな� ��が、例えば、本発明の含フッ素化合物、必� ��に応じて混合する電子輸送性材料又はホー� ��輸送性材料、高分子バインダーを含む溶液� ��らの成膜による方法が挙げられる。また、� ��発明の含フッ素化合物が昇華性を有する場� ��は真空蒸着法により薄膜に形成することも� ��きる。

 溶液からの成膜に用いる溶媒としては、� ��発明の含フッ素化合物及び混合する電子輸� ��性材料又はホール輸送性材料、高分子バイ� ��ダーを溶解させるものであれば特に制限は� ��い。

 本発明の有機薄膜を溶液から成膜する場� ��に用いる溶媒としては、トルエン、キシレ� ��、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビ� ��クロヘキシル、n-ブチルベンゼン、sec-ブチ� ��ベンゼン、tert-ブチルベンゼン等の不飽和� �化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム� �ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロ� �タン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブ� �モペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキ� �ン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロ� �キサン等のハロゲン化飽和炭化水素系溶媒� �クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリ� �ロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水� �系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒド� �ピラン等のエーテル類系溶媒等が例示され� �。本発明の含フッ素化合物の構造や分子量� �もよるが、通常はこれらの溶媒に0.1重量%以� ��溶解させることができる。

 溶液からの成膜には、スピンコート法、� ��ャスティング法、マイクログラビアコート� ��、グラビアコート法、バーコート法、ロー� ��コート法、ワイアーバーコート法、ディッ� ��コート法、スプレーコート法、スクリーン� ��刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法� ��インクジェット印刷法、ディスペンサー印� ��法、ノズルコート法及びキャピラリーコー� ��法等の塗布法を用いることができ、スピン� ��ート法、フレキソ印刷法、インクジェット� ��刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコー� ��法及びキャピラリーコート法を用いること� ��好ましい。

 本発明の有機薄膜を製造する工程には、� ��発明の含フッ素化合物を配向させる工程が� ��まれていてもよい。この工程により含フッ� ��化合物を配向させた有機薄膜は、主鎖分子� ��は側鎖分子が一方向に並ぶので、電子移動� ��又はホール移動度が向上する。

 含フッ素化合物を配向させる方法として� ��、液晶の配向手法として知られている方法� ��用いることができる。中でもラビング法、� ��配向法、シェアリング法(ずり応力印加法)� �引き上げ塗布法が配向手法として簡便かつ� �用で利用しやすく、ラビング法、シェアリ� �グ法が好ましい。

 本発明の有機薄膜は、電子輸送性又はホ� ��ル輸送性を有することから、電極から注入� ��れた電子又はホール、あるいは光吸収によ� ��発生した電荷を輸送制御することにより、� ��機薄膜トランジスタ、有機太陽電池、光セ� ��サ等、種々の有機薄膜素子に用いることが� ��きる。本発明の有機薄膜をこれらの有機薄� ��素子に用いる場合は、配向処理により配向� ��せて用いることが電子輸送性又はホール輸� ��性がより向上するため好ましい。

 次に、本発明の有機薄膜の有機薄膜トラ� ��ジスタへの応用について説明する。有機薄� ��トランジスタは、ソース電極及びドレイン� ��極、これらの間の電流経路となり本発明の� ��フッ素化合物を含む有機薄膜層(活性層)、� �流経路を通る電流量を制御するゲート電極� �備えた構造であればよく、電界効果型、静� �誘導型などが例示される。

 電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソ� ��ス電極及びドレイン電極、これらの間の電� ��経路となり本発明の含フッ素化合物を含む� ��機薄膜層(活性層)、電流経路を通る電流量� �制御するゲート電極、並びに、活性層とゲ� �ト電極との間に配置される絶縁層を備える� �とが好ましい。特に、ソース電極及びドレ� �ン電極が、本発明の含フッ素化合物を含む� �機薄膜層(活性層)に接して設けられており、 さらに有機薄膜層に接した絶縁層を挟んでゲ ート電極が設けられていることが好ましい。

 静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソ� ��ス電極及びドレイン電極、これらの間の電� ��経路となり本発明の含フッ素化合物を含有� ��る有機薄膜層、並びに電流経路を通る電流� ��を制御するゲート電極を有し、該ゲート電� ��が有機薄膜層中に設けられていることが好� ��しい。特に、ソース電極、ドレイン電極及� ��有機薄膜層中に設けられたゲート電極が、� ��発明の含フッ素重合体を含有する有機薄膜� ��に接して設けられていることが好ましい。� ��ート電極の構造としては、ソース電極から� ��レイン電極へ流れる電流経路が形成され、� ��つゲート電極に印加した電圧で電流経路を� ��れる電流量が制御できる構造であればよく� ��例えば、くし形電極が挙げられる。

 図1は第1実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図1に示す有機薄膜トラン� �スタ100は、基板1と、基板1上に所定の間隔を 持って形成されたソース電極5及びドレイン� �極6と、ソース電極5及びドレイン電極6を覆� �ようにして基板1上に形成された活性層2と、 活性層2上に形成された絶縁層3と、ソース電� ��5とドレイン電極6との間の絶縁層3の領域を� ��うように絶縁層3上に形成されたゲート電極 4と、を備えるものである。

 図2は第2実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図2に示す有機薄膜トラン� �スタ110は、基板1と、基板1上に形成されたソ ース電極5と、ソース電極5を覆うようにして� ��板1上に形成された活性層2と、ソース電極5� ��所定の間隔を持って活性層2上に形成された ドレイン電極6と、活性層2及びドレイン電極6 上に形成された絶縁層3と、ソース電極5とド� ��イン電極6との間の絶縁層3の領域を覆うよ� �に絶縁層3上に形成されたゲート電極4と、を 備えるものである。

 図3は第3実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図3に示す有機薄膜トラン� �スタ120は、基板1と、基板1上に形成されたゲ ート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして� ��板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4� ��下部に形成されている絶縁層3の領域を一部 覆うように、絶縁層3上に所定の間隔を持っ� �形成されたソース電極5及びドレイン電極6と 、ソース電極5及びドレイン電極6を一部覆う� ��うに絶縁層3上に形成された活性層2と、を� �えるものである。

 図4は第4実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図4に示す有機薄膜トラン� �スタ130は、基板1と、基板1上に形成されたゲ ート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして� ��板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4� ��下部に形成されている絶縁層3の領域を一部 覆うように絶縁層3上に形成されたソース電� �5と、ソース電極5を一部覆うようにして絶縁 層3上に形成された活性層2と、ゲート電極4が 下部に形成されている活性層2の領域を一部� �うように、ソース電極5と所定の間隔を持っ� ��絶縁層3上に形成されたドレイン電極6と、� �備えるものである。

 図5は第5実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(静電誘導型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図5に示す有機薄膜トラン� �スタ140は、基板1と、基板1上に形成されたソ ース電極5と、ソース電極5上に形成された活� ��層2と、活性層2上に所定の間隔を持って複� �形成されたゲート電極4と、ゲート電極4の全 てを覆うようにして活性層2上に形成された� �性層2a(活性層2aを構成する材料は、活性層2� �同一でも異なっていてもよい)と、活性層2a� �に形成されたドレイン電極6と、を備えるも� ��である。

 図6は第6実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図6に示す有機薄膜トラン� �スタ150は、基板1と、基板1上に形成された活 性層2と、活性層2上に所定の間隔を持って形� ��されたソース電極5及びドレイン電極6と、� �ース電極5及びドレイン電極6を一部覆うよう にして活性層2上に形成された絶縁層3と、ソ� ��ス電極5が下部に形成されている絶縁層3の� �域とドレイン電極6が下部に形成されている� ��縁層3の領域とをそれぞれ一部覆うように、 絶縁層3上に形成されたゲート電極4と、を備� ��るものである。

 図7は第7実施形態に係る有機薄膜トラン� �スタ(電界効果型有機薄膜トランジスタ)の模 式断面図である。図7に示す有機薄膜トラン� �スタ160は、基板1と、基板1上に形成されたゲ ート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして� ��板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4� ��下部に形成されている絶縁層3の領域を覆う ように形成された活性層2と、ゲート電極4が� ��部に形成されている活性層2の領域を一部覆 うように絶縁層3上に形成されたソース電極5� ��、ゲート電極4が下部に形成されている活性 層2の領域を一部覆うように、ソース電極5と� ��定の間隔を持って絶縁層3上に形成されたド レイン電極6と、を備えるものである。

 第1~第7実施形態に係る有機薄膜トランジ� ��タにおいては、活性層2及び/又は活性層2aは 、本発明の含フッ素化合物を含有しており、 ソース電極5とドレイン電極6の間の電流通路( チャネル)となる。また、ゲート電極4は、電� ��を印加することにより活性層2及び/又は活� �層2aにおける電流通路(チャネル)を通る電流� ��を制御する。

 このような電界効果型有機薄膜トランジ� ��タは、公知の方法、例えば特開平5-110069号� �報記載の方法により製造することができる� �また、静電誘導型有機薄膜トランジスタは� �公知の方法、例えば特開2004-006476号公報記載 の方法により製造することができる。

 基板1としては有機薄膜トランジスタとし ての特性を阻害しなければ特に制限されない が、ガラス基板やフレキシブルなフィルム基 板やプラスチック基板を用いることができる 。

 活性層2を形成する際に、有機溶媒可溶性 の化合物を用いることが製造上非常に有利で あり好ましいことから、上記で説明した本発 明の有機薄膜の製造方法を用いて、活性層2� �なる有機薄膜を形成することができる。

 活性層2に接した絶縁層3としては、電気の� �縁性が高い材料で有れば特に制限はなく、� �知のものを用いることができる。例えばSiOx, SiNx、Ta ₂ O ₅ 、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ ビニルフェノール、有機ガラス、フォトレジ スト等が挙げられる。低電圧化の観点から、 誘電率の高い材料の方が好ましい。

 絶縁層3の上に活性層2を形成する場合は、� �縁層3と活性層2の界面特性を改善するため、 シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁 層3表面を処理して表面改質した後に活性層2� ��形成することも可能である。表面処理剤と� ��ては、長鎖アルキルクロロシラン類、長鎖� ��ルキルアルコキシシラン類、フッ素化アル� ��ルクロロシラン類、フッ素化アルキルアル� ��キシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等� ��シリルアミン化合物等があげられる。表面� ��理剤で処理する前に、絶縁層表面をオゾンU V、O ₂ プラズマで処理をしておくことも可能である 。

 有機薄膜トランジスタを作製後、素子を� ��護するために有機薄膜トランジスタ上に保� ��膜を形成することが好ましい。これにより� ��有機薄膜トランジスタが、大気から遮断さ� ��、有機薄膜トランジスタの特性の低下を抑� ��ることができる。また、保護膜により有機� ��膜トランジスタの上に駆動する表示デバイ� ��を形成する工程からの影響を低減すること� ��できる。

 保護膜を形成する方法としては、UV硬化� �脂、熱硬化樹脂や無機のSiONx膜等でカバーす る方法等があげられる。大気との遮断を効果 的に行うため、有機薄膜トランジスタを作製 後保護膜を形成するまでの工程を大気に曝す ことなく(例えば、乾燥した窒素雰囲気中、� �空中等)行うことが好ましい。

 次に、本発明の有機薄膜の太陽電池への応� ��を説明する。
 図8は、実施形態に係る太陽電池の模式断面 図である。図8に示す太陽電池200は、基板1と� ��基板1上に形成された第1の電極7aと、第1の� �極7a上に形成された本発明の含フッ素化合物 を含有する有機薄膜からなる活性層2と、活� �層2上に形成された第2の電極7bと、を備える� ��のである。

 本実施形態に係る太陽電池においては、� ��1の電極7a及び第2の電極7bの一方に透明又は� ��透明の電極を用いる。電極材料としては、� ��ルミニウム、金、銀、銅、アルカリ金属、� ��ルカリ土類金属等の金属又はそれらの半透� ��膜、透明導電膜を用いることができる。高� ��開放電圧を得るためには、それぞれの電極� ��して、仕事関数の差が大きくなるように選� ��れることが好ましい。活性層2(有機薄膜)中� ��は光感度を高めるために電荷発生剤、増感� ��等を添加して用いることができる。基板1と しては、シリコン基板、ガラス基板、プラス チック基板等を用いることができる。

 次に、本発明の有機薄膜の光センサへの応� ��を説明する。
図9は、第1実施形態に係る光センサの模式断� ��図である。図9に示す光センサ300は、基板1� �、基板1上に形成された第1の電極7aと、第1の 電極7a上に形成された本発明の含フッ素化合� ��を含有する有機薄膜からなる活性層2と、活 性層2上に形成された電荷発生層8と、電荷発� ��層8上に形成された第2の電極7bと、を備える ものである。

 図10は、第2実施形態に係る光センサの模� ��断面図である。図10に示す光センサ310は、� �板1と、基板1上に形成された第1の電極7aと、 第1の電極7a上に形成された電荷発生層8と、� �荷発生層8上に形成された本発明の含フッ素� ��合物を含有する有機薄膜からなる活性層2と 、活性層2上に形成された第2の電極7bと、を� �えるものである。

 図11は、第3実施形態に係る光センサの模� ��断面図である。図11に示す光センサ320は、� �板1と、基板1上に形成された第1の電極7aと、 第1の電極7a上に形成された本発明の含フッ素 化合物を含有する有機薄膜からなる活性層2� �、活性層2上に形成された第2の電極7bと、を� ��えるものである。

 第1~第3実施形態に係る光センサにおいて� ��、第1の電極7a及び第2の電極7bの一方に透明� ��は半透明の電極を用いる。電荷発生層8は光 を吸収して電荷を発生する層である。電極材 料としては、アルミニウム、金、銀、銅、ア ルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属又は それらの半透明膜、透明導電膜を用いること ができる。活性層2(有機薄膜)中には光感度を 高めるために電荷発生剤、増感剤等を添加し て用いることができる。また基板1としては� �シリコン基板、ガラス基板、プラスチック� �板等を用いることができる。