(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、
を備えた２端子有機電子デバイスであって、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有し、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、
前記光応答性の官能基が光の照射を受けてその空間的な配置を変化させることにより、前記導電ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記有機薄膜が有機分子が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記導電ネットワークの導電率は、前記有機薄膜に照射される光の光量により変化することを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記導電ネットワークの導電率は、有機薄膜に照射される波長の異なる第１の光または第２の光によりそれぞれ第１の導電率または第２の導電率に移行し且つ遮光後もそれぞれ前記第１または第２の導電率が維持されることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項５】
請求項１及至４のいずれかに記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記光異性化する官能基がアゾ基であることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項７】
請求項１及至６のいずれかに記載の２端子有機電子デバイスに於いて、
前記導電ネットワークはポリアセチレン型、ポリジアセチレン型、ポリピロール型、ポリチェニレン型、ポリアセン型の共役系よりなる群から選択される１つ以上の共役系を含むことを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項８】
基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、
前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極と、
を備えた３端子有機電子デバイスであって、
前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、
互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、
前記有極性の官能基の分極により、前記導電ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項９】
請求項８に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、
前記有機薄膜が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、
前記導電ネットワークの導電性は前記有機薄膜に印加される電界により変化することを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項１１】
請求項８及至１０のいずれかに記載の３端子有機電子デバイスに於いて、
前記有極性の官能基が電界印加により分極する分極性の官能基であることを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、
前記分極性の官能基がカルボニル基、オキシカルボニル基であることを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項１３】
請求項９及至１２のいずれかに記載の３端子有機電子デバイスに於いて、
前記導電ネットワークがポリアセチレン型、ポリジアセチレン型、ポリチェニレン型、ポリピロール型、ポリアセン型の共役系よりなる群から選択される１つ以上の共役系を含むことを特徴とする３端子有機電子デバイス。
【請求項１４】
絶縁性の基板上、または任意の基板表面に絶縁膜が形成された絶縁膜付き基板上に、
重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板の上に結合固定することにより、前記基板上に形成する成膜工程と、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、
前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔する第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、
を含むことを特徴とする２端子有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の２端子有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であることを特徴とする２端子有機電子デバイス。
【請求項１６】
絶縁性の基板上、または任意の基板表面に第１の絶縁膜が形成された絶縁膜付き基板上に、
第３の電極を形成する工程と、
直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記基板の上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、
前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、
を含むことを特徴とする３端子有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の３端子有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記有極性の官能基が電界印加により分極する分極性の官能基であることを特徴とする３端子有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１８】
請求項１４及至１７のいずれかに記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記有機薄膜は有機分子が単分子層状に配列した単分子膜または単分子膜が複数積層した単分子累積膜であることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記成膜工程で化学吸着法またはラングミュア−ブロジェット法を適用することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記化学吸着法を適用した成膜工程でシラン系界面活性剤を用いることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２１】
請求項１４及至１８のいずれかに記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記導電ネットワーク形成工程で、前記有機薄膜を構成する分子相互を重合により、または重合及び該重合後の架橋により共役結合させ導電ネットワークを形成することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記架橋を行う工程が触媒作用による架橋工程、電解作用による架橋工程、エネルギービーム照射作用による架橋工程よりなる群から選択される１つ以上の架橋工程であることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記対電極形成工程を前記導電ネットワーク形成工程前に行うことを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記有機薄膜を構成する分子の前記重合性基が電解重合性を有する電解重合性基である場合に、前記第１と第２の電極間に電圧を印加し電解重合を行うことを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記電解重合性基がピロール基またはチェニレン基であることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法
【請求項２６】
請求項２４に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記電解重合性基がピロール基またはチェニレン基であり、前記有機薄膜が単分子膜である場合、
前記対電極形成工程後にピロール基又はチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、且つ前記第１と第２の電極間、及び前記第１または第２の電極と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との電極間にそれぞれ電圧を印加して、前記単分子膜の表面に更にピロール基またはチェニレン基を有する分子から成る被膜を形成し且つ前記単分子膜と前記被膜にそれぞれ導電ネットワークを形成することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２７】
請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記導電ネットワーク形成工程で、前記重合性基として触媒重合性の触媒重合性基を有する前記有機薄膜を構成する分子相互を触媒重合することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記触媒重合性基がピロール基、チェニレン基、アセチレン基、またはジアセチレン基であることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項２９】
請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
導電ネットワーク形成工程で、前記重合性基としてエネルギービームの照射で重合するビーム照射重合性基を有する前記有機薄膜を構成する分子相互をエネルギービームの照射により重合することを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記ビーム照射重合性基がアセチレン基またはジアセチレン基であることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項３１】
請求項２９または３０に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、
前記導電ネットワーク形成工程で、前記エネルギービームとして紫外線、遠紫外線、Ｘ線、または電子線を用いることを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項３２】
基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜とを備え、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有し、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成している２端子有機電子デバイスの動作方法であって、
前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で前記有機薄膜に光を照射することにより前記光応答性の官能基の空間的な配置を変化させることにより、前記導電ネットワークの共役結合を歪ませ、それによって前記導電ネットワークの導電率を変化させ前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることを特徴とする２端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の２端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、
前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であり、前記有機薄膜に照射される波長の異なる第１の光または第２の光の照射により前記導電ネットワークの導電率を変化させることを特徴とする２端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の２端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、
前記光異性化する官能基がアゾ基であることを特徴とする２端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３５】
請求項３３または３４に記載の２端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、
前記有機薄膜に照射される前記第１または第２の光としてそれぞれ紫外線または可視光線を用いることを特徴とする２端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３６】
基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、
前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極は前記第１または第２の電極との間に印加された電圧により前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する３端子有機電子デバイスの動作方法であって、
前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、前記第１または第２の電極と前記第３の電極との間に印加された電圧で前記分極性の官能基を分極させることにより、前記ネットワークの共役結合を歪ませ、それによって前記導電ネットワークの導電率を変化させ前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることを特徴とする３端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の３端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、
前記有極性の官能基が分極性の官能基であることを特徴とする３端子有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３８】
請求項３２及至３７のいずれかに記載の有機電子デバイスの動作方法に於いて、
前記有機薄膜が基板上で結合固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする有機電子デバイスの動作方法。
【請求項３９】
複数のスイッチ素子が第１の基板上にマトリックス状に配列配置され且つその表面に第１の配向膜が形成されたアレイ基板と、
第２の基板上にマトリックス状に色要素が配列配置され且つその表面に第２の配向膜が形成されたカラーフィルター基板と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜を内側にし対向された前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に封止された液晶とを備えた液晶表示装置において、
前記スイッチ素子は、前記第１の基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、
前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、
前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、
前記有極性の官能基が前記電界の印加を受けて分極することにより、前記ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４０】
複数のスイッチ素子が基板上にマトリックス状に配列配置されたアレイ基板と、
前記アレイ基板と対向する共通電極と、
前記アレイ基板と前記共通電極との間に形成された、電界の印加により発光する蛍光物質から成る発光層とを有するエレクトロルミネッセンス型表示装置において、
前記スイッチ素子は、前記基板上に形成された、
第１の電極と、
前記第１の電極と離隔した第２の電極と、
前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、
前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、
前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、
前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、
前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、
前記有極性の官能基が前記電界の印加を受けて分極することにより、前記ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とするエレクトロルミネッセンス型表示装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載のエレクトロルミネッセンス型表示装置に於いて、
赤色、青色、または緑色の光を発光する３種類の前記蛍光物質が配列配置されカラー表示することを特徴とするエレクトロルミネッセンス型表示装置。
【請求項４２】
請求項３９及至４１のいずれかに記載の表示装置に於いて、
前記有機薄膜が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項４３】
第１の基板上にマトリックス状に配列するように複数個のスイッチ素子を形成して、その表面に第１の配向膜を形成するアレイ基板形成工程と、
第２の基板表面にマトリックス状に色要素を配列配置しカラーフィルターを作製して、その表面に第２の配向膜を形成するカラーフィルター基板形成工程と、
第１の配向膜と第２の配向膜を内側にして前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板を所定の間隔で向かい合わせ、前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に液晶を充填し、前記液晶を封止する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法において、
前記スイッチ素子の形成工程は、
前記第１の基板上に、
第３の電極を形成する工程と、
直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記第１の基板の上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記第１の基板又は前記第３の電極の上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、
前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４４】
基板上にマトリックス状に配列するように複数個のスイッチ素子を形成するアレイ基板形成工程と、
前記アレイ基板上に、電圧の印加で発光する蛍光物質から成る発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層上に共通電極膜を形成する共通電極形成工程と、
を含むエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法において、
前記スイッチ素子の形成工程は、
前記基板上に、
第３の電極を形成する工程と、
直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記基板の上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板又は前記第３の電極の上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、
前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、
前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、を含むことを特徴とするエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載のエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法に於いて、
前記発光層形成工程で赤、青、または緑色の光を発光する３種類の前記発光物質を所定の位置に形成し、カラー表示させることを特徴とするエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法。
【請求項４６】
請求項４３及至４５のいずれかに記載の表示装置の製造方法に於いて、
前記有機薄膜は、有機分子が単分子層状に配列した単分子膜または単分子膜が積層して成る単分子累積膜であることを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャネル部に有機材料を用いた２端子及び３端子電子デバイス（以下、有機電子デバイス）とその製造方法及びその動作方法に関するものである。さらに詳しくは、導電性を有する単分子膜または単分子累積膜あるいは薄膜の導電性変化を利用した有機電子デバイスとその製造方法およびその動作方法に関するものである。また、それを用いた表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子デバイスには、シリコン結晶に代表されるように無機系の半導体材料が用いられている。
有機系の電子デバイス（以下、有機電子デバイス）としては、例えば日本国特許第２０３４１９７号及び第２５０７１５３号等に開示されている。これら各公報に記載されている有機電子デバイスは、印加された電界に応答し端子間に流れる電流をスイッチングする有機電子デバイスである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来より用いられてきた無機結晶では、微細化が進展するに伴い結晶欠陥が問題となり、デバイス性能が結晶に大きく左右される欠点があった。また、フレキシビリティーが悪いという欠点があった。
また、従来例の有機電子デバイスは、電流のスイッチ素子を提供するという所期の目的は達するにしても、高速な応答を要求する電子機器への適用は実現されていない。
【０００４】
本発明では上記に鑑みなされたものであり、その目的は、デバイスの高密化が進展し０．１μｍ以下の微細加工がなされても、結晶性に左右されない有機物質を用いたデバイスを作製することにより高集積化されたデバイスを提供することにある。また、プラスチック基板等に形成することにより、フレキシビリティに優れた有機電子デバイスを提供することにある。
【０００５】
また、電界効果型のスイッチ素子にあっては、高速な応答を要求される電子機器、例えば表示装置、に対しても適用できる、高速な応答性を有するデバイスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、を備えた２端子有機電子デバイスであって、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有し、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、前記光応答性の官能基が光の照射を受けてその空間的な配置を変化させることにより、前記導電ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、前記第１と第２の電極間を電気的に接続するチャネル部が有機薄膜で形成され、前記有機薄膜の導電性が光の照射により変化する有機電子デバイスが提供できる。さらに、前記有機分子が光応答性の官能基を含むことにより光に対する感度が上がり応答速度が高速になる、したがって前記有機薄膜の導電性を高速に変化できる。
光を照射された際の有機薄膜の導電性の変化は、光応答性の官能基の応答による影響が前記導電ネットワークの構造に波及されたため生じたと考えられる。
【０００８】
前記有機薄膜は前記第１と第２の電極間を電気的に接続する導電性の薄膜であり、前記有機薄膜の一部または全部が単分子膜または単分子膜が積層した単分子累積膜であってもよい。
【０００９】
光応答性は光照射により可逆的に分子の状態を変化する特性であり、光応答には分子を構成する原子相互の結合の順序（配列）は同じで空間的な配置を変化するシス−トランス異性化他の光異性化等をも含む。したがって、有機薄膜の導電性の変化は、波長の異なる光の照射の組合せ等で所定の状態に戻すことができる可逆的なものである。
【００１０】
また、導電ネットワークは前記第１と第２の電極間の電気伝導に関与する伝導路を形成する分子の集合体である。さらに、ドーピングにより導電ネットワークにドーパント物質の組み込めば導電率を向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記有機薄膜が有機分子が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、各単分子層を構成する分子の集合群はある程度配向した状態にあり、各分子の重合性基はほぼ平面内に存在するため容易に共役結合させることができ、多数の分子が共役結合で連結された高い導電性の導電ネットワークを形成することが可能になる。さらに、導電ネットワークが平面上に展開されている為、１次元性の鎖状共役系高分子を形成する分子を有機薄膜の材料物質として使用しても２次元的な電気伝導が可能と考えられる。したがって膜厚が薄くても良好な導電性を有する。
【００１３】
また、膜厚が極めて薄くできるため応答速度を向上することができる。また、基板に結合固定されているため耐剥離性等の耐久性に優れ、長期間の使用に対して安定な動作が可能である。したがって、膜厚が薄くとも良好且つ均質な導電性と高速で安定な応答性を有する２端子有機電子デバイスを提供できる。
【００１４】
また、ドーピングを行う際には、ドーパント物質を効果的に導電ネットワークに組み込むことが可能となる。任意の膜厚の有機薄膜を形成する、またはドーピングを行う等により有機薄膜の導電性を容易に調整することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記導電ネットワークの導電率は前記有機薄膜に照射される光の光量により変化することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、有機薄膜に吸収される光のエネルギーを、光の照射強度や照射時間等により調整すれば、導電ネットワークの導電率を変化することが可能である。また、導電率が変化する特性により可変抵抗等の有機電子デバイスを提供できる。
【００１７】
一般的に吸収スペクトルにおいて、光応答性の官能基はそれぞれ固有の吸収特性を有しているので、吸収率の優れた波長の光を用いると効率良くまた高速に導電性を変化させることが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記導電ネットワークの導電率は、有機薄膜に照射される波長の異なる第１の光または第２の光によりそれぞれ第１の導電率または第２の導電率に移行し且つ遮光後もそれぞれ前記第１または第２の導電率が維持されることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、第１と第２の電極間に電圧印加した状態で第１または第２の光を照射し、第１または第２の導電率を有する安定状態間を移行させることにより、導電ネットワークの導電率をスイッチングすることが可能となる。さらに、安定状態が遮光後も維持されるためメモリ機能を有する。
したがって、可変抵抗、スイッチ素子、メモリ素子、または光センサー等の有機電子デバイスを提供できる。
【００２０】
また、第１または第２の導電率は、光を照射する前の状態及び照射される第１または第２の光の光量に依存する為、光強度や照射時間等を調整することによりそれぞれの安定状態の導電率を可変制御できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１及至４のいずれかに記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であることを特徴とする
【００２２】
上記の構成によれば、異性化に伴い前記第１と第２の導電率を有する安定状態をとることが可能となる。また、導電ネットワークの導電率の極めて高速な制御が可能となる。
【００２３】
ここで、安定状態とは、あくまで導電ネットワークが安定且つ所定の導電率を有する状態であればよい。例えば、第１の異性体と第２の異性体とがある比率で存在する場合に導電ネットワークが有する導電率が第１の導電率とし、その状態が第１の導電率を有する安定状態である。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記光異性化する官能基がアゾ基であることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、可視光の照射でトランス型の第１の異性体に、また紫外線の照射でシス型の第２の異性体に異性化され、導電ネットワークの導電率は変化する。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項１及至６のいずれかに記載の２端子有機電子デバイスに於いて、前記導電ネットワークはポリアセチレン型、ポリジアセチレン型、ポリピロール型、ポリチェニレン型、ポリアセン型の共役系よりなる群から選択される１つ以上の共役系を含むことを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、高い導電率の導電ネットワークを有する２端子有機電子デバイスを提供できる。ここに、ポリアセチレンの高分子主鎖の結合構造をポリアセチレン型とする。（以下、ポリアセチレン型。他の高分子についても同様とする）
【００２８】
請求項８に記載の発明は、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極と、を備えた３端子有機電子デバイスであって、前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、前記有極性の官能基の分極により、前記導電ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、前記第３の電極に印加した電圧により前記有機薄膜の導電性が変化する。さらに、有極性の官能基を含むことにより印加された電界に対する感度が高くなり、応答速度が高速になる。したがって前記有機薄膜の導電性の変化が高速になる。
前記有機薄膜に電界が印加された際の前記有機薄膜の導電性の変化は、有極性の官能基の電界応答による影響が前記導電ネットワークの構造に波及された為、生じたと考えられる。
【００３０】
前記有機薄膜は前記第１と第２の電極間を電気的に接続する導電性の薄膜であり、前記有機薄膜の一部または全部が単分子膜または単分子膜が積層した単分子累積膜であってもよい。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、前記有機薄膜が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする。
【００３２】
上記の構成によれば、各単分子層を構成する分子の集合群はある程度配向した状態にあり、各分子の重合性基はほぼ平面内に存在するため容易に共役結合させることができ、多数の分子が共役結合で連結された高い導電性の導電ネットワークを形成することが可能になる。さらに、導電ネットワークが平面上に展開されるため、１次元性の鎖状共役系高分子を形成する分子を単分子膜または単分子累積膜の材料物質として使用しても２次元的な電気伝導が可能と考えられる。したがって有機薄膜の導電性は膜厚が薄くても良好である。
【００３３】
また、膜厚が極めて薄くできるため応答速度を向上することができる。また、基板に結合固定されているため耐剥離性等の耐久性に優れ、長期間の使用に対して安定な動作が可能である。したがって、膜厚が薄くとも良好且つ均質な導電性を有し、且つ高速で安定な応答性を有する３端子有機電子デバイスの製造が可能となる。
【００３４】
また、ドーピングを行う際には、ドーパント物質を効果的に導電ネットワークに組み込むことが可能となる。任意の膜厚の有機薄膜を形成する、またはドーピングを行う等により有機薄膜の導電性を容易に調整することができる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、前記導電ネットワークの導電性は前記有機薄膜に印加される電界により変化することを特徴とする
【００３６】
上記の構成によれば、有機薄膜に印加される電界は前記第３の電極に印加した電圧で制御できる為、印加する電圧により前記導電ネットワークの導電率の制御が可能となる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明は、請求項８及至１０のいずれかに記載の３端子有機電子デバイスに於いて、前記有極性の官能基が電界印加により分極する分極性の官能基であることを特徴とする。
【００３８】
上記の構成によれば、有極性の官能基が電界印加により分極が大きくなる官能基（以下、分極性の官能基）であると、印加電界に対する感度が極めて高くなる為、応答速度も極めて高速になる。
【００３９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の３端子有機電子デバイスに於いて、前記分極性の官能基がカルボニル基、オキシカルボニル基であることを特徴とする。
【００４０】
応答速度を向上する官能基としてカルボニル基またはオキシカルボニル基が適している。
【００４１】
請求項１３に記載の発明は、請求項９及至１２のいずれかに記載の３端子有機電子デバイスに於いて、前記導電ネットワークがポリアセチレン型、ポリジアセチレン型、ポリチェニレン型、ポリピロール型、ポリアセン型の共役系よりなる群から選択される１つ以上の共役系を含むことを特徴とする。
【００４２】
上記の構成によれば、高い導電率の導電ネットワークを有する有機薄膜を備えた３端子有機電子デバイスを提供できる。
【００４３】
請求項１４に記載の発明は、絶縁性の基板上、または任意の基板表面に絶縁膜が形成された絶縁膜付き基板上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板の上に結合固定することにより、前記基板上に形成する成膜工程と、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔する第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００４４】
上記の構成によれば、前記第１と第２の電極を繋ぐチャネル部が導電性の有機材料で形成され、光照射により第１と第２の電極間の導電性を変化する２端子有機電子デバイスを製造できる。
ガラス基板やプラスチック基板等の絶縁性の基板を用いる場合、第１の絶縁膜はなくてもよく、基板上に直接に有機薄膜を形成することができる。
【００４５】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の２端子有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であることを特徴とする。
【００４６】
上記の構成によれば、導電ネットワークの導電率が、波長の異なる第１または第２の光の照射によりそれぞれ第１または第２の導電率に移行し、且つ遮光後もそれぞれ第１または第２の導電率を維持する２端子有機電子デバイスを製造できる。この有機電子デバイスは可変抵抗、スイッチ素子、光センサー素子、またはメモリー素子等として利用できる。
【００４７】
請求項１６に記載の発明は、絶縁性の基板上、または任意の基板表面に第１の絶縁膜が形成された絶縁膜付き基板上に、第３の電極を形成する工程と、直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記基板の上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００４８】
上記の構成によれば、第１と第２の電極を電気的に接続するチャネル部が導電性の有機材料で形成され、第１または第２の電極と第３の電極との電極間の印加電圧により第１と第２の電極間の導電性を変化する３端子有機電子デバイスを製造できる。また、有極性の官能基を含むことにより、電界に対する応答が高速になる。
【００４９】
ガラス基板やプラスチック基板等の絶縁性の基板を用いる場合、第１の絶縁膜はなくてもよく、基板上に直接第３の電極を形成することができる。また第３の電極がシリコン電極等の絶縁性の電極である場合、第２の絶縁膜はなくてもよく、第３の電極を被うように直接有機薄膜を形成することができる。
【００５０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の３端子有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記有極性の官能基が電界印加により分極する分極性の官能基であることを特徴とする。
【００５１】
上記の構成によれば、分極性の官能基は有極性の官能基よりも電界に対する感度が高い為、応答速度が極めて高速な３端子有機電子デバイスを製造できる。
【００５２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１４及至１７のいずれかに記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記有機薄膜は有機分子が単分子層状に配列した単分子膜または単分子膜が複数積層した単分子累積膜であることを特徴とする。
【００５３】
上記の構成によれば、各単分子層を構成する分子の集合群はある程度配向した状態にあり、各分子の重合性基は平面内に存在するため容易に共役結合させることができ、多数の分子が共役結合で連結された導電性の高い導電ネットワークを形成することが可能になる。さらに、導電ネットワークが平面上に展開されている為、１次元性の鎖状共役系高分子を形成する分子を膜材料物質として使用しても２次元的な電気伝導が可能と考えられる。したがって膜厚が薄くても良好な導電性を有する３端子有機電子デバイスの製造が可能となる。
【００５４】
また、膜厚が極めて薄くできるため応答速度を向上することができる。また、基板に結合固定されているため耐剥離性等の耐久性に優れ、長期間の使用に対して安定な動作が可能である。したがって、膜厚が薄くとも良好且つ均質な導電性を有し、且つ高速で安定な応答性を有する有機電子デバイスの製造が可能となる。
【００５５】
また、ドーピングを行う際には、ドーパント物質を効率よく導電ネットワークに組み込むことが可能となる。任意の膜厚の有機薄膜を形成する、またはドーピングを行う等により導電性を簡便に調整することができる。
【００５６】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記成膜工程で化学吸着法またはラングミュア−ブロジェット法を適用することを特徴とする。
【００５７】
上記の構成によれば、基板上に結合固定した単分子膜または単分子累積膜を作製できる。また、任意の膜厚の単分子累積膜を簡便に作製できる。
【００５８】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の有機電子デバイス製造方法に於いて、前記化学吸着法を適用した成膜工程でシラン系界面活性剤を用いることを特徴とする。
【００５９】
上記の構成の如く、シラン系界面活性剤を用いると効率良く成膜できる。
【００６０】
請求項２１に記載の発明は、請求項１４及至１８のいずれかに記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記導電ネットワーク形成工程で、前記有機薄膜を構成する分子相互を重合により、または重合及び該重合後の架橋により共役結合させ導電ネットワークを形成することを特徴とする。
【００６１】
上記の構成によれば、分子の前記重合性基を共役結合で連結させ電気伝導を可能にする導電ネットワークを形成できる。重合の種類としては電解重合、触媒重合、エネルギービームの照射による重合等が利用できる。
【００６２】
また、前記有機薄膜を形成する分子が共役結合で結合する重合性基を複数有する場合、一方の重合性基の重合で形成された高分子に対して、さらに架橋反応を行い他方の重合性基を共役結合させることにより、重合後の構造と異なる構造を有する導電ネットワークを形成できる。この際、重合により形成された高分子の側鎖にある前記他方の重合性基が架橋される結合基である。
【００６３】
例えば、ジアセチレン基を有する分子の集合群からなる単分子膜を形成し、触媒重合を行いさらにエネルギービーム照射により架橋を行うと、極めて高い導電率ポリアセン型の共役系を含む導電ネットワークを形成することができる。
【００６４】
請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記架橋を行う工程が触媒作用による架橋工程、電解作用による架橋工程、エネルギービーム照射作用による架橋工程よりなる群から選択される１つ以上の架橋工程であることを特徴とする。
【００６５】
上記の構成によれば、重合後の高分子が異なる架橋性の結合基を複数有する場合であっても複数回の架橋工程を行い導電ネットワークを形成することができる。
また、架橋に触媒作用、電解作用、エネルギービーム作用による架橋反応が利用できる。
【００６６】
複数回の架橋工程とは、異なる作用による架橋工程の組合せのみではなく、同じ作用であるが反応条件が異なる工程の組合せをも含む。例えば、触媒作用による架橋工程後に第１の種類のエネルギービーム照射による架橋工程を行い、さらに第２の種類のエネルギービーム照射による架橋工程を行う等により導電ネットワークを形成する。
【００６７】
請求項２３に記載の発明は、請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記対電極形成工程を前記導電ネットワーク形成工程前に行うことを特徴とする。
【００６８】
上記の構成によれば、対電極形成工程で形成された前記第１と第２の電極を利用して、電解重合を行うことが可能となる。
【００６９】
請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記有機薄膜を構成する分子の前記重合性基が電解重合性を有する電解重合性基である場合に、前記第１と第２の電極間に電圧を印加し電解重合を行うことを特徴とする。
【００７０】
上記の構成によれば、電解重合性の重合性基（以下、電界重合性基）を有する有機薄膜を構成する分子相互を電解重合して導電ネットワークを形成することが可能である。
【００７１】
また、第１と第２の電極を導電ネットワーク形成工程で使用でき、第１と第２の電極間に電圧を印加して重合を行うことで、導電ネットワークが自己成長的に第１と第２の電極間に形成される。したがって、電極間の導電性が簡便に確保でき、且つ均質な導電率を有する導電ネットワークを形成できる。
【００７２】
請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記電解重合性基がピロール基またはチェニレン基であることを特徴とする。
【００７３】
上記の構成の如く、電解重合性基としてピロール基やチェニレン基が使用できる。電界重合性基としてピロール基またはチェニレン基を有する有機薄膜の分子相互を電解重合して、高い導電性の導電ネットワークを有する有機電子デバイスを製造できる。
【００７４】
請求項２６に記載の発明は、請求項２４に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記電解重合性基がピロール基またはチェニレン基であり、前記有機薄膜が単分子膜である場合、前記対電極形成工程後にピロール基又はチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、且つ前記第１と第２の電極間、及び前記第１または第２の電極と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との電極間にそれぞれ電圧を印加して、前記単分子膜の表面に更にピロール基またはチェニレン基を有する分子から成る被膜を形成し且つ前記単分子膜と前記被膜にそれぞれ導電ネットワークを形成することを特徴とする。
【００７５】
上記の構成によれば、被膜を形成し且つ単分子膜と被膜にそれぞれ導電ネットワークを形成できる。この場合、有機電子デバイスの構成要素である有機薄膜は、それぞれ導電ネットワークを有する単分子膜とポリマー状の被膜からなる。被膜の厚さは電圧を印加している時間に依存するため、時間を調整すれば所定の厚さの被膜を形成できる。また、有機薄膜全体としての前記導電ネットワークの導電率は形成される前記被膜の厚さに依存する。したがって、電圧印加時間を調整することにより所定の導電特性を有する有機電子デバイスを簡便に製造できる。
【００７６】
また、単分子膜と同種の有機分子からなる被膜を形成する場合、単分子膜中にさらに分子が入り込める隙間があればこの隙間へ分子が充填され稠密度が上がる。したがって、より確実且つ良好な導電性を確保できる。
【００７７】
請求項２７に記載の発明は、請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、導電ネットワーク形成工程で、前記重合性基として触媒重合性の触媒重合性基を有する前記有機薄膜を構成する分子相互を触媒重合することを特徴とする。
【００７８】
上記の構成によれば、触媒重合性の重合性基（以下、触媒重合性基）を有する分子群を重合して導電ネットワークを形成することが可能となる。
【００７９】
請求項２８に記載の発明は、請求項２７に記載の有機電子デバイス製造方法に於いて、前記触媒重合性基がピロール基、チェニレン基、アセチレン基、またはジアセチレン基であることを特徴とする。
【００８０】
上記の構成によれば、触媒重合性基としてピロール基、チェニレン基、アセチレン基、またはジアセチレン基を有する有機分子群を触媒重合して、高い導電率の導電ネットワークを有する有機電子デバイスを製造できる。
【００８１】
請求項２９に記載の発明は、請求項２１に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記導電ネットワーク形成工程で、前記重合性基としてエネルギービーム照射により重合するビーム照射重合性基を有する前記有機薄膜を構成する分子相互をエネルギービーム照射により重合することを特徴とする。
【００８２】
上記の構成によれば、エネルギービーム照射により重合が進行する特性（以下、ビーム照射重合性）を有する重合性基（以下、ビーム照射重合性基）を有する分子群を重合し導電ネットワークを形成することが可能である。
エネルギービームには、赤外線、可視光線、紫外線等の光線、Ｘ線等の放射線、または電子線等の粒子線をも含む。
【００８３】
請求項３０に記載の発明は、請求項２９記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記エネルギービーム重合性基がアセチレン基またはジアセチレン基であることを特徴とする。
【００８４】
上記の構成によれば、ビーム照射重合性基としてアセチレン基、またはジアセチレン基を有する有機薄膜の分子相互を重合して、高い導電性の導電ネットワークを有する有機電子デバイスを製造できる。
【００８５】
請求項３１に記載の発明は、請求項２９または３０に記載の有機電子デバイスの製造方法に於いて、前記導電ネットワーク形成工程で前記エネルギービームとして紫外線、遠紫外線、Ｘ線、または電子線を用いることを特徴とする
【００８６】
上記の構成によれば、多くのビーム照射重合性基がこれらのビームの少なくとも１つに対し吸収特性を有する為、様々な種類のビーム照射重合性基を有する分子群に適用できる。ビーム照射重合性基によりそれぞれ吸収特性は異なるので、吸収効率の良いエネルギービームの種類及びエネルギーを選択すれば反応効率を向上できる。
【００８７】
請求項３２に記載の発明は、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜とを備え、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基および光の照射を受けてその空間的な配置を変化させる光応答性の官能基を有し、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成している２端子有機電子デバイスの動作方法であって、前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で前記有機薄膜に光を照射することにより前記光応答性の官能基の空間的な配置を変化させることにより、前記導電ネットワークの共役結合を歪ませ、それによって前記導電ネットワークの導電率を変化させ前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることを特徴とする。
【００８８】
上記の構成によれば、照射された光は光応答性の官能基に吸収され、その応答による影響で導電ネットワークの導電率が変化する。したがって、前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、前記有機薄膜に光を照射することにより前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることができる。
【００８９】
一般的に吸収スペクトルにおいて、光応答性の官能基はそれぞれ固有の吸収特性を有しているので、吸収率の優れた波長の光を用いると効率よくまた高速に導電率を変化させることが可能となる。
【００９０】
請求項３３に記載の発明は、前記光応答性の官能基が光異性化する官能基であり、前記有機薄膜に照射される波長の異なる第１の光または第２の光の照射により前記導電ネットワークの導電率を変化させることを特徴とする２端子有機電子デバイスの動作方法。
【００９１】
上記の構成によれば、有機薄膜に照射される波長の異なる第１の光または第２の光による有機薄膜を構成する分子の異性化により、導電ネットワークの導電率はそれぞれ第１の導電率または第２の導電率に移行し且つ遮光後もそれぞれ第１または第２の導電率が維持される為、前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、前記有機薄膜に第１または第２の光を照射することにより前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることが可能となる。
【００９２】
また、光応答性の官能基が光異性化する官能基であるので、導電ネットワークの導電率を極めて高速に変化できる。
また、異性化の進行は照射された光の光量に依存するため、照射する光の強度または照射時間等を調整することで第１または第２の導電率を可変制御できる。したがって、スイッチング動作する導電率の変化範囲を照射する光の強度または照射時間等で調整できる。
【００９３】
ただし、第１または第２の光の一方が照射されると遮光後も安定状態が維持されるメモリ機能を有する為、スイッチング動作をさせるためには続いて第１または第２の光の他方を照射しなくてはならない。
【００９４】
請求項３４に記載の発明は、請求項３３に記載の２端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、前記光異性化する官能基がアゾ基であることを特徴とする。
【００９５】
上記の構成によれば、可視光の照射でトランス型の第１の異性体に、また紫外線の照射でシス型の第２の異性体に異性化され、導電ネットワークの導電率はそれぞれ第１の導電率または第２の導電率に移行し且つ遮光後もそれぞれ第１または第２の導電率が維持される為、前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、前記有機薄膜に可視光線の照射後に紫外線を照射する、または紫外線を照射後に可視光線を照射することにより前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることが可能となる。
【００９６】
請求項３５に記載の発明は、請求項３３または３４に記載の２端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、前記有機薄膜に照射される前記第１または第２の光としてそれぞれ紫外線または可視光線を用いることを特徴とする。
【００９７】
上記の構成によれば、光異性化する官能基の多くは、紫外線または可視光線の照射により、それぞれ第１の異性体または第２の異性体へ異性化する為、様々な光異性化する官能基に対して適している。
【００９８】
さらに、一般的に吸収スペクトルにおいて、光異性化の官能基はそれぞれ固有の吸収特性を有しているので、吸収効率の優れた波長の光を用いると効率が良く、これにより高速に導電率を変化させることが可能となる。
【００９９】
請求項３６に記載の発明は、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極は前記第１または第２の電極との間に印加された電圧により前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する３端子有機電子デバイスの動作方法であって、前記第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、前記第１または第２の電極と前記第３の電極との間に印加された電圧で前記分極性の官能基を分極させることにより、前記ネットワークの共役結合を歪ませ、それによって前記導電ネットワークの導電率を変化させ前記第１と第２の電極間に流れる電流をスイッチングすることを特徴とする。
【０１００】
上記の構成によれば、印加された電界に感度良く応答する有極性の官能基を有する為、高速な電流のスイッチング動作が可能になる。
【０１０１】
請求項３７に記載の発明は、請求項３６に記載の３端子有機電子デバイスの動作方法に於いて、前記有極性の官能基が分極性の官能基であることを特徴とする。
【０１０２】
上記の構成によれば、分極性の官能基は印加電界に対する感度が極めて高く、したがって極めて高速なスイッチング動作が可能になる。
【０１０３】
請求項３８に記載の発明は、請求項３２及至３７のいずれかに記載の有機電子デバイスの動作方法に於いて、前記有機薄膜が基板上で結合固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする。
【０１０４】
上記の構成によれば、各層を構成する分子群は全体として配向している為、重合により形成される導電ネットワークが平面上に形成することが可能になり、膜厚が薄くとも、良好且つ均質な導電性を有する。さらに、膜厚が非常に薄いため、非常に高速なスイッチング動作が可能である。
また、最下層は基板に結合固定され、耐剥離性等の耐久性に優れている。したがって、安定性、高速性、且つ耐久性に優れたスイッチング動作が可能になる。
【０１０５】
請求項３９に記載の発明は、複数のスイッチ素子が第１の基板上にマトリックス状に配列配置され且つその表面に第１の配向膜が形成されたアレイ基板と、第２の基板上にマトリックス状に色要素が配列配置され且つその表面に第２の配向膜が形成されたカラーフィルター基板と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜を内側にし対向された前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に封止された液晶とを備えた液晶表示装置において、前記スイッチ素子は、前記第１の基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、前記有極性の官能基が前記電界の印加を受けて分極することにより、前記ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする。
【０１０６】
上記の構成によれば、既存の無機系の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ）に代わり、有機系のＴＦＴを用いた液晶表示装置を提供できる。また、有機系のＴＦＴを用いるため高温で処理する工程がなく、プラスチィク基板等の従来使用できなかった基板も使用できることになる。これにより基板選択の幅が広がり、適切な基板の選択で小型化や軽量化等が可能となる。
【０１０７】
請求項４０に記載の発明は、複数のスイッチ素子が基板上にマトリックス状に配列配置されたアレイ基板と、前記アレイ基板と対向する共通電極と、前記アレイ基板と前記共通電極との間に形成された、電界の印加により発光する蛍光物質から成る発光層とを有するエレクトロルミネッセンス型表示装置において、前記スイッチ素子は、前記基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極は、前記第１の電極または前記第２の電極との電極間に電圧を印加することにより前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、前記有機薄膜は、その一方の分子端末が前記基板に結合固定された有機分子を複数含む有機分子群からなり、前記有機分子は、その分子内に重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有し、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基の重合により、互いに共役結合して前記導電ネットワークを形成しており、前記有極性の官能基が前記電界の印加を受けて分極することにより、前記ネットワークの共役結合が歪み、それによって前記導電ネットワークの導電率が制御されることを特徴とする。
【０１０８】
上記の構成によれば、既存の無機系の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ）に代わり、有機系のＴＦＴを用いたエレクトロクミネッセンス型表示装置を提供できる。また、有機系のＴＦＴを用いるため高温で処理する工程がなく、プラスチィク基板等の従来使用できなかった基板も使用できることになる。これにより基板選択の幅が広がり、適切な基板の選択で小型化や軽量化等が可能となる。
【０１０９】
請求項４１に記載の発明は、請求項４０に記載のエレクトロルミネッセンス型表示装置に於いて、赤色、青色、または緑色の光を発光する３種類の前記蛍光物質が配列配置されカラー表示することを特徴とする。
【０１１０】
上記の構成によれば、有機系のＴＦＴを用いたエレクトロクミネッセンス型カラー表示装置を提供できる。
【０１１１】
請求項４２に記載の発明は、請求項３９及至４１のいずれかに記載の表示装置に於いて、前記有機薄膜が基板上に固定された単分子膜または単分子累積膜であることを特徴とする。
【０１１２】
上記の構成によれば、表示速度が極めて高速で且つ動作安定性の高いエレクトロクミネッセンス型表示装置、エレクトロクミネッセンス型カラー表示装置、または液晶表示装置を提供できる。
【０１１３】
請求項４３に記載の発明は、第１の基板上にマトリックス状に配列するように複数個のスイッチ素子を形成して、その表面に第１の配向膜を形成するアレイ基板形成工程と、第２の基板表面にマトリックス状に色要素を配列配置しカラーフィルターを作製して、その表面に第２の配向膜を形成するカラーフィルター基板形成工程と、第１の配向膜と第２の配向膜を内側にして前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板を所定の間隔で向かい合わせ、前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に液晶を充填し、前記液晶を封止する工程と、を含む液晶表示装置の製造方法において、前記スイッチ素子の形成工程は、前記第１の基板上に、第３の電極を形成する工程と、直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記第１の基板の上に、重合により共役結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記第１の基板又は前記第３の電極の上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【０１１４】
上記の構成によれば、既存の無機系の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ）に代わり、有機系のＴＦＴを用いた液晶表示装置を製造できる。また、有機系のＴＦＴを用いるため高温で処理する工程が必要でなくなる。従来使用できなかったプラスチィク基板等も使用することが可能になる。
【０１１５】
請求項４４に記載の発明は、基板上にマトリックス状に配列するように複数個のスイッチ素子を形成するアレイ基板形成工程と、前記アレイ基板上に、電圧の印加で発光する蛍光物質から成る発光層を形成する発光層形成工程と、前記発光層上に共通電極膜を形成する共通電極形成工程と、を含むエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法において、前記スイッチ素子の形成工程は、前記基板上に、第３の電極を形成する工程と、直接または第２の絶縁膜を介して前記第３の電極を覆うように、前記基板の上に、重合により共有結合して導電ネットワークを形成する重合性基およびその分極により前記導電ネットワークの共役結合を歪ませる有極性の官能基を有する有機分子を複数含む有機分子群からなる有機薄膜を、各有機分子の一方の分子端末を前記基板又は前記第３の電極の上に結合固定することにより、形成する成膜工程と、前記有機分子群を構成する前記有機分子相互間において、前記重合性基を重合させることにより、互いに共役結合で結ばれた前記導電ネットワークを形成する導電ネットワーク形成工程と、前記導電ネットワークに接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極とも離隔した第１の電極と第２の電極とを形成する対電極形成工程と、を含むことを特徴とする。
【０１１６】
上記の構成によれば、既存の無機系の薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴ）に代わり、有機系のＴＦＴを用いたエレクトロルミネッセンス型表示装置を製造できる。また、有機系のＴＦＴを用いるため高温で処理する工程がなく、プラスチィク基板等の従来使用できなかった基板も使用することが可能となる。
【０１１７】
請求項４５に記載の発明は、請求項４４に記載のエレクトロルミネッセンス型表示装置の製造方法に於いて、前記発光層形成工程で赤、青、または緑色の光を発光する３種類の前記発光物質を所定の位置に形成し、カラー表示させることを特徴とする。
【０１１８】
上記の構成によれば、有機系のＴＦＴを用いたエレクトロルミネッセンス型カラー表示装置を製造できる。
【０１１９】
請求項４６に記載の発明は、請求項４３及至４５のいずれかに記載の表示装置の製造方法に於いて、前記有機薄膜は、有機分子が単分子層状に配列した単分子膜または単分子膜が積層して成る単分子累積膜である。
【０１２０】
上記の構成によれば、表示速度が極めて高速で且つ動作安定性の高いエレクトロクミネッセンス型表示装置とエレクトロクミネッセンス型カラー表示装置及び液晶表示装置を製造できる。
【０１２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に於いては、有機薄膜が単分子膜である例をもとにして図面を参照しながら詳述する。
【０１２２】
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は、２端子有機電子デバイスの構造の例を模式的に説明した説明図である。図１に基づいて２端子有機電子デバイスの製造方法及び構造を説明する。
【０１２３】
まず、絶縁性の基板上または任意の基板表面に絶縁膜が形成された絶縁膜付き基板上に、光応答性の官能基及び共役結合で結合する重合性基を有する有機分子群から成る単分子膜４を形成し、単分子膜４を構成する分子相互を共役結合させ導電ネットワーク５を形成し、導電ネットワーク５に接触するように、互いに離隔する第１の電極２と第２の電極３とを形成すれば２端子有機電子デバイスが製造できる。
【０１２４】
これにより、基板上に形成された、第１の電極２と、前記第１の電極２と離隔した第２の電極３と、第１の電極２と第２の電極３を電気的に接続する有機薄膜とを備えた２端子有機電子デバイスであって、前記単分子膜４は光応答性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワーク５を有する２端子有機電子デバイスが提供できる。
【０１２５】
図１（ａ）は第１の電極２と第２の電極３が基板１の表面と単分子膜４の側面に接した構造の２端子有機電子デバイスであり、図１（ｂ）は第１の電極２と第２の電極３が単分子膜表面に形成された構造の２端子有機電子デバイスである。
第１の電極２と第２の電極３の形成に於いて、それぞれの電極を形成する物質を蒸着した後、フォトレジストでマスクパターンを形成し、エッチングにより所定の第１の電極２と第２の電極３を形成する場合、異なるマスクパターンを用いることにより図１（ａ）または（ｂ）に示された構造の２端子有機電子デバイスを製造できる。
【０１２６】
図１（ａ）に示された構造であれば、分子内の任意の位置に重合性基を含む有機分子が利用でき、また分子に重合性基が複数存在する場合も第１の電極と第２の電極との間を電気的に接続する複数の導電ネットワークを形成できる。また有機薄膜が単分子累積膜であれば各単分子層に導電ネットワークが形成できる。
また、この構造の２端子有機電子デバイスを製造する際、前記成膜工程より前に前記対電極工程を行ってもよい。
【０１２７】
図１（ｂ）に示された構造であれば、導電ネットワークが基板と反対側の単分子膜表面に存在していないと、導電ネットワークと電極との間の電気伝導が悪くなる。したがって、材料物質としては分子の端末に重合性基を有するものを用いた方がよい。
このような分子を用いた場合、単分子膜の導電ネットワークと電極との接触面積を大きくとれる為、接点抵抗を低減することが可能となり、単分子膜であっても良好な導電性を確保できる利点がある。
【０１２８】
さらに高い導電性が必要であれば、第１の電極２と第２の電極３の電極間に導電ネットワークを有する被膜を形成することができる。例えば、前記前記対電極工程後に、電解重合性の官能基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、第１の電極２と第２の電極３の電極間に第１の電圧を印加し且つ第１の電極２または第２の電極３と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との電極間に第２の電圧を印加すれば、第１の構造の導電ネットワークを有する単分子膜の表面にさらに被膜が形成され且つ被膜を構成する分子相互は電解重合して第２の構造の導電ネットワークが形成される。
【０１２９】
また被膜を形成する際、電解重合性の官能基を含む物質を塗布し、第１の電極１２と第２の電極１３との間に電圧を印加すれば、同様に導電ネットワークを有するポリマー膜状の被膜を形成できる。
【０１３０】
有機薄膜を構成する有機分子が単分子層状に配列した単分子膜を含まない有機薄膜であれば、図１（ａ）、（ｂ）のどちらの構造であっても上記のような差はない。
【０１３１】
２端子有機電子デバイスの光照射による導電率の時間変化及びスイッチング動作を図２に基づいて説明する。
【０１３２】
図２（ａ）は、有機薄膜に一定強度の光を照射した場合の照射時間による導電率の変化を定性的に示した模式図である。
照射された光の光量が照射光強度と照射時間の積に比例すると考えると、横軸として有機薄膜に照射された光量をとる、光の強度が一定の条件下での時間をとる、または照射時間が一定の条件下での光強度をとることは等価である。以下、光の強度が一定の場合について記述する。また、導電性の変化は、第１と第２の電極間に一定電圧を印加した状態での電流の変化で記述する。
【０１３３】
導電ネットワークの導電性は照射とともに変化しある一定の値となる。図２（ａ）の場合とは異なり、変化するために十分な時間、光が照射されたとき、電流値が０Ａに至るものであってもよい。さらに、図２（ａ）は光照射により電流値が減少する場合を示しているが、増加するものであってもよい。これらは有機薄膜の構成物質や構造または導電ネットワークの構造等に依存する。
【０１３４】
次に、図２（ｂ）は、光官能性の官能基が光異性化する官能基であり、第１または第２の光照射による異性化に伴うそれぞれ第１と第２の導電率を有する安定状態間の移行によるスイッチング動作の概念図である。図２（ｂ）のラインＬ１とラインＬ２はそれぞれ第１と第２の光が照射中（Ｐ1ON、Ｐ2ON）または遮光中（Ｐ1OFF、Ｐ2OFF）の照射状態を表す。図２（ｂ）のラインＬ３はその応答を表し、第１の光が照射された際の電流値がＩ1、第２の光が照射された際の電流値がＩ2である。
【０１３５】
第１と第２の電極間に電圧を印加した状態で、第１と第２の電極間に流れる電流のスイッチングを表している。図２（ｂ）のラインＬ３にから、第１の光及び第２の光をトリガとした電流のスイッチングであり、リセット−セット型（Ｒ−Ｓ型）フリップフロップと同様の動作であることがわかる。
【０１３６】
ただし、図２（ｂ）では、異なる異性体の一方のみを含む場合を第１の導電率を有する安定状態とし、また他方のみを含む場合を第２の導電率を有する安定状態とした。つまり、完全に異性化した２つの状態が第１または第２の導電率を有する安定状態である。この場合、第１の安定状態に第１の光をさらに照射しても導電率を変化することはない。第２の安定状態についても同様である。
【０１３７】
（実施の形態２）
上記実施の形態１において、第１と第２の電極間の電流のスイッチ素子としての動作を例示したが、光照射により有機薄膜の導電性が変化するので、光制御の可変抵抗として利用できる。
【０１３８】
光応答性の官能基として光異性化する官能基を有する分子群から成る有機薄膜の場合、第１と第２の電極間に一定電流を流した状態または一定電圧を印加した状態で、第１または第２の光を照射し、第１と第２の電極間の電圧変化または電流変化を読み出すことにより光センサーとして、あるいは照射時間と共にそれぞれ電圧変化または電流変化を読み出せば照度計の受光素子としての利用も可能である。ただしこの際、第１または第２の光の一方を状態を初期化する光として用い、他方の光の照射後に有機薄膜の導電性を初期化する必要がある。
【０１３９】
また、異性化に伴う２つの異性体の状態間を移行し、その異性体の状態が遮光後も維持されるのでメモリー素子としての利用も可能である。
【０１４０】
（実施の形態３）
図３（ａ）（ｂ）は、３端子有機電子デバイスの構造の例を模式的に説明した説明図である。図３に基づいて３端子有機電子デバイスの製造方法及び構造を説明する。
【０１４１】
まず、絶縁性の基板上、または任意の基板１１表面に絶縁膜１８が形成された絶縁膜付き基板上に第３の電極１７を形成する。次に、直接または絶縁膜１９を介して前記第３の電極１３を覆うように、有極性の官能基及び共役結合で結合する重合性基を有する有機分子群から成る有機薄膜１４を形成する。次に、前記有機薄膜１４を構成する分子相互を共役結合させ導電ネットワーク１５を形成する。次に、前記導電ネットワーク１５に接触するように、互いに離隔し且つ第３の電極１７とも離隔した第１の電極１２と第２の電極１３とを形成すれば３端子有機電子デバイスが製造できる。
【０１４２】
これにより、基板上に形成された、第１の電極１２と、前記第１の電極１２と離隔した第２の電極１３と、前記第１の電極１２と第２の電極１３を電気的に接続する有機薄膜１４と、前記基板１１と前記有機薄膜１４の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極１７と、を備えた３端子有機電子デバイスであって、前記第３の電極１７は、前記第１の電極または前記第２の電極と前記第３の電極間の電圧印加により前記有機薄膜に作用させる電界を制御できる電極であり、前記有機薄膜１４は、有極性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワークを有する３端子有機電子デバイスが提供できる。
【０１４３】
図３（ａ）は第１の電極１２と第２の電極１３が、基板１１上の絶縁膜１８の表面と単分子膜１４の側面に接した構造の３端子有機電子デバイスであり、図３（ｂ）は第１の電極１２と第２の電極１３が単分子膜表面に形成された構造の３端子有機電子デバイスである。第１の電極１２と第２の電極１３の形成に於いて、電極を形成する物質を蒸着した後、フォトレジストでマスクパターンを形成し、エッチングにより所定の第１の電極２と第２の電極３を形成する場合、異なるマスクパターンを用いることにより図３（ａ）または（ｂ）の構造の３端子有機電子デバイスを製造できる。
【０１４４】
図３（ａ）に示された構造であれば、任意の位置に重合性基を含む有機分子が利用でき、また分子に重合性基が複数存在する場合も第１と第２の電極間を電気的に接続する複数層の導電ネットワークを形成できる。さらに単分子累積膜であれば、各単分子層に導電ネットワークを形成できる。
【０１４５】
図３（ｂ）に示された構造であれば、導電ネットワークが基板と反対側の単分子膜表面に存在していないと、導電ネットワークと電極との間の電気伝導が悪くなる。したがって、材料物質としては分子の端末に重合性基を有するものを用いた方がよい。
【０１４６】
このような分子を用いた場合、単分子膜の導電ネットワークと電極との接触面積を大きくとれる為、接点抵抗を低減することが可能となり、単分子膜であっても良好な導電性を確保できる利点がある。
【０１４７】
さらに高い導電性が必要であれば、第１の電極１２と第２の電極１３の電極間に導電ネットワークを有する被膜を形成することができる。例えば、前記前記対電極工程後に、電解重合性の官能基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、前記第１の電極１２と第２の電極１３の電極間に第１の電圧を印加し且つ前記第１の電極１２または第２の電極１３と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との電極間に第２の電圧を印加すれば、第１の構造の導電ネットワークを有する単分子膜または単分子累積膜の表面にさらに被膜が形成され且つ前記被膜を構成する分子相互は電解重合して第２の構造の導電ネットワークが形成される。
【０１４８】
また、被膜を形成する際、電解重合性の官能基を含む物質を塗布し、第１と第２の電極間に電圧を印加すれば、同様に導電ネットワークを有するポリマー膜状の被膜を形成できる。
【０１４９】
有機薄膜を構成する有機分子が単分子層状に配列した単分子膜を含まない有機薄膜であれば、図３（ａ）、（ｂ）のどちらの構造であっても上記のような差はない。
【０１５０】
次に、この３端子有機電子デバイスの電界印加による導電率の時間変化及びスイッチング動作を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、第３の電極１７に電圧を印加した場合の導電率の変化を定性的に示した模式図である。第３の電極１３に印加した電圧は有機薄膜に作用された電界に比例すると考えると、横軸として印加電界または第３の電極１７の印加電圧をとることは等価であるので以下、印加電圧を用いて記述する。また導電ネットワークの導電率の変化は、第１の電極１２と第２の電極１３との間に一定電圧を印加した状態での電流の変化で記述する。
【０１５１】
導電ネットワークの導電率は第３の電極１７に印加された電圧により変化し、印加電圧の増加とともにある一定の値に収束していくことがわかる。つまり第３の電極に電圧が印加されていないときの導電率と収束した導電率との範囲内で、第３の電極の印加電圧で導電率を制御できる。
【０１５２】
図４に於いて、電圧印加中の電流が０Ａの場合を示しているが、電圧印加中のオン電流または電圧印加されていないオフ電流のいずれか一方が０Ｖの場合に限定されるものではない。また、電圧印加により電流値が減少する場合を例示したが、電流が増加するものであっても良い。これらは有機薄膜の構成や導電ネットワークの構造等に依存する。
【０１５３】
電圧を印加していない第１の導電率を有する安定状態と所定の電圧を印加した第２の導電率を有する安定状態との状態間の移行により、導電ネットワークの導電率のスイッチングが可能となる。
【０１５４】
図４（ｂ）は３端子有機電子デバイスのスイッチング動作の概念図であり、第１の電極１２と第２の電極１３との電極間に電圧を印加した状態での、所定の電圧印加状態（ＶON）のオン電流（ＩV=ON）と電圧を印加していない状態（ＶOFF）のオフ電流（ＩV=OFF）がスイッチング動作することを示している。
したがって、図４（ｂ）から、第３の電極１７に印加される所定の電圧のオン・オフで、電流をスイッチングできることがわかる。
【０１５５】
電圧のオン・オフによるスイッチングの場合を示したが、第３の電極１７に第１の電圧を印加した場合の電流値と第２の電圧を印加した場合の電流値との間のスイッチングも可能である。
【０１５６】
上記において、第１と第２の電極間の電流をスイッチングするスイッチ素子を例示したが、電界制御の可変抵抗としても利用できる。
【０１５７】
（実施の形態４）
第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ且つそれぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第１または第２の電極と前記第３の電極間の印加電圧により前記有機薄膜に作用される電界を制御できる電極であり、前記有機薄膜は有極性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワークを有することを特徴とする３端子有機電子デバイスをスイッチ素子とし、第１の基板上にマトリックス状に配列するように複数個の前記スイッチ素子を形成して、その表面に第１の配向膜を形成するアレイ基板形成工程と、第２の基板表面にマトリックス状に色要素を配列配置しカラーフィルターを作製して、その表面に第２の配向膜を形成するカラーフィルター基板形成工程と、第１の配向膜と第２の配向膜を内側にして前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板を所定の間隔で向かい合わせ、前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に液晶を充填し、前記液晶を封止する工程により、液晶表示装置を製造できる。
【０１５８】
これにより、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ且つそれぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第１または第２の電極と前記第３の電極間の印加電圧により前記有機薄膜に作用される電界を制御できる電極であり、前記有機薄膜は有極性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワークを有することを特徴とする３端子有機電子デバイスをスイッチ素子として用いた液晶表示装置であって、複数の前記スイッチ素子が第１の基板上にマトリックス状に配列配置され且つその表面に第１の配向膜が形成されたアレイ基板と、第２の基板上にマトリックス状に色要素が配列配置され且つその表面に第２の配向膜が形成されたカラーフィルター基板と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜を内側にし対向された前記アレイ基板と前記カラーフィルター基板との間に封止された液晶と、を有する液晶表示装置を提供する。
（実施の形態５）
第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ且つそれぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極が前記第１または第２の電極との間に印加する電圧により前記有機薄膜に作用させる電界を制御るる電極であり、前記有機薄膜は有極性の官能基を有する有機分子群からなり、且つ前記有機分子群の分子相互が共役結合して導電ネットワークを形成していることを特徴とする３端子有機電子デバイスをスイッチ素子とし、基板上にマトリックス状に配列するように複数個の前記スイッチ素子を形成するアレイ基板形成工程と、前記アレイ基板上に、電圧の印加で発光する蛍光物質から成る発光層を形成する発光層形成工程と、前記発光層上に共通電極膜を形成する共通電極形成工程と、によりエレクトロルミネッセンス型表示装置が製造できる。
【０１５９】
これにより、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ且つそれぞれと絶縁された第３の電極とを備え、前記第３の電極が前記第１または第２の電極との間に印加する電圧により前記有機薄膜に作用させる電界を制御する電極であり、前記有機薄膜は有極性の官能基を有する有機分子群からなり、且つ前記有機分子群の分子相互が共役結合して導電ネットワークを形成していることを特徴とする３端子有機電子デバイスをスイッチ素子として用いたエレクトロルミネッセンス型表示装置であって、複数の前記スイッチ素子が基板上にマトリックス状に配列配置されたアレイ基板と、前記アレイ基板と対向する共通電極と、前記アレイ基板と前記共通電極との間に形成された、電界の印加により発光する蛍光物質から成る発光層と、を有するエレクトロルミネッセンス型表示装置を提供する。
【０１６０】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明の内容を具体的に説明する。
【０１６１】
（実施例１）
まず、重合により共役結合して導電ネットワークを形成するアセチレン基（−Ｃ≡Ｃ−）と、光異性化する官能基であるアゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）と、基板表面の活性水素（例えば水酸基（−ＯＨ））と反応するクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）とを含む化学式（１）の物質を用い、
【化１】
0003703380.tif 000002
脱水したジメチルシリコーン系の有機溶媒で１％に薄めて化学吸着液を調製した。
【０１６２】
次に、単分子膜を形成する部分を残してフォトレジストでマスクパターン形成した絶縁性の基板２１（ガラス基板）を前記化学吸着液に浸漬して化学吸着を行い、前記マスクパターン開口部に選択的に化学吸着を行い、さらに表面に残った未反応の前記物質をクロロフォルムで洗浄除去し、続いて前記フォトレジストのマスクパターンを除去して、前記物質よりなる単分子膜２４を選択的に形成した。化学吸着を行う際、マスクパターン開口部のガラス基板１１表面には活性水素を含む水酸基が多数存在するので、前記物質のクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）は水酸基と脱塩酸反応し、基板２１表面に共有結合した化学式（２）で構成される単分子膜２４が形成されている。（図５（ａ））
【化２】
0003703380.tif 000003
【０１６３】
その後、トルエン溶媒中でチグラーナッタ触媒を用いて前記単分子膜内の前記アセチレン基を重合してポリアセチレン型の導電ネットワーク２５を形成した。（図５（ｂ））
【０１６４】
次に、全面にニッケル薄膜を蒸着形成し、ホトリソグラフィ法を用いてギャップ間距離が１０μｍで長さが３０μｍの第１の電極２２及び第２の電極２３をエッチングして形成した。
【０１６５】
これらにより、基板２１上に形成された、第１の電極２２と、第２の電極２３と、第１の電極２２と第２の電極２３を電気的に接続する単分子膜とを備えた２端子有機電子デバイスであって、単分子膜２４はアゾ基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互がポリアセチレン型に共役結合した導電ネットワーク２５を有する２端子有機電子デバイスを製造した。（図５（ｃ））
【０１６６】
このデバイスでは、第１の電極２２と第２の電極２３との電極間はポリアセチレン型の導電ネットワーク２５で接続されているので、前記第１の電極２２と第２の電極２３との間に数ボルトの電圧を印加すると数ナノアンペアの電流（１Ｖで２ｎＡ程度）が流れた。ただし、測定前に単分子膜２４には可視光線を照射している。
【０１６７】
次に、引き続き単分子膜２４に紫外線を照射すると、アゾ基がトランス型からシス型に転移して、電流値がほぼ０Ａとなった。また、その後、可視光線を照射すると、アゾ基がシス型からトランス型に転移して元の導電性が再現された。
【０１６８】
なお、このような紫外線の照射による導電性の低下は、アゾ基の光異性化（トランス型からシス型への転移）により、単分子膜２４内のポリアセチレン型の共役結合が歪み導電ネットワーク２５の導電率が低下することにより生じるものと考えられる。
【０１６９】
すなわち、光照射により、導電ネットワーク２５の導電率を制御して第１の電極２２と第２の電極２３との電極間に流れる電流をスイッチングできた。
【０１７０】
なお、ポリアセチレン型の共役系を導電ネットワーク２５として用いる場合、重合度が低いと抵抗が高くなる。すなわち、オン電流が低くなるが、その場合には、電荷移動性の官能基を有するドーパント物質（例えば、アクセプタ分子としてハロゲンガスやルイス酸、ドナー分子としてアルカリ金属やアンモニウム塩）を導電ネットワーク２５に拡散する、すなわちドーピングすることで、オン電流を大きくできた。例えば、この単分子膜２４に沃素をドープした場合、第１の電極２２と第２の電極２３との間に１Ｖの電圧を印加すると０．２ｍＡの電流が流れた。
【０１７１】
ここで、基板として金属等の導電性の基板を用いる場合には、導電性の基板表面に絶縁性の薄膜を介して単分子膜を形成しておけばよい。なお、このような構造では、基板自体が帯電することがないので、有機電子デバイスの動作安定性が向上した。
【０１７２】
なお、より大きなオン電流を必要とする場合には、第１の電極２２と第２の電極２３との電極間距離を小さくするか、電極幅を広げればよい。さらに大きなオン電流を必要とする場合には、単分子膜を累積する、または第１の電極２２と第２の電極２３との間に導電ネットワークを有する被膜を形成しておけばよい。
【０１７３】
上記実施例１では、導電ネットワークの形成に触媒重合法を用いたが、電解重合法、または光や電子線やＸ線等のエネルギービーム照射による重合法を用いて、同様に導電ネットワークを形成できた。
【０１７４】
また、導電ネットワークとしてポリアセチレン型の共役系以外に、ポリジアセチレン型、ポリアセン型、ポリピロール型、ポリチェニレン型等の共役系が利用できた。なお、触媒重合を行う際には、重合性基として前記アセチレン基以外にピロール基、チェニレン基、ジアセチレン基等が適していた。
【０１７５】
さらに、単分子膜または単分子累積膜の作製には、化学吸着法以外に、ラングミュアーブロジェット法が適用できた。
【０１７６】
また、前記有機薄膜を構成する分子相互を重合する前記導電ネットワーク形成工程の前に、前記第１と第２の電極を形成する前記対電極形成工程を行うと、導電ネットワークの作製に際して、前記第１と第２電極を電解重合に利用できた。すなわち、電解重合性の官能基としてピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る前記有機薄膜の前記第１と第２の電極間に電圧を印加して、第１と第２の電極間の有機薄膜を選択的に電解重合できた。
【０１７７】
基板上にピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る単分子膜と第１の電極と、第２の電極とを形成した後に、ピロール基またはチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、且つ前記第１の電極と第２の電極との間に第１の電圧を印加し、さらに前記第１または第２の電極と前記有機溶媒に接触し前記単分子膜の上方に配置された外部電極との電極間に第２の電圧を印加して、前記単分子膜の表面にさらに被膜を形成すると同時に前記単分子膜と前記被膜にそれぞれ導電ネットワークを形成できた。この場合、有機電子デバイスは、それぞれに導電ネットワークを有する単分子膜部とポリマー膜状の被膜部とからなる有機薄膜を備えている。
【０１７８】
また、基板上に、ピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る単分子膜と第１の電極と第２の電極とを形成し、単分子膜に第１の構造の導電ネットワークを形成した後に、ピロール基またはチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬し、第１と第２の電極間に第１の電圧を印加し、且つ前記第１または第２の電極と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との電極間に第２の電圧を印加して、ポリピロール型またはポリチェニレン型の導電ネットワークが形成された単分子膜の表面にさらに被膜を形成すると同時に前記被膜にもポリピロール型またはポリチェニレン型の第２の構造の導電ネットワークを形成できた。この場合、有機電子デバイスは、それぞれに導電ネットワークを有する単分子膜部とポリマー膜状の被膜部とからなる有機薄膜を備えている。
【０１７９】
また、重合性基としてエネルギービームにより重合する官能基であるアセチレン基やジアセチレン基等を有する有機分子群から成る単分子膜または単分子累積膜に、紫外線、遠紫外線、電子線またはＸ線等のエネルギービームを照射して、単分子膜または単分子累積膜の分子相互を重合させ、導電ネットワークを形成できた。
【０１８０】
なお、単分子膜の材料として使用できる物質は、一般に化学式（３）で示される物質であり、本実施例１と同様にして使用できる。
【化３】
0003703380.tif 000004
ここで、Ａは共役結合で結合して導電ネットワークを形成する官能基、Ｂは光応答性の官能基、Ｄはハロゲン原子、イソシアネート基、またはアルコキシル基等の基板表面の活性水素と反応する原子または官能基、Ｅは水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、または他のアルキル基、等の官能基である。また、ｍ、ｎは整数であり、ｍ＋ｎは２以上２５以下、特に好ましくは１０以上２０以下である。さらに、ｐは整数であり、１、２、または３である。
【０１８１】
さらに詳しくは、化学式（４）から（７）で表される物質等が使用できた。
【化４】
0003703380.tif 000005
【化５】
0003703380.tif 000006
【化６】
0003703380.tif 000007
【化７】
0003703380.tif 000008
ここで、ｍ，ｎは整数であり、ｍ＋ｎは２以上２５以下である。
【０１８２】
（実施例２）
まず、電解重合により導電ネットワークを形成するピロール基（Ｃ4Ｈ4Ｎ−）と、分極性の官能基であるオキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）と、基板表面の活性水素（例えば水酸基（−ＯＨ））と反応するクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）とを有する化学式（８）の物質を用い、
【化８】
0003703380.tif 000009
脱水したジメチルシリコーン系の有機溶媒で１％に薄めて化学吸着液を調製した。
【０１８３】
次に、絶縁性のポリイミド基板３１（あるいは導電性のメタル基板表面に第１の絶縁膜、例えばシリカ膜３８を介してでも良い）表面にアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、フォトリソグラフィ法を適用し長さが１５μｍで幅が４０μｍの第３の電極２３をエッチング形成した。さらに前記Ａｌ製の第３の電極３７を電解酸化して表面に絶縁性のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）膜３９を形成した。（図６（ａ））
【０１８４】
次に、単分子膜を形成する部分を残してレジストでマスクパターンを形成した後、前記吸着液に浸漬して化学吸着を行い、前記マスクパターン開口部に選択手的に化学吸着を行い、さらに表面に残った未反応の前記物質をクロロホルムで洗浄除去し、続いて前記レジストのマスクパターンを除去して、前記物質よりなる単分子膜３４を選択的に形成した。（図６（ｂ））
【０１８５】
このとき、開口部の基板３１表面（シリカ膜３８およびＡｌ2Ｏ3膜３９表面）には活性水素を含む水酸基が多数存在するので、前記物質のクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）が水酸基と脱塩酸反応を生じて基板３１表面に共有結合した化学式（９）で示される分子で構成された単分子膜３４が形成された。
【化９】
0003703380.tif 000010
【０１８６】
次に、全面にニッケル薄膜を蒸着形成した後、ホトリソグラフィ法を適用しギャップ間距離が１０μｍ長さが３０μｍの第１の電極２２及び第２電極２３を第３の電極３７を挟むようにエッチングして形成した。（図２（ｃ））
次に、アセトニトリル溶液中に浸漬し、第１及び第２電極間に５Ｖ／ｃｍ程度の電界を印加し、電解重合により導電ネットワーク３５を第１の電極２２及び第２の電極２３の電極間を接続するように形成した。このとき、電界の方向に沿って共役結合が自己組織的に形成されて行くので、完全に重合が終われば、第１の電極２２と第２の電極２３とは導電ネットワーク３５で電気的に接続されていることになる。（図６（ｃ））
最後に、第３の電極３７を基板３１側から取り出して、３端子有機電子デバイスを製造できた。
【０１８７】
この３端子有機電子デバイスでは、第１の電極２２と第２の電極２３との間は、ポリピロール型の導電ネットワーク３５で接続されているので、ＢＦ−イオンをドープした後、第１の電極２２と第２の電極２３との間に１Ｖの電圧を印加し、且つ第１の電極２２と第３の電極２７との間の電圧を０Ｖにすると、０．５ｍＡ程度の電流が流れた。
【０１８８】
次に、第１の電極２２と第２の電極２３との間に１Ｖの電圧を印加した状態で、第１の電極２２と第３の電極３７との間に５Ｖの電圧を印加すると、第１の電極２２と第２の電極２３との電極間の電流値がほぼ０Ａとなった。その後、第１の電極２２と第３の電極２７との間の電圧を５Ｖから０Ｖにもどすと元の導電性が再現された。
【０１８９】
このような導電性の低下は、第３の電極３７と第１の電極２２との電極間に５Ｖの電圧を印加した際、有極性の官能基であるオキシカルボニル基（−ＯＣＯ−）の分極が大きくなることにより、ポリピロール型の共役系が歪み導電ネットワーク３５の導電率が低下することにより生じた考えられる。
【０１９０】
すなわち、第１の電極２２と第３の電極３７との間に印加された電圧で、前記導電ネットワークの導電率を制御して第１の電極２２と第２の電極２３との間に流れる電流をスイッチングできた。
ここで、有極性の官能基が分極性のオキシカルボニル基であると、スイッチングを極めて高速で行えた。オキシカルボニル基以外に、カルボニル基等の官能基を有する分子を使用できた。
【０１９１】
また、導電ネットワークとしてポリアセチレン型、ポリジアセチレン型、ポリアセン型、ポリピロール型、ポリチェニレン型の共役系が使用でき、導電率が高かった。
また、導電ネットワークを形成する共役結合で結合する重合性基として、電解重合性の官能基であるピロール基以外に、チェニレン基が利用できた。なお、重合方法を変えれば、アセチレン基、ジアセチレン基を有する物質も利用できた。
【０１９２】
単分子膜または単分子累積膜の作製には、化学吸着法以外に、ラングミュアーブロジェット法を使用できた。
【０１９３】
また、有機薄膜を重合する工程の前に、第１の電極２２と第２の電極２３を形成する工程を行うと、導電ネットワークの作製に際して、第１の電極２２と第２の電極２３を電解重合に利用できた。すなわち、電解重合性の官能基としてピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る有機薄膜の第１の電極２２と第２の電極２３との電極間に電圧を印加し第１の電極２２と第２の電極２３との電極間の有機薄膜を選択的に電解重合できた。
【０１９４】
基板上に第３の電極３７とピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る単分子膜３４と、第１の電極と、第２の電極とを形成した後に、ピロール基またはチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬して、第１の電極２２と第２の電極２３との間に第１の電圧を印加し、且つ第１の電極２２または第２の電極２３と前記有機溶媒に接触し単分子膜３４の上方に配置された外部電極との電極間に第２の電圧を印加して、単分子膜３４の表面に被膜を形成すると同時に単分子膜と被膜のそれぞれにポリピロール型またはポリチェニレン型の導電ネットワークを形成できた。この場合、有機電子デバイスは、それぞれに導電ネットワークを有する単分子膜部とポリマー膜状の被膜部とからなる有機薄膜を備えている。
【０１９５】
また、基板上に第３の電極とピロール基またはチェニレン基を有する有機分子群から成る単分子膜と第１の電極と第２の電極とを形成し、単分子膜にポリピロールまたはポリチェニレン型の第１の構造の導電ネットワークを形成した後に、ピロール基またはチェニレン基を含む物質を溶かした有機溶媒中に浸漬して、第１の電極と第２の電極との間に第１の電圧を印加し、且つ前記第１または第２の電極と前記有機溶媒に接触し前記有機薄膜の上方に配置された外部電極との間に第２の電圧を印加して、導電ネットワークが形成された単分子膜の表面にさらに被膜を形成すると同時に被膜にポリピロール型またはポリチェニレン型の第２の構造の導電ネットワークを形成できた。この場合、有機電子デバイスは、それぞれに導電ネットワークを有する単分子膜部とポリマー膜状の被膜部とから成る有機薄膜を備えている。
【０１９６】
導電ネットワークの形成において電解重合以外では、重合性基として触媒重合性の官能基であるピロール基、チェニレン基、アセチレン基、またはジアセチレン基等を有する単分子膜または単分子累積膜の分子相互を触媒重合して、導電ネットワークを形成できた。
さらにまた、重合性基としてアセチレン基、ジアセチレン基等のビーム照射重合性基を有する有機分子群から成る単分子膜または単分子累積膜に、紫外線、遠紫外線、電子線またはＸ線等のエネルギービームを照射して、有機分子相互を重合し導電ネットワークを形成できた。
【０１９７】
（実施例３）
上記実施例２と同様の方法で、複数の有機電子デバイスを液晶の動作スイッチとしてアクリル基板表面に配列配置してＴＦＴアレイ基板を作製し、さらにその表面に配向膜を作製した。
次に、スクリーン印刷法を用いてシール接着剤を封口部を除いてパターン形成した後、プレキュアーしてカラーフィルター基板の配向膜面を向かい合わせにし、貼り合わせて圧着し前記パターン形成された接着剤を硬化させ、液晶セルを作製した。
最後に、所定の液晶を真空注入して封止すると、液晶表示装置を製造できた。
【０１９８】
この方法では、ＴＦＴアレイの製造において、基板加熱の必要がないので、アクリル基板のようなガラス転移（Ｔｇ）点が低い基板を用いても十分高画質なＴＦＴ型液晶表示装置を製造できた。
【０１９９】
（実施例４）
上記実施例２と同様の方法で、複数の３端子有機電子デバイスを液晶の動作スイッチとしてアクリル基板表面に配列配置してＴＦＴアレイ基板を作製した。その後、公知の方法を用いて前記３端子有機電子デバイスのに接続される画素電極を形成し、ＴＦＴアレイ基板上に電界が印加されると発光する蛍光物質から成る発光層を形成し、ＴＦＴアレイ基板に対向する透明共通電極を発光層上に形成して、エレクトロルミネッセンス型カラー表示装置を製造できた。
【０２００】
発光層を形成する際、赤、青、緑色の光を発光する３種類の素子をそれぞれ所定の位置に形成することにより、エレクトロルミネッセンス型カラー表示装置が製造できた。
【０２０１】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明では第１に、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、を備えた２端子有機電子デバイスであって、前記有機薄膜は、光応答性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワークを有する２端子有機電子デバイスを提供できる効果がある。
【０２０２】
第２に、基板上に形成された、第１の電極と、前記第１の電極と離隔した第２の電極と、前記第１と第２の電極を電気的に接続する有機薄膜と、前記基板と前記有機薄膜の間に挟まれ、それぞれと絶縁された第３の電極とを備えた３端子有機電子デバイスであって、前記第３の電極は前記第１の電極または前記第２の電極と前記第３の電極間の電圧印加により前記有機薄膜に作用させる電界を制御できる電極であり、前記有機薄膜は有極性の官能基を有する有機分子群からなり、前記有機分子群を構成する分子相互が共役結合した導電ネットワークを有する３端子有機電子デバイスを提供できる効果がある。
【０２０３】
第３に、有極性の官能基を有する材料物質を使用する３端子有機電子デバイスにより、従来例に比べ極めて高速なスイッチングを行う有機系ＴＦＴを提供できる効果がある。したがって、３端子有機電子デバイスを表示素子の動作スイッチとして用いた液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス型表示装置等を提供できる効果がある。
【０２０４】
第４に、本発明の３端子有機電子デバイス動作スイッチを基板表面に配列配置してアレイ基板を形成する際、高温で処理する工程が含まれない為、フレキシビリティーに優れたプラスチック基板等を使用した表示装置を提供できる効果がある。
【０２０５】
【図面の簡単な説明】
【図１】２端子有機電子デバイスの構造を分子レベルまで拡大した断面概念図であり、
（ａ）は第１と第２の電極が基板に直接形成された構造の断面概念図、
（ｂ）は第１と第２の電極が有機薄膜上に形成された構造の断面概念図である。
【図２】光照射に対する２端子有機電子デバイスの導電性の変化を説明する概念図であり、
（ａ）は光照射に対する有機薄膜の導電性の変化を説明する概念図、
（ｂ）は光異性化に伴うスイッチング動作を説明する概念図である。
【図３】３端子有機電子デバイスの構造を分子レベルまで拡大した断面概念図であり、
（ａ）は第１と第２の電極が基板に直接形成された構造の断面概念図、
（ｂ）は第１と第２の電極が有機薄膜上に形成された構造の断面概念図である。
【図４】印加電界に対する３端子有機電子デバイスの導電性の変化を説明する概念図であり、
（ａ）は導電ネットワークの導電率と第３の電極に印加された電圧との依存性を説明する概念図、
（ｂ）は第３の電極への電圧印加の有無によるスイッチング動作を説明する概念図である。
【図５】実施例１における２端子有機電子デバイスの製造プロセスを説明するための工程断面概念図であり、
（ａ）は単分子膜を形成した状態を分子レベルまで拡大した断面概念図、
（ｂ）は重合により導電ネットワークを形成した状態を分子レベルまで拡大した断面概念図である。
【図６】実施例３における３端子有機電子デバイスの製造プロセスを説明するための工程断面概念図であり、
（ａ）は第３の電極を形成した状態を拡大した断面概念図、
（ｂ）は単分子膜を形成した状態を分子レベルまで拡大した断面概念図、
（ｃ）は重合により導電ネットワークを形成した状態を分子レベルまで拡大した断面概念図である。
【符号の説明】
１    基板
２    第１の電極
３    第２の電極
４    光応答性の官能基を有する単分子膜
５    導電ネットワーク
６    集光された照射光
１１  基板
１２  第１の電極
１３  第２の電極
１４  有極性の官能基を有する単分子膜
１５  導電ネットワーク
１７  第３の電極
１８  第１の絶縁膜
１９  第２の絶縁膜
２１  ガラス基板
２２  ニッケル製の第１の電極
２３  ニッケル製の第２の電極
２４  アセチレン基とアゾ基を含む分子から成る化学吸着単分子膜
２５  ポリアセチレン型の導電ネットワーク
３１  ポリイミド基板
３４  ピロール基とオキシカルボニル基を含む分子から成る単分子膜
３５  ポリピロール型の導電ネットワーク
３７  アルミ製の第３の電極
３８  シリカ膜
３９  アルミナ膜
【図１】
0003703380.tif 000011
【図２】
0003703380.tif 000012
【図３】
0003703380.tif 000013
【図４】
0003703380.tif 000014
【図５】
0003703380.tif 000015
【図６】
0003703380.tif 000016