(57)【要約】【課題】ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくすることができると共に、低いゲート電圧で動作させることができる有機能動素子を提供する。【解決手段】独立して形成される第一の電極層（ソース電極）４と第二の電極層（ドレイン電極）５との間に有機半導体層６が形成され、そして、前記有機半導体層６及び第三の電極層（ゲート電極）２が有機電気絶縁層３を狭持してなるものとなっている。そして、前記有機電気絶縁層３は、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料と、の混合物で構成されている。前記「混合物」は、均一に分散している状態、相分離している状態、粒子として混合している状態、相溶している状態、いずれの状態でも構わない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立して形成される第一の電極層と第二の電極層との間に有機半導体層が形成され、そして、前記有機半導体層及び第三の電極層が有機電気絶縁層を狭持してなる有機能動素子において、前記有機電気絶縁層が、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料と、の混合物で構成されていることを特徴とする有機能動素子。
【請求項２】
前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隔を埋めるように設けた第二の有機半導体層、並びに、前記第一の電極層、第二の有機半導体層及び第二の電極層の上面に第一の有機半導体層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機能動素子。
【請求項３】
前記第三の電極層の下面に基板を有することを特徴とする請求項２に記載の有機能動素子。
【請求項４】
前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、有機半導体層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有することを特徴とする請求項１に記載の有機能動素子。
【請求項５】
前記第三の電極層の下面に基板を有することを特徴とする請求項４に記載の有機能動素子。
【請求項６】
前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、第一の有機半導体層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隙を埋めるように設けた第二の有機半導体層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機能動素子。
【請求項７】
前記第一の電極層、第二の有機半導体層及び第二の電極層の上面に基板を有することを特徴とする請求項６に記載の有機能動素子。
【請求項８】
前記有機能動素子が、第三の電極層、第一の有機電気絶縁層、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隙を埋めるように設けた第二の有機電気絶縁層、並びに、前記第一の電極層、第一の有機電気絶縁層及び第二の電極層の上面に設けた有機半導体層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機能動素子。
【請求項９】
前記有機半導体層の上面に基板を有することを特徴とする請求項８に記載の有機能動素子。
【請求項１０】
前記体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン、オリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフラレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリ四フッ化エチレン、シリコーン樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載された有機能動素子。
【請求項１１】
前記比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料が、▲１▼シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルスターチ、シアノエチルジヒドロキシプロピルスターチ、シアノエチルプルラン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルシュクロース、シアノエチルソルビトール等のシアノエチル基含有化合物、▲２▼ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体等のビニリデン系高分子化合物、並びに、▲３▼ポリｐ−ビニルフェノール、ポリｐ−ビニルフェノール臭素化物、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸メチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−スチレン共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸ブチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸２−ヒドロキシルエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−フェニルマレイミド共重合体、ｐ−ビニルフェノール−マレイン酸共重合体、ｐ−ビニルフェノール−フマル酸共重合体等のｐ−ビニルフェノール系高分子化合物、から選ばれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載された有機能動素子。
【請求項１２】
前記有機半導体層が、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、インデノン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体、及び、チオフェン誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機材料、或いは、ペンタセン、テトラセン、ビスアゾ系色素、ポリアゾ系色素、トリアリールメタン系色素、チアジン系色素、オキサジン系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系色素、キナクリドン系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、多環キノン系色素、ビスベンズイミダゾール系色素、インダンスロン系色素、スクアリリウム系色素、アントラキノン系色素、及び、フタロシアニン系色素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機半導体材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の有機能動素子。
【請求項１３】
前記第一の電極層、第二の電極層及び第三の電極層が、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タンタル）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）等の金属で構成されているか、或いは、▲１▼ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、▲２▼ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子、並びに、▲３▼ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１種の導電性高分子で構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の有機能動素子。
【請求項１４】
前記請求項１〜１３のいずれかに記載の有機能動素子をスイッチング素子として有することを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
前記有機能動素子が、可撓性を有する基板面上に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機半導体層及び有機電気絶縁体層を用いて形成した低電圧で駆動させることができる有機能動素子及びそれを有する表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機半導体材料をチャネル生成層とした有機トランジスタを印刷法等の廉価なプロセスにより、▲１▼軽量であること、▲２▼柔軟であること、▲３▼薄型であること、及び、▲４▼廉価であること、といった要求を満足させる有機能動素子を実現しようとする研究が活発化している。例えば、デュルリらは、この試みとして、ポリマーフィルム上に、絶縁層、半導体層、及び、電極層の全てに有機材料を用いた有機トランジスタを作製している（非特許文献１を参照。）。この有機能動素子では、１０Ｖのゲート電圧でソース・ドレイン間電流のオン／オフ比が２桁のものが得られている。
【０００３】
また、バオらは、ＩＴＯ電極を形成したポリエチレンテレフタレート基板上に、低温焼成のポリイミドからなる絶縁層、ポリチオフェンからなる高分子半導体チャネル層、導電性インクからなる電極層を順次スクリーン印刷することにより有機トランジスタを形成している（非特許文献２を参照。）。この有機能動素子では、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくするために、２０Ｖ程度のゲート電圧を印加する必要がある。しかしながら、低いゲート電圧で、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比が数桁以上得られなければ、実際に有機能動素子として用いることは困難である。その点、上記の有機能動素子では、ゲート電圧を数十ボルト印加しなければならないので、実用には適さないという問題点があった。ここでゲート電圧が大きくなる最大の要因は、（ａ）ゲート絶縁層の比誘電率が小さいこと、及び、（ｂ）印刷法などの湿式プロセスによって良好な絶縁性を保った絶縁層を形成するために絶縁層の膜厚が大きくなることである。ゲート絶縁層の厚さが大きい場合には、チャネル生成半導体層のゲート絶縁層界面のチャネル領域に充分なキャリア数を誘起するために大きなゲート電圧を必要とする。
【０００４】
ゲート電圧を低電圧化するために、ディミトラコポウラスらは、絶縁膜に無機物を用いることを提案している（非特許文献３を参照。）。彼らは、ジルコニウム酸チタン酸バリウムをスパッタ法で成膜することにより、比誘電率１７．３のゲート絶縁層を形成して、ゲート電圧が５Ｖ程度の有機トランジスタを形成している。しかしながら、この方法は、絶縁層の形成にスパッタ装置を用いるので、プロセスコストが重なり廉価なトランジスタ製造には適さない。また、この文献は、スパッタリングプロセスが柔軟な樹脂基板に与えるダメージ、及び、それにより引き起こされる素子特性の低下についてなんら言及していない。
【０００５】
ディミトラコポウラスらは、スパッタ法を用いない低温作製プロセスとしてアルコラートの加水分解を利用したゾルーゲル法によってチタン酸バリウムストロンチウム膜を成膜することにより、比誘電率１６のゲート絶縁層を形成して、ゲート電圧が５Ｖ程度の有機トランジスタを作製している（非特許文献４を参照。）。一般的に、ゾルーゲル法で高誘電率の複合酸化物薄膜を形成するためには、５００〜６００℃以上の高温アニールにより薄膜を結晶化することが必要であるが、彼らはアニール温度を４００℃にまで下げることにより比誘電率１６のチタン酸バリウムストロンチウム膜のゲート絶縁膜を得ている。しかしながら、この方法であっても、４００℃のアニールが必要であるので、耐熱温度の低いプラスチック基板に成膜することは困難であるという問題があった。汎用のプラスチック基板に有機材料からなる有機能動素子を作製する場合、工程中の基板温度は２００℃程度以下にすることが好ましい。また、作製プロセスの低コスト化を考慮すると、絶縁層を塗布法などの湿式法で作製することが好ましい。
【０００６】
このような試みとして、絶縁膜に比較的誘電率の大きい有機材料を用いて有機能動素子を作製した例が報告されている。藁谷らは、ゲート絶縁膜にシアノ基を有する絶縁性ポリマーを用いた有機トランジスタを作製している（特許文献１を参照。）。しかしながら、この有機能動素子は、高誘電率の有機材料を単独で用いて絶縁層を作製しているので、リーク電流が大きくなり、そのために、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくできないという問題があった。
【０００７】
また、ガルニエらは、シアノエチルプルラン（比誘電率１８．６）、ポリビニルアルコール（比誘電率７．８）等の比較的比誘電率の大きい材料を単独でゲート絶縁層に用いた有機トランジスタを報告している（特許文献２を参照。）。しかしながら、これらの材料を用いた有機トランジスタであっても、ゲート電圧を低減するのに充分有効なものとはいえない。実際、ガルニエらによって報告されている有機トランジスタは、２０Ｖ程度のゲート電圧を要しており、また、充分な絶縁耐圧が得られていない。したがって、有機絶縁材料を用いて絶縁層を作製する上で、高誘電率を保ちながら絶縁耐圧を上げる必要があった。
【０００８】
この要求を満たすために、青木らは、有機又は無機のアモルファス絶縁物中に高誘電率無機化合物粒子を分散させる方法を提案している（特許文献３を参照。）。しかしながら、この方法では、無機化合物粒子の粒経を小さくすることが困難であるので、そのため絶縁膜厚が大きくなり、その結果としてゲート電圧が大きくなるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１９１１６２号公報
【特許文献２】
特許第２９８４３７０号公報
【特許文献３】
特開２００２−１１０９９９号公報
【非特許文献１】
Ｃ．Ｊ．Ｄｒｕｒｙ，  Ｃ．Ｍ．Ｊ．Ｍｕｔｓａｅｒｓ，  Ｃ．Ｍ．Ｈａｒｔ，  Ｍ．Ｍａｔｔｅｒｓ，  Ｄ．Ｍ．ｄｅ  Ｌｅｅｕｗ，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  Ｖｏｌ．７３，  ｐ１０８  （１９９８）
【非特許文献２】
Ｚ．Ｂａｏ，  Ｙ．Ｆｅｎｇ，  Ａ．Ｄｏｄａｂａｌａｐｕｒ，  Ｖ．Ｒ．Ｒａｊｕ，  Ａ．Ｊ．Ｌｏｖｉｎｇｅｒ，  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．，  ｖｏｌ．９，  ｐ１２９９  （１９９７）
【非特許文献３】
Ｃ．Ｄ．Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ，  Ｓ．Ｐｕｒｕｓｈｏｔｈａｍａｎ，  Ｊ．Ｋｙｍｉｓｓｉｓ，  Ａ．Ｃ．ａｌｌｅｇａｒｉ，  Ｊ．Ｍ．Ｓｈａｗ，  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ｖｏｌ．２８３，  ｐ８２２  （１９９９）
【非特許文献４】
Ｃ．Ｄ．Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ，  Ｉ．Ｋｙｍｉｓｓｉｓ，  Ｓ．Ｐｕｒｕｓｈｏｔｈａｍａｎ，  Ｄ．Ａ．Ｎｅｕｍａｙｅｒ，  Ｐ．Ｒ．Ｄｕｎｃｏｍｂｅ，  Ｒ．Ｂ．Ｌａｉｂｏｗｉｔｚ，  Ａｄｖ．  Ｍａｔｅｒ．，  ｖｏｌ．１１，  ｐ１３７２  （１９９９）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくすることができると共に、低いゲート電圧で動作させることができる有機能動素子及びそれを有する表示素子を低コストで提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、独立して形成される第一の電極層と第二の電極層との間に有機半導体層が形成され、そして、前記有機半導体層及び第三の電極層が有機電気絶縁層を狭持してなる有機能動素子において、前記有機電気絶縁層が、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料と、の混合物で構成されていることを特徴とする有機能動素子。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隔を埋めるように設けた第二の有機半導体層、並びに、前記第一の電極層、第二の有機半導体層及び第二の電極層の上面に第一の有機半導体層を有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記第三の電極層の下面に基板を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、有機半導体層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された発明において、前記第三の電極層の下面に基板を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記有機能動素子が、第三の電極層、有機電気絶縁層、第一の有機半導体層、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隙を埋めるように設けた第二の有機半導体層を有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記第一の電極層、第二の有機半導体層及び第二の電極層の上面に基板を有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記有機能動素子が、第三の電極層、第一の有機電気絶縁層、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層及び第二の電極層を順次有する有機能動素子であって、前記第一の電極層及び第二の電極層の間隙を埋めるように設けた第二の有機電気絶縁層、並びに、前記第一の電極層、第一の有機電気絶縁層及び第二の電極層の上面に設けた有機半導体層を有することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載された発明において、前記有機半導体層の上面に基板を有することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１０に記載された発明は、請求項１〜９のいずれかに記載された発明において、前記体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン、オリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフラレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリ四フッ化エチレン、シリコーン樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂であることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１１に記載された発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載された発明において、前記比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料が、▲１▼シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルスターチ、シアノエチルジヒドロキシプロピルスターチ、シアノエチルプルラン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルシュクロース、シアノエチルソルビトール等のシアノエチル基含有化合物、▲２▼ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体等のビニリデン系高分子化合物、並びに、▲３▼ポリｐ−ビニルフェノール、ポリｐ−ビニルフェノール臭素化物、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸メチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−スチレン共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸ブチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸２−ヒドロキシルエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−フェニルマレイミド共重合体、ｐ−ビニルフェノール−マレイン酸共重合体、及び、ｐ−ビニルフェノール−フマル酸共重合体等のｐ−ビニルフェノール系高分子化合物、から選ばれることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１２に記載された発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載された発明において、前記有機半導体層が、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、インデノン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体、及び、チオフェン誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機材料、或いは、ペンタセン、テトラセン、ビスアゾ系色素、ポリアゾ系色素、トリアリールメタン系色素、チアジン系色素、オキサジン系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系色素、キナクリドン系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、多環キノン系色素、ビスベンズイミダゾール系色素、インダンスロン系色素、スクアリリウム系色素、アントラキノン系色素、及び、フタロシアニン系色素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機半導体材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１３に記載された発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載された発明において、前記第一の電極層、第二の電極層及び第三の電極層が、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タンタル）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）等の金属で構成されているか、或いは、▲１▼ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、▲２▼ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子、並びに、▲３▼ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１種の導電性高分子で構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１４に記載された発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の有機能動素子をスイッチング素子として有することを特徴とする表示装置である。
【００２５】
請求項１５に記載された発明は、請求項１４に記載された発明において、前記有機能動素子が、可撓性を有する基板面上に設けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。図３は、本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。図４は、本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。図５は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の断面図である。図６は、本発明の一実施の形態を示す有機ＥＬ表示素子の断面図である。図７は、ソース・ドレイン電圧が−５Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。図８は、ソース・ドレイン電圧が−１０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。図９は、ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。図１０は、ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。
【００２７】
図１〜４に示すように、本発明の有機能動素子１０，２０，３０，４０は、独立して形成される第一の電極層（ソース電極）４と第二の電極層（ドレイン電極）５との間に有機半導体層６が形成され、そして、前記有機半導体層６及び第三の電極層（ゲート電極）２が有機電気絶縁層３を狭持してなるものとなっている。そして、前記有機電気絶縁層３は、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい（好ましくは、１０８  Ωｃｍよりも大きい、さらに好ましくは、１０１０Ωｃｍ  よりも大きい）有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上（好ましくは、６以上、さらに好ましくは、８以上）の有機電気絶縁材料と、の混合物で構成されている。前記「混合物」は、均一に分散している状態、相分離している状態、粒子として混合している状態、相溶している状態、いずれの状態でも構わない。また、前記（Ａ）の有機電気絶縁材料及び（Ｂ）の有機電気絶縁材料は、それぞれ、混合物の状態で存在したものであってもかまわない。
【００２８】
本発明の有機能動素子１０，２０，３０，４０によれば、有機電気絶縁層３が、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料と、で構成されているので、リーク電流を少なくすることができると共に、高誘電率を保ちながら絶縁耐圧を上げることができ、それらのために、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくすることができると共に、低いゲート電圧で動作させることができる有機能動素子を低コストで提供することができる。
【００２９】
かかる有機能動素子の構造を具体化した実施の形態を以下に示す。
【００３０】
（実施の形態１）
図１に示されているように、本発明の有機能動素子１０は、第三の電極層２、有機電気絶縁層３、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層４及び第二の電極層５を順次有し、そして、前記第一の電極層４及び第二の電極層５の間隔を埋めるように設けた第二の有機半導体層６ｂ、並びに、前記第一の電極層４、第二の有機半導体層６ｂ及び第二の電極層５の上面に第一の有機半導体層６ａを順次有している。かかる有機能動素子１０においては、前記第二の有機半導体層６ｂ及び第一の有機半導体層６ａは、同一の有機半導体材料で構成された有機半導体層６となっている。また、本発明の有機能動素子１０は、好ましくは、前記第三の電極層２の下面に基板１を有する。
【００３１】
（実施の形態２）
図２に示されているように、本発明の有機能動素子２０は、第三の電極層２、有機電気絶縁層３、有機半導体層６、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層４及び第二の電極層５を順次有している。また、本発明の有機能動素子２０は、好ましくは、前記第三の電極層２の下面に基板１を有する。
【００３２】
（実施の形態３）
図３に示されているように、本発明の有機能動素子３０は、第三の電極層２、有機電気絶縁層３、第一の有機半導体層６ａ、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層４及び第二の電極層５を順次有し、そして、前記第一の電極層４及び第二の電極層５の間隙を埋めるように設けた第二の有機半導体層６ｂを有している。かかる有機能動素子３０においては、前記第一の有機半導体層６ａ及び第二の有機半導体層６ｂは、同一の有機半導体材料で構成された有機半導体層６となっている。また、本発明の有機能動素子３０は、好ましくは、前記第一の電極層４、第二の有機半導体層６ｂ及び第二の電極層５の上面に基板を有する。
【００３３】
（実施の形態４）
図４に示されているように、本発明の有機能動素子４０は、第三の電極層２、第一の有機電気絶縁層３ａ、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層４及び第二の電極層５を順次有し、そして、前記第一の電極層４及び第二の電極層５の間隙を埋めるように設けた第二の有機電気絶縁層３ｂ、並びに、前記第一の電極層４、第二の有機電気絶縁層３ｂ及び第二の電極層５の上面に設けた有機半導体層６を有している。また、本発明の有機能動素子４０は、好ましくは、前記有機半導体層６の上面に基板１を有する。
【００３４】
前記有機電気絶縁層３を構成する前記（Ａ）の「体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料」は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン、オリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフラレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリ四フッ化エチレン、シリコーン樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料であってもかまわない。
【００３５】
また、前記有機電気絶縁層３を構成する前記（Ｂ）の「比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料」は、例えば、▲１▼シアノエチルセルロース（比誘電率１６）、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース（比誘電率１８）、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース（比誘電率１４）、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース（比誘電率２３）、シアノエチルアミロース（比誘電率１７）、シアノエチルスターチ（比誘電率１７）、シアノエチルジヒドロキシプロピルスターチ（比誘電率１８）、シアノエチルプルラン（比誘電率１８）、シアノエチルグリシドールプルラン（比誘電率２０）、シアノエチルポリビニルアルコール（比誘電率２０）、シアノエチルポリヒドロキシメチレン（比誘電率１０）、シアノエチルシュクロース（比誘電率２５）、シアノエチルソルビトール（比誘電率４０）等のシアノエチル基含有高分子、▲２▼ポリフッ化ビニリデン（比誘電率１１）、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体（５５／４５：比誘電率１８、７５／２５：比誘電率１０）等のビニリデン系高分子、並びに、▲３▼ポリｐ−ビニルフェノール、ポリｐ−ビニルフェノール臭素化物、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸メチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−メタクリル酸２−ヒドロキシエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−スチレン共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸ブチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−アクリル酸２−ヒドロキシルエチル共重合体、ｐ−ビニルフェノール−フェニルマレイミド共重合体、ｐ−ビニルフェノール−マレイン酸共重合体、ｐ−ビニルフェノール−フマル酸共重合体等のｐ−ビニルフェノール系高分子であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料であってもかまわない。
【００３６】
前記（Ａ）の有機電気絶縁材料及び（Ｂ）の有機電気絶縁材料は、塗布可能な有機電気絶縁材料であるので、真空製膜プロセスのような煩雑なプロセスを用いることなく成膜することができ、また、高温プロセスを用いることなく成膜することができ、そのために、製造コストを低く抑えることが可能となる。これらの有機電気絶縁材料は、有機溶媒又は純水に溶解できることが好ましいが、溶解せずに分散していてもかまわない。相溶性を利用することもできる。また、有機電気絶縁材料が溶媒として機能できる場合には、これに他の有機絶縁材料を混合させても良い。このような例としてシアノエチルシュクロースがある。これは常温で液体でありこれを溶媒として用いることが可能である。
【００３７】
前記（Ａ）の有機電気絶縁材料及び（Ｂ）の有機電気絶縁材料を溶解させる有機溶媒は、極性溶媒、無極性溶媒いずれも用いることが可能である。具体的には、メタノール、エタノール、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、アセトニトリル、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、メチルアセトアセテート、ニトロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ―ブチルラクトン、プロピレンカーボネ−ト、塩化メチレン、酢酸エチル、ヘキサンがあげられるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の溶媒を用いてもかまわない。
【００３８】
相溶性を示すものとしては、例えば、ポリｐ−ビニルフェノール類があげられる。ポリｐ−ビニルフェノール類は、適当な溶媒を用いることで、フェノール、メラミン、ユリア、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、アクリル等の熱硬化性樹脂と相溶性を示し、また、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、メタクリル、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリアリレート等の熱可塑性樹脂と相溶性を示す。
【００３９】
前記有機半導体層６を構成する有機半導体は、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、インデノン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体、及び、チオフェン誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機材料、或いは、ペンタセン、テトラセン、ビスアゾ系色素、ポリアゾ系色素、トリアリールメタン系色素、チアジン系色素、オキサジン系色素、キサンテン系色素、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系色素、キナクリドン系色素、インジゴ系色素、ペリレン系色素、多環キノン系色素、ビスベンズイミダゾール系色素、インダンスロン系色素、スクアリリウム系色素、アントラキノン系色素、及び、フタロシアニン系色素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機半導体材料であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の有機半導体材料であってもかまわない。有機半導体層６は、このような有機半導体材料で構成されているので、その成膜において、蒸着、塗布といった手段が可能となり、そのために、製造装置コストの低減及び素子コスト低減に有効である。
【００４０】
前記第一の電極層４、第二の電極層５及び第三の電極層２は、好ましくは、クロム（Ｃｒ）、Ｔａ（タンタル）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）等の金属で構成されているか、或いは、▲１▼ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、▲２▼ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子、並びに、▲３▼ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１種の導電性高分子で構成されている。また、これら導電性高分子は、適当なドーパントをドーピングすることにより導電率を高くして用いてもよい。ドーピングに用いられるドーパントとしては、ポリスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸などの蒸気圧の低いものを用いるのが好ましい。
【００４１】
前記▲１▼〜▲３▼の導電性高分子は、塗布可能な材料である。前記第一の電極層４、第二の電極層５及び第三の電極層２は、塗布可能な材料で構成されているので、真空製膜プロセスのような煩雑なプロセスを用いることなく電極が形成可能であり、そのために、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００４２】
本発明において、有機電気絶縁層、有機半導体層及び導電性高分子で構成される電極層を成膜するには、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、孔版印刷法等、公知の印刷法が用いられるが、高精細なパターニングが可能なオフセット印刷が好適である。
【００４３】
本発明の表示装置は、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の有機能動素子をスイッチング素子として有している。かかる表示装置は、具体的には、有機ＥＬ表示装置、液晶表示装置、電気泳動表示装置等の表示装置である。
【００４４】
本発明の能動素子を有する液晶表示装置は、図５に示される。
図５において、５０は、液晶表示装置である。液晶表示装置５０には、共通する基板１１上に、第三の電極層１２、有機電気絶縁層１３、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層１４及び第二の電極層１５を順次有し、そして、前記第一の電極層１４及び第二の電極層１５の間隔を埋めると共にそれらの上面を覆うように設けた有機半導体層６を順次有する能動素子が設けられている。そして、前記第二の電極層１５は、画素電極としても機能するように基板１１に沿って他方に延長されて設けられている。また、前記能動素子上には、ポリマー１７中に分散された液晶１８を有するＰＤＬＣ層１９が設けられている。この液晶表示装置５０においては、能動素子がオフ時にはＰＤＬＣ層１９の散乱によって白色表示がなされ、また、オン時にはＰＤＬＣ層が透明となって画素電極の反射色表示がなされる。
【００４５】
本発明の表示装置は、このように、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の有機能動素子をスイッチング素子として有しているので、例えば、液晶表示装置とすると、良好な視認性と、低消費電力の表示装置を低コストで作製する事が可能となる。
【００４６】
本発明の表示装置では、前記有機能動素子が可撓性を有する基板面上に設けられている。このような有機能動素子が可撓性を有する基板面上に設けらた表示素子、例えば、有機ＥＬ表示装置は、図６に示される。図６において、６０は、液晶表示装置である。有機ＥＬ表示装置６０には、共通する可撓性透明基板２１上に、第三の電極層２２、有機電気絶縁層２３、並びに、同一平面に間隔を設けて配置された第一の電極層２４及び第二の電極層２５を順次有し、そして、前記第一の電極層２４及び第二の電極層２５の間隔を埋めると共にそれらの上面を覆うように設けた有機半導体層２６を順次有する能動素子が設けられている。そして、前記第二の電極層２５の端に接触させて可撓性透明基板２１に沿うようにして透明電極２７が設けられている。また、透明電極２７の上面には、発光層２８が設けられている。図６では、矢印に示すように、発光は、下方向に放射されている。
【００４７】
本発明の表示装置は、このように、有機能動素子が可撓性を有する基板面上に設けられているので、フレキシビリティを有する表示装置が作製可能であり、しかも、良好な視認性と、低消費電力の表示装置を低コストで作製する事が可能となる。
【００４８】
【実施例】
（実施例１）
（１）３０ｍｍ×３０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板（７０５９、コーニング社製）の表面に厚さ７０ｎｍのアルミニウム電極を真空蒸着により成膜し、第三の電極（ゲート電極）を形成した。このときの真空度は、５×１０−６Ｔｏｒｒであり、また、成膜速度は、３〜５Å／秒であった。基板温度は、特に制御せず室温（２５℃）とした。膜厚は真空蒸着装置に備え付けの水晶振動子によりモニターした。
（２）シアノエチルプルラン（シアノレジンＣＲ−Ｓ、信越化学工業社製）１０重量部とポリイミド樹脂（パウダーＵＩＰ−Ｒ、宇部興産社製）３０重量部とを、アセトン（和光純薬社製）とジメチルホルムアミド（和光純薬社製）との９：１重量比の混合溶剤１００重量部に溶解させ、これらをよく攪拌してシアノエチルプルランとポリイミド樹脂とからなる分散液を得た。
（３）前記（１）で得られたアルミニウム電極を成膜したガラス基板上に前記（２）で得られた分散液を回転数３０００回転、回転時間４０秒間でスピンコートし、これをホットプレート上において１２０℃で２時間乾燥し、次に、窒素雰囲気下で乾燥して、有機電気絶縁層を形成した。
このように形成された有機電気絶縁層の膜厚は、針触法により測定したところ、２５０ｎｍであり、また、その算術平均粗さ（Ｒａ）は、３５Åであった。そして、この有機電気絶縁層の表面にアルミニウム電極（φ３ｍｍ、膜厚７０ｎｍ）を蒸着した後、インピーダンスアナライザー４１９４Ａ（ヒューレット・パッカード社製）でキャパシタンスを測定して、その比誘電率を求めたところ、その比誘電率は６．２（１ｋＨｚ）であった。また、この有機電気絶縁層の体積抵抗率は、四点法で測定したところ、５×１０１３Ω・ｃｍであった。また、半導体パラメータアナライザー４１４５Ｂ（ヒューレット・パッカード社製）を用いて、この有機電気絶縁層の電流―電圧特性を測定することにより、この有機電気絶縁層の絶縁耐圧を評価したところ、その絶縁耐圧は、１２０ｋＶ／ｍｍであった。
【００４９】
（４）前記（３）で形成した有機電気絶縁層上にメタルマスクを配置した後、絶縁膜表面に金を基板温度：室温、真空度：５×１０−６Ｔｏｒｒ及び成膜速度：２〜３Å／秒の成膜条件で真空蒸着して、５０ｎｍ厚の第一の電極層及び５０ｎｍ厚の第二の電極層を形成した。
このように形成された第一の電極層及び第二の電極層の形状は、１ｍｍ×１０ｍｍの矩形であり、また、１０ｍｍの辺が５０μｍ間隔で配置されていた。反射型光学顕微鏡により、第一の電極層及び第二の電極層の膜を観察したところ、第一の電極層と第二の電極層との距離、即ち、チャネル長は、５０μｍであり、また、それらの電極長さ、即ち、チャネル幅は、１０ｍｍであった。
（５）前記第一の電極層及び第二の電極層並びに有機電気絶縁層の上面にペンタセン（アルドリッチ社製）を基板温度：２５℃、蒸着源温度：２２０℃、真空度：３×１０−６Ｔｏｒｒ及び成膜速度：３Å／秒の成膜条件で真空蒸着して、５０ｎｍ厚の有機半導体層を形成した。
このようにして得られた有機トランジスタ（能動素子）の電流−電圧特性を半導体パラメータアナライザー（４１４５Ｂ、ヒューレット・パッカード社製）で窒素雰囲気下において測定した。測定結果は、図７に示される。図７によれば、この有機トランジスタでは、約９Ｖのゲート電圧で６００μＡの電流値が得られることがわかる。有機高誘電率材料であるシアノエチルプルランを用いていない下記の比較例１による有機トランジスタ（図８）では、１８Ｖのゲート電圧を要していることから、本発明の有機トランジスタ（能動素子）では、低いゲート電圧で動作できることがわかる。
【００５０】
（実施例２）
（１）前記実施例１における（１）と同様にガラス基板の表面に第三の電極（ゲート電極）を形成した。
（２）ポリｐ−ビニルフェノール（マルカリンカーＭ、丸善石油化学社製）６０重量部とエポキシ樹脂（アラルダイトＧＶ−２６０、バンティコ社製）１００重量部とを混合し、これらをよく攪拌して、ポリｐ−ビニルフェノールとエポキシ樹脂とからなる分散液を得た。
（３）前記実施例１における（１）で得られたアルミニウム電極を成膜したガラス基板上に前記実施例１における（２）で得られた分散液をブレードコートし、これをホットプレート上において１８０℃で２時間乾燥し、次に、窒素雰囲気下で乾燥して、有機電気絶縁層を形成した。
このようにして得られた有機電気絶縁層の膜厚は、針触法により測定したところ、１５０ｎｍであり、また、算術平均粗さ（Ｒａ）は、１２８Åであった。そして、この有機電気絶縁層の表面にアルミニウム電極（φ３ｍｍ、膜厚７０ｎｍ）を蒸着した後、インピーダンスアナライザー４１９４Ａ（ヒューレット・パッカード社製）でキャパシタンスを測定し、その比誘電率を求めたところ、比誘電率は５．２（１ｋＨｚ）であった。また、この有機電気絶縁層の体積抵抗率は、四点法で測定したところ、５×１０１５Ω・ｃｍであった。また、半導体パラメータアナライザー４１４５Ｂ（ヒューレット・パッカード社製）を用いて、この有機電気絶縁層の電流―電圧特性を測定することにより、この有機電気絶縁層の絶縁耐圧を評価したところ、その絶縁耐圧は、２３１ｋＶ／ｍｍであった。
【００５１】
（４）前記実施例１における（３）で形成した有機電気絶縁層上に前記実施例１における（４）と同様にして５０ｎｍ厚の第一の電極層及び５０ｎｍ厚の第二の電極層を形成した。
このように形成された第一の電極層及び第二の電極層の形状は、１ｍｍ×１０ｍｍの矩形であり、また、１０ｍｍの辺が５０μｍ間隔で配置されていた。反射型光学顕微鏡により、第一の電極層及び第二の電極層の膜を観察したところ、第一の電極層と第二の電極層との距離、即ち、チャネル長は、５０μｍであり、また、それらの電極長さ、即ち、チャネル幅は、１０ｍｍであった。
（５）前記第一の電極層及び第二の電極層並びに有機電気絶縁層の上面に前記実施例１における（５）と同様にして５０ｎｍ厚の有機半導体層を形成した。
このようにして得られた有機トランジスタ（能動素子）の電流−電圧特性を半導体パラメータアナライザー（４１４５Ｂ、ヒューレット・パッカード社製）で窒素雰囲気下において測定した。測定結果は、図８に示される。図８によれば、この有機トランジスタでは、約７Ｖのゲート電圧で６００μＡの電流値が得られることがわかる。有機高誘電率材料であるシアノエチルプルランを用いていない下記の比較例２による有機トランジスタ（図９）では、２０Ｖのゲート電圧を要していることから、本発明の有機トランジスタ（能動素子）では、低いゲート電圧で動作できることがわかる。
【００５２】
（比較例１）
有機電気絶縁層をポリイミド樹脂のみを用いて形成し、そして、ポリイミド樹脂の膜厚を２５０ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして有機トランジスタ（能動素子）を得た。
この有機トランジスタの電流−電圧特性を実施例１同様に測定した。測定結果は、図９に示される。図９によれば、この有機トランジスタでは、ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示していることがわかる。
【００５３】
（比較例２）
有機電気絶縁層をポリｐ−ビニルフェノール樹脂のみを用いて形成し、そして、ポリｐ−ビニルフェノール樹脂の膜厚を１５０ｎｍとした以外は、実施例２と同様にして有機トランジスタ（能動素子）を得た。
この有機トランジスタの電流−電圧特性を実施例２と同様に測定した。測定結果は、図１０に示される。図１０によれば、この有機トランジスタでは、ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示していることがわかる。
【００５４】
【発明の効果】
（１）請求項１〜１３に記載された発明によれば、有機電気絶縁層が、（Ａ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる体積抵抗率が１０６  Ωｃｍよりも大きい有機電気絶縁材料と、（Ｂ）有機オリゴマー及び有機高分子化合物から選ばれる比誘電率が５以上の有機電気絶縁材料と、で構成されているので、リーク電流を少なくすることができると共に、高誘電率を保ちながら絶縁耐圧を上げることができ、それらのために、ソース・ドレイン間電流のオン／オフ比を大きくすることができると共に、低いゲート電圧で動作させることができる有機能動素子を低コストで提供することができる。
【００５５】
（２）請求項１４に記載された発明によれば、前記請求項１〜１３のいずれかに記載の有機能動素子をスイッチング素子として有しているので、例えば、液晶表示装置とすると、良好な視認性と、低消費電力の表示装置を低コストで作製する事が可能となる。
【００５６】
（３）請求項１５に記載された発明によれば、前記有機能動素子が可撓性を有する基板面上に設けられているので、フレキシビリティを有する表示装置が作製可能であり、しかも、良好な視認性と、低消費電力の表示装置を低コストで作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。
【図３】本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。
【図４】本発明の他の一実施の形態を示す有機能動素子の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示す有機ＥＬ表示素子の断面図である。
【図７】ソース・ドレイン電圧が−５Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。
【図８】ソース・ドレイン電圧が−１０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。
【図９】ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。
【図１０】ソース・ドレイン電圧が−２０Ｖの飽和領域において、ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示したグラフある。本発明の一実施の形態を示す能動素子の断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１  基板
２，１２，２２  第三の電極（ゲート電極）
３，１３，２３  有機電気絶縁層
３ａ  第一の有機電気絶縁層
３ｂ  第二の有機電気絶縁層
４，１４，２４  第一の電極層（ソース電極）
５，１５，２５  第二の電極層（ドレイン電極）
６，１６，２６  有機半導体層
６ａ  第一の有機半導体層
６ｂ  第二の有機半導体層
１０，２０，３０，４０  有機能動素子
１７  ポリマー
１８  液晶
１９  ＰＤＬＣ層
２７  透明電極
２８  発光層
５０  液晶表示装置
６０  有機ＥＬ表示装置
【図１】
2004241527.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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