(57)【要約】  スイッチング素子のｏｎ状態における電流密度を大きくし、かつ、遷移電圧が高いスイッチング素子を提供する。  電極間に印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つスイッチング素子において、基板１０上に第１電極層２１ａ、有機双安定材料層３０、第２電極層２１ｂの順に薄膜として形成され、有機双安定材料層３０が、電子輸送性の有機双安定材料からなる主成分と、電子供与性化合物からなる添加成分とを含む。【選択図】  図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つスイッチング素子において、基板上に第１電極層、有機双安定材料層、第２電極層の順に薄膜として形成され、前記有機双安定材料層が、電子輸送性の有機双安定材料からなる主成分と、電子供与性化合物からなる添加成分とを含むことを特徴とするスイッチング素子。
【請求項２】
前記電子輸送性の有機双安定材料が、下記一般式（Ｉ）で表されるキノメタン系化合物である請求項１に記載のスイッチング素子。
【化１３】
2005041318.tif 000015
（式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基より選ばれる基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は同一又は異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環のいずれかを表し、Ｒ５、Ｒ６は同一又は異なってもよい。Ａは下記（１）〜（１０）より選ばれる基を表す。）
【化１４】
2005041318.tif 000016
【請求項３】
前記電子供与性化合物が、下記一般式（II）で表される化合物である請求項１又は２に記載のスイッチング素子。
【化１５】
2005041318.tif 000017
（式（II）中、Ｒ７〜Ｒ１０は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基より選ばれる基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０は同一又は異なっていてもよい。）
【請求項４】
前記第１電極層及び／又は前記第２電極層が金を含有する請求項１〜３のいずれか1つに記載のスイッチング素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリ等に利用される、有機双安定材料を２つの電極間に配置したスイッチング素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機電子材料の特性は目覚しい進展をみせている。特に電荷移動錯体などの低次元導体のなかには、金属―絶縁体遷移などの特徴ある性質を持つものがあり、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリなどへの適用が検討されている。【０００３】
上記のスイッチング素子への適用が可能な材料として、有機双安定材料が注目されている。有機双安定材料とは、材料に電圧を印加していくと、ある電圧以上で急激に回路の電流が増加してスイッチング現象が観測される、いわゆる非線形応答を示す有機材料である。【０００４】
図５には、上記のようなスイッチング挙動を示す有機双安定材料の、電圧−電流特性の一例が示されている。【０００５】
図５に示すように、有機双安定材料においては、高抵抗特性５１（ｏｆｆ状態）と、低抵抗特性５２（ｏｎ状態）との２つの電流電圧特性を持つものであり、あらかじめＶｂのバイアスをかけた状態で、電圧をＶth2（高遷移電圧）以上にすると、ｏｆｆ状態からｏｎ状態へ遷移し、Ｖth1（低遷移電圧）以下にすると、ｏｎ状態からｏｆｆ状態へと遷移して抵抗値が変化する、非線形応答特性を有している。つまり、この有機双安定材料に、Ｖth2以上、又はＶth1以下の電圧を印加することにより、いわゆるスイッチング動作を行なうことができる。ここで、Ｖth1、Ｖth2は、パルス状の電圧として印加することもできる。【０００６】
このような非線形応答を示す有機双安定材料としては、各種の有機錯体が知られている。例えば、R.S.Potember等は、Ｃｕ−ＴＣＮＱ（銅−テトラシアノキノジメタン）錯体を用い、電圧に対して、２つの安定な抵抗値を持つスイッチング素子を試作している（非特許文献１参照）。【０００７】
また、熊井等は、Ｋ−ＴＣＮＱ（カリウム−テトラシアノキノジメタン）錯体の単結晶を用い、非線形応答によるスイッチング挙動を観測している（非特許文献２参照）。【０００８】
更に、安達等は、真空蒸着法を用いてＣｕ−ＴＣＮＱ錯体薄膜を形成し、そのスイッチング特性を明らかにして、有機ＥＬマトリックスへの適用可能性の検討を行なっている（非特許文献３参照）。【０００９】
また、Yang Yangらは、メモリ素子として、アミノイミダゾールジカーボニトリル（ＡＩＤＣＮ）、アルミキノリンやポリスチレン、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ）等の低導電率材料中に、金、銀、アルミニウム、銅、ニッケル、マグネシウム、インジウム、カルシウム、リチウム等などの高導電率材料を薄膜形成、もしくは分散微粒子として存在させることにより、双安定特性が得られるとともに、印加する電圧をゼロとしても、その前のｏｎ／ｏｆｆ状態を記憶できることを開示している（特許文献１参照）。
【非特許文献１】R.S.Potember et al. Appl. Phys. Lett. 34, (1979) 405
【非特許文献２】熊井等 固体物理 35 (2000) 35
【非特許文献３】安達等 応用物理学会予稿集  ２００２年春  第３分冊  1236
【特許文献１】国際公開第０２／３７５００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術におけるスイッチング素子においては、いずれも以下の問題点があった。【００１１】
すなわち、上記の材料を用いて作製された双安定素子においては、ｏｎ状態での電流密度が小さく、その用途が限定されていた。例えば、現在知られている材料の中で最も高い特性を有すると言われるアミノイミダゾールジカーボニトリル化合物においても、単層構造におけるｏｎ状態での電流密度は１Ｖ印加時で０．１ｍＡ／ｃｍ２程度と小さい。【００１２】
また、例えば、このスイッチング素子を有機ＥＬに用いる場合には、ｏｆｆ状態からｏｎ状態への転移電圧は有機ＥＬの駆動電圧以上であることが必要であり、少なくとも５Ｖ以上であることが好ましいが、上記のアミノイミダゾールジカーボニトリル化合物では３Ｖ程度と低かった。【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、スイッチング素子のｏｎ状態における電流密度を大きくし、遷移電圧が高く、各種デバイス等の駆動用素子としての性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、本発明のスイッチング素子は、電極間に印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つスイッチング素子において、基板上に第１電極層、有機双安定材料層、第２電極層の順に薄膜として形成され、前記有機双安定材料層が、電子輸送性の有機双安定材料からなる主成分と、電子供与性化合物からなる添加成分とを含むことを特徴とする。【００１５】
本発明のスイッチング素子によれば、単独でスイッチングする電子輸送性の有機双安定材料に、電子供与性化合物からなる添加成分をドーピングさせることによって、電子が電子供与性化合物から有機双安定材料に移動し、有機材料内での電荷発生を促進する。これによって、電流密度を増加させ、高い遷移電圧を得ることができると考えられる。【００１６】
また、従来の電荷移動錯体を用いたスイッチング素子は一般に温度依存性が大きく、低温ではスイッチング性が発現するが、室温以上の温度ではスイッチングしにくくなる。これに対して本発明のスイッチング素子では、室温から８０℃付近まで安定に動作することができる。また、電荷移動錯体を用いたスイッチング素子は数十Ｖから１００Ｖ程度の電圧が必要であるが、本発明によれば、２０Ｖ以下の電圧で安定に作動することができる。【００１７】
本発明においては、前記電子輸送性の有機双安定材料が、下記一般式（Ｉ）で表されるキノメタン系化合物であることが好ましい。【００１８】
【化１】
2005041318.tif 000002
（式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基より選ばれる基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は同一又は異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環のいずれかを表し、Ｒ５、Ｒ６は同一又は異なってもよい。Ａは下記（１）〜（１０）より選ばれる基を表す。）  【００１９】
【化２】
2005041318.tif 000003
この態様によれば、上記のキノメタン系化合物は、電子受容性の官能基であるキノン基を有するので、電子輸送性を備えるとともに優れた双安定性を示し、本発明に好適に用いることができる。【００２０】
また、本発明においては、前記電子供与性化合物が、下記一般式（II）で表される化合物であることが好ましい。【００２１】
【化３】
2005041318.tif 000004
（式（II）中、Ｒ７〜Ｒ１０は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基より選ばれる基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０は同一又は異なっていてもよい。）
この態様によれば、上記の電子供与性化合物は、約６ｅＶもしくはそれ以上の大きなイオン化ポテンシャルを持ち、高い電子供与性を有するものであるので、本発明に好適に用いることができる。【００２２】
更に、本発明においては、前記第１電極層及び／又は前記第２電極層が金を含有することが好ましい。この態様によれば、有機双安定材料が、上記のキノメタン系化合物の場合に、特に優れたスイッチング特性を発現する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ｏｎ状態における電流密度を大きくし、かつ、遷移電圧が高いスイッチング素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスイッチング素子の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】実施例１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
【図３】実施例２におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
【図４】比較例１におけるスイッチング素子の電流−電圧特性を示す図表である。
【図５】従来のスイッチング素子の電圧−電流特性の概念を示す図表である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：基板
２１ａ：第１電極層
２１ｂ：第２電極層
３０：有機双安定材料層
５１：高抵抗状態
５２：低抵抗状態
Ｖth１：低遷移電圧
Ｖth２：高遷移電圧
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明のスイッチング素子の一実施形態を示す概略構成図である。図１に示すように、このスイッチング素子は、基板１０上に、第１電極層２１ａ、有機双安定材料層３０、第２電極層２１ｂが順次薄膜として積層形成されている。【００２７】
基板１０としては特に限定されないが、従来公知のガラス基板等が好ましく用いられる。【００２８】
第１電極層２１ａ、第２電極層２１ｂ（以下単に両者を併せて電極層２１ともいう）としては、アルミニウム、金、銀、クロム、ニッケル、鉄などの金属材料や、ＩＴＯ、カーボン等の無機材料、共役系有機材料、液晶等の有機材料、シリコンなどの半導体材料などが適宜選択可能であるが、金を含有する電極であることが好ましく、金電極であることがより好ましい。なお、有機双安定材料が後述するキノメタン系化合物の場合には、特に金電極を用いることが好ましい。【００２９】
金を含有する電極が好ましくい理由は明らかではないが、（イ）金が粒状に積層されるため、有機膜との界面の接触状態が部分的となり、対向電極から注入された電子がその界面に蓄積することで電界集中が生じてトンネル注入が起こる、（ロ）金が有機膜中に拡散しクラスタを形成し、対向電極から注入された電子がそのクラスタに蓄積され、それによる電界集中が生じてトンネル注入が起こる、（ロ）金からはホールが有機膜の注入されやすいので、ホールが有機膜と対向電極との界面に蓄積し、電界集中が生じてトンネル注入が起こる等が考えられる。【００３０】
電極層２１の形成方法としては、真空蒸着法等の従来公知の方法が好ましく用いられ、特に限定されない。真空蒸着で電極層２１を形成する場合、蒸着時の基板温度は、使用する電極材料によって適宜選択されるが０〜１５０℃が好ましい。また、膜厚は５０〜２００ｎｍが好ましい。【００３１】
両電極層２１の間には、有機双安定材料層３０が薄膜形成される。有機双安定材料層３０の形成方法としては、真空蒸着法、スピンコート法、電解重合法、化学蒸気堆積法（ＣＶＤ法）、単分子膜累積法（ＬＢ法）、ディップ法、バーコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法等の製法が用いられ特に限定されない。【００３２】
真空蒸着で有機双安定材料層３０を形成する場合、蒸着時の基板温度は、使用する有機双安定材料によって適宜選択されるが０〜１００℃が好ましい。また、膜厚は２０〜１５０ｎｍが好ましい。【００３３】
スピンコート法等の塗布で有機双安定材料層３０を形成する場合、塗布溶剤として、例えば、ハロゲン系のジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、エーテル系のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、エチレングリコールジメチルエーテル、芳香族のトルエン、キシレン、アルコール系のエチルアルコール、エステル系の酢酸エチル、酢酸ブチル、ケトン系のアセトン、ＭＥＫ、アセトニトリル等を用いることができる。これらの溶剤中に０．００１〜３０質量％の範囲で有機双安定材料を溶解させ、また必要に応じてバインダー樹脂を加えて塗布液とする。バインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニールアルコール、ポリスチレン等が使用できる。スピンコート条件は目標膜厚に応じて適宜設定可能であるが、回転数２００〜３６００ｒｐｍの範囲が好ましい。【００３４】
そして、本発明においては、上記の有機双安定材料層３０が、電子輸送性の有機双安定材料からなる主成分と、電子供与性化合物からなる添加成分とを含むことを特徴としている。【００３５】
まず、電子輸送性の有機双安定材料としては、電荷を輸送するための官能基を有するものであり、一つの分子内に電子供与性の官能基と電子受容性の官能基とを含有する化合物を用いることが好ましい。【００３６】
電子供与性の官能基としては、−ＳＣＨ3、−ＯＣＨ3、−ＮＨ2、−ＮＨＣＨ3、−Ｎ（ＣＨ3）2等が挙げられ、電子受容性の官能基としては、−ＣＮ、ＮＯ2、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ3、−ＣＯＯＣ2Ｈ5、−ＣＯＯＨ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、−Ｉ、−ＯＨ、−Ｆ、＝Ｏ等が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、Ｃ６０等の各種フラーレン材料も電子輸送性材料であることが知られており、本発明に用いることができる。【００３７】
上記のうち、一つの分子内に上記の電子供与性の官能基と、上記の電子受容性の官能基とを有する化合物としては、例えば、アミノイミダゾール系化合物、ジシアノ系化合物、ピリドン系化合物、スチリル系化合物、スチルベン系化合物、キノメタン系化合物、ブタジエン系化合物等の公知の化合物が挙げられる。【００３８】
なかでも、上記の有機双安定材料として、下記一般式（Ｉ）で表されるキノメタン系化合物を用いることが好ましい。【００３９】
【化４】
2005041318.tif 000005
（式（Ｉ）中、Ｒ１〜Ｒ４は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基より選ばれる基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は同一又は異なっていてもよい。Ｒ５、Ｒ６は置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環のいずれかを表し、Ｒ５、Ｒ６は同一又は異なってもよい。Ａは下記（１）〜（１０）より選ばれる基を表す。）【００４０】
【化５】
2005041318.tif 000006
上記のキノメタン系化合物（Ｉ）は、例えば、下記に示すような反応式によって合成することができる。以下の化合物は上記のＡが（２）又は（３）の例である（Ｘは酸素又は硫黄を表す）。【００４１】
【化６】
2005041318.tif 000007
すなわち、化合物（Ｉ−ａ）及び化合物（Ｉ−ｂ）と、化合物（Ｉ−ｃ）とを、例えばｎ−ブチルリチウム等の適当な有機金属触媒で反応させ（Ｉ−ｄ）、その後、保護基であるＴＭＳ（トリメチルシリル基）を取り去ることにより化合物（Ｉ−ｅ）を合成して、更に、これを、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸等の触媒で脱水縮合することにより、キノメタン系化合物（Ｉ−ｆ）を得ることができる。上記反応式中のＴＢＡＦはフッ化テトラブチルアンモニウムを表す。なお、上記の合成方法については、例えば、特願２００３−２２８１８５号公報、特開２００３−２３８５６１号公報、特願２００３−１０５０３９号に詳細に記載されている。【００４２】
上記のキノメタン系化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（Ｉ-１）〜（Ｉ-３２）で示される化合物が挙げられる。【００４３】
【化７】
2005041318.tif 000008
【００４４】
【化８】
2005041318.tif 000009
【００４５】
【化９】
2005041318.tif 000010
【００４６】
【化１０】
2005041318.tif 000011
次に、添加成分となる電子供与性化合物について説明する。本発明においては、上記の有機双安定材料に電子供与性化合物を添加、含有させる。電子供与性化合物としては、下記一般式（II）で表される材料が好ましい。【００４７】
【化１１】
2005041318.tif 000012
（式（II）中、Ｒ７〜Ｒ１０は水素原子、置換基を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい環を形成する残基より選ばれる基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０は同一又は異なっていてもよい。）
このような化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（II−１）〜（II−１１）で示される化合物が挙げられる。これらは市販されており、例えば、構造式（II−１）、（II−４）、（II−９）の化合物はAldrich社より市販されているものを用いることができる。【００４８】
【化１２】
2005041318.tif 000013
上記の電子供与性化合物の有機双安定材料に対する添加量は、個々の材料により最適値は異なるが、有機双安定材料層３０の全体に対して２０質量％以下となるように添加することが好ましく、０．０１〜２０質量％がより好ましく、０．０５〜２０質量％が更に好ましく、０．５〜２０質量％が特に好ましい。添加量が２０質量％を超えると、有機双安定材料そのものの物性が発揮されない場合があり好ましくない。【００４９】
電子供与性化合物の添加方法については、真空蒸着等によって、一個の蒸着源で両材料を一度に蒸着する方法、別々の蒸着源を用いて両材料を別個に共蒸着する方法等があるが、後者が組成の制御性の点で優れている。この場合、添加量の調整は、両者の成膜速度を調整することにより設定可能である。また、スピンコートなどの塗布法においては両材料を同一溶液に溶かして成膜することで容易に組成調整が可能である。【００５０】
上記の製造方法によって得られる本発明のスイッチング素子において大きな電流密度が得られるメカニズムは未だ明らかでないが、従来の構造との比較から以下のように類推される。【００５１】
すなわち、ｏｎ状態における有機双安定材料の電流は、当該材料の電荷密度Ｎ、移動度μ、誘電率ε、電子電荷量eにより、以下の２つの式により表される。【００５２】
電流密度（空間電荷制限電流）＝9/8 εμ（電圧）2 / (厚さ)3
電流密度（オーミック電流）  ＝ N eμ（電圧）/ (厚さ)
即ち、実際には、上記２つの電流モードのうち、値の大きなほうの電流が観測される。一般に電圧が高くなると空間電荷制限電流がオーミック電流よりも大きくなるため、低電圧ではオーミック電流、高電圧では空間電荷制限電流が観測されることが多いが、電荷密度が大きくなるとこの遷移の電圧が上昇するため、広い範囲でオーミック電流が観測される場合がある。いずれにしても、電流密度を増加させるためには電荷密度Ｎと移動度μを増加させることが重要である。【００５３】
電荷密度を増加させるには、金属電極からの電荷注入を増加させる方法、有機材料内での電荷発生を増加させる方法の２つがある。そして、本発明における、有機双安定材料への電子供与性化合物の添加は、上記の２つのいずれかのメカニズムによって、有機双安定材料中の電荷密度を増大せしめ、これによって電流密度を増大させているものと考えられる。【００５４】
すなわち、例えば上記の一般式(II)の化合物は、電子供与性の材料として知られているものであり、これを有機双安定材料に含有せしめた場合、電子が一般式(II)の化合物から有機双安定材料に移動し、有機材料内での電荷発生を促進する。【００５５】
また、多くの有機材料はＨＯＭＯ／ＬＵＭＯのエネルギー準位差（エネルギーバンドギャップに相当）が熱エネルギーよりも格段に大きいため、熱的な電荷発生は無く、フェルミ準位はＨＯＭＯ／ＬＵＭＯのちょうど中間に存在すると言われている。よって、一般式(II)の化合物の添加によるもう一つの効果として、上記の電荷発生により、有機双安定材料のフェルミ準位が上昇し、これにより電極に対する有機双安定材料のＬＵＭＯレベルが相対的に低下するため、電極からの電荷（電子）の注入が促進される。【００５６】
このように、上記の２つのメカニズムにより有機双安定材料中の電荷密度が上昇し、これによって電流密度が上昇するものと考えられる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を用いて、本発明のスイッチング素子について更に詳細に説明する。
<実施例１>  
以下の手順で、図１に示すような構成のスイッチング素子を作成した。【００５８】
基板１０としてガラス基板を用い、真空蒸着法により、第１電極層２１ａとしてアルミニウムを、双安定材料層３０としてキノメタン系化合物を主成分とし、これに電子供与性材料を添加したものを、第２電極層２１ｂとして金を順次連続して薄膜を形成し、実施例１のスイッチング素子を形成した。キノメタン系化合物としては上記の構造式（Ｉ−１）の化合物を、電子供与性化合物としては上記の構造式（II−１）の化合物を用いた。【００５９】
なお、第１電極層２１ａ、有機双安定材料層３０、第２電極層２１ｂは、それぞれ、１００ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍの厚さとなるように成膜した。また、蒸着装置は拡散ポンプ排気で、３×１０-6ｔｏｒｒの真空度で行なった。また、アルミニウム、金の蒸着は、抵抗加熱方式により成膜速度は３Å／ｓｅｃ、キノメタン系化合物と電子供与性化合物は、抵抗加熱方式による共蒸着法で行い、成膜速度はそれぞれ２Å／ｓｅｃ、０．０６Å／ｓｅｃで行った。各層の蒸着は同一蒸着装置で連続して行い、蒸着中に試料が空気と接触しない条件で行った。
<実施例２>  
キノメタン系化合物と、電子供与性化合物の成膜速度をそれぞれ２Å／ｓｅｃ、０．０２Å／ｓｅｃで行った他は、実施例１と同一の条件で成膜して、実施例２のスイッチング素子を得た。
<実施例３>
キノメタン系化合物として上記の構造式（Ｉ−１３）の化合物、電子供与性化合物として上記の構造式（II−４）の化合物を用い、それぞれの成膜速度を２Å／ｓｅｃ、０．０４Å／ｓｅｃで行った他は、実施例１と同一の条件で成膜して、実施例３のスイッチング素子を得た。
<実施例４>
キノメタン系化合物として上記の構造式（Ｉ−１５）の化合物、電子供与性化合物として上記の構造式（ＩＩ−９）の化合物を用い、それぞれの成膜速度を２Å／ｓｅｃ、０．０３Å／ｓｅｃで行った他は、実施例１と同一の条件で成膜して、実施例４のスイッチング素子を得た。
<比較例１>
有機双安定材料層３０に電子供与性の化合物を添加しない他は、実施例１と同一の条件で成膜して、比較例１のスイッチング素子を得た。
<比較例２>
有機双安定材料層３０に電子供与性の化合物を添加しない他は、実施例３と同一の条件で成膜して、比較例２のスイッチング素子を得た。
<試験例>
上記の実施例１〜４、比較例１、２のスイッチング素子について、電流−電圧特性を室温環境で測定した。図５における閾値電圧である、低閾値電圧Vth1、高閾値電圧Vth2、及び電圧１Ｖにおけるｏｎ状態での電流密度を表１に示す。また、図２〜４には、それぞれ、実施例１、２、比較例１のスイッチング素子についての電流−電圧特性を示す。
【００６０】
【表１】
2005041318.tif 000014
この結果、すべてのスイッチング素子で図５に例示されたような双安定特性が観測された。また、表１、図２、３の結果より、実施例１〜４のスイッチング素子のｏｎ状態における電流密度は、比較例１、２に比して１〜２桁高い値が得られた。【００６１】
特に、比較例では、ｏｎ状態における電流は電圧の２乗に比例しているのに対し、実施例での電流は電圧に比例している。すなわち、比較例では電荷密度が小さいため空間電荷制限電流となっているのに対し、実施例では電荷密度が高くオーミック電流となっていることがわかる。これらは、電子供与性不純物の添加により有機双安定材料層の電荷密度が大きくなるという上記のメカニズムを裏付ける結果となっている。【００６２】
また、実施例１〜４におけるｏｆｆ状態からｏｎ状態へ転移する電圧(Vth2)は、比較例１、２に比して高い値が得られた。この理由としては、電子供与性不純物の添加によりキノメタン化合物の結晶状態が変化し、これに伴っての表面形状の変化により転移電圧が変化したものと推定される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のスイッチング素子は、有機ＥＬディスプレーパネルの駆動用スイッチング素子や、高密度メモリ等に好適に利用できる。
【図１】
2005041318.tif 000018
【図２】
2005041318.tif 000019
【図３】
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【図４】
2005041318.tif 000021
【図５】
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【国際調査報告】
2005041318.tif 000023
2005041318.tif 000024
2005041318.tif 000025
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