JP2001085272A

JP2001085272A - 可変容量コンデンサ

Info

Publication number: JP2001085272A
Application number: JP32262699A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Watanabe; 久芳渡辺; Yoshikazu Hori; 義和堀; Masao Fukuyama; 正雄福山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】可変静電容量値の大容量化や高い容量精度の
実現そして、少量多品種の対応が容易で、低電圧で動作
し低損失で周波数特性が良好な可変容量コンデンサを提
供すること【解決手段】互いに絶縁されて対向する一対の第１電
極２と第２電極６との間に、Ｐ型有機化合物半導体層４
１とＮ型有機化合物半導体層４２とが面接触した有機Ｐ
Ｎ接合部４が挟まれている、可変容量コンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量コンデン
サに関し、より詳細には、静電容量を直流バイアス電圧
で調整することが要求される電子機器および電気機器に
使用される可変容量コンデンサであって、低電圧で動作
するだけでなく、低損失かつ周波数特性が良好な可変容
量コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、屋外で使用される携帯用の電子機
器あるいはコンピュータ関連の電子機器および電気機器
が多用されている。これらの電子機器等に用いられる部
品として、発信周波数を微調整等するために、レーザー
トリミングにより電極面積を調整して静電容量値を調整
するレーザートリマブルコンデンサが多用されてきてい
る。

【０００３】以下、従来のレーザートリマブルコンデン
サの構造を図５に基づいて説明する。図５（ａ）はレー
ザートリマブルコンデンサの上面図、図５（ｂ）は図５
（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

【０００４】図５（ｂ）に示すように、セラミック基板
５１の片面上に、所定の間隔を保って離間することによ
り電気的に絶縁された銀ペーストからなる内部電極５２
・５３が形成されている。この平行に配置された内部電
極５２・５３上にセラミックからなる誘電体５４を配設
し、この上面に金ペーストからなる中間電極５５が形成
されている。

【０００５】上記コンデンサの左右側面にはそれぞれ外
部電極５６・５７が形成されており、外部電極５６には
内部電極５２が接続され、外部電極５７には内部電極５
３がそれぞれ接続されている。このように、上記コンデ
ンサは、外部電極５６と外部電極５７との間に、内部電
極５２と中間電極５５とからなるコンデンサと、内部電
極５３と中間電極５５とからなるコンデンサが直列に接
続された複合コンデンサとなっている。

【０００６】図５（ｂ）に示すように、中間電極５５は
外部に露出しており、耐湿性および耐熱性が必要なた
め、金ペーストから形成されている。この中間電極５５
をレーザービームで焼き切り、中間電極５５の面積を小
さくすることによって、直列に配置された二つのコンデ
ンサの一方または両方の静電容量値を小さくすることが
できる。その結果、このようなコンデンサは、その静電
容量値が元の値より小さくなるため、可変容量コンデン
サとして使用されてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザートリマ
ブルコンデンサの調整方法は、１つのコンデンサのみで
静電容量値を測定しながら調整するのではなく、レーザ
ートリマブルコンデンサが組込まれた回路の信号を取出
し、その信号を必要な信号となるように、たとえば周波
数を取り出すとすると、決められた周波数となるように
トリミングする。まず、図４に示すように、複数個のレ
ーザートリマブルコンデンサをマトリックス状に並べる
ようにして基板回路に組み込み、回路を完成させる。次
に基板回路に通電し、信号を取出す。次に、取り出され
た信号を見ながら、レーザートリマブルコンデンサの中
間電極５５を、集光したＹＡＧレーザーにより少しずつ
蒸発させて焼き切るトリミングを行い、取り出される信
号を必要な信号値に少しずつ近づけていく。そして、最
終的に当該信号が所定の数値範囲に入った時にトリミン
グ作業が完了する。

【０００８】このように、トリミング作業は時間がかか
り、またレーザーで焼き切り過ぎてしまったときには、
静電容量を元に戻せないなどの課題を有していた。

【０００９】この課題を解決するために、一般的なメカ
ニカルトリミングコンデンサや、電圧可変容量型コンデ
ンサを用いる方法が考えられる。しかし、前者は回転可
能な対抗電極の回転により面積や見かけ上での比誘電率
または等価的な電極間隔を制御して行う。具体的には、
その際の摩擦で位置決めを行う。従って、振動や温度変
化に対し摩擦力の変化が生じ、静電容量値のずれを招
く。後者としてはいわゆるダイオードが挙げられるが、
必要な初期の比較的大きな静電容量値を得るためには精
密な工程条件の変更や広い半導体面積が要求され、技術
的・コスト的に対応が困難であった。また、チタン酸バ
リウム系の強誘電体材料を用い、電界強度を増加させる
ことによる比誘電率低下減少を利用する方法もあるが、
現在製造できる技術では１０Ｖ以上の直流電圧を印加す
る必要があり、また焼成してできた材料の初期比誘電率
と電圧依存性のばらつきは大きく、精密な静電容量値を
提供できるものではなかった。

【００１０】特開平１０−２５６０８５号公報には、セ
ラミック基板上に下部電極層、第１の誘電体層、第２の
誘電体層、および上部電極層を順に積層した容量可変素
子が開示されている。しかし、この公報では、第１の誘
電体層および第２の誘電体層に用いられる化合物とし
て、タンタルおよびチタン酸ストロンチウムなどの無機
化合物が開示されているのみであり、誘電体層として有
機化合物を用いて容量可変コンデンサを得ることは開示
も示唆もされていない。

【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされ、可変静電容量値の大容量化や高い容量精度の
実現そして、少量多品種の対応が容易で、低電圧で動作
し低損失で周波数特性が良好な可変容量コンデンサを提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る可変容量コンデンサは、互いに絶縁されて対向
する一対の第１電極２と第２電極６との間に、Ｐ型有機
化合物半導体層４１とＮ型有機化合物半導体層４２とが
面接触した有機ＰＮ接合体４が挟まれている。

【００１３】Ｐ型有機化合物半導体層４１に含まれるＰ
型有機化合物の少なくとも１つは、以下の化３により表
されるポリトリフェニルアミン化合物であることが好ま
しい。

【００１４】

【化３】

【００１５】ここで、Ｒ₁〜₃₇はそれぞれ独立して水
素、メチル基、エチル基、およびイソプロピル基からな
る群から選択され、Ｘ₁およびＸ₂は、それぞれ独立し
て、なし、メチレン基、およびチオエーテル基からなる
群から選択され、ｎは１以上である。好ましくは、Ｒ₁
〜₃₇はいずれも水素であるか、またはＲ₁、Ｒ₆、Ｒ₁₁、
Ｒ₁ ₆のいずれか１つがメチル基であり、残りのＲがいず
れも水素である。

【００１６】Ｎ型有機化合物半導体層４２に含まれるＮ
型有機化合物の少なくとも１つは、無置換またはメチル
基、エチル基、イソプロピル基、あるいはターシャリブ
チル基置換トリス８−キノリノラートアルミニウム、ト
リス４−メチル−８−キノリノラートアルミニウム、ト
リス４−フェナントリジノラートアルミニウム、トリス
１０−ベンゾキノリノラートアルミニウム、ビス１０−
ベンゾキノリノラートベリリウム、１，４−ビス２，２
−ジフェニルビニルベンゼン、４，４’−ビス２，２−
ジフェニルビヌルビフェニル、４，４’’−ビス２，２
−ジフェニルビニルテルフェニル、および４，４’’’
−ビス２，２−ジフェニルビニルクアテルフェニルから
なる群から選択されることが好ましい。

【００１７】また、Ｐ型有機化合物半導体層４１または
Ｎ型有機化合物半導体層４２の少なくとも一方に、０．
１重量％以上５重量％以下の不純物がドープされていて
もよい。

【００１８】１つの実施の態様においては、Ｐ型有機化
合物半導体層４１の厚みＴｐおよびＮ型有機化合物半導
体層４２の厚みＴｎはそれぞれ１０ｎｍ以上１００ｎｍ
以下であり、Ｔｐ＋Ｔｎ≧５０ｎｍである。

【００１９】各第１電極２および第２電極６の面積抵抗
値は０．７Ω／□以上１０Ω／□以下であることが好ま
しい。また、第１電極２および第２電極６のいずれか一
方の電極は、０．１重量％以上５重量％以下のリチウム
を含有するアルミニウムからなることが好ましい。

【００２０】Ｐ型有機化合物半導体層４１の厚みとＮ型
有機化合物半導体層４２の厚みとを異ならせたときに
は、印加電圧０Ｖを境として、正極側と負極側との間で
印加電圧に対する静電容量の変化量の大きさを変化させ
ることができる。

【００２１】１つの実施の態様においては、一対の第１
電極２および第２電極６が、対向する一対の第１基板１
と第２基板９との間に挟まれると共に、第１基板１およ
び第２基板９の周囲が接着層８により封止されている。
また、第１基板１と第２基板９との間に、複数個のＰＮ
有機接合体４１が挟まれていてもよい。

【００２２】接着層８の熱変形温度は７０℃以上である
ことが好ましい。また、Ｐ型有機化合物半導体層４１と
Ｎ型有機化合物半導体層４２との接触面積は０．０２ｍ
ｍ²以上であることも好ましい。このような本発明に係
る可変容量コンデンサを備えた携帯用機器も本発明の趣
旨に含まれる。

【００２３】上記課題を解決する本発明に係る可変容量
コンデンサの製造方法は、平板状の第１電極２上に、Ｐ
型有機化合物半導体を積層してＰ型有機化合物半導体層
４１を形成するＰ型半導体層形成工程、Ｐ型有機化合物
半導体層４１上に、Ｎ型有機化合物半導体を積層してＮ
型有機化合物半導体層４２を形成するＮ型半導体層形成
工程、および第１電極２に向かい合うように、Ｎ型有機
化合物半導体層４２上に第２電極６を設ける対向電極形
成工程、を包含する。

【００２４】さらに、本発明に係る可変容量コンデンサ
の製造方法は、Ｐ型半導体層形成工程の前に、第１電極
２を第１基板１上に形成する電極形成工程、対向電極形
成工程の後に、周囲に接着剤を塗布した第２基板９と第
１基板１とを貼り合わせて接着剤を硬化させる工程、を
包含してもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面と共に詳細に
説明する。なお、以下の説明においては、第１電極２上
にＰ型有機化合物半導体層４１およびＮ型有機化合物半
導体層４２が順に積層されている。ただし、半導体層４
１，４２の順序を逆にして、第１電極２上にＮ型有機化
合物半導体層およびＰ型有機化合物半導体層を順に積層
してもよい。この場合、十分とは言い難いが似たような
効果が得られる。

【００２６】図１（ａ）は本発明に係る可変容量コンデ
ンサの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａ’線断面図である。図１（ｂ）に示すように、本発明
に係る可変容量コンデンサは、平板状の第１電極２上に
有機ＰＮ接合体４が積層されており、有機ＰＮ接合体４
上には第１電極２と対向する電極６（以下、「第２電極
６」という）が積層されている。有機ＰＮ接合体４は、
Ｐ型有機化合物半導体層４１とＮ型有機化合物半導体層
４２とが面接触して形成されている。

【００２７】有機化合物半導体層４はＰ型、すなわち、
ホール輸送性であり、このような半導体層４に用いられ
るホール輸送性有機化合物としては、以下のポリトリフ
ェニルアミン化合物が挙げられる；

【００２８】

【化４】（ここで、Ｒ₁〜₃₇はそれぞれ独立して水素、メチル
基、エチル基、およびイソプロピル基からなる群から選
択され、Ｘ₁およびＸ₂は、それぞれ独立して、なし、メ
チレン基、およびチオエーテル基からなる群から選択さ
れ、ｎは１以上である）。

【００２９】なお、各フェニル基に導入されるＲ基の表
記について説明すると、例えば、化１において最も左に
位置するフェニル基には、Ｒ₁からＲ₅までの５つのＲ基
が導入され得るが、特に表記または言及しない限り、Ｒ
₁はオルト位、メタ位、およびパラ位のいずれであって
もよい。このように、特に表記または言及しない限り、
フェニル基上のＲ基の位置（オルト位、メタ位、および
パラ位）は特に限定されない。

【００３０】合成しやすい、入手しやすい、安価である
等の理由から、Ｒ₁〜₃₇はすべて水素であることが好ま
しい。また、後述するが、Ｒ₁、Ｒ₆、Ｒ₁₁、およびＲ₁₆
の少なくともいずれかがメチル基であることも好まし
い。Ｘ₁およびＸ₂は、熱変形温度を向上させることがで
きるという観点から、それぞれ独立して、なしであるこ
とが好ましい。ｎは４以下であることが好ましく、１ま
たは２であることがより好ましい。

【００３１】ポリトリフェニルアミン化合物は、特定の
モノマーを重合させて合成することができない。そのた
め、ベンゼン等を出発材料として使用し、炭素−炭素結
合を得るためにＷｕｒｔｚ−Ｆｉｔｔｉｎｇ反応を利用
したり、塩化ベンジル等と脱塩酸反応とを利用すること
によってＸ₁およびＸ₂としてメチレン基を導入したり、
ニトロクロロベンゼンに硫化ナトリウムを作用すること
によってＸ₁およびＸ₂としてチオエーテル基を導入し、
ニトロ基を還元してアミン化しクロロベンゼンと銅を触
媒としアルカリ下で反応させてトリフェニルアミン骨格
を得る等の複数の工程を得て目的の化合物を得ることが
できる。具体的には、特開平７−１２６６１５号公報、
特開平８−１００１７２号公報、および特開平１０−０
２５４７３号公報を参照のこと。なお、これらの公報に
おいては、可変容量コンデンサついては一切、言及がな
い。

【００３２】ポリトリフェニルアミン化合物を合成する
際には、複数工程を経るため多くの異性体ならびに不純
物が生成し、時にｎ＝３の場合、以下の化５および化６
で表される化合物のような種々の異性体が含まれる場合
がある。

【００３３】

【化５】

【００３４】

【化６】

【００３５】なお、多くの前記異性体や不純物を除去す
るため、水洗や種々の溶剤による溶解性を利用した除去
工程が必要であり、０．１Ｐａ以下の真空でそれぞれの
材料の不純物を気化させ除去したり、さらに気化可能な
場合は蒸発させ不揮発分及び難蒸発成分を分離除去して
も良い。

【００３６】得られたポリトリフェニルアミン化合物の
うち、分子量の低いものは真空蒸着技術による薄膜形成
が可能である。真空蒸着技術による薄膜形成に適切なポ
リトリフェニルアミン化合物の具体的な分子量は、７３
１（例えば、ｎ＝１、Ｒはすべて水素）以上１２１７
（例えば、ｎ＝３、Ｒはすべて水素）以下である。

【００３７】一方、分子量が１４６０（例えば、ｎ＝
４、Ｒはすべて水素）を超えるポリトリフェニルアミン
化合物は、真空蒸着技術による薄膜形成を行う際に、高
い蒸発レートの温度（約５００℃以上）で加熱すると分
解してしまう。低い蒸発レートの温度（約４２０℃から
約４８０℃程度）で加熱すれば蒸着による薄膜形成も可
能であるが、非常に薄膜形成に時間がかかるため、非常
に生産性が低くなる。そのため、このようなポリトリフ
ェニルアミン化合物の場合には、溶剤コーティング法に
よりポリトリフェニルアミン化合物からなる薄膜を形成
することが好ましい。このような溶剤コーティング法で
は、短時間で薄膜を形成することができるので、非常に
生産性が高くなる。なお、溶剤コーティング法では、膜
厚を１００ｎｍ未満にすることが困難であるので、１０
０ｎｍ未満の膜厚が所望される場合には、真空蒸着を行
うことが好ましい。

【００３８】溶剤コーティング法においては、Ｎ−メチ
ルピロリドン等からなる溶剤へのポリトリフェニルアミ
ン化合物の溶解性を高めるために、Ｒ₁、Ｒ₆、Ｒ₁₁、お
よびＲ₁₆の少なくとも１つにメチル基、エチル基、イソ
プロピル基、ターシャリブチル基を導入して置換ポリト
リフェニルアミン化合物とすることが好ましい（なお、
この場合、その他のＲはすべて水素である）。この置換
基としてはメチル基が好ましい。

【００３９】有機化合物半導体層５はＮ型、すなわち、
電子輸送性であり、このような半導体層５に用いられる
電子輸送性有機化合物としては、トリス（８−キノリノ
ラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノ
リノラート）アルミニウム、トリス（４−フェナントリ
ジノラート）アルミニウム、トリス（１０−ベンゾキノ
リノラート）アルミニウム、ビス（１０−ベンゾキノリ
ノラート）ベリリウム、１，４−ビス（２，２−ジフェ
ニルビニル）ベンゼン、４，４’−ビス（２，２−ジフ
ェニルビヌル）ビフェニル、４，４’’−ビス（２，２
−ジフェニルビニル）テルフェニル、４，４’’’−ビ
ス（２，２−ジフェニルビニル）クアテルフェニルが挙
げられる。

【００４０】この中でも、熱的および電気的に安定であ
るという観点から、トリス（８−キノリノラート）アル
ミニウム、および４，４’’−ビス（２，２−ジフェニ
ルビニル）テルフェニルが好ましい。これらの電子輸送
性有機化合物は、その一部の水素がメチル基、エチル
基、イソプロピル基やターシャリブチル基に置換されて
いてもよいが、置換されていない（すなわち、無置換で
ある）ことが好ましい。

【００４１】本発明者らによれば、Ｐ型有機化合物とし
てポリトリフェニルアミン化合物を用い、そしてＮ型有
機化合物として上記のような電子輸送性有機化合物を用
いたＰ型有機化合物半導体層４１とＮ型有機化合物半導
体層４２とを面接触することによって有機ＰＮ接合体４
を形成し、Ｐ型有機化合物半導体層４１およびＮ型有機
化合物半導体層４２にそれぞれ面接触するように有機Ｐ
Ｎ接合体４を挟む電極２，６を設けると、この電極２，
６の間では、その間の印加電圧により蓄積される静電容
量を変化させることができ、コンデンサとして利用でき
ることが見いだされた。さらに、このような有機ＰＮ接
合体４においては、保存温度および動作温度を７０℃か
ら８５℃程度まで非常に高くできることも見出された。

【００４２】Ｐ型有機化合物半導体層４１およびＮ型有
機化合物半導体層４２の接触面積は０．０２ｍｍ²以上
であることが好ましい。大面積基板上に数万個を超える
複数の可変容量コンデンサを配設する場合では、一平面
に配設される電極２，６自体が実質的にコンデンサとな
って数ｐＦの静電容量を有するため、可変容量コンデン
サの対向面積を０．０２ｍｍ²未満にした場合、静電容
量値の変化幅は１０％以下になり、可変容量コンデンサ
としての価値が低くなってしまう場合がある。

【００４３】Ｐ型有機化合物半導体層４１およびＮ型有
機化合物半導体層４２の少なくとも一方に有機化合物ま
たは無機化合物をドープすることにより、電圧印加によ
る静電容量の変化幅を約０．５％から約１０％程度、拡
大・縮小することができる。ドープに用いられる化合物
は、半導体層４１，４２中の有機化合物に対して０．１
重量％から５重量％までの範囲でドープされることが好
ましく、２重量％から３重量％までの範囲でドープされ
ることがより好ましい。ドープに適した有機化合物とし
ては、ルブレン、クマリン、１，２−（４，４’−ジフ
ェニルアニリノ）エチレン、および４−（ジシアノメチ
レン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７，−テ
トラメチルジュロリドイル−９−エンイル）−４Ｈ−ピ
ランを挙げることができる。これらの有機化合物は単独
でも２種類以上組み合わせて用いても良い。ドープの方
法としては、Ｐ型およびＮ型有機化合物半導体の蒸着時
に同時蒸着により加えたり、溶剤コーティングの直前に
混ぜる等の方法が挙げられる。

【００４４】コンデンサの定格電圧は直流で２．５Ｖ以
下の要望が多く、厚みを厚くする必要はほとんどない。
そのため、Ｐ型有機化合物半導体層４１の厚みＴｐおよ
びＮ型有機化合物半導体層４２の厚みＴｎはそれぞれ一
般的に１０ｎｍから１００ｎｍまでの間の任意の値から
選ばれると共に、Ｐ型有機化合物半導体層４１およびＮ
型有機化合物半導体層４２の厚みの和（Ｔｐ＋Ｔｎ）を
５０ｎｍ以上とすることで直流定格電圧２．５Ｖの可変
容量コンデンサが得られる。（Ｔｐ＋Ｔｎ）が５０ｎｍ
未満である場合には、２．５Ｖの直流電圧に耐えられ
ず、絶縁破壊が生じ、実用に耐えない。一方、上記厚み
Ｔｐ、Ｔｎ、および（Ｔｐ＋Ｔｎ）が所定範囲にある場
合には、印加電圧を−２．５Ｖから＋２．５Ｖまでの範
囲で変化させても、図２（ａ）に示すような静電容量の
変化が認められる。さらに、膜厚のむらを±１０％以内
に抑え、さらに静電容量の公差を１０％以内とすれば、
歩留まりを９０％以上にすることができる。

【００４５】本発明に係るコンデンサは直流バイアスに
より静電容量が決まる可変容量コンデンサであるため、
トリミングのバイアス電圧は自動設定になっていたり、
バイアス電圧の調整範囲が狭いことが多い。そのため、
初期の静電容量値に求められる精度が高い。設定された
有機ＰＮ接合体４の厚みと、実際に作成される有機ＰＮ
接合体４の厚みとは、ＰＮ接合面積が０．０２ｍｍ²か
ら０．０５ｍｍ²までの間は、ほとんど同一の厚みであ
るが、例えば、ＰＮ接合面積が６４００ｍｍ²である場
合には、中心付近の厚みに対して、周囲の厚みがその７
０％程度になってしまう場合がある。

【００４６】このように、ＰＮ接合面積が大きくなるほ
ど膜厚にむらが生じ易くなり、この膜厚のむらにより初
期静電容量値が大きくばらつく。一般的にこのコンデン
サの初期静電容量値（０Ｖにおける静電容量）のばらつ
きは±１０％以内であることが求められるため、膜厚の
むらは小さいことが必要である。本発明者らは、電極
２，６が対向する対向面積内の有機ＰＮ接合体４の膜厚
のむらを±１０％以内に抑えることが必要であることを
見出した。対向面積をさらに大きくした場合でも、有機
ＰＮ接合体４の膜厚のむらは、±１０％以内に抑えるこ
とが要求される。

【００４７】（厚みの比率について）さらに本発明者ら
は、Ｐ型有機化合物半導体層４１とＮ型有機化合物半導
体層４２との間の厚みの比を変化させることにより、印
加電圧に対する静電容量の変化量の大きさを変えること
ができることを見出した。具体的には、Ｐ型有機化合物
半導体層４１の厚みとＮ型有機化合物半導体層４２の厚
みを異ならせることにより、図２（ｂ）に示すように、
０Ｖを境として、正極側と負極側との間で上記印加電圧
に対する静電容量の変化量の大きさ（図２（ｂ）におけ
る傾き）を変えることができる。すなわち、正極側にお
ける傾きと、負極側における傾きとを変えることができ
る。正極側の傾きを大きくするためには、Ｐ型有機化合
物半導体層４１を薄くして、Ｎ型有機化合物半導体層４
２を厚くする。負極側の傾きを大きくするためには、Ｐ
型有機化合物半導体層４１を厚くして、Ｎ型有機化合物
半導体層４２を薄くする。具体的な厚みの比は、１：４
〜４：１である。なお、一方の半導体層４１，４２が極
端に薄い（例えば、１０ｎｍ未満）場合には、耐電圧性
が低下するおそれが高い。

【００４８】Ｐ型有機化合物半導体層４１およびＮ型有
機化合物半導体層４２の厚みを厚くすることで、有機Ｐ
Ｎ接合体４の耐電圧性を向上させることができる。具体
的には、有機ＰＮ接合体４の厚みを２００ｎｍ以上にし
た場合には、印加電圧をＤＣ１０Ｖ以上にすることがで
き、短時間における電圧印加であれば、印加電圧をＤＣ
３０Ｖにすることもできる。一方、有機ＰＮ接合体４の
厚みを１０ｎｍ未満とした場合には、耐電圧がＤＣ２．
５Ｖ未満となり著しく低下してしまう傾向がある。

【００４９】（第１電極２について）次に第１電極２
は、直接大気にさらされ、外部引出し電極として使用さ
れ、耐候性、耐酸化性および耐湿性等の高信頼性が要求
されるため、白金、金等を含んだ貴金属薄膜か、または
インジウム錫酸化物、窒化硼素等を含む導電性セラミッ
ク薄膜からなることが好ましい。このとき、薄膜の厚み
はコンデンサの特性に影響を与える。すなわち、第１電
極２が抵抗体として作用するため、等価回路がＣＲ直列
回路となり、第１電極２の厚みが薄くなると抵抗値が高
くなり、価直列抵抗値が高くなるためバイパスコンデン
サまたは共振用のコンデンサとして使い難くなる。逆に
電極厚みが厚くなると抵抗値が下がり、コンデンサとし
て非常に好ましい特性となる。具体的には、貴金属薄膜
が用いられる場合には、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で
あることが好ましく、導電性セラミック薄膜が用いられ
る場合には、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であること
が好ましい。

【００５０】ここまでは、薄膜の厚みによる直接的な影
響を説明してきたが、第１電極２の抵抗値は、膜厚以外
に電極の形成方法、熱処理による電極の状態、不純物そ
して酸素含有量により左右される。最終的な抵抗値は面
積抵抗値に換算して０．７Ω／□以上１０．０Ω／□以
下であることが好ましい。第１電極２および引出電極３
の面積抵抗値が１０．０Ω／□を超える場合には、本発
明に係る可変容量コンデンサの損失角に悪影響が生じ得
る場合がある。一方、第１電極２の厚みを大きくしてそ
の面積抵抗値を０．７Ω／□未満とした場合には、厚み
の増加による電極の物理的応力のため、耐圧が低下して
しまう。

【００５１】さらに、第１電極２の厚みを増やして抵抗
値（面積抵抗値）を減らそうとして比抵抗値が大きい導
電性セラミック薄膜を第１電極２および引出電極３とし
て使用した場合、第１電極２の厚みのむらが大きくな
り、厚みむらが生じている部分の第１電極２上に形成さ
れる半導体層４１，４２の耐電圧を維持し難しくなるた
め、第１電極２の実用的な抵抗値は面積抵抗値に換算し
て７．０Ω／□以上１０．０Ω／□以下である。従っ
て、７．０Ω／□以下の面積抵抗値が必要な場合は、第
１電極２を貴金属から形成することが好ましい。なお、
第１電極２を貴金属薄膜から形成した場合、その面積抵
抗値が７．０Ω／□を超えると不安定となり、信頼性が
低下するおそれがある。なお、後述する引出電極３につ
いても上記と同様のことが言える。また、いうまでもな
いが、第１電極２および引出電極３は平板状である。

【００５２】（第２電極６について）一般的なコンデン
サにおいては、第２電極６はアルミニウムから形成され
ることが多い。しかし、本発明の場合、静電容量を変化
させるためには４Ｖ前後のバイアス電圧が必要であるた
め、低いバイアス電圧で静電容量を可変にするために
は、アルミニウムにリチウムを加えることが好ましいこ
とが見いだされた。もちろんリチウム１００％であって
もかまわないが（この場合、第２電極６そのものがリチ
ウムから形成されることになる）、リチウムは水と反応
し易く、腐食により静電容量値がすぐ低下するなどの取
り扱い難い欠点を有する。さらに、耐湿性を最も効率よ
く向上させるために、リチウムと表面に反応が進行し難
い酸化保護膜ができるアルミニウムとの同時蒸着組成物
とすることが本発明者らにより見いだされた。また、リ
チウムの添加量が５重量％を超えるとでは耐湿性が急激
に悪くなり、０．１重量％未満では必要なバイアス電圧
が不安定となり必要な電圧が増加する傾向がある。具体
的には、リチウムが０．１重量％未満である場合には、
静電容量が変化する電圧の幅が−４Ｖから＋４Ｖ程度ま
で広がる。従って、通常、要求されているように、静電
容量が変化する電圧の幅を約−２．５Ｖから＋２．５Ｖ
程度にするためには、アルミニウムに対するリチウムの
含有量は、０．１重量％以上５重量％以下であることが
好ましい。もちろん、静電容量が変化する電圧の幅が−
４Ｖから＋４Ｖ程度まで広げた可変容量コンデンサが必
要とされた場合には、リチウムの含有量を０．１重量％
未満とすればよい。なお、第２電極６も第１電極２と同
様、平板状である。

【００５３】（保護層７について）湿気および酸素の侵
入・拡散を遅らせて第１電極２、引出電極３、および第
２電極６、ならびに有機ＰＮ接合体４を保護するため、
第２電極６の表面からこれらを覆うような保護層７が形
成されることが好ましい。このような保護層７として
は、厚み１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の酸化ゲルマニ
ウムおよび二酸化シリコンからなる層が挙げられる。

【００５４】１つの実施態様において、図１（ｂ）に示
すように、上記のような一対の電極２，６およびそれに
挟まれた有機ＰＮ接合体４からなる可変容量コンデンサ
は、周囲が接着層８によって封止された一対の第１基板
１と第２基板９との間に挟まれている。

【００５５】（基板１，９について）このような基板
１，９としては特に限定されないが、基板内部の電極
２，６および有機ＰＮ接合体４を保護するため、一対の
基板１，９は、空気中の水分および酸素を透過させない
ものであることが好ましい。このような基板としては、
例えば、ガラス板、セラミックス板、および表面を絶縁
された金属板が挙げられる。一般的に薄い無機材料は割
れ易いので、厚みによって採用できる面積が変わる。一
般的に基板１，９の厚みが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ未
満である場合には、基板１，９の寸法は２．０ｍｍ×
１．２５ｍｍから３．２ｍｍ×２．５ｍｍ程度であり、
基板１，９の厚みが０．５ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であ
る場合には、基板１，９の寸法は大容量コンデンサに適
した４．５ｍｍ×３．２ｍｍから１００ｍｍ×１００ｍ
ｍ程度にすることができる。

【００５６】（接着層８について）一対の基板１，９の
周囲を接着する接着層８としては、一般的には室温硬化
性エポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂が使用されるが、本
発明における有機ＰＮ接合体４は、その保存温度および
動作温度を７０℃から８５℃程度まで非常に高くできる
ことが見出されているので、これに適した接着剤を用い
ることが好ましい。すなわち、このような接着層８に用
いられる接着剤としては、室温硬化または紫外線硬化の
後に、自己発熱による温度上昇を含め、約７０℃での二
次加熱硬化が可能であるものが好ましい。この場合、接
着層８の熱変形温度が少なくとも７０℃であるので、本
発明における有機ＰＮ接合体４の保存温度および動作温
度を７０℃から８５℃程度まで非常に高くできたことと
相俟って、本発明に係る可変容量コンデンサは耐熱安定
性に極めて優れる。

【００５７】さらに、上記接着剤に粒径５μｍ以上５０
μｍ以下のアルミナまたはシリカの微粉末を加えること
により、２枚の基板１，９間に最低限の厚みを有する接
着層８を確保することが容易になる。これにより、外部
から侵入する湿気、酸素による有機ＰＮ接合体４へのダ
メージを防止し、強度や湿気の浸透しにくい封止構造が
得られる。粒径が５０μｍを超える場合には、外部から
湿気が侵入しやすくなる傾向がある。粒径が５μｍ未満
である場合には、接着力を低下させる場合がある。

【００５８】接着層８により封止された２枚の基板１，
９間には、水分濃度を５０ｐｐｍ以下に調整した乾燥ガ
スを封入することが好ましい。このような乾燥ガスとし
ては、無機ガスおよび有機ガスが挙げられる。これらは
単独でも、混合して用いられてもよい。無機ガスとして
は、一般に不活性ガスと称される窒素ガス、アルゴンガ
ス、およびネオンガスが挙げられる。有機ガスとしては
炭素数が３以下のアルカン（すなわち、メタン、エタ
ン、プロパン）、およびパーフルオロアルカンが挙げら
れる。

【００５９】（製造方法）図１（ｂ）に示される本発明
に係る可変容量コンデンサの製造方法について説明す
る。まず、第１基板１上に外部に引き出される引き出し
電極としての第１電極２および引出電極３を形成する。
第１電極２および引出電極３を第１基板１上に形成する
方法としては、第１電極２および引出電極３が貴金属薄
膜から形成される場合、蒸着またはスパッタを挙げるこ
とができ、第１電極２および引出電極３が導電性セラミ
ック薄膜から形成される場合、蒸着、スパッタ、化学分
解法（熱的分解）を挙げることができる。なお、第１基
板１上の第１電極２および引出電極３は互いに絶縁され
ている。

【００６０】次に、第１電極２上にＰ型有機化合物半導
体層４１を形成する。さらにＰ型有機化合物半導体層４
１上に、これとほぼ同じ面積を有するＮ型有機化合物半
導体層４２を形成することにより、半導体層４１，４２
の接合面でどの部分も全く同一の有機ＰＮ接合体４が形
成される。半導体層４１，４２の形成方法は上述した通
りである。

【００６１】次に、必要とされる静電容量値に応じた対
向面積となるように、Ｎ型有機化合物半導体層４２上に
蒸着により第２電極６を形成する。さらに、第２電極６
と引出電極３とを電気的に接続する。第２電極６上から
は、半導体層４１，４２等を湿気や酸素から守るための
保護層７を形成する。次に、周囲に接着剤を塗布した第
２基板９と第１基板１とを静かに貼り合わせて加圧する
ことにより、本発明に係る可変容量コンデンサが作製さ
れる。なお、基板１の周囲に接着剤を塗布してもよい。
このとき、乾燥ガス雰囲気下で行えば、基板１，９間に
乾燥ガスを容易に封入できる。また、第２基板９を裁置
する際に有機ＰＮ接合体４へのダメージをできる限り低
減するため、図１（ｂ）に示すように、保護層７（また
は第２電極６）と第２基板９とを離間しておくことが好
ましい。

【００６２】上記の説明では、一対の基板１，９の間に
は１つのＰＮ有機接合体４１が挟まれているが、図３に
示すように、２つ以上のＰＮ有機接合体４１が挟まれて
いてもよい。この場合、１つのＰＮ有機接合体４１の場
合と比較して、最大静電容量および初期静電容量値を調
整しやすいという利点がある。一対の基板１，９の間に
挟まれる２つ以上のＰＮ有機接合体４１とそれを挟む各
電極２，６とからなるコンデンサは、並列に接続されて
もよく、直列に接続されてもよい。また、直列に接続さ
れた複数列のコンデンサを並列に接続してもよい。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例と共により詳細に説明
するが、以下の実施例は特許請求の範囲に記載された本
願発明を例示するためにのみ用いられるべきであり、特
許請求の範囲に記載された本願発明の趣旨を限定するた
めに用いられてはならない。

【００６４】（実施例１）（実施例１）（可変容量コンデンサの作製）厚み０．５ｍｍ、幅２．
５ｍｍ、奥行３．２ｍｍである硼珪酸ガラスからなる基
板１の一方の面上に、面積抵抗値が９±１Ω／□である
インジウム錫酸化物をスパッタにより第１電極２および
引出電極３を形成した。第１電極２の幅は２．３ｍｍ、
奥行は２．５ｍｍであり、引出電極３の幅は０．７ｍ
ｍ、奥行は２．５ｍｍであり、第１電極２および引出電
極３の間には幅０．２ｍｍの間隔を帯状に形成すること
により、第１電極２および引出電極３を互いに絶縁し
た。

【００６５】次に、第１電極２上に、以下の化７に示さ
れるポリトリフェニルアミン化合物を蒸着により、厚み
５０ｎｍ±２．５ｎｍ、幅１．７ｍｍ、奥行１．８ｍｍ
のＰ型有機化合物半導体層４１を積層した。このとき、
図１（ｂ）に示すように、第１電極２の一側面をポリト
リフェニルアミン化合物により被覆した。

【００６６】

【化７】

【００６７】さらに、Ｐ型有機化合物半導体層４１上
に、以下の化８に示されるトリス（８−キノリノラー
ト）アルミニウムを蒸着により、厚み５０±２．５ｎ
ｍ、幅１．７ｍｍ、奥行１．８ｍｍのＮ型有機化合物半
導体層４２を、Ｐ型有機化合物半導体層４１に完全に重
なるように積層した。このようにして、有機ＰＮ接合体
４１を形成した。なお、図１（ｂ）のように、Ｐ型有機
化合物半導体層４１の一側面をトリス（８−キノリノラ
ート）アルミニウムにより被覆した。

【００６８】

【化８】

【００６９】次に、Ｎ型有機化合物半導体層４２上に４
±１重量％のリチウムと９６±１重量％のアルミニウム
とを同時蒸着することにより、面積抵抗値が０．７±
０．１Ω／□、厚みが１５０ｎｍ、幅が１．７ｍｍ、奥
行が１．８ｍｍの第２電極６を積層した。また、蒸着の
際には、形成される第２電極６と引出電極３とが電気的
に接続するように、第２電極６から、半導体層５の側
面、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムに被覆
された半導体層４の側面、およびポリトリフェニルアミ
ン化合物により被覆された第１電極２の側面にかけても
リチウムとアルミニウムとを同時蒸着した。なお、第１
電極２の側面は、第１電極２および引出電極３の間の中
央部から第１電極２の側面までにかけて硬化したポリト
リフェニルアミン化合物により絶縁されている。第２電
極６上には、酸化ゲルマニウムからなる厚み２００ｎｍ
の保護層７を蒸着により積層した。

【００７０】一方、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂に当量の変性フタル酸無水物（水素添加芳香族酸無水
物）を混合した硬化剤とイミダゾール系反応開始剤とか
らなり、粘度が０．２Ｐａ・ｓの室温硬化型エポキシ樹
脂に、粒径が１０±２μmの球状シリカを１重量％分散
させた接着剤を、厚みが０．５ｍｍ、幅が２．９ｍｍ、
奥行が２．５ｍｍの硼珪酸ガラスからなる第２基板９の
周囲に塗布し、７０℃の窒素ガス雰囲気下で有機ＰＮ接
合体４１等を積層した第１基板１にこの第２基板９を貼
り合わせて加圧して、接着剤を熱硬化させることにより
可変容量コンデンサを得た。なお、接着剤は自己発熱し
たが、７０℃の窒素ガス雰囲気下であったため、接着剤
は一度に硬化した。

【００７１】（可変容量コンデンサの評価）得られた可
変容量コンデンサの静電容量の電圧による変化を図２
（ａ）に示す。電圧変化の測定においては、インジウム
錫酸化物からなる幅２．３ｍｍの第１電極２を陽極と
し、幅０．７ｍｍの引出電極３を陰極とした。図２
（ａ）に示されるように、−２．５Ｖから＋２．５Ｖの
範囲の電圧を印加すると、約５００ｐＦから約１１５０
ｐＦまで静電容量がリニアに変化した。さらに温度６０
℃、相対湿度９５％、印加電圧＋２．５Ｖの条件下、連
続通電３００時間後の静電容量の変化率は±１％以内で
あり、非常に優れた耐湿性を示した。また、温度７０℃
の条件下、＋２．５Ｖの印加電圧を３０００時間かけて
連続通電した後に、−２．５Ｖから＋２．５Ｖの範囲の
電圧を印加しても、約５５０ｐＦから約１１００ｐＦま
で静電容量がリニアに変化し、非常に優れた耐久性を示
した。

【００７２】同様に、温度７０℃の条件下、＋４．８Ｖ
の印加電圧を３０００時間かけて連続通電した後に、−
２．５Ｖから＋２．５Ｖの範囲の電圧を印加しても、約
６００ｐＨから約１０００ｐＨまで静電容量がリニアに
変化した。このとき、幅２．ｍｍの第１電極２を陰極と
して電圧を印加した場合の損失角は、印加電圧が０Ｖの
場合には１．９％であり、印加電圧が２．５Ｖの場合に
は０．８６％であった。一方、第１電極２を陽極として
１．６Ｖの電圧を印加した場合の損失角は４．５２％で
あったが、回路上問題とならない低損失であった。さら
に、周波数１ｋＨｚの交流電圧（１Ｖ）を印加した際を
基準として、周波数１００ｋＨｚの交流電圧（１Ｖ）を
印加した際の静電容量変化率は約−１．６％であり、高
周波の交流電圧を印加した場合であっても良好な特性が
維持されることが理解された。

【００７３】（実施例２）次に図３の本発明の別な実施
例について説明する。（可変容量コンデンサの作製）

【００７４】（実施例２）次に図３の本発明の別の実施
例について説明する。（可変容量コンデンサの作製）図３において、厚み１．
１ｍｍのアルミノシリケートガラスからなる第１基板１
の一方の面上に、面積抵抗値が０．７Ω／□である金か
らなる第１電極２ならびに引出電極３ａおよび３ｂを積
層した。第１電極２の厚みは２００ｎｍ、幅は４４．７
ｍｍ、奥行７０．０ｍｍであった。引出電極３ａの厚み
は２００ｎｍ、幅は５．０ｍｍ、奥行３４．８５ｍｍで
あった。引出電極３ｂの厚みは２００ｎｍ、幅は５．０
ｍｍ、奥行３４．８５ｍｍであった。また、第１電極２
と引出電極３ａとの間（図３（ｂ）参照）は０．５ｍｍ
であり、同様に第１電極２と引出電極３ｂとの間（図３
（ａ）参照）も０．５ｍｍであった。

【００７５】次に、第１電極２上に、以下の化９で示さ
れるポリトリフェニルアミン化合物を蒸着により、厚み
１００±５μm、幅３０ｍｍ、奥行３１．８５ｍｍのＰ
型有機化合物半導体層４１を２つ積層した。このとき、
第１電極２の一側面をポリトリフェニルアミン化合物に
より被覆した。

【００７６】

【化９】

【００７７】さらに、２つのＰ型有機化合物半導体層４
１上のそれぞれに、以下の化１０に示される４，４’’
−ビス（２，２−ジフェニルビニル）テルフェニルを蒸
着して、厚み１００±５μｍ、幅３０ｍｍ、奥行３１．
８５ｍｍのＮ型有機化合物半導体層４２を、Ｐ型有機化
合物半導体層４１に完全に重なるように積層した。この
ようにして、有機ＰＮ接合体４を形成した。このとき、
Ｐ型有機化合物半導体層４１の一側面を４，４’’−ビ
ス（２，２−ジフェニルビニル）テルフェニルにより被
覆した。なお、この被覆の際、４，４’’−ビス（２，
２−ジフェニルビニル）テルフェニルが引出電極３ａ・
３ｂに接触しないように注意した。

【００７８】

【化１０】

【００７９】次に、２つのＮ型有機化合物半導体層４２
上のそれぞれに０．２±０．１重量％のリチウムと９
９．８±０．１重量％のアルミニウムとを同時蒸着する
ことにより、面積抵抗値が０．７±１Ω／□、厚みが３
００ｎｍ、幅が３１．１５ｍｍ、奥行が３０．８５ｍｍ
の対向電極６ａ・６ｂを積層した。また、蒸着の際に
は、形成される対向電極６ａと引出電極３ａとが、対向
電極６ｂと引出電極３ｂとがそれぞれ電気的に接続する
ように、対向電極６ａ・６ｂから、半導体層４２の側
面、４，４’’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）テ
ルフェニルに被覆された半導体層４１の側面、およびポ
リトリフェニルアミン化合物により被覆された第１電極
２の側面にかけてもリチウムとアルミニウムとを同時蒸
着した。対向電極６ａ・６ｂ上には、二酸化シリコンか
らなる厚み２００ｎｍの保護層７を蒸着により積層し
た。

【００８０】一方、粒径が２０±５μmの０．２重量％
の球状シリカ、および２重量％のラウロイルパーオキサ
イドを含有する紫外線硬化型接着剤（主成分：エポキシ
アクリレート）を、厚み１．１ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行
７０ｍｍのアルミノシリケートガラスからなる第２基板
９の周囲に塗布し、有機ＰＮ接合体４等を積層した第１
基板１にこの第２基板９を貼り合わせて加圧して、接着
剤に紫外線を照射させて硬化した後、さらに８０℃に加
熱して接着剤を二次硬化させて可変容量コンデンサを得
た。

【００８１】（可変容量コンデンサの評価）得られた可
変容量コンデンサは、小さな可変容量コンデンサが２個
並列に接続された３端子コンデンサであり、電圧による
静電容量の変化は２個共に第１電極２を陽極、引出電極
３ａ・３ｂを陰極として、−２．５Ｖから＋２．５Ｖま
で範囲で電圧を印加すると、約８００００ｐＦから約１
８３０００ｐＦまで静電容量がリニアに変化した。ま
た、共振周波数での等価直列抵抗は０．１Ω以下となり
優れた性能を示した。

【００８２】細長い基板１，９を用いることにより、こ
のような可変容量コンデンサを横一列に数個から数十個
形成することもでき、かつそれぞれの初期の静電容量値
を全く同じにすることも異なることにすることもでき
る。また、大面積の基板１上に、一対の電極２，６に挟
まれた有機ＰＮ接合体４を４００００個、マトリックス
状に配置した可変容量コンデンサや、いくつかの端子を
共通にして静電容量値を１０倍から１００倍にした可変
容量コンデンサでも同様の良好な特性が得られた。

【００８３】

【発明の効果】本発明に係る可変容量コンデンサによれ
ば、低い直流印加電圧により静電容量を変化させること
ができ、低損失で周波数特性が良好な可変容量コンデン
サが提供される。従来のトリマブルコンデンサと異な
り、本発明に係る可変容量コンデンサは、印加電圧を大
きくさせることにより、静電容量値を大きくすることも
可能である。さらに、ＰＮ接合を利用した無機ダイオー
ドと異なり、初期静電容量値を大きくすることもでき
る。さらに、従来の可変容量コンデンサと比較して、本
発明に係る可変容量コンデンサは非常に小さく、特に携
帯電話、ノート型パソコン等の携帯用機器内に用いられ
る可変容量コンデンサとして最適である。

【００８４】また、ドーピングに用いられる化合物や、
電極２，６および／または有機ＰＮ接合体４の厚みを変
更することにより、静電容量の範囲を変化させることが
できるため、様々な要求に応えることが可能である。具
体的には、最大静電容量値は膜厚等を調節することによ
り、１ｃｍ²当り１７０００ｐＦから６００００ｐＦま
で任意に選ぶことができるだけでなく、電極２，６およ
び／または有機ＰＮ接合体４の面積を変更することによ
り、１０ｐＦから１０μＦを超える範囲まで任意の初期
静電容量値を有する可変容量コンデンサを提供すること
ができる。

【００８５】本発明に係る可変容量コンデンサは、静電
容量値が増加する方向に５Ｖを超える過電圧が瞬時に印
加された場合であっても自己回復性を有する。また、温
度６０℃、相対湿度９５％の温湿度環境下に３００時間
放置しても静電容量が全く変動しない。さらに、図３に
示すように、一対の基板１，９の間に複数個の可変容量
コンデンサを備えた可変容量コンデンサ装置では、実回
路上における初期静電容量値を、必要に応じて１桁以上
変更することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る可変容量コンデンサの平
面図（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図

【図２】（ａ）は、本発明に係る可変容量コンデンサの
静電容量の変化を示すグラフ（ｂ）は、半導体層４１，４２の厚みを異ならせた場合
の静電容量の変化を示すグラフ

【図３】（ａ）は本発明に係る他の可変容量コンデンサ
の平面図（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図

【図４】複数個のレーザートリマブルコンデンサをマト
リックス状に並べるようにして基板回路に組み込んだ平
面図

【図５】（ａ）は従来のレーザートリマブルコンデンサ
の上面図（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図

【符号の説明】

１第１基板２第１電極３引出電極４有機ＰＮ接合体４１Ｐ型有機化合物半導体層４２Ｎ型有機化合物半導体層６第２電極７保護層８接着層９第２基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに絶縁されて対向する一対の第１電
極（２）と第２電極（６）との間に、Ｐ型有機化合物半
導体層（４１）とＮ型有機化合物半導体層（４２）とが
面接触した有機ＰＮ接合体（４）が挟まれている、可変
容量コンデンサ。
【請求項２】前記Ｐ型有機化合物半導体層（４１）に
含まれるＰ型有機化合物の少なくとも１つが、以下の化
１により表されるポリトリフェニルアミン化合物であ
る、請求項１に記載の可変容量コンデンサ；【化１】（ここで、Ｒ₁〜₃₇はそれぞれ独立して水素、メチル
基、エチル基、およびイソプロピル基からなる群から選
択され、Ｘ₁およびＸ₂は、それぞれ独立して、なし、メ
チレン基、およびチオエーテル基からなる群から選択さ
れ、ｎは１以上である）。
【請求項３】前記Ｒ₁〜₃₇はいずれも水素である、請
求項２に記載の可変容量コンデンサ。
【請求項４】前記Ｒ₁、Ｒ₆、Ｒ₁₁、Ｒ₁₆のいずれか１
つがメチル基であり、残りのＲがいずれも水素である、
請求項２に記載の可変容量コンデンサ。
【請求項５】前記Ｎ型有機化合物半導体層（４２）に
含まれるＮ型有機化合物の少なくとも１つが、無置換ま
たはメチル基、エチル基、イソプロピル基、あるいはタ
ーシャリブチル基置換トリス（８−キノリノラート）ア
ルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラー
ト）アルミニウム、トリス（４−フェナントリジノラー
ト）アルミニウム、トリス（１０−ベンゾキノリノラー
ト）アルミニウム、ビス（１０−ベンゾキノリノラー
ト）ベリリウム、１，４−ビス（２，２−ジフェニルビ
ニル）ベンゼン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル
ビヌル）ビフェニル、４，４’’−ビス（２，２−ジフ
ェニルビニル）テルフェニル、および４，４’’’−ビ
ス（２，２−ジフェニルビニル）クアテルフェニルから
なる群から選択される、請求項１から４までのいずれか
に記載の可変容量コンデンサ。
【請求項６】前記Ｐ型有機化合物半導体層（４１）ま
たはＮ型有機化合物半導体層（４２）の少なくとも一方
に、０．１重量％以上５重量％以下の不純物がドープさ
れている、請求項１から５までのいずれかに記載の可変
容量コンデンサ。
【請求項７】前記Ｐ型有機化合物半導体層（４１）の
厚み（Ｔｐ）およびＮ型有機化合物半導体層（４２）の
厚み（Ｔｎ）がそれぞれ１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で
あり、Ｔｐ＋Ｔｎ≧５０ｎｍである、請求項１から６ま
でのいずれかに記載の可変容量コンデンサ。
【請求項８】前記各第１電極（２）および第２電極
（６）の面積抵抗値が０．７Ω／□以上１０Ω／□以下
である、請求項１から７までのいずれかに記載の可変容
量コンデンサ。
【請求項９】前記第１電極（２）および第２電極
（６）のいずれか一方の電極が、０．１重量％以上５重
量％以下のリチウムを含有するアルミニウムからなる、
請求項１から８までに記載の可変容量コンデンサ。
【請求項１０】Ｐ型有機化合物半導体層（４１）の厚
みとＮ型有機化合物半導体層（４２）の厚みとが異な
り、印加電圧０Ｖを境として、正極側と負極側との間で
印加電圧に対する静電容量の変化量の大きさが異なる、
請求項１から８までに記載の可変容量コンデンサ。
【請求項１１】前記一対の第１電極（２）および第２
電極（６）が、対向する一対の第１基板（１）と第２基
板（９）との間に挟まれると共に、前記第１基板（１）
および第２基板（９）の周囲が接着層（８）により封止
されている、請求項１から１０までのいずれかに記載の
可変容量コンデンサ。
【請求項１２】前記第１基板（１）と第２基板（９）
との間に、複数個のＰＮ有機接合体（４１）が挟まれて
いる、請求項１１に記載の可変容量コンデンサ。
【請求項１３】前記接着層（８）の熱変形温度が７０
℃以上である、請求項１から１２までのいずれかに記載
の可変容量コンデンサ。
【請求項１４】前記Ｐ型有機化合物半導体層（４１）
と前記Ｎ型有機化合物半導体層（４２）との接触面積が
０．０２ｍｍ²以上である、請求項１から１３までのい
ずれかに記載の可変容量コンデンサ。
【請求項１５】請求項１から１４までに記載の可変容
量コンデンサを備えた携帯用機器。
【請求項１６】平板状の第１電極（２）上に、Ｐ型有機
化合物半導体を積層してＰ型有機化合物半導体層（４
１）を形成するＰ型半導体層形成工程、前記Ｐ型有機化
合物半導体層（４１）上に、Ｎ型有機化合物半導体を積
層してＮ型有機化合物半導体層（４２）を形成するＮ型
半導体層形成工程、および前記第１電極（２）に向かい
合うように、前記Ｎ型有機化合物半導体層（４２）上に
第２電極（６）を設ける対向電極形成工程、を包含す
る、可変容量コンデンサの製造方法。
【請求項１７】前記Ｐ型有機化合物半導体層（４１）
に含まれるＰ型有機化合物の少なくとも１つが、以下の
化１により表されるポリトリフェニルアミン化合物であ
る、請求項１６に記載の可変容量コンデンサの製造方
法；【化２】（ここで、Ｒ₁〜₃₇はそれぞれ独立して水素、メチル
基、エチル基、およびイソプロピル基からなる群から選
択され、Ｘ₁およびＸ₂は、それぞれ独立して、なし、メ
チレン基、およびチオエーテル基からなる群から選択さ
れ、ｎは１以上である）。
【請求項１８】前記Ｒ₁〜₃₇はいずれも水素である、
請求項１７に記載の可変容量コンデンサの製造方法。
【請求項１９】前記Ｒ₁、Ｒ₆、Ｒ₁₁、Ｒ₁₆のいずれか
１つがメチル基であり、残りのＲがいずれも水素であ
る、請求項１７に記載の可変容量コンデンサの製造方
法。
【請求項２０】前記Ｎ型有機化合物半導体層（４２）
に含まれるＮ型有機化合物の少なくとも１つが、無置換
またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、あるいは
ターシャリブチル基置換トリス（８−キノリノラート）
アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラー
ト）アルミニウム、トリス（４−フェナントリジノラー
ト）アルミニウム、トリス（１０−ベンゾキノリノラー
ト）アルミニウム、ビス（１０−ベンゾキノリノラー
ト）ベリリウム、１，４−ビス（２，２−ジフェニルビ
ニル）ベンゼン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル
ビヌル）ビフェニル、４，４’’−ビス（２，２−ジフ
ェニルビニル）テルフェニル、および４，４’’’−ビ
ス（２，２−ジフェニルビニル）クアテルフェニルから
なる群から選択される、請求項１６から１９までのいず
れかに記載の可変容量コンデンサの製造方法。
【請求項２１】前記Ｐ型半導体層形成工程の前に、前記
第１電極（２）を第１基板（１）上に形成する電極形成
工程、前記対向電極形成工程の後に、周囲に接着剤を塗布した
第２基板（９）と第１基板（１）とを貼り合わせて前記
接着剤を硬化させる工程、をさらに包含する、請求項１
６から２０までのいずれかに記載の可変容量コンデンサ
の製造方法。