JPH0469971A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は、有機半導体を用いた電界効果トランジスタ
（以下、ＦＥＴ素子と略称する）に関するものである。

［従来の技術１ π−共役系高分子は化学構造の骨格が共役二重結合や三
重結合からなっており、π−電子軌道の重なりによって
形成される価電子帯と伝導帯およびこれらを隔てる禁制
帯からなるバンド構造を有しているものと考えられてい
る。禁制帯幅は材料によって異なるが、はとんどのπ−
共役系高分子では１〜４ｅＶの範囲にある。このために
、π−共役系高分子は、それ自身では絶縁体またはそれ
に近い電導度しか示さない。しかし、化学的方法、電気
化学的方法、物理的方法等によって価電子帯から電子を
引き去ったり（酸化）、または伝導帯に電子を注入（還
元）すること（以下、ドピングという）によって電荷を
運ぶキャリヤ（担体）が生じるものと説明されている。

その結果、ドーピングの量を制御することによって電導
度は、絶縁体領域から金属領域に至る幅広い範囲にわた
って任意に変えることが可能である。ドーピングが酸化
反応のときに得られる高分子はｐ−型、還元反応の場合
にはｎ−型になる。これは無機半導体における不純物添
加に似ている。このために、π−共役系高分子を半導体
材料として用いたいろいろな半導体素子を作製すること
ができる。

具体的には、ポリアセチレンを用いたショットキ型接合
素子（ジャーナル　オブ　アプライドフィジックス（Ｊ
、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）　５２巻、　８６９頁、１９
８１年、特開昭５６−１４７４８６号公報等）、ポリピ
ロール系共役高分子を用いたショットキ型接合素子（ジ
ャーナル　オブ　アプライド　フィジックス（Ｊ、Ａｐ
ｐｌ、Ｐｈｙｓ、）　５４巻、２５１１頁、１９８３年
、特開昭５９−６３７６０号公報等）が知られている。

また、無機半導体であるｎ−型ＣｄＳとｐ　−型ポリア
セチレンとを組み合わせたベテロ接合素子が報告されて
いる（ジャーナル　オブ　アプライド　フィジックス（
Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　）　５１巻、４２５２
頁１９８０年）。π−共役系高分子同士を組み合わせた
接合素子としては、ｐ−型およびｎ−型ポリアセチレン
を用いたｐｎホモ接合素子が知られている（アプライド
　フィジックス　レターズ（ＡｐｐｌＰｈｙｓ、Ｌｅｔ
ｔ、）　５８巻、１２７９頁、１９８５年）。さらに、
ポリピロールとポリチオフェンからなるペテロ接合素子
も知られている（ジャパン　ジャーナルオブ　アプライ
ド　フィジックス（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　）　２４巻、Ｌ５５３頁、１９８５年）。

また、以上のほか、π−共役系高分子を半導体材料とし
て用いたものにＦＥＴ素子が挙げられる。

一方、これまでＦＥＴ素子とし７ては、半導体層として
シリコンやＧａＡｓ単結晶を用いたものが知られており
、実用に供されている。しかし、これらＦＥＴ素子にお
いては、用いられる材料が高価であるばかりか、素子作
製プロセスが大変複雑である。しかも、素子を組み込む
ことのできる面積はウェハの大きさで制限される。例え
ば大画面液晶表示素子に用いられているアクティブ駆動
素子を作製する場合においては、上記のウェハを用いて
いる限り、価格面からもその面積からも著しい制約があ
る。このような制約のため、現在では液晶表示素子にお
いて駆動素子として用いられるＦＥＴ素子としては、ア
モルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタが実用に
供されている。しかし、アモルファスシリコンを用いた
薄膜トランジスタも、表示素子面積の増大化に伴い低価
格で、多くの素子を一平面上に、しかも均一に作製する
のが困難となりつつある。このような背景の下に、最近
では有機半導体の中でもπ−共役系高分子を用いたもの
が高分子材料の特徴である加工性に優れ、大面積化が容
易なことから特に注目されている（特開昭６２−８５２
２４号公報）。

π−共役系高分子を半導体として用いたＦＥＴ素子とし
ては、ポリチオフェン（アプライド　フィジックス　レ
ターズ（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　ｌ　４
９巻、１２１０頁、１９８６年）を適用したものが知ら
れている。第１２図にポリチオフェンを半導体層とする
ＦＥＴ素子の構成図を示す。この図において、２１は基
板兼ゲート電極となるシリコン板、２２は絶縁膜となる
酸化シリコン、２３は半導体層として働くポリチオフェ
ン膜、２４および２５はそれぞれソース電極、ドレイン
電極となる金膜、２６は前記シリコン板２１とオーミッ
ク接触を取るための金属である。このポリチオフェンを
半導体層に用いたＦＥＴ素子の動作について説明する。

ソース電極２４とドレイン電極２５の間に電圧をかける
と、ポリチオフェン膜２３を通してソース電極２４とド
レイン電極２５間に電流が流れる。このとき、絶縁膜２
２によりポリチオフェン膜２３と隔てられたゲート電極
となるシリコン板２１に電圧を印加すると、電界効果に
よってポリチオフェン膜２３の電導度を変えることがで
き、したがって、ソース・ドレイン電極２４．２５間の
電流を制御することができる。これは絶縁膜２２に近接
するポリチオフェン膜２３内の空乏層の幅がシリコン板
１に印加する電圧によって変化し、実効的な正のキャリ
アからなるチャネル断面積が変化するためと考えられて
いる。ポリチオフェンを半導体層に適用した場合、半導
体層を通してソース電極２４とドレイン電極２５の間を
流れる電流（電導度）をゲート電極に印加する電圧で１
００−１０００倍も変調することができる。しかしなが
ら、ゲート電圧印加時のソース・ドレイン電極２４．２
５間を流れる電流量が小さいという欠点を有し、さらに
ポリチオフェンを電解重合法で作製するために多くのＦ
ＥＴ素子を同時に、しかも均一に作製することが困難と
なるため実用的には、はなはだ問題が多い。

π−共役系高分子を半導体として用いたＦＥＴ素子の他
の例としては、金属フタロシアニン類（ケミカル　フィ
ジックス　レターズ（Ｃｈｍｅ、　Ｐｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、）　１４２巻、　１０３頁、１９８７年）を
用いたものが知られている。しかしながら、金属フタロ
シアニンは真空蒸着法で作製するために、多くのＦＥＴ
素子を同時に、しかも均一につくる場合には、アモルフ
ァスシリコンを半導体層として用いたＦＥＴ素子同様、
はなはだ問題が多い。

さらに、π−共役系高分子を半導体として用いたＦＥＴ
素子の他の例としては、ポリアセチレン（ネイチャー　
ｆＮａｔｕｒｅ）　３３５巻、　８頁、１９８８年）を
用いたものが知られている。ポリアセチレンをＦＥＴ素
子の半導体層に適用した場合、半導体層を通してソース
電極とドレイン電極の間を流れる電流をゲート電極に印
加する電圧で大きく変調することができる。しかしなが
ら、ポリアセチレンを半導体層として用いたＦＥＴ素子
は、ポリアセチレンが空気中で容易に劣化することから
、実用的には、はなはだ問題が多い。また、さらにＦＥ
Ｔ素子のソース・ドレイン電極にポリピロールを、半導
体層にポリチオフェン（シンセティック　メタルズ（Ｓ
ｙｎｔｈ、　Ｍｅｔ、　）　２８巻、７５３頁、１９８
９年）をそれぞれ適用したものが知られている。ポリピ
ロールをソース・トレイン電極に適用した場合、金など
の金属電極を使用した場合に比べ、半導体層を通してソ
ース電極とドレイン電極の間を流れる電流をゲート電極
に印加する電圧でより太き（変調することができる。し
かしながら、ポリピロールならびにポリチオフェンを電
解重合法で作製するために多くのＦＥＴ素子を同時に、
しかも均一につくることが困難となり、実用的には、は
なはだ問題が多い。

このような理由から、ＦＥＴ素子の半導体層として成型
加工性に優れ、かつ安定性に優れたπ−共役系高分子が
求められている。一般に、π−共役系高分子はその二重
結合あるいは三重結合のために剛直であり可溶性となり
難く成型加工性に劣る。そこで最近、成型加工性に優れ
、かつ安定なπ−共役系高分子として溶媒に可溶な前駆
体を有し、その前駆体からの変換により得られるπ−共
役系高分子、あるいは長鎖アルキル基、アルコキシル基
など側鎖を付加し溶剤に可溶としたπ−共役系高分子等
が注目されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、電解重合法で得たπ−共役系高分子およ
び真空蒸着法で得た有機化合物をＦＥＴ素子の半導体層
に用いる場合、多くのＦＥＴ素子を大面積基板上に同時
に均一に作製することが困難となり、実用上はなはだ問
題が多い。またさらに、エンハンスメント型のＦＥＴ素
子を例に挙げると、ソース電極およびドレイン電極と半
導体層であるπ−共役系高分子がオーミック接触である
ために上記ＦＥＴ素子でゲート電圧を印加しないとき、
すなわちＦＥＴ素子のオフ状態の時でさえソース・ドレ
イン電極間に比較的大きい電流が流れ、その結果、オン
電流とオフ電流の比、すなわちスイッチング比が小さく
なり、これら素子をスイッチング素子等に利用する場合
に大きな問題となっていた。特に、オン電流を太き（す
るためにドーピングを施した時は、半導体層の電導度が
上がり、ゲート電圧末印加時でさえソース・トレイン電
極間に大きな電流が流れて、結果的にスイッチング比の
低下を招く場合が多く、極めて大きな問題となっていた
。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、大面積基板上に同時に均一に作製でき、また、ゲ
ートに印加する電圧によってソース・ドレイン間電流を
大きく変調させることができ、かつその動作が安定であ
るＦＥＴ素子を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るＦＥＴ素子は、半導体層を溶剤に可溶な
π−共役系高分子で構成するとともに、ソース電極およ
びドレイン電極のうち少な（とも一方と半導体層間を非
オーミック接触としたものである。

［作用〕 この発明においては、π−共役系高分子の電導度がゲー
ト電圧によって制御される。また、ゲート電圧を印加し
ない状態において、ソース・ドレイン電極間に電流が流
れにくい。

［実施例１ この発明のＦＥＴ素子としては、キャリアのチャネルを
形成する活性層と他の半導体層を接合させ、そこにゲー
ト電圧を印加する接合形電界効果トランジスタあるいは
キャリアのチャネルを形成する活性層に絶縁膜を介して
ゲート電圧を印加する絶縁ゲート電界効果トランジスタ
等が挙げられるが何れでもよい。以下、例として絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタについて説明する。

第４図はこの発明のＦＥＴ素子の基本構成図である。こ
の図において、１は基板、２は前記基板１上に設けられ
たゲート電極、３は絶縁膜、４は半導体層として働く可
溶性のπ−共役系高分子膜、５，６はそれぞれソース電
極およびドレイン電極である。

なお、第４図では、基板１上にゲート電極２を設け、絶
縁膜３を介在させて、その上にソース電極５およびドレ
イン電極６を設け、これらの電極間５，６に半導体層で
ある可溶性のπ−共役系高分子膜４を設けているが、第
５図に示すように、基板１上にゲート電極２を設け、絶
縁膜３を介在させて、その上に可溶性のπ−共役系高分
子膜４を設け、その上にソース電極５およびドレイン電
極６を設けてもよい。

あるいは、第６図に示すように、基板１上にソース電極
５およびドレイン電極６を設け、これらの電極５，６間
に半導体層である可溶性のπ−共役系高分子膜４を設は
絶縁膜３を介在させて、その上にゲート電極２を設けて
もよい。

あるいはまた、第７図に示すように、基板１上に半導体
層である可溶性のπ−共役系高分子膜４を設け、その上
にソース電極５およびドレイン電極６を設け、半導体層
である可溶性のπ−共役系高分子１１ｉ　４の上、かつ
ソース電極５とドレイン電極６の間に絶縁膜３を介在さ
せてゲート電極２を設けてもよい。

第８図は、第４図に示したＦＥＴ素子を用いた液晶表示
装置の一例を示す断面図である。この図において、第４
図と同一符号は同一のものを示し、７は前記ドレイン電
極６と接続された電極、８は液晶層、９は透明電極、１
ｏは偏光板付きガラス板である。なお、電極７および透
明電極９には配向処理を施している。また、１１はＦＥ
Ｔ素子からなる液晶駆動部分、１２は液晶表示部分であ
る。

ここで、この発明に用いる材料としては、以下に述べる
ものがある。基板１には絶縁性の材料であれば何れも使
用可能であり、具体的には、ガラス、アルミナ焼結体や
ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチ
レンフィルム、ポリフェニレンスルフィド膜、ポリバラ
キシレン膜などの各種絶縁性プラスチックなどが使用可
能である１、ゲート電極２としては、金、白金、クロム
。

パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、
低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の
金属や錫酸化物、酸化インジウム。

インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いるのが一般的
であるが、もちろＡ７これらの材料に限られるわけでは
なく、また、これらの材料を２種以上用いて使用しても
差し支えない。ここで、金属膜を設ける方法としては蒸
着、スパッタリング、めっき、各種ＣＶＤ成長等の方法
がある。

また、第４図に示したＦＥＴ素子や、第８図に示した液
晶表示装置においては、ｐ−型シリコンやｎ−型シリコ
ンをゲート電極２と基板１を兼ねて用いてもよく、この
場合には、基板１を省略することができる。この場合、
ｐ−型シリコンやｎ−型シリコンの体積固有抵抗率は幾
らでも良いが、実用上は半導体層として用いるπ−共役
系高分子膜４のそれよりも小さいことが好ましい。さら
に、ゲート電極２として導電性の有機系低分子化合物や
π−共役系高分子を用いても差し支えない。また、この
発明のＦＥＴ素子の使用目的に応じてゲート電極２と基
板１をかね、ステンレス板、銅版などの導電性の板を用
いることも可能である。

また、絶縁膜３としては、絶縁性のものであれば無機、
有機のいずれの材料でも使用可能であり、一般的には酸
化シリコン（ＳｉＯ□）、窒化シリコン、酸化アルミニ
ウム、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリパラキシレン、ポリアクリ
ロニトリルおよび各種絶縁性ＬＢ膜等が用いられる。も
ちろん、これらの材料を２つ以上合わせて用いても良い
。

これらの絶縁膜３の作製方法としては特に制限はな（、
例えばＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、
蒸着法、スピンコーティング法。

ディッピング法、クラスタイオンビーム蒸着法およびＬ
Ｂ法などが挙げられ、いずれも使用可能である。また、
ｐ−型シリコンやｎ−型シリコンをゲート電極２と基板
１を兼ねて用いる場合には、絶縁膜３としてはシリコン
の熱酸化法等によって得られる酸化シリコン膜が好適で
ある。

液晶表示装置のうち、液晶駆動部分１１においてＦＥＴ
素子のドレイン電極６と短絡した電極７は充分な電導度
を有し、液晶に不溶のものであれば何でも良く、金、白
金、クロム、アルミニウム等の金属や錫酸化物、酸化イ
ンジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明電
極あるいは導電性を有する有機系高分子を用いても良い
。もちろん、これらの材料を２種以上組み合わせて用い
ても良い。偏光板付きガラス板１０下の透明電極９とし
ては、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化
物（ＩＴＯ）等を用いるのが一般的である。また、適度
の透明度を有する導電性有機系高分子を用いても良い。

あるいは、これらの材料を２つ以上合わせて用いても良
い。但し、これらの電極７および透明電極９にはＳｉＯ
２の斜め蒸着またはラビング等の配向処理を施しておく
必要がある。液晶層８にはゲスト・ホスト型液晶。

ＴＮ型液晶またはスメクチックＣ相液晶等の液晶が用い
られるが、基板１においてガラスを用い、電極７に透明
電極を用いる場合は、基板１に偏光板を取り付けること
によってコントラスト比が上がる。偏光板付きガラス板
１０の偏光板は偏光するものであれば何でも良い。

この発明で使用する半導体層として働（π−共役系高分
子膜４の材料としては、可溶性のπ−共役系高分子ある
いは可溶性の前駆体を有するπ−共役系高分子であれば
なんでもよく、これらを２種類以上合わせて用いても良
い。そのうち、−例として、一般式　（１） （但し、Ｒ３およびＲ２は−Ｈ，アルキル基、アルコキ
シ基の内の一種、ｎは整数）で表されるポリ（２，５−
ヂエニレンビニレン）およびその誘導体が挙げられる。

特に、π−共役系高分子前駆体の合成の容易さから、Ｒ
１およびＲ２が−Ｈのポリ（２，５−チェニレンビニレ
ン）が好適である。ここで、溶剤とは各種有機溶媒、水
およびそれらの混合されたものをいう。

次に、一般式　（１）において、Ｒ８およびＲ２が共に
−Ｈであるπ−共役系高分子の前駆体につし゛て説明す
る。一般式　（１）において、Ｒ１およＵＦ４が共に−
Ｈであるπ−共役系高分子の前駆体としては、一般式　
（２） （但し、Ｒ１は炭素数１〜１０の炭化水素基）で表され
るものが保存安定性の観点から好んで用いられる。ここ
で、一般式　（２）中のＲ３としては、炭素数１〜１０
の炭化水素基であればいずれも使用可能であり、例えば
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル
、２−エチルヘキシル、シクロヘキシル基等が挙げられ
るが、炭素数１〜６の炭化水素基、特にメチル、エチル
基が実用上好適である。この発明に用いられる高分子前
駆体の合成法については特に制限はないが、以下に述べ
るスルホニウム塩分解法によって得られる高分子前駆体
が安定性の上から好ましい。

一般式　（２）をスルホニウム塩分解法によって得る場
合のモノマーとしては、一般式（３）（但し、Ｒ４およ
びＲ５は炭素数１〜１０の炭化水素基、Ａ−は対イオン
である）で表される２゜５−チェニレンジメチルスルホ
ニウム塩が用いられる。ここで、一般式　（３）中のＲ
４およびＲ６としては、炭素数１〜１０の炭化水素基で
あればいずれも使用可能であり、例えばメチル、エチル
。

プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、２−エチルヘキ
シル、シクロヘキシル、ベンジル基等が挙げられるが、
炭素数１〜６の炭化水素基、特にメチル、エチル基が好
適である。対イオンＡ−としスルホン酸イオン等が挙げ
られるが、その中でも塩素、臭素等のハロゲンおよび水
酸基イオンが好ましい。

一般式　（３）を縮合重合して一般式　（２）を得る場
合の溶媒としては、水、アルコール単独ならびに水およ
び／またはアルコールを含む混合溶媒などが用いられる
。縮合重合させる場合には、反応溶液はアルカリ溶液で
あることが好ましく、アルカリ溶液としてはｐＨ１１以
上の強い塩基性溶液であることが好ましい。用いられる
アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、水酸化カルシウム、第４級アンモニウム塩水酸化物、
スルホニウム塩水酸化物１強塩基性イオン交換樹脂（Ｏ
Ｈ型）等が挙げられるが、特に水酸化す１〜リウム、水
酸化カリウム、第４級アンモニウム塩水酸化物１強塩基
性イオン交換樹脂が好適である。

スルホニウム塩が熱、光、特に紫外線１強塩基性などの
条件下では不安定であるために、縮合重合の後、徐々に
脱スルホニウム塩化が生じ、アルコキシ基への変換が有
効に行えなくなるために。

縮合重合反応は比較的低温、すなわち、２５℃以下、特
に５℃以下、更に一１０℃以下の温度で反応を行うのが
望ましい。反応時間は重合温度により適宜法めればよく
、特に限定されないが、通常１０分〜５０時間の範囲に
ある。

スルホニウム塩分解法によれば、重合後、最初にπ−共
役系高分子の前駆体はスルホニウム塩、すなわち−Ｓ”
Ａ−を側鎖に有する高分子量の高分子電解質（高分子ス
ルホニウム塩）として生成するが、スルホニウム塩側鎖
が溶液中のアルコール（Ｒ３０Ｈ）と反応し、アルコー
ルのアルコキシ基［（２）式中のＯＲ，に相当する］が
側鎖となる。したがって、用いる溶媒は上記Ｒ８０Ｈの
対応するアルコールを含むことが必要である。これらの
アルコールは単独または他の溶媒と併用して用いても良
い。混合して用いる溶媒は、アルコールに可溶であれば
特に制限はないが、実用上水が好ましい。混合溶媒を用
いるときの混合比についてはアルコールが存在しておれ
ば良いが、アルコールは５重量パーセント以上であるの
が好ましい。

スルホニウム側鎖をアルコキシ基に置換する反応におい
ては、縮合重合後アルコールを含む溶媒中で縮合重合温
度より高くすることが望ましく、有効にスルホニウム側
鎖をアルコキシ基に置換させることができる。重合の溶
媒が上記アルコールを含む場合、重合に引き続きでアル
コキシ基の置換反応を行わせることができる。一方、重
合の溶媒が水などでアルコールを含まない場合には、重
合後アルコールを混合して同様に行うことができる。ア
ルコキシ基への置換反応では、反応速度の観点から０℃
から５０℃が好ましく、０℃から２５℃がより好ましい
。アルコキシ基を側鎖に有する高分子は、一般的に用い
た混合溶媒に不溶ｔで。

あるので反応の進行と共に沈澱する。従って、反応時間
は沈澱が十分生じるまで行うのが効果的であり、１５分
以上が好ましいが、収量の観点からは１時間以上が好ま
しい。このようにして、側鎖にアルコキシ基を有するπ
−共役系高分子前駆体は、沈澱生成物を濾過することに
よって分離される。

塗布性の高いπ−共役系高分子前駆体を得るためには、
分子量が十分大きいことが好ましく、少なくとも一般式
　（２）のπ−共役系高分子前駆体の繰り返し単位ｎを
１０以上、好ましくは２０ないし５００００を有するも
の、例えば分画分子量３５００以上の透析膜による透析
処理で透析されない分子量を有するようなものが効果的
に用いられる。

−Ｍ式　（２）で示されるアルコキシ基などの脱離基を
側鎖に有するπ−共役系高分子前駆体は溶解性に優れ、
多くの有機溶媒に可溶であり、これらの有機溶媒として
はジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、ジオキサン、クロロホルム、テトラ
ヒドロフラン等の有機溶媒が挙げられる。

この発明において用いられる半導体層となる可溶性のπ
−共役系高分子膜４あるいはπ−共役系高分子の可溶性
の前駆体薄膜を得る方法としては特に制限はないが、例
えば溶剤に溶かしたπ−共役系高分子溶液あるいはπ−
共役系高分子前駆体溶液を用いて、スピンコード法、キ
ャスト法、ディッピング法、バーコード法、ロールコー
ト法等が用いられる。

可溶性のπ−共役系高分子は、ドーピング処理を施さな
くても電導度は低いものの、一般的には半導体として性
質を示すものが多い。しかし、ＦＥＴ素子の特性の向上
のためにしばしばドーピング処理が行われる。このドー
ピングの方法としては化学的方法と物理的方法がある（
工業材料、３４巻、第４号、５５頁、１９８６年）。前
者には（ｉ）気相からのドーピング、（ｉｉ）液相から
のドーピング、（ｉｉｉ）電気化学的ドーピング、（ｉ
ｖ）光開始ドーピング等の方法があり、後者ではイオン
注入法があり、いずれも使用可能である。

この発明で使用するソース電極５およびドレイン電極６
のうち少なくとも一方は、半導体層である可溶性のπ−
共役系高分子と非オーミック接触となるものであれば有
機材料・無機材料に拘らずどのような材料でも良い。例
えば銀、銅、アルミニウム、インジウム、クロム、モリ
ブデン等の金属や、白金シリサイド、パラジウムシリサ
イド。

低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン、錫
酸化物、インジウム酸化物、インジウム・錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）等の導電性無機材料あるいはポリフィリン類、金
属ポリフィリン類、フタロシアニン類、金属フタロシア
ニン類、メロシアニン類等の低分子有機半導体あるいは
テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジ
メタン（ＴＣＮＱ）錯体で代表される各種低分子および
高分子の電荷移動錯体、ポリピロール、ポリ（Ｎ−置換
ビロール）、ポリ（３−置換ビロール）。

ポリ（３，４−二置換ピロール）、ポリチオフェン、ポ
リ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４二置換チオフ
エン）、ポリベンゾチオフェン。

ポリイソチアナフテン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン
）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ
（２−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポ
リ（２，３−二置換アニリン）、ポリアセチレン類、ポ
リジアセチレン類。

ポリアズレン、ポリピレン、ポリカルバゾール。

ポリ（Ｎ−置換力ルバゾール）、ポリセレノフェン、ポ
リフラン、ポリベンゾフラン、ポリ　（ｐ−フェニレン
）類、ポリインドール、ポリピリダジン、ボリアセン等
の導電性高分子およびこれら２種類以上の共重合体等が
使用可能であるが、もちろんこれらに限定されるわけで
はない。一般に、可溶性π−共役系高分子の多くはｐ−
型半導体的特性を有しており、従って非オーミック接触
形成のためにはソース電極およびドレイン電極として、
上記材料のうち仕事関数の小さいものが好ましい。また
、上記ソース電極およびドレイン電極の電導度を上げる
ため、あるいは上記非オーミック接触形成あるいは上記
非オーミック接触特性制御のためしばしばソース電極お
よびドレイン電極にドーピング処理が行われる。このド
ーピングの方法は、前述した可溶性のπ−共役系高分子
へのドーピングと同様である。

ソース電極５およびドレイン電極６を得る方法としては
特に制限はな（、ソース電極５およびドレイン電極６と
して金属膜を設ける方法としては、例えばスパッタリン
グ、めっき、ＣＶＤ法。

プラズマＣＶＤ法、蒸着法、クラスタイオンビーム蒸着
法等がある。また、ソース電極５およびドレイン電極６
として上記の低分子有機半導体、１！荷移動錯体、導電
性高分子膜等を設ける方法としては、ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、蒸着法、クラスタイオンビーム蒸着法、有
機分子線エピタキシャル成長法、キャスト法、スピンコ
ーティング法、ｆイソピング法、バーコード法、ロール
コート法、ＬＢ法、電界重合法、化学重合法等が挙げら
れる。また、有機の電極材料を所望の電極形状にパター
ニングする方法としては金属膜と同様、通常のマスク法
、通常の各種レジストを用いたリソグラフィー技術が挙
げられる。

第１図はポリ（２，５−チェニレンビニレン）およびそ
の誘導体を半導体層に用い、ソース電極５およびドレイ
ン電極６として上記半導体層と異なるπ−共役系高分子
の電解重合膜を用いたＦＥＴ素子の一実施例を示す断面
図である。この図において、第４図と同一符号は同一の
ものを示し１．１　ａは基板兼ゲート電極、Ｔ３．１４
は前記ソース電極５およびドレイン電極６のリード線と
なる金属膜、１５はオーミック電極である。

このＦＥＴ素子作製では、まず電解重合法によりソース
電極５およびドレイン電極６のリード線として働く金属
膜１３および１４を形成し、その上にソース電極５およ
びドレイン電極６として働く半導体層とは異なるπ−共
役系高分子の電解重合膜を形成する。電解重合法では上
記π−共役系高分子に相当するモノマならびに支持電解
質を有機溶媒または水、または有機溶媒と水の混合溶媒
に溶かして反応溶液とする。そして金属膜１３および１
４を作用電極として、例えば白金等の対極との間に電流
を通じて重合反応を起こさせて、金属膜１３および１４
上にソース電極５およびドレイン電極６として作用する
所望のπ−共役系高分子膜４を析出させる。ここで、電
気化学的重合法として用いられる有機溶媒としては、支
持電解質および上記モノマを溶解させるものであれば何
でも良く、例えばアセトニトリル、ニトロベンゼン、ベ
ンゾニトリル、ニトロメタン、Ｎ、Ｎ−ジ閂 メチルホルムアミド（Ｄ−ｆｔ−Ｆ）、ジメチルスルホ
キシド（ＤＭＳＯ）、ジクロロメタン、テトラヒドロフ
ラン、エチルアルコールおよび水等の極性溶媒が単独ま
たは２種以上の混合溶媒として用いられる。支持電解質
としては酸化電位および還元電位が高く、電解重合時に
それ自身が酸化または還元反応を受けず、かつ溶媒中に
溶解させることによって溶液に電導性を付与することが
できる物質であり、例えば過塩素酸テトラアルキルアン
モニウム塩、過塩素酸ナトリウム塩、過塩素酸リチウム
塩、テトラアルキルアンモニウム　テトラフルオロボレ
ート塩、テトラアルキルアンモニウムヘキサフルオロホ
スフェート塩、テトラアルキルアンモニウム　パラトル
エンスルホネート塩、テトラアルキルアンモニウム　ベ
ンゼンスルホネート塩および水酸化ナトリウム塩等が用
いられるが、もちろん２種以上を併用しても構わない。

次に上記ソース電極５およびドレイン電極６上とその間
に一般式　（２）で表されるポリ（２，５−チェニレン
ビニレン）の前駆体およびその誘導体の前駆体の薄膜を
スピンコード法、キャスト法。

ディッピング法、バーコード法、ロールコート法等を用
いて被覆する。次いで、上記前駆体薄膜を加熱処理する
ことにより半導体層として働くポリ（２，５−チェニレ
ンビニレン）およびその誘導体を形成し、第１図に示し
た構造のＦＥＴ素子を得る。ポリ　（２，５−チェニレ
ンビニレン）およびその誘導体を得る加熱条件としては
特に制限はい。また、ＨＣＩやＨＢｒ等のプロトン酸を
含む不活性雰囲気下で加熱すると、上記前駆体からポリ
　（２，５−チェニレンビニレン）およびその誘導体へ
の変換がスムーズに進行する場合が多い。

次に、半導体層としてポリ（２，５−チェニレンビニレ
ン）およびその誘導体を用い、上記半導体層と異なる導
電性の有機薄膜および金属膜１３．１４をエツチングお
よびリソグラフィ技術により所望の形状にパターニング
し、それをソース電極およびトレイン電極として用いる
ＦＥＴ素子について説明する。ソース電極およびドレイ
ン電極の作製にはエツチングおよびリングラフィ技術を
用いた手法が使用できる。その−例として、リフｌ−オ
フ法が挙げられ、以下リフトオフ法について説明する。

まず、基板上にスピンコード法、キャスト法。

ディッピング法、バーコード法、ロールコート法等を用
いてレジスト膜を形成し、そこへ光、特に紫外線あるい
は電子線あるいはＸ線等を露光後、現像により上記レジ
スト材料のネガ型あるいはポジ型のパターンを形成する
。その上よりスパッタリングＣＶＤ法、プラズマＣＤＶ
法、蒸着法、クラスタイオンビーム蒸着法、有機分子線
エピタキシャル成長法等の真空成膜プロセスあるいはキ
ャスト法、スピンコーティング法、ディッピング法、バ
ーコード法、ロールコート法、ＬＢ法、化学重合法、め
っき等のウェット成膜プロセスにより、ソース電極およ
びドレイン電極となる導電性の有機薄膜および金属膜を
形成し、その後レジスト膜を除去することによりレジス
ト膜上の導電性薄膜のみを除去し、導電性薄膜からなる
電極パターンを形成する。上記導電性有機薄膜形成法の
うち簡単なプロセスで大面積に均一な薄膜が作製できる
という点から、特にキャスト法、スピンコーティング法
、ディッピング法、バーコード法、ロールコート法が好
ましい。ここで、これらの手法が用いられる材料として
は、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−アル
コキシチオフェン）、ポリ　（３−アルキルセレノフェ
ン）、ポリ（３−アルキルビロール）、ポリ（３−アル
コキシビロール）、ポリ（Ｎ−アルキルビロール）。

ポリ（Ｎ−アルコキシビロール）、ポリアニリン、ポリ
（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン
）、ポリ（２，５−チェニレンビニレン）およびその誘
導体等の可溶性導電性高分子および上記モノマと他の導
電性高分子の構成モノマとの共重合体および可溶性金属
フタロシアニン、可溶性ポルフィリン、ＴＣＮＱ−ＴＴ
Ｆに代表される電荷移動錯体を高分子マトリックス中に
分散させたもの、上記有機低分子電導体および上記電荷
移動錯体な高分子鎖、特にポリエチレン鎖にブランチし
たもの等が挙げられる。上記ソース電極あるいはドレイ
ン電極は高電導のものが好ましく、ソース電極あるいは
トレイン電極として上記可溶性の導電性高分子を用いた
場合、しばしば上記可溶性導電性高分子にドーピングが
施される。

次に、上記導電性薄膜からなるソースおよびドレイン電
極上およびこれらの電極間を一般式　（２）で表される
ポリ（２，５−チェニレンビニレン）の前駆体およびそ
の誘導体の前駆体の薄膜を、スピンコード法、キャスト
法、ディッピング法、バーコード法、ロールコート法等
を用いて被覆する。次いで、上記前駆体薄膜を加熱処理
することにより半導体層として働くポリ（２，５−チェ
ニレンビニレン）およびその誘導体を形成し、第６図に
示した構造のＦＥＴ素子を得る。ポリ（２゜５−チェニ
レンビニレン）およびその誘導体を得る加熱条件として
は特に制限はないが、実用上１００℃以上３００℃以下
で不活性気体雰囲気下および真空下で行うことが望まし
い。また、ＨＣＩやＨＢｒ等のプロトン酸を含む不活性
雰囲気下で加熱すると、上記前駆体からポリ（２，５−
チェニレンビニレン）およびその誘導体への変換がスム
ーズに進行する場合が多い。

次に上記のように構成されたＦＥＴ素子ならびにこれら
のＦＥＴ素子を駆動素子とする液晶表示装置の動作機構
について、液晶表示装置の動作機構を述べることによっ
て説明する。

動作機構については未だ不明の点が多いが、可溶性のπ
−共役系高分子膜４と絶縁膜３の界面において、可溶性
のπ−共役系高分子膜４側に形成された空乏層の幅が、
ゲート電極２とソース電極５との間にかけた電圧で制御
され、実効的なキャリアのチャネル断面積が変化するた
めに、ソース電極５とドレイン電極６の間を流れる電流
が変化すると考えられる。この時、可溶性のπ−共役系
高分子膜４として電導度の低いｐ型半導体性しか持たせ
ていない場合には、ゲート電極２としては金属電極以外
にｎ型シリコンやｎ型シリコンあるいは導電性を有する
有機系高分子等の電導度の高い材料を用いても、可溶性
のπ−共役系高分子膜４中に十分大きな幅の空乏層が形
成されて電界効果が表れると考えられる。さらに、ソー
ス電極５ならびにドレイン電極６と半導体層がオーミッ
ク接触であるとゲート電極２に電圧を印加しないときで
も半導体層の電導度に従いソース・ドレイン電極５，６
間に電流が流れる。ところが、ソース電極５およびドレ
イン電極６と半導体層がへテロ接合を形成し、そのポテ
ンシャル障壁のため非オーミック接触となるとき、ゲー
ト電極５に電圧を印加しない時のソース・ドレイン間電
流は上記障壁の大きさに従い小さくなるものと考えられ
る。

この発明の液晶表示装置において、液晶駆動部分１１と
液晶表示部分１２は直列に接続されている。π−共役系
高分子膜４がｐ−型半導体特性を示す場合には、ソース
電極５を基準として透明電極９に負電荷を印加しておき
、ゲート電極２に負電荷を印加すると液晶層８が点灯す
ることになる。これは上述したように、ＦＥＴ素子のソ
ース・ドレイン電極５，６間の抵抗がゲート電極２への
負電圧印加により減少し、液晶表示部分１２に電圧がか
かるためである。一方、ソース電極５を基準として透明
電極９に負電荷を印加したままゲート電圧を切ると、液
晶層８は点灯しなくなる。

これはＦＥＴ素子のソース・ドレイン電極５，６間の抵
抗が大きくなり、液晶表示部分１２に電圧がかからなく
なるためである。以上のように、この発明の液晶表示装
置では付属させたＦＥＴ素子に印加するゲート電圧を変
えることにより、液晶表示部分１２の駆動を制御できる
。

以下、再度第１図を参照して具体的な実施例を詳細に説
明するが、これによってこの発明を限定するものではな
い。

まず、抵抗率が４〜８Ωｃｍである３インチｎ　−型シ
リコン板を基板兼ゲート電極１ａとして用い、酸素気流
中で加熱して厚さ３０００人の酸化シリコン膜で被覆し
て絶縁膜３を形成する。次に、この絶縁膜３に通常の真
空蒸着法、フォトリングラフィ技術およびエツチング技
術を用いて厚さ２００人のクロムを下地とする厚さ３０
０人の金電極を５対設けて、ソース電極５とドレイン電
極６のリード線として働く金属膜１３および１４を形成
する。ここで一対の金電極の幅、すなわちチャネル幅は
２ｍｍであり、画電極５，６の間隔、すなわちチャネル
長は６μｍであるようにした。

このようにして作製した基板１を以下ＦＥＴ素子基板と
呼ぶ。次に、充分脱水、脱気を行ったアセトニトリル１
００ｍβ中に支持電解質としてテトラメチルアンモニウ
ム−ｐ−トルエンスルホネート（ＴＭＡＰ）を０．７ｇ
溶解させ、ピロールモノマを０．４ｒｎＪ２添加し、反
応溶液を調整する。

そこへ上記ＦＥＴ素子基板を浸漬させ、金属膜１３およ
び１４を作用電極として白金の対極との間に１９０　ｕ
　Ａ／ｃｍ”の一定電流を７分間通じて金属膜１３およ
び１４上にソース電極５およびドレイン電極６として作
用するポリピロール膜を析出させる。この時のポリピロ
ールの膜厚は約３６００人となる。その後、充分脱水、
脱気を行ったアセトニトリルで洗浄し減圧下で乾燥する
。

このようにして、ソース電極５およびドレイン電極６を
設けたＦＥＴ素子基板の温度および雰囲気温度を約６０
℃に設定し、次の化学構造からなる ポリ（２，５−チェニレンビニレン）前駆体の約２ｗｔ
％ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を用いてスピン
キャスト法にて前駆体フィルムをＦＥＴ素子基板上に得
る。このとき、スピナの回転数は毎分４０００回転であ
り、得られる前駆体フィルムの膜厚は約６００人である
。次にポリ（２，５−チェニレンビニレン）前駆体フィ
ルムで被覆したＦＥＴ素子基板を充分に減圧下乾燥した
後、赤外線イメージ炉にて窒素気流下２１０’Ｃの条件
で約２時間加熱する。これにより、フィルムの色は淡黄
色から暗褐色に変わる。上記加熱処理によってポリ（２
，５−チェニレンビニレン）前駆体フィルムはπ−共役
系高分子膜４としてのポリ（２，５−チェニレンビニレ
ン）フィルムへと変わり、これに伴い赤外線吸収スペク
トルにおいて１５９０ｃｍ−’にポリ（２，５−チェニ
レンビニＬ５、ン］のｃ　＝＝　ｃ　ｉ、：：基−゛５
く吸収が現れる。次に、〜ト記のようにし２て得られた
ライフ１ノ・、で被覆されたＦＥ　Ｔ累了基板の他面の
醇化シリコン膜を機、械、的し“ｉｌｌ　ｍし１Ｔ、裸
のシリコン表面にガリウムとインジウムの白金を塗布し
じ４−ミック電樟１５を形成Ｊる。

トス十のようにし、で、シリニｌン板自体が５個のＩ・
ＥＴ素ｆの共通のゲー）電極とし７□て働き、シリ刀ン
板りの酸化′：］・リニ〕ン膜がＥ）個（７）　ｘ：　
Ｅ−ｒ素子−の共通のゲート絶縁膜ど１．で働くト用・
”、１゛素子を得／、・。

このようにし７で得らｔｒな５個の１・”ｌ−：　Ｔ素
子の内の一〜一つのＦ　Ｅ　Ｔ素子の電気性′ｌ」を第
９図に小す。

この図において、横軸はソース・ドし・イン間電圧Ｖｒ
１．であり、樅軸はソース、・ドし・イン間電流工、で
ある。ゲーＦｍ電汗■。がＯＶの簡にはソース・ドし・
イ：ノ間電圧■。、が人きくな・ってもソース・ド１．
・、イン間ｉ８流■９はほとんど流れないが、負のゲー
ト室”ｒ；：ＸＶ　、１を印加した時には大きなソース
・ドし・イン間電流１ｓが流れるようになる。し２かも
、ソース・ドＬ・−イン間電月Ｖ’ｎｓが大きな飴域ひ
はソース・ドレイン間電流１３の飽和がみられ、典尋”
！的なユンハンス型の電界効ψ型トランジスタの電気特
性が得られ、でい２）。図から分かイ）よ）１、：、印
加するゲート・電汗Ｖ　ｌ）　＆（“、１）てソ　ス・
ドＩ、−イン間電流１５を大きく変調さやることがて′
ぎイ）。この特・姓は構成した［）個のＦ’　Ｆｉｌ　
Ｔ累Ｊ′の内の１−：）の素子の特性であるが、残りの
１・′１・・；Ｔ素」゛の４）・ｔｒｉ　＋・；“、）
いても測定［５たどごろ（、、Ｊぼ同Ｉ−特刊を小し１
６・。また、こ第１らＩ−’　Ｆ：　’丁素Ｊ″＃吉−
ｉ’＋　４；ｊ“経時変化がほどＡ７ど゛なく極めて安
定（・あ）た３、次に、第２図を参照し、ス、さらに他
の１″］施例を説明する。第２図においで、第１図と同
・符号は同一のものを示す。

まず、」記と同様に充分脱水、脱気を行ったアセト、：
〜トリル１．　ＯＯｒｎ、　１２中に、支持電解質とし
、でテトラメチルアー／モ°−ウムーｐ　−トルエンス
ルボネー［−（’１”ＭＡＰ）を０．７ｇ溶解さゼ、ビ
ロールＱＥ　／マを００４ｍ！添加シ、２、反応溶液を
調整する。そこへ、上記ど同様に１，２ズし成し７たト
’ＥＴ素子基機な浸漬させ、金属膜１３あるいは１４の
どちらか一ブノ（ここでは金属膜１３を選択）を作用電
極とし、て、白金の対極どの間に１．９０ｕＡ／Ｃ１が
の一定電流を７分間通じて金属１］ｉ１３あるいは１４
のどちらか一方のみの上に、ソース電極５あるいはドレ
・イン電極６とし２て作用するポリピロール膜を析Ｈ１
させる。このときのポリピロールの膜厚は約３６００人
となる。その後、充分脱水。

脱気を行ったアセトニトリルで洗浄し、減圧士−ひ乾燥
する。

次に、１記の実施例と同様にしてソース電極５、ドレイ
ン電極６）、ならびに絶縁膜３上で、ソース電極５とド
レイン電極６にはさまれた部分にπ−共役系高分子Ｉｌ
＃４としてのポリ（２，５−チエ、−１／ンビニ１ノン
）膜を形成する。次に、上記のようにして得られたフィ
ルムで被覆さ′ｊ″またＦ　Ｆ：　ＴＴ子基板の他面の
酸化シリコン膜を機械的に剥離して、裸のシリコン表面
にガリウムとインジウムの合金を塗布し１．てオーミッ
ク電極１５を形成する。

以上のようにしで、ソース電極５あるいはド［／・イン
電極６の一力のみにポリピロールを使用し、ポリ（２，
５−ラエーレンビニレン）からなる平溝体層どジ１オー
ミック接触どなるようにし、ポリピロールを被覆し２な
いもう一方の金属膜１４．ビレ５イン電極６あるいはソ
ース電極５と１７で使用し、ポリ（２゜５−　ｆエニレ
ンビニレン）とオーミック接触どなるよ）構成づること
により、シリコン板自体が５個のＦ　Ｅ　Ｔ素子の共通
のゲート絶縁膜とし２で働（Ｆ″ＥＴＥＴ素子。

次に、評価を行うための比較例についで説明する。

上述のト”ＥＴ素子基板の温度および雰囲気温度を約６
０℃に設定し、次の化学構造からなるポリ（２，５−チ
ェニレンビニレン）前駆体の約２　ｗ　ｔ％ジメチルホ
ルムアミド（ＤＭＦ）溶液を用いてスピンやヤスト法に
て前駆体フィルムをＦＥＴ素了素子基板に得る。このと
ぎ、スビヅの回転数は毎分４０００回転ど４る。得られ
た前駆体フィルムの膜厚は約６００人となる。次に、ポ
リ　（２，５−チェニレンビニレン）前駆体フィルムで
被覆したＦＥＴ素子基板を充分に減圧した乾燥した後、
赤外線イメージ炉にて窒素気流下２１０℃の条件で約２
時間加熱する。これにより、フィルムの色は淡黄色から
暗褐色に変わる。上記加熱処理によってポリ〔２，５−
チェニレンビニレン）前駆体フィルムは、ポリ（２，５
−チェニレンビニレン）フィルムへと変わり、これに伴
い赤外線吸収スペクトルにおいて、１５９０ｃｍ−’に
ポリ（２，５−チェニレンビニレン）のＣ：Ｃに基づく
吸収が現れる。次に、上記のようにして得られたフィル
ムで被覆されたＦＥＴ素子基板の他面の酸化シリコン膜
を機械的に剥離して、裸のシリコン表面にガリウムとイ
ンジウムの合金を塗布してオーミック電極を形成する。

この比較例では、金属膜を直接ソース電極およびドレイ
ン電極として使用し、ポリ　（２，５−チェニレンビニ
レン）からなる半導体層とオーミック接触となるよう構
成し、シリコン板自体が５個のＦＥＴ素子の共通のゲー
ト電極として働き、シリコン板上の酸化シリコン膜が５
個のＦＥＴ素子の共通のゲート絶縁膜として働くように
した。この結果として、第１２図と同様な構成のＦＥＴ
素子を得ている。

第１０図には、第１図および第２図で示した実施例で作
製した５個のＦＥＴ素子の内の１つのＦＥＴ素子と、比
較例で作製したＦＥＴ素子のソース・ドレイン間の電圧
一定（−５０Ｖ）下におけるソース・トレイン間電流−
ソース・ドレイン間電圧特性を示す図である。この図に
おいて、横軸はゲート電圧■。であり、縦軸はソース・
ドレイン間電流■３である。この図から明らかなように
、第１図の実施例で得られたＦＥＴ素子においては、ゲ
ート電圧■。を印加しないときのソース・ドレイン間電
流■３を小さくすることができ、ゲート電圧■６によっ
て変調できるソース・ドレイン間電流１．は５桁以上に
達したのに対し、比較例のＦＥＴ素子ではゲート電圧■
。によって変調できるソース・ドレイン間電流■５は２
桁程度であった。また、第２図の実施例で得られた電極
の片側のみを非オーミック接触としたＦＥＴ素子におい
て、ゲート電圧■。によって変調させるソース・ドレイ
ン間電流工、は、電極の両側を非オーミック接触とした
第１図のＦＥＴ素子と、比較例で得られた電極の両側を
オーミック接触としたＦＥＴ素子との中間の電圧−電流
特性を示した。

このように、この発明で得られるＦＥＴ素子は、従来Ｆ
ＥＴ素子に比べ素子特性、特にスイッチング比が大幅に
向上していることが明らかである。

次に、この発明のＦＥＴ素子を用いた第３図に示す構成
の液晶表示装置の製造方法について説明する。第３図に
おいて、第１図および第８図と同一符号は同一のものを
示す。

まず、抵抗率が４〜８Ωｃｍであり、厚さ３００ｕｍの
ｎ型シリコン板（２５ｍｍＸ　４０ｍｍ）を基板１とし
て用い、熱酸化して絶縁膜３としての厚さ約９００人の
酸化膜（ＳｉＯ２膜）を両面に形成させる。次に、この
表面上にリード線および電極となる金属膜１３および１
４としての金電極（下地クロム２００人、金３００人）
ならびにソース電極５．ドレイン電極６となるポリピロ
ールを上述した実施例と同様にして設ける。ここで、ソ
ース電極５およびドレイン電極６はいずれも有効面積２
ｍｍＸ４ｍｍであり３μｍ幅で分離されている。

すなわち、ＦＥＴ素子としたときにチャネル幅が２ｍｍ
であり、チャネル長が３ｕｍになるようにした。また、
電極は有効面積１７ｍｍＸ　１９ｍｍ単位である。以下
、この基板を液晶表示装置基板と呼ぶ。ポリ（２，５−
チェニレンビニレン）前駆体の約２ｗｔ％のＤＭＦ溶液
を用いて、上述した実施例と同様にして上記の液晶表示
装置基板上にポリ（２，５−チェニレンビニレン）前駆
動体フィルムを得る。

次に、この液晶表示装置基板の液晶駆動部分１１（ＦＥ
Ｔ素子部）以外のポリ（２，５−チェニレンビニレン）
前駆体フィルムをクロロホルムを用いて洗浄後、この基
板を赤外線イメージ炉を用いて約１％の塩化水素ガスを
含む窒素気流中で約２時間、２００℃で加熱する。以上
の操作によリ、液晶駆動部分１１のみポリ（２＋　Ｅｌ
”３：１′−１，・ンビニＬ・ン）フィ几ムで被覆し５
、液晶層小装置の）ちＦＥ’Ｆ鼻；Ｊ′を）−１成させ
る。９次に、液晶表示シ装置とこ才１を対向さセるＩ　
’ｉ’　（、）を形成し１．！、“・ガ“ノス板りに５
ｉＯｚを斜め蒸着！１、液晶のＱＥＩ向が起、こるよ）
ｋ配向処理をＡ’Ｎｔ、イ’１．。

Ｃ′、液晶表示装置基板と、７．４ｒ、、を対向させる
Ｉ　’ｒ　Ｏを１１．；成したガ゛：７ス板２′の間（
、゛、１．　（’、）　ＸＪ、、　ｍ、　ｎ　＝うのボ
）Ｓスデノ１フィルムを液晶表示部が開［１部、Ｓ′な
るように一部た（ｊ残し１て挟み込み、その周辺を同じ
１（〜部；Ｎ　＆ｌ＃残ｌ、てｊボ、λ・シ樹脂て′↓
＝ｆ　ｉｌ：：：：：、　１．る。モして、この来月」
１部分からゲスト・ホノ、１・液晶（距シｒｃｋ社製、
商品名ＺＬｉ１８４１）を注入し２て液晶層Ｂを形成し
１、ユボーヤシ樹脂゛て・ト１止［，２，１，ガラス板
」に偏光板を張り合セ液晶表示部を完成させる。最後に
、液晶表示装置蒸機の裏面の５ｉｎ２の一部をｉｌｌし
いここ（・こガリウノ入とインジウムの合金４塗４うし
１．て３−ミック′：Ｉンタクトを取り、これ（・１“
銀べ、−ストでリード線を取り（・１けて液晶表示装置
を介ｔｉｓ’ｔさセ゛る。

第１１図には作製した塗２３図の液晶表小ふ：９置中の
１・ＨＴ累ｆ’のゲ〜］・電ｈ＋ｖ　ａを変ぶｌ、・貼
のソース・ド［、・イン間電流１′、−ソース・ド１２
・イン間電月■Ａｑ特・じトを小づ図である。この図に
、ｆ（いζ、″、横軸はソース・ドレイン電極 ・ドｌ、・−イン間電流工、を）、づ゛。この図か〔゛
）明らかなよう（，３“、■・ｌ・：゛１′素ｊ′のグ
ー・Ｆ−鷺”、月゛■４、を０■にしでいるＢ）にはソ
ース・１ｚ１．・イン間に電ｊ土−を１“１１力ｌ［、
マもソース・１゛Ｌ・イン間電流１．．は己４丁とＡ、
とｊＡ１れないが、負のゲート電１）■６を印加邊れば
するはト・′大きなソース・１ζＬ、イン間電流〕９が
流れる。、、′″“のＦＥ、Ｔ素子と′液晶表示部分１
２は直列に接Ｍ、シているため、液晶表示部分１２の偏
ｗ：、根付きガーラス板１０１”の透明電極９どｌ”　
ｌ＝ｉ　’Ｉ”素子−のソス電極５との間に液晶を駆動
部るのに充分な電圧を印加しておき、グーｌ−電極２に
負電倚を印加慢るど液晶表示部分１２ｃ：、＊圧がかか
り、液晶は＾【！向し、で液晶層；ｌ＜部分７２が駆動
４゛るが、ゲート箪：ｙ１■、、をＣ）Ｎノにすると液
晶層、１、部分１２に電圧がかからず液晶表示部分１２
の駆動は止まる。すなわち、液晶の駆動を付属さセた刀
−共役系高分子膜４を半導体とし２、ソース・ドし・イ
ン電極５゜６とジ１オーミック接触するＦ　Ｅ　１”素
子で制御づ”ることがＴ・きたことになる。また、安定
性の面で−もこの実施例の液晶表示装置は３力月以上経
過しでも安定に動作し、た。

［発明の効果１ この発明は以上説明し、たとよ；す、型溝体層を溶剤に
可溶性な１′Ｌ−共役系高分子で構成″づるどども（４
：、ソース電極およびドしｚイン電極のうち少なくとも
一方と平導体層間を非オーミック接触としたので、多く
のＦ　Ｅ　Ｔ素子を大面積基板十に同情に灼−・に作製
することができるほか、オフ状態のソース・ド１．・イ
ン間電流を小さくすることができ、その結果、ゲートに
印加する電圧によってソース・ド［／イン間電流を大き
く変調させるＦＥＴ素子が得られるという効果がある。

また、その動イ１は、非常に安定であり、例えば液晶表
示装置の駆動素子として用いるれば大面積化が容易であ
り、優れｆ（＝性能を有する（Ｌモ価格な液晶表示装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明のｉ’　Ｅ、１′素イの一実
施例の構成図、第３図は、第１メ１（Ｊ示したＦ　Ｅ　
Ｔ素子−を用いた液晶表示装置の一例を小す図、第４図
、第５図、第６図、第゛７図はこの発明のＦ　Ｅ　’Ｔ
”Ｔｆの基本構成図、第８図は、第４図に示したトＥ　
Ｔ素子を用いた液晶表示製置σルー・例を示す図。 第９図はこの発明によるＦ′Ｅ丁素ｎの電気特性を示す
図、第１０図はこの発明によるＩ−Ｅ　Ｔ素子と比較例
のソース・ドレイン間電流−ソース・ドレイン間電ｊ＋
特性を示す図、第１１図は、第３図に示したＦ　Ｅ　Ｔ
素子のソース・ドし・イン間電流−ソース・ドレイン間
電圧特性を示す図、第１２図は従来のＦＥＴ累子を示を
構成図である。 図において、１は基板、１ａは基板兼デート電極、２は
ゲート電極、３は絶縁膜、４は五−共役系高分子膜、５
はソース電極、６はドレイン電極、７は電極、８は液晶
層、９は透明電極、１゜は偏光板付きガラス板、１１は
液晶駆動部分、２は液晶表示部、 １３゜ ４は金属膜、 １５は オーミック電極である。 なお、 各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電流通路となる半導体層と、この半導体層とオオーミッ
   ク接触するソース電極およびドレイン電極を有し、前記
   半導体層の電導度をゲート電極に印加するゲート電圧に
   よって制御する電界効果トランジスタにおいて、前記半
   導体層を溶剤に可溶なπ−共役系高分子で構成するとと
   もに、前記ソース電極およびドレイン電極のうち少なく
   とも一方と前記半導体層間を非オーミック接触としたこ
   とを特徴とする電界効果トランジスタ。