JPH07221367A - 配向積層膜とその製造方法及びそれを用いた有機電子素子とその製造方法 - Google Patents
配向積層膜とその製造方法及びそれを用いた有機電子素子とその製造方法Info
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- JPH07221367A JPH07221367A JP6009074A JP907494A JPH07221367A JP H07221367 A JPH07221367 A JP H07221367A JP 6009074 A JP6009074 A JP 6009074A JP 907494 A JP907494 A JP 907494A JP H07221367 A JPH07221367 A JP H07221367A
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性オリゴマーを電子素子に用いるにあた
ってその結晶配向性を高め、キャリヤーの移動度を高く
した配向積層膜とこの配向積層膜を用いて有機電子素子
を得る。 【構成】 シリコン基板１１の上に厚さ約５００ｎｍの
ゲート絶縁層１２を形成し、その上にフッ素系ポリマー
をスピンコーティング法にて均一に塗布し、厚さ約５μ
ｍのフッ素系ポリマー層１３を作製する。ラビング装置
１４にてポリマー層１３をラビング処理し配向膜とす
る。ポリマー配向膜１３上に、真空蒸着装置にてクロム
及び金から構成される櫛形のソース及びドレイン電極１
５を設ける。電極１５上及び電極間に、厚さ約５０ｎｍ
の導電性オリゴマー層１６を気相からの蒸着法または溶
液からのキャスト法にて形成し、配向積層膜１７とす
る。基板１１の素子が形成されていない側を研磨し、表
面層をはぎ取った後に基板自身をゲート電極１８とす
る。
ってその結晶配向性を高め、キャリヤーの移動度を高く
した配向積層膜とこの配向積層膜を用いて有機電子素子
を得る。 【構成】 シリコン基板１１の上に厚さ約５００ｎｍの
ゲート絶縁層１２を形成し、その上にフッ素系ポリマー
をスピンコーティング法にて均一に塗布し、厚さ約５μ
ｍのフッ素系ポリマー層１３を作製する。ラビング装置
１４にてポリマー層１３をラビング処理し配向膜とす
る。ポリマー配向膜１３上に、真空蒸着装置にてクロム
及び金から構成される櫛形のソース及びドレイン電極１
５を設ける。電極１５上及び電極間に、厚さ約５０ｎｍ
の導電性オリゴマー層１６を気相からの蒸着法または溶
液からのキャスト法にて形成し、配向積層膜１７とす
る。基板１１の素子が形成されていない側を研磨し、表
面層をはぎ取った後に基板自身をゲート電極１８とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種導電性オリゴマーを
用いた電子素子作製に応用できる導電性オリゴマー配向
積層膜とその製造方法、及び前記導電性オリゴマー配向
積層膜を用いた有機電子素子とその製造方法に関するも
のである。
用いた電子素子作製に応用できる導電性オリゴマー配向
積層膜とその製造方法、及び前記導電性オリゴマー配向
積層膜を用いた有機電子素子とその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】有機材料を用いた導電材料としては分子
中を自由に移動できるπ電子を有する芳香環を有した芳
香族系化合物もしくはポリアセチレンのような２重結合
で結ばれた１次元共役高分子等が代表的なものであっ
た。この中でも導電性オリゴマーは、導電材料として導
電性ポリマー同様に各種電子素子が提案され、精力的な
研究がなされている。
中を自由に移動できるπ電子を有する芳香環を有した芳
香族系化合物もしくはポリアセチレンのような２重結合
で結ばれた１次元共役高分子等が代表的なものであっ
た。この中でも導電性オリゴマーは、導電材料として導
電性ポリマー同様に各種電子素子が提案され、精力的な
研究がなされている。
【０００３】これら導電性材料を用いる際には電子（ま
たは正孔）の移動度が素子の性能向上に対し非常に重要
であり、移動度の大きさに大きく影響を及ぼす因子の一
つに導電性材料の分子または分子鎖の配向状態があっ
た。
たは正孔）の移動度が素子の性能向上に対し非常に重要
であり、移動度の大きさに大きく影響を及ぼす因子の一
つに導電性材料の分子または分子鎖の配向状態があっ
た。
【０００４】従来、この様な化合物の配向方法として
は、化合物固有の分子間または分子鎖間相互作用に基づ
く自然配向、導電性ポリマーを形成する基板上に微細溝
を設け、反応触媒をこの微細溝に埋め込むことによりポ
リマー形成時に選択的に配向させる方法（特開平3-2186
91号公報）、電解重合法によって導電性ポリマーを作製
する際に湿潤状態の導電性ポリマーの両端を固定し、段
階的に乾燥・熱処理することによりその収縮力から配向
させる方法（特開平2-44607号公報）、導電性ポリマー
の両端を固定し機械的に延伸することによって配向させ
る方法があった。
は、化合物固有の分子間または分子鎖間相互作用に基づ
く自然配向、導電性ポリマーを形成する基板上に微細溝
を設け、反応触媒をこの微細溝に埋め込むことによりポ
リマー形成時に選択的に配向させる方法（特開平3-2186
91号公報）、電解重合法によって導電性ポリマーを作製
する際に湿潤状態の導電性ポリマーの両端を固定し、段
階的に乾燥・熱処理することによりその収縮力から配向
させる方法（特開平2-44607号公報）、導電性ポリマー
の両端を固定し機械的に延伸することによって配向させ
る方法があった。
【０００５】さらに導電性オリゴマーに至っては分子が
有する置換基同士の相互作用やファンデルワールス力に
よる自然配向に負う点が多かった。一方、有機材料を配
向させる手法としては、ポリ（テトラフルオロエチレ
ン）（以下ＰＴＦＥ）配向膜を用いる方法も報告されて
いた（J.C.Wittmann, P.Smith;Nature,Vol.352,414(199
1)）。
有する置換基同士の相互作用やファンデルワールス力に
よる自然配向に負う点が多かった。一方、有機材料を配
向させる手法としては、ポリ（テトラフルオロエチレ
ン）（以下ＰＴＦＥ）配向膜を用いる方法も報告されて
いた（J.C.Wittmann, P.Smith;Nature,Vol.352,414(199
1)）。
【０００６】さらに有機材料を導電材料として用いた電
子材料の一例として例えば、電界効果トランジスター
（以下ＦＥＴ）においては、π−共役系高分子を用いた
もの（特開昭62-85224号公報）、ポリアセチレンを用い
たもの（ジャーナル オブ アプライド フィジック
ス；J.Appl.Phys.,54,3255(1983)）、ポリ（Ｎ−メチル
ピロール）を用いたもの（ケミストリー レターズ；Ch
em.Lett.,863(1986)）等が提案されていた。
子材料の一例として例えば、電界効果トランジスター
（以下ＦＥＴ）においては、π−共役系高分子を用いた
もの（特開昭62-85224号公報）、ポリアセチレンを用い
たもの（ジャーナル オブ アプライド フィジック
ス；J.Appl.Phys.,54,3255(1983)）、ポリ（Ｎ−メチル
ピロール）を用いたもの（ケミストリー レターズ；Ch
em.Lett.,863(1986)）等が提案されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来技術におい
ては、大面積における導電性材料の配向及び薄膜状態で
の配向は不適であり、困難であった。大面積における薄
膜形成及び配向化が容易であるとされるπ−共役系高分
子材料を用いたＦＥＴ素子においても、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ために、電子
受容性化合物または電子供与性化合物を添加することに
よるキャリヤ生成（ドーピング）のためのプロセスが必
要となってくるため、素子特性の制御が困難で特性の安
定性において問題が発生する。さらに導電性材料を電子
素子作製に用いるにあたっては、キャリヤーが材料中を
移動する過程においてトラップされることなく、高い移
動度を持たなければならないが、オリゴチオフェン化合
物等の導電性オリゴマーを配向させる良い配向方法は知
られていなかった。一方、有機材料を配向させるための
ＰＴＦＥ配向膜を用いた分子配列技術は種ゝの材料、特
にポリマー材料に応用されてその配向効果に対する有用
性が示されているが、導電性オリゴマーの様な剛直で比
較的低分子量の材料の配向に関しては、その有用性が確
認されてはいなかった。
ては、大面積における導電性材料の配向及び薄膜状態で
の配向は不適であり、困難であった。大面積における薄
膜形成及び配向化が容易であるとされるπ−共役系高分
子材料を用いたＦＥＴ素子においても、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ために、電子
受容性化合物または電子供与性化合物を添加することに
よるキャリヤ生成（ドーピング）のためのプロセスが必
要となってくるため、素子特性の制御が困難で特性の安
定性において問題が発生する。さらに導電性材料を電子
素子作製に用いるにあたっては、キャリヤーが材料中を
移動する過程においてトラップされることなく、高い移
動度を持たなければならないが、オリゴチオフェン化合
物等の導電性オリゴマーを配向させる良い配向方法は知
られていなかった。一方、有機材料を配向させるための
ＰＴＦＥ配向膜を用いた分子配列技術は種ゝの材料、特
にポリマー材料に応用されてその配向効果に対する有用
性が示されているが、導電性オリゴマーの様な剛直で比
較的低分子量の材料の配向に関しては、その有用性が確
認されてはいなかった。
【０００８】本発明は前記課題を解決するため、導電性
オリゴマーを電子素子に用いるにあたってその結晶配向
性を高め、キャリヤーの移動度を高くした導電性オリゴ
マー配向積層膜とその製造方法、及び前記配向積層膜を
用いて作製した有機電子素子及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
オリゴマーを電子素子に用いるにあたってその結晶配向
性を高め、キャリヤーの移動度を高くした導電性オリゴ
マー配向積層膜とその製造方法、及び前記配向積層膜を
用いて作製した有機電子素子及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の配向積層膜は、溶剤可溶性フッ素系無定形
ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層が積層されてい
るものである。
に、本発明の配向積層膜は、溶剤可溶性フッ素系無定形
ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層が積層されてい
るものである。
【００１０】次に、本発明の配向積層膜の製造方法は溶
剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビング処理した
後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処理した溶剤可
溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層するという構成
を備えたものである。
剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビング処理した
後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処理した溶剤可
溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層するという構成
を備えたものである。
【００１１】次に、本発明の有機電子素子は対向する２
つの電極の間に、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配
向膜上に導電性オリゴマー層が積層されている配向積層
膜が存在するという構成を備えたものである。
つの電極の間に、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配
向膜上に導電性オリゴマー層が積層されている配向積層
膜が存在するという構成を備えたものである。
【００１２】次に、本発明の有機電子素子の製造方法
は、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間に配
置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラビン
グ処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層の上
に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向結晶
化した導電性オリゴマー層を形成することを特徴とす
る。
は、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間に配
置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラビン
グ処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層の上
に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向結晶
化した導電性オリゴマー層を形成することを特徴とす
る。
【００１３】前記構成においては、溶剤可溶性フッ素系
無定形ポリマーがテトラフルオロエチレンとパーフルオ
ロ（2,2 −ジメチル−1,3 −ジオキソール）とのコポリ
マーまたは不飽和非対称パーフルオロエーテルのラジカ
ル環化重合体であることが好ましい。
無定形ポリマーがテトラフルオロエチレンとパーフルオ
ロ（2,2 −ジメチル−1,3 −ジオキソール）とのコポリ
マーまたは不飽和非対称パーフルオロエーテルのラジカ
ル環化重合体であることが好ましい。
【００１４】また、前記構成においては、導電性オリゴ
マー層が４以上６以下の重合度を有するオリゴチオフェ
ン化合物からなることが好ましい。また、前記構成にお
いては、オリゴチオフェン化合物の両末端のα位がアル
キル基で置換されていることが好ましい。
マー層が４以上６以下の重合度を有するオリゴチオフェ
ン化合物からなることが好ましい。また、前記構成にお
いては、オリゴチオフェン化合物の両末端のα位がアル
キル基で置換されていることが好ましい。
【００１５】
【作用】前記本発明の配向積層膜によれば、溶剤可溶性
フッ素系無定形ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層
が積層されていることにより、高い配向性を有する積層
膜を達成できる。
フッ素系無定形ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層
が積層されていることにより、高い配向性を有する積層
膜を達成できる。
【００１６】次に、前記本発明の配向積層膜の製造方法
によれば、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビ
ング処理した後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処
理した溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層す
ることにより、高い配向性を有する配向積層膜を製造で
きる。すなわち、気相法もしくは溶液からのキャスト法
からオリゴチオフェン化合物等の導電性オリゴマーをフ
ッ素系無定形ポリマー層上に高い配向性を保ちながら積
層することが可能となる。また、フッ素系無定形ポリマ
ー層を溶液からのキャスト法によって作製すると膜厚の
制御が容易であり大面積の配向膜が実現できる。また、
ラビング処理によりフッ素系ポリマー分子鎖の配向の効
果だけではなく、C-F 結合に起因する自発分極の効果に
よっても配向性が向上される。また、ラビング処理され
た溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマーを用いることによ
ってオリゴチオフェン等の導電性オリゴマーの配向性が
向上するので、材料中でのキャリヤーの移動方向がラン
ダムでなく異方性を持つことから、見かけ上キャリヤー
の寿命が延びることになる。さらには配向性の向上によ
って結晶性が向上し、結晶粒界でキャリヤーがトラップ
される確率が減少することにより、移動度及び電導度の
向上が可能となる。
によれば、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビ
ング処理した後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処
理した溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層す
ることにより、高い配向性を有する配向積層膜を製造で
きる。すなわち、気相法もしくは溶液からのキャスト法
からオリゴチオフェン化合物等の導電性オリゴマーをフ
ッ素系無定形ポリマー層上に高い配向性を保ちながら積
層することが可能となる。また、フッ素系無定形ポリマ
ー層を溶液からのキャスト法によって作製すると膜厚の
制御が容易であり大面積の配向膜が実現できる。また、
ラビング処理によりフッ素系ポリマー分子鎖の配向の効
果だけではなく、C-F 結合に起因する自発分極の効果に
よっても配向性が向上される。また、ラビング処理され
た溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマーを用いることによ
ってオリゴチオフェン等の導電性オリゴマーの配向性が
向上するので、材料中でのキャリヤーの移動方向がラン
ダムでなく異方性を持つことから、見かけ上キャリヤー
の寿命が延びることになる。さらには配向性の向上によ
って結晶性が向上し、結晶粒界でキャリヤーがトラップ
される確率が減少することにより、移動度及び電導度の
向上が可能となる。
【００１７】次に、本発明の有機電子素子によれば、対
向する２つの電極と、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマ
ー配向層上に導電性オリゴマー層が積層されている配向
積層膜が存在することにより、導電性に優れた電子素子
を達成できる。
向する２つの電極と、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマ
ー配向層上に導電性オリゴマー層が積層されている配向
積層膜が存在することにより、導電性に優れた電子素子
を達成できる。
【００１８】次に、本発明の有機電子素子の製造方法に
よれば、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間
に配置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラ
ビング処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層
の上に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向
結晶化した導電性オリゴマー層を用いた前記有機電子素
子を効率よく合理的に製造できる。
よれば、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間
に配置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラ
ビング処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層
の上に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向
結晶化した導電性オリゴマー層を用いた前記有機電子素
子を効率よく合理的に製造できる。
【００１９】また、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー
がテトラフルオロエチレンとパーフルオロ（2,2 −ジメ
チル−1,3 −ジオキソール）とのコポリマーまたは不飽
和非対称パーフルオロエーテルのラジカル環化重合体で
あるという本発明の好ましい構成によれば、テトラフル
オロエチレンを単独で用いるよりも、フッ素系溶剤に対
する溶解度が向上し、薄膜作製時において膜の均一性と
製膜性が向上する。
がテトラフルオロエチレンとパーフルオロ（2,2 −ジメ
チル−1,3 −ジオキソール）とのコポリマーまたは不飽
和非対称パーフルオロエーテルのラジカル環化重合体で
あるという本発明の好ましい構成によれば、テトラフル
オロエチレンを単独で用いるよりも、フッ素系溶剤に対
する溶解度が向上し、薄膜作製時において膜の均一性と
製膜性が向上する。
【００２０】また、導電性オリゴマー層が４以上６以下
の重合度を有するオリゴチオフェン化合物からなるとい
う本発明の好ましい構成によれば、移動度及び電導度の
向上が可能となる。すなわちオリゴチオフェン化合物は
特に配向させていない場合にも電導度が重合度４の場合
に１０-10Ｓ／ｃｍ 、重合度が５の場合に１０-8Ｓ／ｃ
ｍ、重合度が６の場合に１０-6Ｓ／ｃｍと報告されてお
り(J. Molecular Electronics,7,85(1991))、電子素子
に応用する導電性材料として好ましいからである。さら
に、これらの化合物は移動度の点においても重合度が５
の場合で１０-5ｃｍ2／Ｖ／Ｓ、重合度が６の場合で５
×１０-3〜４×１０-1ｃｍ2／Ｖ／Ｓと、有機材料を用
いた電子素子、特にＦＥＴ素子に用いる有機半導体材料
として都合がよい。
の重合度を有するオリゴチオフェン化合物からなるとい
う本発明の好ましい構成によれば、移動度及び電導度の
向上が可能となる。すなわちオリゴチオフェン化合物は
特に配向させていない場合にも電導度が重合度４の場合
に１０-10Ｓ／ｃｍ 、重合度が５の場合に１０-8Ｓ／ｃ
ｍ、重合度が６の場合に１０-6Ｓ／ｃｍと報告されてお
り(J. Molecular Electronics,7,85(1991))、電子素子
に応用する導電性材料として好ましいからである。さら
に、これらの化合物は移動度の点においても重合度が５
の場合で１０-5ｃｍ2／Ｖ／Ｓ、重合度が６の場合で５
×１０-3〜４×１０-1ｃｍ2／Ｖ／Ｓと、有機材料を用
いた電子素子、特にＦＥＴ素子に用いる有機半導体材料
として都合がよい。
【００２１】また、オリゴチオフェン化合物の両末端の
α位がアルキル基で置換されているという本発明の好ま
しい構成によれば、前記配向積層膜の配向性を一層向上
させることが可能となる。
α位がアルキル基で置換されているという本発明の好ま
しい構成によれば、前記配向積層膜の配向性を一層向上
させることが可能となる。
【００２２】
【実施例】本実施例で言う導電性オリゴマーとは、π−
共役系を繰り返し単位とするとともにπ結合で結合して
いる、繰り返し数２〜１０程度の化合物であり、オリゴ
ピロール、オリゴチオフェン、オリゴ（p-フェニレンビ
ニレン）、オリゴフェニレン及びそれらの誘導体等を示
す。この中でもオリゴチオフェン化合物が好ましい。本
実施例で言うオリゴチオフェン化合物とは、重合度３以
上のオリゴチオフェン及び置換基としてアルキル基もし
くはアルコキシ基または、ハロゲン原子を有するオリゴ
チオフェン誘導体であり、特に重合度が４から６のオリ
ゴチオフェン及び重合度が４から６であり、分子鎖末端
のα位にアルキル基が結合した誘導体が好ましい。これ
は分子鎖末端に結合したアルキル基の疎水的相互作用が
ＰＴＦＥ配向膜表面との親和性に大きく寄与し、配向性
を高めることによるものと考えるが、詳細はまだ不明確
である。具体的にはターチオフェン（３量体）、クウォ
ーターチオフェン（４量体）、クウィンキチオフェン
（５量体）、セキスィチオフェン（６量体）、5,5′′-
ジメチルターチオフェン、5,5′′′-ジメチルクウォー
ターチオフェン、5,5′′′′-ジメチルクウィンキチオ
フェン、5,5′′′′′-ジメチルセキスィチオフェン、
5,5′′-ジエチルターチオフェン、5,5′′′-ジエチル
クウォーターチオフェン、5,5′′′′-ジエチルクウィ
ンキチオフェン、5,5′′′′′-ジエチルセキスィチオ
フェン、5,5′′-ジメトキシターチオフェン、5,
5′′′-ジメトキシクウォーターチオフェン、5,
5′′′′-ジメトキシクウィンキチオフェン、5,
5′′′′′-ジメトキシセキスィチオフェン、5,5′′-
ジエトキシターチオフェン、5,5′′′-ジエトキシクウ
ォーターチオフェン、5,5′′′′-ジエトキシクウィン
キチオフェン、5,5′′′′′-ジエトキシセキスィチオ
フェン等である。また、本実施例におけるオリゴチオフ
ェンの分子鎖の末端α位に結合するアルキル基は炭素数
１及び２が好ましい。
共役系を繰り返し単位とするとともにπ結合で結合して
いる、繰り返し数２〜１０程度の化合物であり、オリゴ
ピロール、オリゴチオフェン、オリゴ（p-フェニレンビ
ニレン）、オリゴフェニレン及びそれらの誘導体等を示
す。この中でもオリゴチオフェン化合物が好ましい。本
実施例で言うオリゴチオフェン化合物とは、重合度３以
上のオリゴチオフェン及び置換基としてアルキル基もし
くはアルコキシ基または、ハロゲン原子を有するオリゴ
チオフェン誘導体であり、特に重合度が４から６のオリ
ゴチオフェン及び重合度が４から６であり、分子鎖末端
のα位にアルキル基が結合した誘導体が好ましい。これ
は分子鎖末端に結合したアルキル基の疎水的相互作用が
ＰＴＦＥ配向膜表面との親和性に大きく寄与し、配向性
を高めることによるものと考えるが、詳細はまだ不明確
である。具体的にはターチオフェン（３量体）、クウォ
ーターチオフェン（４量体）、クウィンキチオフェン
（５量体）、セキスィチオフェン（６量体）、5,5′′-
ジメチルターチオフェン、5,5′′′-ジメチルクウォー
ターチオフェン、5,5′′′′-ジメチルクウィンキチオ
フェン、5,5′′′′′-ジメチルセキスィチオフェン、
5,5′′-ジエチルターチオフェン、5,5′′′-ジエチル
クウォーターチオフェン、5,5′′′′-ジエチルクウィ
ンキチオフェン、5,5′′′′′-ジエチルセキスィチオ
フェン、5,5′′-ジメトキシターチオフェン、5,
5′′′-ジメトキシクウォーターチオフェン、5,
5′′′′-ジメトキシクウィンキチオフェン、5,
5′′′′′-ジメトキシセキスィチオフェン、5,5′′-
ジエトキシターチオフェン、5,5′′′-ジエトキシクウ
ォーターチオフェン、5,5′′′′-ジエトキシクウィン
キチオフェン、5,5′′′′′-ジエトキシセキスィチオ
フェン等である。また、本実施例におけるオリゴチオフ
ェンの分子鎖の末端α位に結合するアルキル基は炭素数
１及び２が好ましい。
【００２３】さらに、本実施例で言う溶剤可溶性フッ素
系無定形ポリマーとは、パーフルオロ（2,2-ジメチル-
1,3-ジオキソール）とこれと共重合可能なコモノマーか
らなり、前記コモノマーとしては、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデ
ン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン
等が挙げられる。特にテトラフルオロエチレンとパーフ
ルオロ（2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール）とのコポリ
マーまたは不飽和非対称パーフルオロエーテルのラジカ
ル環化重合体が好ましいが、C-F 結合に基づく分子内双
極子モーメントまたは結晶としての双極子モーメントが
大きく、パーフルオロ溶剤または有機溶剤に対して溶解
性の高いものであれば特に限定されない。
系無定形ポリマーとは、パーフルオロ（2,2-ジメチル-
1,3-ジオキソール）とこれと共重合可能なコモノマーか
らなり、前記コモノマーとしては、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデ
ン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン
等が挙げられる。特にテトラフルオロエチレンとパーフ
ルオロ（2,2-ジメチル-1,3-ジオキソール）とのコポリ
マーまたは不飽和非対称パーフルオロエーテルのラジカ
ル環化重合体が好ましいが、C-F 結合に基づく分子内双
極子モーメントまたは結晶としての双極子モーメントが
大きく、パーフルオロ溶剤または有機溶剤に対して溶解
性の高いものであれば特に限定されない。
【００２４】また、本実施例において溶剤可溶性フッ素
系無定形ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層を積層
させる方法としては、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法
等の気相からの方法、スピンコーティング法、ディッピ
ング法、ブレードコーティング法等の溶液からのキャス
ト法が挙げられる。この中でも特に膜厚の制御が簡便な
真空蒸着法及びスピンコーティング法が好ましく、溶液
からのキャスト法により作製する際には、オリゴチオフ
ェン化合物を溶解させる溶剤としてクロロベンゼン、ク
ロロホルム、塩化メチル、アセトン、キシレン、1,2,4-
トリクロロベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）
等が好ましい。導電性オリゴマー層の厚さは１０〜１０
4ｎｍ程度であることが好ましい。
系無定形ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層を積層
させる方法としては、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法
等の気相からの方法、スピンコーティング法、ディッピ
ング法、ブレードコーティング法等の溶液からのキャス
ト法が挙げられる。この中でも特に膜厚の制御が簡便な
真空蒸着法及びスピンコーティング法が好ましく、溶液
からのキャスト法により作製する際には、オリゴチオフ
ェン化合物を溶解させる溶剤としてクロロベンゼン、ク
ロロホルム、塩化メチル、アセトン、キシレン、1,2,4-
トリクロロベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）
等が好ましい。導電性オリゴマー層の厚さは１０〜１０
4ｎｍ程度であることが好ましい。
【００２５】本実施例における配向積層膜の作成例を以
下に示す。ガラス基板等の基板上に溶液からのキャスト
法によってフッ素系無定形ポリマー層を形成する。この
ポリマー層の厚さは１０2〜１０4ｎｍ程度であることが
好ましい。次に、フッ素系無定形ポリマー層をラビング
装置を用いて配向処理を行なう。このラビング装置は、
綿ベルベット、レーヨン、ナイロン等のラビング布を機
械的に配向させようとする材料表面にこすりつける装置
であり、通常液晶配向膜作製等の配向処理を行なう装置
として用いられている。この配向したフッ素系無定形ポ
リマー層上に真空蒸着法等の気相法または溶液からのキ
ャスト法により導電性オリゴマー層を形成することによ
り自然に導電性オリゴマー層が配向される。
下に示す。ガラス基板等の基板上に溶液からのキャスト
法によってフッ素系無定形ポリマー層を形成する。この
ポリマー層の厚さは１０2〜１０4ｎｍ程度であることが
好ましい。次に、フッ素系無定形ポリマー層をラビング
装置を用いて配向処理を行なう。このラビング装置は、
綿ベルベット、レーヨン、ナイロン等のラビング布を機
械的に配向させようとする材料表面にこすりつける装置
であり、通常液晶配向膜作製等の配向処理を行なう装置
として用いられている。この配向したフッ素系無定形ポ
リマー層上に真空蒸着法等の気相法または溶液からのキ
ャスト法により導電性オリゴマー層を形成することによ
り自然に導電性オリゴマー層が配向される。
【００２６】（実施例１）ガラス基板上にフッ素系不活
性液体であるPerformance Fruids PF-5080（住友スリー
エム社製）に溶解させたTeflon AF2400 をスピンコーテ
ィング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー
薄膜を形成した。この基板をラビング装置にて配向処理
を行なった。前記基板上に、１×１０-5Ｔｏｒｒの真空
下でジメチルクウォーターチオフェン(DMQtT) を蒸着し
た。蒸着はタングステンボートに５ｍｇのDMQtT を入
れ、蒸着源から基板面までの距離を１０ｃｍとし、抵抗
加熱により行なった。この時蒸着源に流れた電流は約２
６Ampsであり、約３０ｎｍのDMQtT 層を形成した。ラビ
ング処理されたフッ素系ポリマー層上に形成されたDMQt
T の偏光スペクトルを測定したところ、ラビング方向と
平行方向に測定した吸収スペクトルに対して垂直方向の
吸収スペクトル比が、約１．４であり、DMQtT 分子がラ
ビング方向に配向していることがわかった。図１にフッ
素系ポリマー層上に形成されたDMQtT の偏光スペクトル
を示す。“Ｐａ”はラビングによるフッ素系ポリマーの
配向方向に対して平行に光を入射したときの偏光スペク
トルを示す。“Ｐｅ”は垂直に光を入射したときの偏光
スペクトルを示す。
性液体であるPerformance Fruids PF-5080（住友スリー
エム社製）に溶解させたTeflon AF2400 をスピンコーテ
ィング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー
薄膜を形成した。この基板をラビング装置にて配向処理
を行なった。前記基板上に、１×１０-5Ｔｏｒｒの真空
下でジメチルクウォーターチオフェン(DMQtT) を蒸着し
た。蒸着はタングステンボートに５ｍｇのDMQtT を入
れ、蒸着源から基板面までの距離を１０ｃｍとし、抵抗
加熱により行なった。この時蒸着源に流れた電流は約２
６Ampsであり、約３０ｎｍのDMQtT 層を形成した。ラビ
ング処理されたフッ素系ポリマー層上に形成されたDMQt
T の偏光スペクトルを測定したところ、ラビング方向と
平行方向に測定した吸収スペクトルに対して垂直方向の
吸収スペクトル比が、約１．４であり、DMQtT 分子がラ
ビング方向に配向していることがわかった。図１にフッ
素系ポリマー層上に形成されたDMQtT の偏光スペクトル
を示す。“Ｐａ”はラビングによるフッ素系ポリマーの
配向方向に対して平行に光を入射したときの偏光スペク
トルを示す。“Ｐｅ”は垂直に光を入射したときの偏光
スペクトルを示す。
【００２７】次に本実施例における有機電子素子の製造
方法を以下に示す。基板（対向する電極のうちの一方を
兼ねてもよい）上にパーフルオロ溶剤もしくは有機溶剤
に溶解させたフッ素系無定形ポリマー溶液を用いてフッ
素系無定形ポリマー層を形成する。この時にフッ素系ポ
リマー層を形成する手法としては、スピンコーティング
法、ディップコーティング法、ポッティングによる方
法、スプレーによる方法等があるが特に限定されるもの
ではない。
方法を以下に示す。基板（対向する電極のうちの一方を
兼ねてもよい）上にパーフルオロ溶剤もしくは有機溶剤
に溶解させたフッ素系無定形ポリマー溶液を用いてフッ
素系無定形ポリマー層を形成する。この時にフッ素系ポ
リマー層を形成する手法としては、スピンコーティング
法、ディップコーティング法、ポッティングによる方
法、スプレーによる方法等があるが特に限定されるもの
ではない。
【００２８】次にこのフッ素系無定形ポリマー層にラビ
ング装置を用いて配向処理を行なう。配向処理後、この
フッ素系ポリマー層上に導電性オリゴマー層を気相法ま
たは溶液からのキャスト法により積層する。さらに真空
蒸着装置にて、電極（対向する電極の一方もしくは対向
する２つの電極）を蒸着し形成する。電極と導電性オリ
ゴマー層との形成順序はどちらが先でも構わない。すな
わち、本実施例の電子素子は、構成上、本実施例に示す
導電性オリゴマー配向膜を、対向する２つの電極間に配
置させた電子素子であり、前述した導電性オリゴマー
が、ラビング処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリ
マー層の上に積層することにより配向結晶化した導電性
オリゴマー層を形成していることを特徴としている。機
能上の形態としては、各種接合型トランジスタ、電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、発光素子、整流器、太陽電
池等が挙げられる。
ング装置を用いて配向処理を行なう。配向処理後、この
フッ素系ポリマー層上に導電性オリゴマー層を気相法ま
たは溶液からのキャスト法により積層する。さらに真空
蒸着装置にて、電極（対向する電極の一方もしくは対向
する２つの電極）を蒸着し形成する。電極と導電性オリ
ゴマー層との形成順序はどちらが先でも構わない。すな
わち、本実施例の電子素子は、構成上、本実施例に示す
導電性オリゴマー配向膜を、対向する２つの電極間に配
置させた電子素子であり、前述した導電性オリゴマー
が、ラビング処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリ
マー層の上に積層することにより配向結晶化した導電性
オリゴマー層を形成していることを特徴としている。機
能上の形態としては、各種接合型トランジスタ、電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）、発光素子、整流器、太陽電
池等が挙げられる。
【００２９】本実施例における電子素子の例として、Ｆ
ＥＴ素子を作製する際の製造方法を図２を参照して以下
に示す。 (1)n-ドープされたシリコン基板１１の片側に熱酸化処
理によりSiO2のゲート絶縁層１２を形成する。ここで、
酸化膜が形成されたシリコン基板の他にもガラス基板上
にITO（インジウム・錫酸化物）等の導電材料をゲート
電極として形成した後、ゲート絶縁材料を形成した基板
またはゲート電極自身を基板としてその上に絶縁層を形
成した形式の基板を用いてもよい。 (2)ゲート絶縁層１２の上に溶媒に溶解させたフッ素系
ポリマーをスピンコーティング法にて均一に塗布し、フ
ッ素系ポリマー層１３を作製する。作製した後、ラビン
グ装置１４にてラビング処理を行うことにより前記ポリ
マー層の配向処理を行なう。 (3)(2)で作製した基板素子のフッ素系ポリマー層１３上
に、真空蒸着装置にてクロム及び金から構成される櫛形
のソース及びドレイン電極１５を設ける。
ＥＴ素子を作製する際の製造方法を図２を参照して以下
に示す。 (1)n-ドープされたシリコン基板１１の片側に熱酸化処
理によりSiO2のゲート絶縁層１２を形成する。ここで、
酸化膜が形成されたシリコン基板の他にもガラス基板上
にITO（インジウム・錫酸化物）等の導電材料をゲート
電極として形成した後、ゲート絶縁材料を形成した基板
またはゲート電極自身を基板としてその上に絶縁層を形
成した形式の基板を用いてもよい。 (2)ゲート絶縁層１２の上に溶媒に溶解させたフッ素系
ポリマーをスピンコーティング法にて均一に塗布し、フ
ッ素系ポリマー層１３を作製する。作製した後、ラビン
グ装置１４にてラビング処理を行うことにより前記ポリ
マー層の配向処理を行なう。 (3)(2)で作製した基板素子のフッ素系ポリマー層１３上
に、真空蒸着装置にてクロム及び金から構成される櫛形
のソース及びドレイン電極１５を設ける。
【００３０】ここで、フッ素系ポリマー層１３のラビン
グ処理は電極１５作製後に処理を行なってもよい。 (4)導電性オリゴマー層１６を気相からの蒸着法または
溶液からのキャスト法にて(3) で作製したソース及びド
レイン電極１５上及び電極間に形成し、配向積層膜１７
とする。さらに、素子が形成されていない側のシリコン
基板を研磨し、表面層をはぎ取った後に基板自身をゲー
ト電極１８とする。金線を銀ペースト等の導電性ペース
トにて３種類の各電極と接続し、素子の取出し線とす
る。
グ処理は電極１５作製後に処理を行なってもよい。 (4)導電性オリゴマー層１６を気相からの蒸着法または
溶液からのキャスト法にて(3) で作製したソース及びド
レイン電極１５上及び電極間に形成し、配向積層膜１７
とする。さらに、素子が形成されていない側のシリコン
基板を研磨し、表面層をはぎ取った後に基板自身をゲー
ト電極１８とする。金線を銀ペースト等の導電性ペース
トにて３種類の各電極と接続し、素子の取出し線とす
る。
【００３１】また、本実施例を用いてＦＥＴ素子を作製
する際には以下の様な製造方法も挙げられる（図３参
照）。 (1)ガラス基板２１上に溶媒に溶解させたフッ素系ポリ
マーをスピンコーティング法にて均一に塗布し、フッ素
系ポリマー層２２を作製する。作製した後、ラビング装
置２３にてラビング処理を行うことにより前記ポリマー
層の配向処理を行なう。また、本製造方法における素子
形態は、上記ガラス基板２１の他にも絶縁性であり、素
子としての物理的強度を保てるものであるならば、特に
限定されるものではない。 (2)(1)で作製した基板素子のフッ素系ポリマー層２２上
に、真空蒸着装置にてクロム及び金から構成される櫛形
のソース及びドレイン電極２４を設ける。
する際には以下の様な製造方法も挙げられる（図３参
照）。 (1)ガラス基板２１上に溶媒に溶解させたフッ素系ポリ
マーをスピンコーティング法にて均一に塗布し、フッ素
系ポリマー層２２を作製する。作製した後、ラビング装
置２３にてラビング処理を行うことにより前記ポリマー
層の配向処理を行なう。また、本製造方法における素子
形態は、上記ガラス基板２１の他にも絶縁性であり、素
子としての物理的強度を保てるものであるならば、特に
限定されるものではない。 (2)(1)で作製した基板素子のフッ素系ポリマー層２２上
に、真空蒸着装置にてクロム及び金から構成される櫛形
のソース及びドレイン電極２４を設ける。
【００３２】ここで、フッ素系ポリマー層２２のラビン
グ処理は電極２４作製後に処理を行なってもよい。 (3)導電性オリゴマー層２５を気相からの蒸着法または
溶液からのキャスト法にて(2)で作製したソース及びド
レイン電極２４上及び電極間に形成し、配向積層膜２６
とする。 (4)高分子系絶縁材料を溶液からのキャスト法により導
電性オリゴマー層２５上に形成し、ゲート絶縁層２７と
する。 (5)ゲート電極の大きさに合わせたマスクを用い、気相
からの真空蒸着法によりゲート絶縁層２７上にゲート電
極２８を作製する。さらに、金線を銀ペースト等の導電
性ペーストにて３種類の各電極と接続し、素子の取出し
線とする。
グ処理は電極２４作製後に処理を行なってもよい。 (3)導電性オリゴマー層２５を気相からの蒸着法または
溶液からのキャスト法にて(2)で作製したソース及びド
レイン電極２４上及び電極間に形成し、配向積層膜２６
とする。 (4)高分子系絶縁材料を溶液からのキャスト法により導
電性オリゴマー層２５上に形成し、ゲート絶縁層２７と
する。 (5)ゲート電極の大きさに合わせたマスクを用い、気相
からの真空蒸着法によりゲート絶縁層２７上にゲート電
極２８を作製する。さらに、金線を銀ペースト等の導電
性ペーストにて３種類の各電極と接続し、素子の取出し
線とする。
【００３３】本実施例の電子素子として例示されている
ＦＥＴ素子に用いられるゲート絶縁層としては、無機材
料としてSiO2、Ta2O5、有機材料としてはシアノエチル
プルラン、シアノエチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール等の高分子系絶縁材料が挙げられるが、これに限定
されない。
ＦＥＴ素子に用いられるゲート絶縁層としては、無機材
料としてSiO2、Ta2O5、有機材料としてはシアノエチル
プルラン、シアノエチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール等の高分子系絶縁材料が挙げられるが、これに限定
されない。
【００３４】また、上記の製造方法はＦＥＴ素子におけ
る素子形態の異なる２例について記述したものである
が、ＦＥＴ素子としてこの２形態に限定されるものでは
ない。さらに本実施例はこの様なＦＥＴ素子以外にも、
本実施例に示す導電性オリゴマーを対向する２つの電極
間に用いた電子素子に対して有効に適用し得る。
る素子形態の異なる２例について記述したものである
が、ＦＥＴ素子としてこの２形態に限定されるものでは
ない。さらに本実施例はこの様なＦＥＴ素子以外にも、
本実施例に示す導電性オリゴマーを対向する２つの電極
間に用いた電子素子に対して有効に適用し得る。
【００３５】（実施例２）フッ素系無定形ポリマーであ
る標準グレードのサイトップ（旭硝子（株）社製）を0.
068ｇ秤量し、フッ素系不活性液体PF-5080 （住友スリ
ーエム（株）社製）１７ｇに溶解させ、フッ素系ポリマ
ー溶液を作製した。この溶液を厚さ500ｎｍの熱酸化膜
１２が形成されたシリコン基板１１上にスピンコーティ
ング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー薄
膜１３を形成した。このポリマー薄膜層１３が形成され
ている基板面をレーヨンからなるラビング用の布１４を
用いて、ラビング処理を行なった。さらにこの基板上
に、真空蒸着装置を用いて１×１０-5Ｔｏｒｒの減圧下
でクロム及び金からなる櫛形電極をチャネル幅とチャネ
ル長を設定したマスクを用いて作製した。櫛形電極は約
１５ｎｍのクロム層及び約150ｎｍの金層からなり、ク
ロム層は基板と金電極の密着性を向上させる目的で、ク
ロム層の蒸着後、金層を蒸着させている。本実施例では
チャネル幅を200μｍ、チャネル長を６ｍｍに設定して
ソース、ドレイン電極１５を作製した。ここで、素子に
印加される電界方向がラビング方向と一致するように電
極を配置した。さらに、このソース及びドレイン電極１
５の一部をアルミホイルにて覆いながら、真空蒸着装置
にてジメチルセキスィチオフェン(DMSxT) を蒸着した。
蒸着はタングステンボートに１０ｍｇのDMSxT を入れ、
蒸着源から基板面までの距離を１０ｃｍとし、抵抗加熱
により行なった。この時蒸着源に流れた電流は約３０Am
psであり、約５０ｎｍのDMSxT 層１６を形成した。ラビ
ング処理されたフッ素系ポリマー層上に形成されたDMSx
T の偏光スペクトルを測定したところ、ラビング方向と
平行方向に測定した吸収スペクトルに対して垂直方向の
吸収スペクトル比が、約１．５であり、DMSxT 分子がラ
ビング方向に配向していることがわかった。さらに、素
子が形成されていない側のシリコン基板１１の表面を研
磨し、シリコン基板自身をゲート電極１８とした。作製
したＦＥＴ素子の各電極に直径０．１ｍｍの金線を銀ペ
ーストにて接続し、半導体パラメーターアナライザー(4
145A Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd.)にてI-V 特性を
測定した。移動度の算出は、S.M.Sze, "Physics of sem
iconductor device", 2nd ed., 440(Wiley, New York,
1981) において示されている移動度の算出式を用いて行
なった。すなわち、I-V 特性の線形領域においては、
る標準グレードのサイトップ（旭硝子（株）社製）を0.
068ｇ秤量し、フッ素系不活性液体PF-5080 （住友スリ
ーエム（株）社製）１７ｇに溶解させ、フッ素系ポリマ
ー溶液を作製した。この溶液を厚さ500ｎｍの熱酸化膜
１２が形成されたシリコン基板１１上にスピンコーティ
ング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー薄
膜１３を形成した。このポリマー薄膜層１３が形成され
ている基板面をレーヨンからなるラビング用の布１４を
用いて、ラビング処理を行なった。さらにこの基板上
に、真空蒸着装置を用いて１×１０-5Ｔｏｒｒの減圧下
でクロム及び金からなる櫛形電極をチャネル幅とチャネ
ル長を設定したマスクを用いて作製した。櫛形電極は約
１５ｎｍのクロム層及び約150ｎｍの金層からなり、ク
ロム層は基板と金電極の密着性を向上させる目的で、ク
ロム層の蒸着後、金層を蒸着させている。本実施例では
チャネル幅を200μｍ、チャネル長を６ｍｍに設定して
ソース、ドレイン電極１５を作製した。ここで、素子に
印加される電界方向がラビング方向と一致するように電
極を配置した。さらに、このソース及びドレイン電極１
５の一部をアルミホイルにて覆いながら、真空蒸着装置
にてジメチルセキスィチオフェン(DMSxT) を蒸着した。
蒸着はタングステンボートに１０ｍｇのDMSxT を入れ、
蒸着源から基板面までの距離を１０ｃｍとし、抵抗加熱
により行なった。この時蒸着源に流れた電流は約３０Am
psであり、約５０ｎｍのDMSxT 層１６を形成した。ラビ
ング処理されたフッ素系ポリマー層上に形成されたDMSx
T の偏光スペクトルを測定したところ、ラビング方向と
平行方向に測定した吸収スペクトルに対して垂直方向の
吸収スペクトル比が、約１．５であり、DMSxT 分子がラ
ビング方向に配向していることがわかった。さらに、素
子が形成されていない側のシリコン基板１１の表面を研
磨し、シリコン基板自身をゲート電極１８とした。作製
したＦＥＴ素子の各電極に直径０．１ｍｍの金線を銀ペ
ーストにて接続し、半導体パラメーターアナライザー(4
145A Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd.)にてI-V 特性を
測定した。移動度の算出は、S.M.Sze, "Physics of sem
iconductor device", 2nd ed., 440(Wiley, New York,
1981) において示されている移動度の算出式を用いて行
なった。すなわち、I-V 特性の線形領域においては、
【００３６】
【数１】
【００３７】の関係が成立する。ここで、Ｃ0 は単位面
積当たりのゲート絶縁層のキャパシタンス、Ｚはチャネ
ル幅、Ｌはチャネル長、ＶT は閾値電圧、添え字のG,D
はそれぞれゲート及びドレイン電極を指している。な
お、本実施例の様にシリコン熱酸化膜の上にフッ素系ポ
リマーの配向膜を形成した場合には算出式におけるゲー
ト絶縁層のキャパシタンスとはシリコン熱酸化膜とフッ
素系ポリマーのキャパシタンスの直列キャパシタンスの
値となる。ここで、ドレイン電圧(ＶD )を一定としてゲ
ート電圧(ＶG )の変化に対するドレイン電流の差分をと
ると（数１）は簡略化され、（数２）式となる。
積当たりのゲート絶縁層のキャパシタンス、Ｚはチャネ
ル幅、Ｌはチャネル長、ＶT は閾値電圧、添え字のG,D
はそれぞれゲート及びドレイン電極を指している。な
お、本実施例の様にシリコン熱酸化膜の上にフッ素系ポ
リマーの配向膜を形成した場合には算出式におけるゲー
ト絶縁層のキャパシタンスとはシリコン熱酸化膜とフッ
素系ポリマーのキャパシタンスの直列キャパシタンスの
値となる。ここで、ドレイン電圧(ＶD )を一定としてゲ
ート電圧(ＶG )の変化に対するドレイン電流の差分をと
ると（数１）は簡略化され、（数２）式となる。
【００３８】
【数２】
【００３９】この式にI-V 特性より得られた数値を代入
し、移動度を算出した。ここで、ソース及びドレイン電
極１５に印加される電界の方向とラビング処理によって
フッ素系ポリマー鎖が配向された方向を一致させた。
し、移動度を算出した。ここで、ソース及びドレイン電
極１５に印加される電界の方向とラビング処理によって
フッ素系ポリマー鎖が配向された方向を一致させた。
【００４０】上記の算出式を用いて移動度を求めたとこ
ろ、ソース- ドレイン間電圧(以下S-D 電圧) が１０Ｖ
( ソース電圧０Ｖ, ドレイン電圧−１０Ｖ) において
８．５×１０-3ｃｍ2/Ｖｓという値が得られた。
ろ、ソース- ドレイン間電圧(以下S-D 電圧) が１０Ｖ
( ソース電圧０Ｖ, ドレイン電圧−１０Ｖ) において
８．５×１０-3ｃｍ2/Ｖｓという値が得られた。
【００４１】（比較例１）フッ素系ポリマー薄膜を形成
せずに、実施例１同様にDMSxT を導電性オリゴマー層と
してＦＥＴ素子を作製した。直径０．１ｍｍの金線を取
出し線として各電極に銀ペーストにて接続し、半導体パ
ラメーターアナライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Pack
ard, Ltd.)にてI-V 特性を測定した。実施例１と同様に
移動度を算出したところ、S-D 電圧が１０Ｖにおいて
２．３×１０-3ｃｍ2／Ｖｓであった。
せずに、実施例１同様にDMSxT を導電性オリゴマー層と
してＦＥＴ素子を作製した。直径０．１ｍｍの金線を取
出し線として各電極に銀ペーストにて接続し、半導体パ
ラメーターアナライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Pack
ard, Ltd.)にてI-V 特性を測定した。実施例１と同様に
移動度を算出したところ、S-D 電圧が１０Ｖにおいて
２．３×１０-3ｃｍ2／Ｖｓであった。
【００４２】（実施例３）n-ドープしたシリコン基板１
１の片側表面に厚さ約500ｎｍのSiO2膜を作製し、絶縁
層１２を形成した。さらに、この基板上にフッ素系不活
性液体であるPerformance Fruids PF-5080（住友スリー
エム社製）に溶解させたTeflon AF2400 をスピンコーテ
ィング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー
薄膜１３を形成した。このポリマー薄膜層１３が形成さ
れている基板面をレーヨンからなるラビング用の布１４
を用いて、ラビング処理を行なった。この基板上に、真
空蒸着装置を用いて１×１０-5Ｔｏｒｒの減圧下でクロ
ム及び金を櫛形電極を作製するように電極幅（チャネル
幅）と電極長さ（チャネル長）を設定したマスクを用い
てソース及びドレイン電極となる金属電極を形成した。
この時、クロム層は約１５ｎｍ、金層は約１５０ｎｍで
あり、クロム層は基板と金電極の密着性を向上させる目
的で、クロム層の蒸着後、金層を蒸着させた。チャネル
幅200 μｍ、チャネル長６ｍｍに設定してソース、ドレ
イン電極１５を作製した。ここで、素子に印加される電
界方向がラビング方向と一致するように電極を配置し
た。さらに基板に作製した電極の一部をアルミホイルで
覆い、１×１０-5Ｔｏｒｒの真空下でジメチルクウォー
ターチオフェン(DMQtT) を蒸着した。蒸着はタングステ
ンボートに１０ｍｇのDMQtT を入れ、蒸着源から基板面
までの距離を１０ｃｍとし、抵抗加熱により行なった。
この時蒸着源に流れた電流は約２６Ampsであり、約５０
ｎｍのDMQtT 層１６を形成した。ラビング処理されたフ
ッ素系ポリマー層上に形成されたDMQtT の偏光スペクト
ルを測定したところ、ラビング方向と平行方向に測定し
た吸収スペクトルに対して垂直方向の吸収スペクトル比
が、約１．４であり、DMQtT 分子がラビング方向に配向
していることがわかった。素子が形成されていない側の
シリコン基板１１の表面を研磨し、シリコン基板自身を
ゲート電極１８とした。作製したＦＥＴ素子の各電極に
金線を銀ペーストにて接続し、半導体パラメーターアナ
ライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd.)にて
I-V 特性を測定し実施例１と同様に移動度を算出したと
ころ、ソース- ドレイン間電圧( 以下S-D 電圧) が１０
Ｖ( ソース電圧０Ｖ, ドレイン電圧−１０Ｖ) において
５．０×１０-3ｃｍ2／Ｖｓという値が得られた。
１の片側表面に厚さ約500ｎｍのSiO2膜を作製し、絶縁
層１２を形成した。さらに、この基板上にフッ素系不活
性液体であるPerformance Fruids PF-5080（住友スリー
エム社製）に溶解させたTeflon AF2400 をスピンコーテ
ィング法にて塗布し、厚さ約５μｍのフッ素系ポリマー
薄膜１３を形成した。このポリマー薄膜層１３が形成さ
れている基板面をレーヨンからなるラビング用の布１４
を用いて、ラビング処理を行なった。この基板上に、真
空蒸着装置を用いて１×１０-5Ｔｏｒｒの減圧下でクロ
ム及び金を櫛形電極を作製するように電極幅（チャネル
幅）と電極長さ（チャネル長）を設定したマスクを用い
てソース及びドレイン電極となる金属電極を形成した。
この時、クロム層は約１５ｎｍ、金層は約１５０ｎｍで
あり、クロム層は基板と金電極の密着性を向上させる目
的で、クロム層の蒸着後、金層を蒸着させた。チャネル
幅200 μｍ、チャネル長６ｍｍに設定してソース、ドレ
イン電極１５を作製した。ここで、素子に印加される電
界方向がラビング方向と一致するように電極を配置し
た。さらに基板に作製した電極の一部をアルミホイルで
覆い、１×１０-5Ｔｏｒｒの真空下でジメチルクウォー
ターチオフェン(DMQtT) を蒸着した。蒸着はタングステ
ンボートに１０ｍｇのDMQtT を入れ、蒸着源から基板面
までの距離を１０ｃｍとし、抵抗加熱により行なった。
この時蒸着源に流れた電流は約２６Ampsであり、約５０
ｎｍのDMQtT 層１６を形成した。ラビング処理されたフ
ッ素系ポリマー層上に形成されたDMQtT の偏光スペクト
ルを測定したところ、ラビング方向と平行方向に測定し
た吸収スペクトルに対して垂直方向の吸収スペクトル比
が、約１．４であり、DMQtT 分子がラビング方向に配向
していることがわかった。素子が形成されていない側の
シリコン基板１１の表面を研磨し、シリコン基板自身を
ゲート電極１８とした。作製したＦＥＴ素子の各電極に
金線を銀ペーストにて接続し、半導体パラメーターアナ
ライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd.)にて
I-V 特性を測定し実施例１と同様に移動度を算出したと
ころ、ソース- ドレイン間電圧( 以下S-D 電圧) が１０
Ｖ( ソース電圧０Ｖ, ドレイン電圧−１０Ｖ) において
５．０×１０-3ｃｍ2／Ｖｓという値が得られた。
【００４３】（比較例２）フッ素系ポリマー薄膜を形成
せずに、DMQtT を導電性オリゴマー層として実施例２と
同様にＦＥＴ素子を作製した。直径０．１ｍｍの金線を
取出し線として各電極に銀ペーストにて接続し、半導体
パラメーターアナライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Pa
ckard, Ltd.)にてI-V 特性を測定した。実施例２と同様
に移動度を算出したところ、S-D 電圧が１０Ｖにおいて
１．４×１０-4ｃｍ2／Ｖｓであった。
せずに、DMQtT を導電性オリゴマー層として実施例２と
同様にＦＥＴ素子を作製した。直径０．１ｍｍの金線を
取出し線として各電極に銀ペーストにて接続し、半導体
パラメーターアナライザー(4145A Yokogawa-Hewlett-Pa
ckard, Ltd.)にてI-V 特性を測定した。実施例２と同様
に移動度を算出したところ、S-D 電圧が１０Ｖにおいて
１．４×１０-4ｃｍ2／Ｖｓであった。
【００４４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の配向積層膜
は、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配向膜と前記ポ
リマー膜上に積層された導電性オリゴマー層からなるの
で、高い配向性を有する積層膜である。
は、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配向膜と前記ポ
リマー膜上に積層された導電性オリゴマー層からなるの
で、高い配向性を有する積層膜である。
【００４５】また、本発明の配向積層膜の製造方法は、
溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビング処理し
た後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処理した溶剤
可溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層するので、高
い配向性を有する配向積層膜を製造できる。特にフッ素
系無定形ポリマー層を溶液からのキャスト法によって作
製すると膜厚の制御が容易であり大面積の配向膜が実現
できる。また、ラビング処理によりフッ素系ポリマー分
子鎖の配向の効果だけではなく、C-F 結合に起因する自
発分極の効果によっても配向性が向上される。また、ラ
ビング処理により材料中でのキャリヤーの移動方向がラ
ンダムでなく異方性を持つことから、見かけ上キャリヤ
ーの寿命が延びることになる。さらには配向性の向上に
ともなって結晶性が向上し、結晶粒界でキャリヤーがト
ラップされる確率が減少することにより、移動度及び電
導度の向上が可能となる。
溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層をラビング処理し
た後、導電性オリゴマー層を前記ラビング処理した溶剤
可溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積層するので、高
い配向性を有する配向積層膜を製造できる。特にフッ素
系無定形ポリマー層を溶液からのキャスト法によって作
製すると膜厚の制御が容易であり大面積の配向膜が実現
できる。また、ラビング処理によりフッ素系ポリマー分
子鎖の配向の効果だけではなく、C-F 結合に起因する自
発分極の効果によっても配向性が向上される。また、ラ
ビング処理により材料中でのキャリヤーの移動方向がラ
ンダムでなく異方性を持つことから、見かけ上キャリヤ
ーの寿命が延びることになる。さらには配向性の向上に
ともなって結晶性が向上し、結晶粒界でキャリヤーがト
ラップされる確率が減少することにより、移動度及び電
導度の向上が可能となる。
【００４６】また、本発明の有機電子素子は、対向する
２つの電極と、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配向
層上に導電性オリゴマー層が積層されている配向積層膜
が存在するので、導電性に優れた電子素子である。
２つの電極と、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配向
層上に導電性オリゴマー層が積層されている配向積層膜
が存在するので、導電性に優れた電子素子である。
【００４７】また、本発明の有機電子素子の製造方法
は、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間に配
置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラビン
グ処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層の上
に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向結晶
化した導電性オリゴマー層を用いた前記有機電子素子を
効率よく合理的に製造できる。
は、導電性オリゴマー層を対向する２つの電極の間に配
置させてなる有機電子素子の製造方法であって、ラビン
グ処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層の上
に導電性オリゴマー層を積層することにより、配向結晶
化した導電性オリゴマー層を用いた前記有機電子素子を
効率よく合理的に製造できる。
【００４８】また、溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー
がテトラフルオロエチレンとパーフルオロ（2,2 −ジメ
チル−1,3 −ジオキソール）とのコポリマーまたは不飽
和非対称パーフルオロエーテルのラジカル環化重合体で
あると、テトラフルオロエチレンを単独で用いるより
も、フッ素系溶剤に対する溶解度が向上し、薄膜作製時
において膜の均一性と製膜性が向上する。
がテトラフルオロエチレンとパーフルオロ（2,2 −ジメ
チル−1,3 −ジオキソール）とのコポリマーまたは不飽
和非対称パーフルオロエーテルのラジカル環化重合体で
あると、テトラフルオロエチレンを単独で用いるより
も、フッ素系溶剤に対する溶解度が向上し、薄膜作製時
において膜の均一性と製膜性が向上する。
【００４９】また、導電性オリゴマー層が４以上６以下
の重合度を有するオリゴチオフェン化合物からなると、
移動度及び電導度の向上が可能となる。また、オリゴチ
オフェン化合物の両末端のα位がアルキル基で置換され
ていると、前記配向積層膜の配向性を一層向上させるこ
とが可能となる。
の重合度を有するオリゴチオフェン化合物からなると、
移動度及び電導度の向上が可能となる。また、オリゴチ
オフェン化合物の両末端のα位がアルキル基で置換され
ていると、前記配向積層膜の配向性を一層向上させるこ
とが可能となる。
【図１】図１はラビング処理されたフッ素系ポリマー層
上に形成されたDMQtT 層の偏光スペクトル分析図であ
る。
上に形成されたDMQtT 層の偏光スペクトル分析図であ
る。
【図２】図２は本発明の一実施例の有機電子素子におけ
るＦＥＴ素子の作製過程を示した図である。
るＦＥＴ素子の作製過程を示した図である。
【図３】図３は本発明の一実施例の有機電子素子におけ
るＦＥＴ素子の作製過程を示した図である。
るＦＥＴ素子の作製過程を示した図である。
１１ シリコン基板 １２ 酸化膜絶縁層 １３ 溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層 １４ ラビングロール（ラビング布） １５ クロム・金電極（ソース電極及びドレイン電極） １６ 導電性オリゴマー層 １７ 配向積層膜 １８ ゲート電極 ２１ ガラス基板 ２２ 溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層 ２３ ラビング装置 ２４ クロム・金電極（ソース電極及びドレイン電極） ２５ 導電性オリゴマー層 ２６ 配向積層膜 ２７ ゲート絶縁層 ２８ ゲート電極
Claims (7)
- 【請求項１】 溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー配向
膜上に導電性オリゴマー層が積層されている配向積層
膜。 - 【請求項２】 溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層を
ラビング処理した後、導電性オリゴマー層を前記ラビン
グ処理した溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマー層上に積
層する配向積層膜の製造方法。 - 【請求項３】 対向する２つの電極の間に、溶剤可溶性
フッ素系無定形ポリマー配向膜上に導電性オリゴマー層
が積層されている配向積層膜が存在する有機電子素子。 - 【請求項４】 導電性オリゴマー層を対向する２つの電
極の間に配置させてなる有機電子素子の製造方法であっ
て、ラビング処理された溶剤可溶性フッ素系無定形ポリ
マー層の上に導電性オリゴマー層を積層することによ
り、配向結晶化した導電性オリゴマー層を形成すること
を特徴とする有機電子素子の製造方法。 - 【請求項５】 溶剤可溶性フッ素系無定形ポリマーがテ
トラフルオロエチレンとパーフルオロ（2,2 −ジメチル
−1,3 −ジオキソール）とのコポリマーまたは不飽和非
対称パーフルオロエーテルのラジカル環化重合体である
請求項１、２、３または４に記載の配向積層膜、配向積
層膜の製造方法、有機電子素子または有機電子素子の製
造方法。 - 【請求項６】 導電性オリゴマー層が４以上６以下の重
合度を有するオリゴチオフェン化合物である請求項１、
２、３または４に記載の配向積層膜、配向積層膜の製造
方法、それを用いた有機電子素子または有機電子素子の
製造方法。 - 【請求項７】 オリゴチオフェン化合物の両末端のα位
がアルキル基で置換されている請求項６に記載の配向積
層膜、配向積層膜の製造方法、有機電子素子または有機
電子素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009074A JPH07221367A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 配向積層膜とその製造方法及びそれを用いた有機電子素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009074A JPH07221367A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 配向積層膜とその製造方法及びそれを用いた有機電子素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221367A true JPH07221367A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11710467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009074A Pending JPH07221367A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 配向積層膜とその製造方法及びそれを用いた有機電子素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07221367A (ja) |
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-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009074A patent/JPH07221367A/ja active Pending
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