WO2004006351A1 - スイッチング素子 - Google Patents

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WO2004006351A1
WO2004006351A1 PCT/JP2003/008599 JP0308599W WO2004006351A1 WO 2004006351 A1 WO2004006351 A1 WO 2004006351A1 JP 0308599 W JP0308599 W JP 0308599W WO 2004006351 A1 WO2004006351 A1 WO 2004006351A1
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substituent
group
state
compound
structural formula
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PCT/JP2003/008599
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English (en)
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Haruo Kawakami
Masami Kuroda
Hisato Kato
Nobuyuki Sekine
Keisuke Yamashiro
Takuji Iwamoto
Noriko Kotani
Original Assignee
Fuji Electric Holdings Co., Ltd.
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Priority to AU2003281405A priority patent/AU2003281405A1/en
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    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole

Definitions

  • the present invention relates to a switching element for driving an organic EL display panel, a switching element used for high-density memory, and the like, in which an organic bistable material is disposed between two electrodes.
  • An organic bistable material is an organic material exhibiting a so-called non-linear response, in which when a voltage is applied to a material, the current of a circuit suddenly increases above a certain voltage and a switching phenomenon is observed.
  • FIG. 41 shows an example of the voltage-current characteristics of the organic bistable material exhibiting the switching behavior as described above.
  • the organic bistable material has two current-voltage characteristics, a high resistance characteristic 51 (off state) and a low resistance characteristic 52 (on state).
  • the state changes from the off state to the on state, and when the voltage becomes Vthl or less, the state changes from the on state to the off state and the resistance value changes. It has nonlinear response characteristics. That is, a so-called switching operation can be performed by applying a voltage of Vth2 or more or Vthl or less to this organic bistable material.
  • Vthl and Vth2 can be applied as pulsed voltages.
  • organic bistable materials exhibiting such a nonlinear response.
  • RSPotember is based on Cu-TCNQ (copper-tetracyanoquinodimetal).
  • Cu-TCNQ copper-tetracyanoquinodimetal
  • the switching element using the above organic charge transfer complex has the following problems.
  • the above organic bistable material is a charge-transfer complex
  • a two-component system composed of a combination of a donor molecule or a metal element having a donor property and an acceptor molecule such as TCQN is used. Material.
  • the composition ratio of Cu and TCNQ is different, the crystallinity and electric characteristics of the material are different, which causes a variation in bistable characteristics.
  • a film is formed by a vacuum evaporation method or the like, due to a difference in vapor pressure between the two components, a co-evaporation method, and a geometrical arrangement when separate evaporation sources are used for both materials. It is difficult to form a uniform film over a large area.
  • the conventional two-component organic bistable material described above has a variation in the bistable characteristics. There is a problem in that it is difficult to mass-produce a switching element having no quality and uniform quality.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of suppressing variation in material composition, obtaining uniform bistability characteristics, and having sufficient bistable properties with only an organic bistable material. It is an object of the present invention to provide a switching element which has high performance and is suitable for mass production. Disclosure of the invention
  • the switching element of the present invention is a switching element in which an organic bistable material having two kinds of stable resistance values with respect to an applied voltage is arranged between at least two electrodes.
  • the organic bistable material contains at least a compound having an electron-donating functional group and an electron-accepting functional group in one molecule.
  • the organic bistable material is a one-component system having an electron-donating functional group and an electron-accepting functional group in one molecule. Since there can be no variation in the composition ratio at the time of manufacturing as in the organic bistable material, constant bistable performance can always be obtained.
  • the compound is preferably an aminoimidazole compound represented by the following structural formula (A). '
  • X 1, X 2 are each CN or N 0 2, R 1, R 2, R 3 are each a hydrogen atom or Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. )
  • the compound is preferably 0 / -pyridone represented by the following structural formula (B).
  • R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • the compound is an imine represented by the following structural formula (C). It is preferably a compound of the system.
  • X 3 is CN or N 0 2 , R 5 and R 6 are each a hydrogen atom or a carbon number which may have a substituent: an anoalkyl group of from 6 to 6, and m represents an integer of from 1 to 5.
  • the compound is preferably an imine-based compound represented by the following structural formula (D).
  • X 4 is CN or N0 2, R 7, R 8 are each a hydrogen atom or an alkyl group optionally carbon number 1-6 may have a substituent, m represents an integer of 1 to 5.
  • the compound is preferably a compound represented by the following structural formula (E).
  • the compound is preferably a compound represented by the following structural formula (F).
  • R 9 , R ll represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 or less carbon atoms, and R 11 , R 12 represent a hydrogen atom or an amino group.
  • the compound is preferably a compound represented by the following structural formula (G).
  • R 13 , R 14 , and R 15 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • the compound is preferably an iminequinone-based compound represented by the following structural formula (H).
  • R 16 and R 17 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • R 18 and R 19 each represent an aryl group which may have a substituent.
  • at least one of R 18 and R 19 is an aryl group which may have a substituent
  • the compound is a quinone imine compound represented by the following structural formula (I).
  • R M to R 23 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • the compound is preferably a dicyano compound represented by the following structural formula (J).
  • R 24 , R 25 and R 26 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, M represents an integer of 1 to 5, and i represents an integer of 1 to 4.
  • the compound is represented by the following structural formula (K). Preferred are pyridone compounds.
  • R 27, R 28, R 29 represents each a hydrogen atom, an alkyl group having 6 Good 1 carbon atoms which may have a substituent, any of which may Ariru group which may have a substituent
  • R 3 Represents a C 1 to C 6 alkyl group which may have a substituent or a residue forming a ring
  • i represents an integer of 1 to 4.
  • the compound is preferably a pyridone-based compound represented by the following structural formula (L).
  • R 31 and R 32 are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • R 33 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or A ring-forming residue
  • R 34 and R 35 are an aryl group which may have a substituent or hydrogen and at least one is an aryl group which may have a substituent
  • i represents an integer of 1 to 4
  • the compound is a quinone imine compound represented by the following structural formula (M).
  • R 36 and R 37 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent
  • R 38 represents Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a group, an aryl group which may have a substituent, or a residue forming a ring
  • m represents an integer of 1 to 5.
  • the compound is preferably a quinone imine-based compound represented by the following structural formula (N).
  • R 39 and R 4Q are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, and R 41 , R 42 and R 43 each have a hydrogen atom or a substituent.
  • Good carbon number 1 6, represents an alkyl group, aryl group, or a residue forming a ring, i represents an integer of 1 to 4, and m and n each represent an integer of 1 to 5.
  • the compound is preferably a stilbene-based compound represented by the following structural formula (O).
  • R 44 , R 5 and R 46 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, Represents an amino group or an aryl group which may have a substituent, and R 47 may have a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, or a substituent. Represents any of the good aryl groups, m, n, and o each represent an integer from!. To 5, and i represents an integer from 1 to 4.)
  • the compound is preferably a butadiene-based compound represented by the following structural formula (P).
  • R 48 and R 9 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, or an aryl group which may have a substituent
  • R 5G and R 51 each represent a hydrogen atom or a substituent
  • the compound is preferably a stilbene compound represented by the following structural formula (Q).
  • R 52 , R 53 , R 54 , and R 55 may be a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, Represents an alkoxyl group having a good carbon number of 1 to 6, an aryl group which may have a substituent, or a residue forming a ring which may have a substituent, m and n each represent 1 to 5 Represents an integer, i represents an integer of 1 to 4, and q represents an integer of 1 to 9.)
  • the compound is preferably a triphenylamine-based compound represented by the following structural formula (R).
  • RR 57 R 58 R 59 and R 6 are a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or a carbon atom which may have a substituent.
  • m, n, o, and p each represent an integer of 1 to 5
  • i represents an integer of 1 to 4
  • r represents an integer of 1 to 2.
  • the above compounds (A) to (R) are one-component aromatic molecules having an electron-donating functional group and an electron-accepting functional group in one molecule. Variations in the composition ratio during production, such as organic bistable materials, cannot occur.
  • the compounds (A) to (R) are excellent in bistability and can be easily formed into a thin film by a vapor deposition method or the like, so that they can be particularly preferably used as an organic bistable material. it can.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the switching element of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the switching element of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the switching element of the present invention.
  • FIG. 4 is a chart illustrating current-voltage characteristics of the switching element according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 6.
  • FIG. 7 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 7.
  • FIG. 8 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 8.
  • FIG. 9 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in the ninth embodiment.
  • FIG. 10 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 10.
  • FIG. 11 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 11.
  • FIG. 12 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 12.
  • FIG. 13 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 13.
  • FIG. 14 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 14.
  • FIG. 15 is a table showing the current-voltage characteristics of the switching element in Example 15.
  • FIG. 16 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 16.
  • FIG. 17 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 17.
  • FIG. 18 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 18.
  • FIG. 19 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 19;
  • FIG. 20 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 20.
  • FIG. 21 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 21.
  • FIG. 22 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 22.
  • FIG. 23 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 26.
  • FIG. 24 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 27.
  • FIG. 25 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 29.
  • FIG. 26 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 30.
  • FIG. 27 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 33.
  • FIG. 28 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 34.
  • FIG. 29 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 38.
  • FIG. 30 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 39.
  • FIG. 31 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 43.
  • FIG. 32 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 44.
  • FIG. 33 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 47.
  • FIG. 34 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 48.
  • FIG. 35 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 51.
  • FIG. 36 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 52.
  • FIG. 37 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 54.
  • FIG. 38 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 55.
  • FIG. 39 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in Example 58.
  • FIG. 40 is a chart showing current-voltage characteristics of the switching element in the working example 59.
  • FIG. 41 is a chart showing the concept of voltage-current characteristics of a conventional switching element.
  • FIG. 42 is a conceptual diagram showing the structure of a conventional two-component organic bistable material. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the switching element of the present invention.
  • this switching element has a configuration in which an electrode layer 21 a, a bistable material layer 30, and an electrode layer 21 b are sequentially laminated on a substrate 10.
  • the substrate 10 is not particularly limited, but a conventionally known glass substrate or the like is preferably used.
  • electrode layers 21a and 21b metal materials such as aluminum, gold, silver, nickel, and iron; inorganic materials such as aluminum and carbon; conjugated organic materials; organic materials such as liquid crystal; and silicon.
  • the semiconductor material and the like can be appropriately selected and are not particularly limited.
  • one of the organic bistable materials used for the bistable material layer 30 is as follows. It is characterized in that it contains at least a compound having an electron-donating functional group and an electron-accepting functional group in one molecule.
  • Examples of the compound having the above electron donating functional group and the above electron accepting functional group in one molecule include an aminoimidazole compound, a pyridone compound, a styryl compound, and a stilbene compound. And butadiene compounds.
  • X 1 and X 2 each represent CN or NO 2
  • R 1 , R 2 , and R 3 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • CN groups, or, N0 2 group is an electron accepting functional group
  • NH 2 group, the 3 group like NHCH acts as an electron donating functional group, to obtain the bistable characteristics it can.
  • I 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups, an alkyl group of C 6 or less is preferable, and an alkyl group of C 2 or less is more preferable. If the alkyl group is C7 or more, the orientation of molecules required for electric conduction is likely to be hindered, and it becomes difficult to obtain sufficient bistability.
  • aminoimidazole-based compound examples include compounds represented by the following structural formulas (A-1) to (A_4).
  • R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 4 is an alkyl group
  • an alkyl group of C 6 or less is preferable, and an alkyl group of C 2 or less is more preferable.
  • the alkyl group is C7 or more, the orientation of molecules required for electric conduction is likely to be hindered, and it becomes difficult to obtain sufficient bistability, which is not preferable.
  • ⁇ -pyridone compound examples include compounds represented by the following structural formulas ( ⁇ -1) and ( ⁇ -2). It is also preferable to use an imine compound represented by the following structural formula (C).
  • X 3 is CN or N0 2, R 5, R 6 are each a hydrogen atom or an optionally substituted carbon number: alkyl groups of ⁇ 6, m represents an integer of 1 to 5.
  • R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are alkyl groups, each is preferably an alkyl group of C 6 or less, more preferably an alkyl group of C 2 or less.
  • imine-based compounds include, for example, the following structural formula (C PT / JP2003 / 008599
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 each represent a nitrogen atom and the other a carbon atom having an amino group or an alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent.
  • a nitro group becomes an electron-accepting functional group, and an amino group or an alkylamino group acts as an electron-donating functional group, so that bistable characteristics can be obtained.
  • R 9 and R 1 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 2 or less carbon atoms, and R u and R 12 each represent a hydrogen atom or an amino group.
  • the C 0 group becomes an electron-accepting functional group
  • the N—R 9 group and the —N—R 1Q group act as electron-donating functional groups. it can.
  • Such a compound include compounds represented by the following structural formulas (F-1), (F-2), and (F-3).
  • R 13 , R 14 and R 15 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • the N—R 15 group acts as an electron-donating functional group, so that bistable characteristics can be obtained.
  • R 13 , R 14 , and R 15 are alkyl groups, each is preferably an alkyl group having 6 or less, more preferably an alkyl group having 4 or less.
  • N-CH 3 (G-1) It is also preferable to use an iminequinone-based compound represented by the following structural formula (H).
  • R 16 and R 17 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • R 18 and R 19 each represent an aryl group which may have a substituent.
  • at least one of R 18 and R 19 is an aryl group which may have a substituent. is there.
  • the c o group becomes an electron-accepting functional group and the C 6 H 5 group and the like act as an electron-donating functional group, so that bistable characteristics can be obtained.
  • R 16 and R 17 are preferably C 6 or less alkyl groups.
  • R 18 and R 19 are alkyl groups, an alkyl group having 6 or less is preferable, and an alkyl group having 2 or less is more preferable.
  • the alkyl group is C7 or more, it is not preferable because the orientation of the molecules required for electric conduction is easily hindered, and it becomes difficult to obtain sufficient bistability.
  • iminequinone-based compounds include compounds represented by the following structural formulas (H-1) to (H-4).
  • R 7 ° and R 71 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent
  • R 72 represents Represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent
  • R 73 may have a hydrogen atom or a substituent Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group which may have a substituent, or a ring-forming residue, and may form a ring by R 72 and R 73.
  • an iminequinone-based compound examples include compounds represented by the following structural formulas (H, 11) to (H, 19). (- ( H) N- -HQ two N-HO
  • R 2Q to R 23 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • the NH 2 group, N (CH 3 ) 2 group, and the like act as electron-donating functional groups, so that bistable characteristics are obtained. be able to.
  • R 2 . , And R 21 are preferably an alkyl group of C 6 or less.
  • R 22 and R 23 are alkyl groups, an alkyl group of C 6 or less is preferable, and an alkyl group of C 2 or less is more preferable.
  • the alkyl group is C7 or more, the orientation of molecules required for electric conduction is likely to be impaired, and it becomes difficult to obtain sufficient bistability, which is not preferable.
  • Specific examples of such quinonimine-based compounds include compounds represented by the following structural formulas (1-1) to (1-3).
  • R 24 , R 25 , and R 26 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, Represents an alkoxyl group, ⁇ and n each represent an integer of 1 to 5, and i represents an integer of 1 to 4.
  • the CN group becomes an electron-accepting functional group
  • bistable characteristics can be obtained.
  • R 24 , R 25 and R 26 are alkyl groups, an alkyl group of C 2 or less is more preferable.
  • the alkyl group is C 9 or more, it is not preferable because the orientation of the molecules required for electric conduction is easily hindered, and it becomes difficult to obtain sufficient bistability.
  • dicyano compound as described above include compounds represented by the following structural formulas (J) to (J-19).
  • R 27, R 28, R 29 represents each a hydrogen atom, an alkyl group having 6 Good 1 carbon atoms which may have a substituent, any of which may Ariru group which may have a substituent, R 3 ° represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or a residue forming a ring, and i represents an integer of 1 to 4.
  • R 31 and R 32 are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • R 33 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or A ring-forming residue
  • R 34 and R 35 are an aryl group which may have a substituent or hydrogen and at least one is an aryl group which may have a substituent
  • i is an integer of 1 to 4. Represents.
  • the c o group becomes an electron-accepting functional group, and the C—N— (C 5 H 4 ) group or the like acts as an electron-donating functional group. Can be obtained.
  • pyridone compound examples include compounds represented by the following structural formulas (K-11) to (K-19) and (L-11) to (L-18), respectively. Are mentioned.
  • R 36, R 37 are each a hydrogen atom, alkyl Le group of 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent group, or an optionally Ariru group which may have a substituent
  • R 38 is substituted Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a group, an aryl group which may have a substituent, or a residue forming a ring, and m represents an integer of 1 to 5.
  • N quinonimine-based compound represented by the following structural formula (N).
  • R 39 and R 4Q each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent;
  • R 41 , R 42 and R 43 each represent a hydrogen atom or a substituent Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, or a residue forming a ring, i represents an integer of 1 to 4, and m and n each represent an integer of 1 to 5.
  • quinonimine-based compound represented by the above structural formulas (M) and (N) include, for example, the following structural formulas (M-1) to (M-9) and (N-1) To (N-9).
  • R 44 , R 45 and R 4S are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent
  • R 47 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, or a substituted or unsubstituted amino group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Represents any of the good aryl groups, m, n, and o each represent an integer of 1 to 5, and i represents an integer of 1 to 4.
  • triphenyl ⁇ amine group becomes electron donating functional group, one C l, _B r, One CN, since one NO 2 group acts as an electron-accepting functional group Bistable characteristics can be obtained.
  • stilbene-based compounds include compounds represented by the following structural formulas (O-1) to (0-11).
  • R 48 and R 49 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, or an aryl group which may have a substituent
  • R 5G and R 51 represent a hydrogen atom and a substituent, respectively.
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, an amino group which may have a substituent, represents either good ⁇ aryl group.
  • n, o, p are each an integer of 1-5.
  • m, n, o, p are each an integer of 1-5.
  • in the compounds of the above butadiene is one CN, one N0 2, one B r, one C 1 becomes an electron-accepting functional group, and —CH 3 , _OCH 3 , —N (CH 3 ) 2 groups and the like function as electron-donating functional groups, so that bistable characteristics can be obtained.
  • R 52 , R 53 , R 54 , and R S5 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, Represents an alkoxyl group having a good carbon number of 1 to 6, an aryl group which may have a substituent, or a residue forming a ring which may have a substituent, and ⁇ and n each represent 1 to 5 Represents an integer, i represents an integer of 1 to 4, and q represents an integer of 1 to 9.)
  • Torifuwe - Ruamin group becomes electron donating functional group, one C l one B r, One CN, since one NO 2 group acts as an electron-accepting functional group Bistable characteristics can be obtained.
  • R56, R57, R58, R59, and R60 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Represents an alkoxyl group of the formulas 1 to 6, an aryl group which may have a substituent, or a residue forming a ring, m, n, 0, and p each represent an integer of 1 to 5, i Represents an integer of 1 to 4, and r represents an integer of 1 to 2.
  • triphenyl ⁇ Min system one CN, one N0 2, one B r, becomes one C 1 is an electron accepting functional group, one CH 3, one OCH 3, one N (CH 3) 2 Since the group or the like acts as an electron donating functional group, bistable characteristics can be obtained.
  • Specific examples of such a triphenylamine-based compound include compounds represented by the following structural formulas (R_l) to (R-27).
  • the organic bistable material is formed as a thin film on the substrate 10 in order of the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a conventionally known method such as a vacuum deposition method is preferably used as the electrode layers 21a and 21b, and is not particularly limited.
  • an organic thin film manufacturing method such as a spin coating method, an electrolytic polymerization method, a chemical vapor deposition method (CVD method), and a monomolecular film accumulation method (LB method) is used.
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • LB method monomolecular film accumulation method
  • a vacuum deposition method that can use the same film forming method as the above-mentioned electrode layer It is preferable to use
  • the substrate temperature during vapor deposition is appropriately selected depending on the electrode material and the bistable material to be used.
  • the force S is preferably 0 to 150 ° C. in forming the electrode layers 21 a and 21 b. In the formation of 30, the temperature is preferably from 0 to 100 ° C.
  • the electrode layers 2 la and 21 b preferably have a thickness of 50 to 200 nm, and the bistable material layer 30 preferably has a thickness of 20 to 150 nm.
  • the mechanism by which the switching element of the present invention obtained by the above manufacturing method exhibits bistable characteristics is not clear, but is inferred from the mechanism of a conventional two-component material as follows. In other words, a mechanism is considered in which the donor functional group of a certain molecule and the acceptor group of another adjacent molecule play the role of a conventional two-component material to form a column structure and become a conductor.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the switching element of the present invention.
  • This embodiment is different from the above-described embodiment of FIG. 1 in that it is a three-terminal element in which a third electrode 22 is further provided in a bistable material layer 30.
  • the electrode layer 21 a 21 b is used as an electrode through which an additional current flows, the bias V b shown in FIG. 41 is applied, and the third electrode 22 is further connected to the resistance state of the bistable material layer 30.
  • the low threshold voltage V th1 or the high threshold voltage V th2 in FIG. 41 can be applied as an electrode for controlling the threshold voltage.
  • FIG. 3 shows still another embodiment of the switching element of the present invention.
  • an insulating layer 41 is formed on the second electrode layer 23, and further, on the insulating layer 41, a bistable material layer 31 and both sides of the bistable material layer 31 are sandwiched therebetween.
  • the electrode layers 24 a and 24 b are formed on the upper surface, and the insulating layer 42 and the fourth electrode layer 25 are sequentially formed on the bistable material layer 31 to form a four-terminal element.
  • the third electrode 23 is a silicon substrate
  • the insulating layers 41 and 42 are metal oxide vapor-deposited films
  • the electrode layers 24 a and 24 b are metal oxide vapor-deposited films
  • the fourth electrode 2 5 can be an aluminum deposited film.
  • Example 1 the electrode layers 24a and 24b are used as electrodes through which additional current flows, and are shown in FIG.
  • the resistance state of the bistable material layer 31 by applying an electric field to the bistable material layer 31 by the third electrode 23 and the fourth electrode 25.
  • the switching element of the present invention will be described in more detail using examples.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 2la, an aminoimidazole-based compound is used as the bistable material layer 30, and aluminum is used as the electrode layer 21b. Then, the switching element of Example 1 was formed.
  • the aminoimidazole compound a compound represented by the following structural formula (A-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have a thickness of 100 nm, 80 m, and 100 ⁇ , respectively. Further, the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x 1 0- 6 torr. The deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the aminoimidazole compound was 2 AZ sec by the resistance heating method. The deposition of each layer was performed successively in the same deposition apparatus, and was performed under conditions where the sample did not come into contact with air during the deposition.
  • each deposited layer was 100 nm, 60 nm, and 100 nm, respectively, for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 2 lb, respectively. Under the same conditions as in Example 1, the switching element of Example 2 was obtained.
  • a compound represented by the following structural formula (A-2) is used as the aminoimidazole-based compound, and the thickness of each vapor-deposited layer is determined by adjusting the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21 to I 00 Example 1 except that the film was formed to have a thickness of nm, 60 nm, and 100 nm. Under the same conditions as described above, a switching element of Example 3 was obtained.
  • the compound of the following structural formula (A-3) is used as the aminoimidazole-based compound, and the thickness of each deposition layer is set to 1 for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 4 was obtained under the same conditions as Example 1 except that the films were formed to have thicknesses of 00 nm, 100 nm, and 100 nm.
  • the compound of the following structural formula (A-4) was used as the aminoimidazole-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was changed to 1 for electrode layer 21a, bistable material layer 30, and electrode layer 21b, respectively.
  • a switching element of Example 5 was obtained under the same conditions as Example 1 except that the film was formed to have a thickness of 00 nm, 60 nm, and 100 nm.
  • each switching element has a range from 100 to 11 ⁇ [0.
  • the electric resistance of the enclosure is connected in series, and the current in the ON state is limited to prevent damage to the device due to overcurrent.
  • the switching elements of Examples 1 and 2 exhibited bistability in the high resistance states 101 a and 102 a and the low resistance states 101 b and 102 b. That is, in the first embodiment of FIG. 4, when the low threshold voltage Vthl is 0.3 V or less, the resistance changes from the low resistance state 101b to the high resistance state 101a (from the on state to the off state), and the resistance value changes. Has changed. When the high threshold voltage Vth2 is 3.3 V or more, the resistance changes from the high resistance state 101 a to the low resistance state 101 (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the resistance state / high resistance state, about 105 were obtained.
  • the low threshold voltage Vthl when the low threshold voltage Vthl is 0.6 V or less, a transition is made from the low resistance state 102b to the high resistance state 102a (from the on state to the off state) and the resistance is changed. The value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.3 V or more, the resistance changes from the high resistance state 102a to the low resistance state 102b (from the off state to the on state), and the low resistance state Z at this time changes. as the ratio of the high resistance state, about 1 0 4 were obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and aluminum was used as the electrode layer 21a, a ⁇ -pyridone-based compound was used as the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b was formed by vacuum evaporation.
  • a thin film is formed by successively forming a thin film to form the switching element of the sixth embodiment.
  • Done As the ⁇ -pyridone compound, a compound represented by the following structural formula ( ⁇ -1) was used. ⁇
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have a thickness of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively. Further, the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x10- 6 torr. The deposition rate of aluminum was 3 A / sec by a resistance heating method, and the deposition rate of a ⁇ -pyridone compound was 2 A / sec by a resistance heating method. The deposition of each layer was performed successively in the same deposition apparatus, and was performed under conditions where the sample did not come into contact with air during the deposition.
  • Example 7 The switching element of Example 7 was obtained under the same conditions as in Example 6, except that the compound of the following structural formula ( ⁇ -2) was used as the ⁇ -pyridone compound.
  • Figures 6 and 7 show the results of measuring the current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 6 and 7 at room temperature.
  • Table 2 summarizes the measurement results of the low threshold voltage Vthl and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG.
  • Example 6 in FIG. 6 when the low threshold voltage Vthl is 0.2 V or less, the resistance changes from the low resistance state 106b to the high resistance state 106a (from the on state to the off state) and the resistance value changes. changed.
  • the high threshold voltage Vth 2 is 1.1 V or more, the resistance changes from the high-resistance state 106 a to the low-resistance state 106 b (from the off state to the on state), and the resistance value changes.
  • a ratio of the low resistance state Z and the high resistance state about 3 ⁇ 10 2 was obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and aluminum was used as the electrode layer 21a, an imine-based compound was used as the bistable material layer 30, and an aluminum compound was used as the electrode layer 2lb by vacuum evaporation.
  • a switching element of Example 8 was formed by forming a thin film.
  • the imine-based compound a compound represented by the following structural formula (C-11) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b are respectively 100 n m, 80 nm, and 100 nm in thickness. Further, the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x 1 0- 6 torr. The deposition rate of aluminum was 3 A / sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the imine-based compound was 2 A / sec by the resistance heating method. The deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions in which the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • a switching element of Example 9 was obtained under the same conditions as in Example 8, except that a compound of the following structural formula (C-12) was used as the imine-based compound.
  • a switching element of Example 10 was obtained under the same conditions as in Example 8, except that a compound of the following structural formula (C-13) was used as the imine-based compound.
  • a switching device of Example 11 was obtained under the same conditions as in Example 8 except that a compound of the following structural formula (D-1) was used as the imine-based compound.
  • Example 12 The switching element of Example 12 was obtained under the same conditions as Example 8 except that the compound of the following structural formula (D-2) was used as the imine-based compound. (D-2)
  • a silicon device of Example 13 was obtained under the same conditions as in Example 8 except that a compound of the following structural formula (D3) was used as the imine-based compound.
  • Table 3 summarizes the measurement results of the low threshold voltage Vthl and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG. 41 described above.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance in the range of 100 k ⁇ to 1 ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Example 8 in FIG. 8 when the low threshold voltage Vthl is 0 V or less, the state transits from the low-resistance state 108b to the high-resistance state 108a (from the on state to the off state) and the resistance changes The resistance value has changed.
  • Vth2 force S 2.9 V or more the resistance changes from the high resistance state 108a to the low resistance state 108b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. Approximately 30 was obtained as the ratio of the resistance state / high resistance state.
  • Example 9 in FIG. 9 the low threshold voltage Vthl was 0 V or less, and the resistance changed from the low-resistance state 109 b to the high-resistance state 109 a (from the on state to the off state).
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.3 V or more, the resistance changes from the high resistance state 109a to the low resistance state 109 (from the off state to the on state), and the resistance value changes.
  • a ratio of the resistance state / high resistance state about 120 was obtained.
  • Example 1 0 in Figure 1 the low threshold voltage Vthl is below 0. 9V, from a low resistance state 1 1 0 b to the high resistance state 1 1 0 a (to the 0 n state off state) transitions As a result, the resistance value changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 3. IV or more, the resistance changes from the high-resistance state 110a to the low-resistance state 110 (from the off-state to the on-state), and the resistance changes. as the state / a ratio of the high-resistance state, about 1 0 4 were obtained.
  • Example 11 of FIG. 11 when the low threshold voltage Vthl is 0 V or less, the resistance changes from the low resistance state 11 lb to the high resistance state 11 1 a (from the on state to the off state). The value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.6 V or more, the resistance changes from the high resistance state 1 1 a to the low resistance state 1 1 1 b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. About 30 was obtained as the ratio of the resistance state Z high resistance state.
  • Example 13 in FIG. 13 the low threshold voltage Vthl is 1.0 V or less, and the state transits from the low resistance state 113 b to the high resistance state 113 a (from the on state to the off state). The resistance value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.9 V or more, the resistance changes from the high resistance state 113a to the low resistance state 113b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. Approximately 300 was obtained as the ratio of the resistance state / high resistance state.
  • a switching element having a configuration as shown in FIG. 1 was manufactured.
  • a glass substrate was used as the substrate 10
  • aluminum was used as the electrode layer 2 la
  • a compound represented by the following structural formula (E-1) was used as the bistable material layer 30
  • aluminum was used as the electrode layer 21 b by vacuum evaporation.
  • Thin films were formed successively in succession to form the switching element of Example 14.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition was performed with a vacuum pump of 3 ⁇ 10 -6 torr using a diffusion pump exhaust.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZsec by the resistance heating method
  • the deposition rate of the compound of the structural formula (E-1) was 2 AZsec by the resistance heating method.
  • the vapor deposition of each layer was performed continuously in the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions where the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • a switching element of Example 15 was obtained under the same conditions as Example 14 except that a compound of the following structural formula (E-2) was used as the bistable material layer 30.
  • FIGS. 14 and 15 show the results of measuring the current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 14 and 15 in the room temperature environment.
  • Table 4 summarizes the measurement results of the low threshold voltage Vthl and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG. 41 described above.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance in the range of 100 k ⁇ to 1 M ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Table 4 From the results shown in FIGS. 14, 15 and Table 4, in the switching elements of Examples 14 and 15, the high resistance state 114a, 115a and the low resistance state 114b, 115b Is obtained.
  • Example 14 in FIG. 14 when the low threshold voltage Vthl was 0 V or less, the resistance changed from the low resistance state 114b to the high resistance state 114a (from the on state to the off state), and the resistance value changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 0.7 V or more, the resistance changes from the high-resistance state 114a to the low-resistance state 114 (from the off-state to the on-state), and the resistance changes.
  • the ratio of the low-resistance state / high resistance state about 1 0 3 it was obtained.
  • the low threshold voltage Vthl is 0.6 V or less, and the transition from the low resistance state 115 b to the high resistance state 115 a (from the on state to the off state). Then the resistance value changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.4 V or more, the resistance changes from the high resistance state 115a to the low resistance state 115 (from the off state to the on state), and the resistance changes. as the ratio of the state Z high resistance state, about 1 0 3 it was obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and an aluminum layer was formed as the electrode layer 21a, and a compound of the following structural formula (F-1) was formed as the bistable material layer 30 by vacuum evaporation. No. 34679-9) was used as the electrode layer 21b to form a thin film by successively forming an aluminum layer to form a switching element of Example 16.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b are each 100 n
  • the film was formed to have a thickness of 80 nm and 100 nm.
  • the evaporator was a vacuum pump of 3 ⁇ 10 -6 torr with a diffusion pump exhaust.
  • the deposition rate of aluminum was 3 A / sec by a resistance heating method, and the deposition rate of the compound represented by the structural formula (F-1) was 2 A / sec by a resistance heating method.
  • the vapor deposition of each layer was performed continuously by the same vapor deposition apparatus, and the sample was deposited under conditions that the sample did not come into contact with air.
  • Example 16 The procedure was performed under the same conditions as in Example 16 except that a compound of the following structural formula (F_2) (manufactured by Sigma-Aldrich Japan, product number A5215- 3) was used as the bistable material layer 30. A switching element of Example 17 was obtained.
  • F_2 structural formula (manufactured by Sigma-Aldrich Japan, product number A5215- 3)
  • Example 18 A switching element of Example 18 was obtained.
  • FIG. 1618 shows the results of measuring the current-voltage characteristics of the switching element of Example 1618 described above in a room temperature environment.
  • Table 5 summarizes the measurement results of the low threshold voltage Vth1 and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG. 41 described above.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance in the range of 100 kQ to 1 ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Example 18 of FIG. 18 when the low threshold voltage Vthl is 0 V or less, the state transits from the low resistance state 118 b to the high resistance state 118 a (from the on state to the off state), and the resistance changes. The value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.3 V or more, the resistance changes from the high resistance state 118a to the low resistance state 118b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the low-resistance state Z high resistance state, about 1 0 3 it was obtained.
  • a switching element having a configuration as shown in FIG. 1 was created by the following procedure.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 21a, and a compound of the structural formula (G-1) is used as the bistable material layer 30 (product number 24, manufactured by Sigma-Aldrich Japan KK) by vacuum evaporation. , 772-3), a thin film was successively formed of aluminum as the electrode layer 21b to form a switching element of Example 19.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 n ⁇ , 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3 X 1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the compound of the structural formula (G_l) was 2 A / sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively with the same vapor deposition device, and the conditions were such that the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • the compound of the following structural formula (G-2) is used as the bistable material, and the thicknesses of the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b are 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • a switching element of Example 20 was obtained under the same conditions as in Example 19 except that the film was formed to have a thickness of nm.
  • the compound of the structural formula (G-2) was synthesized by the following procedure.
  • FIGS. Table 6 summarizes the measurement results of the low threshold voltage Vthl and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG. 41 described above.
  • each switching element was connected in series with an electrical resistance in the range of 100 kQ to 1 ⁇ ⁇ , limiting the current in the ON state to suppress damage to the element due to overcurrent.
  • Table 6 From the results of FIGS. 19, 20 and Table 6, the switching elements of Examples 19, 20 have the high resistance state 1 19 a, 120 a and the low resistance state 1 19 b, 120 b. Bistability was obtained.
  • the resistance changes from the low resistance state 119b to the high resistance state 119a (from the on state to the off state), and the resistance value changes. Has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.9 V or more
  • the resistance changes from the high-resistance state 119 a to the low-resistance state 119 b (from the off state to the on state), and the resistance value changes.
  • About 106 was obtained as the ratio of the low-resistance state and the high-resistance state.
  • Example 20 in FIG. 20 when the low threshold voltage Vthl is 0.2 V or less, a transition is made from the low resistance state 120b to the high resistance state 120a (from the on state to the off state) and the resistance value is changed. Has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.4 V or more, the resistance changes from the high resistance state 120a to the low resistance state 120b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the high resistance state, about 2 X 1 0 3 it was obtained.
  • a switching element having a configuration as shown in FIG. 1 was manufactured.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 2la, an iminequinone-based compound is used as the bistable material layer 30, and aluminum is used as the electrode layer 21b.
  • the switching element of Example 21 was formed.
  • the iminequinone-based compound a compound represented by the following structural formula (H-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3 1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method
  • the deposition rate of the iminequinone compound was 2 AZ sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions in which the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • each deposited layer was formed so that the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b had a thickness of 100 nm, 60 nm, and 100 nm, respectively. Except for the above, the switching element of Example 22 was obtained under the same conditions as Example 21.
  • the compound of the following structural formula (H-2) is used as the iminequinone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is set to 100 nm, 60 for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 23 was obtained under the same conditions as in Example 21 except that the film was formed to have a thickness of 100 nm and 100 nm.
  • the compound of the following structural formula (H-3) is used as the iminequinone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is set to 100 ⁇ m for the electrode layer 21 a, the bistable material layer 30 and the electrode layer 2 lb.
  • the switching element of Example 24 was obtained under the same conditions as in Example 21 except that the film was formed to have a thickness of 100 nm and 100 nm ⁇ .
  • Example 25 The compound of the following structural formula ( ⁇ -4) was used as the iminequinone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b force.
  • a switching element of Example 25 was obtained under the same conditions as Example 21 except that the film was formed to have a thickness of 60 nxn and 100 nm.
  • FIGS. 21 and 22 show current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 21 and 22, respectively.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance in the range of 1003 ⁇ 4: ⁇ to 1 ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Example 21 of FIG. 21 when the low threshold voltage Vthl is ⁇ 0.8 V or less, the state changes from the low resistance state 121 b to the high resistance state 121 a (from the o ⁇ state to the ff state). To) The transition has changed the resistance value.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.6 V or more, the resistance changes from the high resistance state 121 a to the low resistance state 121 b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the resistance state / high resistance state, about 1 0 3 it was obtained.
  • the low-resistance state 122 b changes to the high-resistance state 122 a (from the on state to the ⁇ state) and the resistance changes.
  • the value has changed. If the high threshold voltage Vth2 is 1.3 V or more, the resistance changes from the high resistance state 122a to the low resistance state 122b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. A state / high resistance ratio of about 30 was obtained.
  • bistability was obtained in all the switching elements of Examples 21 to 25, and the low threshold voltage Vthl as shown in Table 7 was -0.3 to 1.1 V and the high threshold voltage. A bistable state with Vth 2 of 1.3 to 2.5 V was obtained.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 21a, a pyridone-based compound is used as the bistable material layer 30, and aluminum is used as the electrode layer 21b by vacuum evaporation.
  • a thin film was formed continuously, and the switching element of Example 26 was formed.
  • the iminequinone-based compound a compound represented by the following structural formula (H'_3) was used.
  • the electrode layer 21 a, bistable material layer 30, the electrode layer 2 1 b, respectively, were deposited to a thickness of 1 00 nm, 80 nm s 1 00 nm. Further, the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x1 0- 6 torr. The deposition rate of aluminum was 3 A / sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the pyridone compound was 2 AZsec by the resistance heating method. The deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions in which the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • the compound of the following structural formula ( ⁇ '-4) was used as the iminequinone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 27 was obtained by forming a film under the same conditions as in Example 26 to have a thickness of 80 nm and 100 nm.
  • each vapor deposition layer is set to 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 28 was obtained by forming a film under the same conditions as in Example 26 so as to have a thickness of 80 nm and 100 nm.
  • Example 26 of FIG. 23 when the low threshold voltage Vth 1 is lower than S 0.1 V, the resistance changes from the low resistance state 126 b to the high resistance state 126 a (from the on state to the off state), and the resistance changes. The value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.5 V or more, the resistance changes from the high-resistance state 126a to the low-resistance state 126b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. As a ratio of the high resistance state, about 3 ⁇ 10 2 was obtained. Further, in Example 27 of FIG.
  • a switching element having a configuration as shown in FIG. 1 was manufactured.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and aluminum was used as the electrode layer 2 la, a quinonimine-based compound was used as the bistable material layer 30, and aluminum was used as the electrode layer 2 lb.
  • the switching element of Example 29 was formed.
  • As the quinonimine-based compound a compound represented by the following structural formula (1-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30 and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3 X 1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method, and the deposition rate of quinoneimine compound was 2 A / sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively in the same deposition apparatus, and was performed under conditions where the sample did not come into contact with air during the deposition.
  • each vapor deposition layer is formed so that the electrode layer 21a, the bistable material layer 30 and the electrode layer 21b have a thickness of 100nm and 600nm, respectively.
  • a switching element of Example 30 was obtained under the same conditions as Example 29 except for that.
  • quinonimine-based compound a compound of the following structural formula (1_2) is used, and the thickness of each vapor-deposited layer is set to 10% for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30 and the electrode layer 21b.
  • the switching element of Example 31 was obtained under the same conditions as in Example 29 except that the film was formed to have a thickness of 0 nm, 60 nm, and 100 nm.
  • each vapor deposition layer was set to 100 nm, 1 for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • the switching element of Example 31 was obtained under the same conditions as in Example 29 except that the film was formed to have a thickness of 00 nm and 100 nm.
  • each switching element was connected in series with an electrical resistance in the range of 100 kQ to 1 ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Example 29 of FIG. 25 when the low threshold voltage Vthl is 1.
  • the resistance changed from the low resistance state 129b to the high resistance state 129a (from the on state to the off state).
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.9 V or more
  • the resistance changes from the high resistance state 129a to the low resistance state 129b (from the off state to the on state), and the resistance value changes.
  • the state / a ratio of the high-resistance state about 1 0 5 was obtained.
  • the low-resistance state 130 b transitions from the high-resistance state 130 a to the high-resistance state 130 a (from the o ⁇ state to the off state), and the resistance value changes. Has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.3 V or more
  • the resistance changes from the high resistance state 130a to the low resistance state 130b (from the off state to the on state), and the resistance changes. as the ratio of-state, high resistance state, about 1 0 5 was obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and an aluminum layer was used as the electrode layer 2 la, a dicyano-based compound was used as the bistable material layer 30, and an aluminum layer was used as the electrode layer 21b.
  • a dicyano compound a compound represented by the following structural formula (J-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3 X 1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the diciano compound was 2 A / sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions in which the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • Example 34
  • Example 34 Except that the thickness of each vapor deposition layer was formed so that the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b had a thickness of 100 nm, 60 nm, and 100 nm, respectively. In the same manner as in Example 33, a switching element of Example 34 was obtained.
  • the compound of the following structural formula (J-2) was used as the dicyano compound, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 33 to have a thickness of 80 nm and 100 nm, thereby obtaining a switching element of Example 35.
  • the compound of the following structural formula (J-16) was used as the dicyano compound, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 nm, 80 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b, respectively.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 33 so as to have a thickness of 100 nm and a thickness of 100 nm, whereby a switching element of Example 36 was obtained.
  • Example 3 7 The compounds of the following structural formula (J-19) were used as the system compounds, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 nm, 80 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b, respectively. A film was formed under the same conditions as in Example 33 so as to have a thickness of 100 nm and a thickness of 100 nm, thereby obtaining a switching element of Example 37.
  • Example 33 of FIG. 27 when the low threshold voltage Vthl is Changed from the low resistance state 133 b to the high resistance state 133 a (from the on state to the off state), and the resistance value changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.2 V or more
  • the resistance changes from the high resistance state 133a to the low resistance state 133b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the resistance state / high resistance state, about 1 0 5 was obtained.
  • Example 34 of FIG. 28 when the low threshold voltage Vthl is lower than 10.6 V, the state transits from the low resistance state 134b to the high resistance state 134a (from the on state to the state of ⁇ ). The resistance value has changed.
  • the resistance changes from the high resistance state 134a to the low resistance state 134 (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the high resistance state, about 1 0 4 were obtained.
  • This bistability was obtained in all the switching elements of Examples 33 to 37, and the low threshold voltage Vth 1 as shown in Table 10 was ⁇ 0.6 to 1.1 V and the high threshold voltage. A bistable state with Vth 2 of 1.1 to 2.1 V was obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and aluminum was used as the electrode layer 21a, a pyridone-based compound was used as the bistable material layer 30, and aluminum was used as the electrode layer 21b by vacuum evaporation.
  • a switching element of Example 38 was formed by forming a thin film.
  • a compound represented by the following structural formula (K-1) was used as the pyridone-based compound.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition was performed with a vacuum pump of 310 -6 torr using a vacuum pump exhaust.
  • the deposition rate of aluminum was 3 A / sec by a resistance heating method, and the deposition rate of a pyridone-based compound was 2 AZ sec by a resistance heating method.
  • the vapor deposition of each layer was performed continuously by the same vapor deposition apparatus, and was performed under the condition that the sample did not corrode with air during the vapor deposition.
  • Example 39
  • each vapor deposition layer was formed so that the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b had a thickness of 100 nm, 60 nm, and 100 nm, respectively. Except for the above, the switching element of Example 39 was obtained under the same conditions as Example 38.
  • the compound of the following structural formula (K-2) is used as the pyridone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is set to 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b force.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 38 so as to have a thickness of 80 nm and 100 nm, respectively, to obtain a switching element of Example 40.
  • the compound of the following structural formula (K-19) is used as the pyridone-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is adjusted to 100 nm for each of the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 38 so as to have a thickness of 80 nm and 100 nm, respectively, to obtain a switching element of Example 41.
  • Example 42 c device obtained As the pyridone-based compound, a compound of the following structural formula (L-17) is used, and the thickness of each vapor-deposited layer is set to 100 ⁇ m for the electrode layer 21a , the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b. film under the same conditions as in Example 38 to a thickness of 100 nm.
  • Example 42 c device obtained a compound of the following structural formula (L-17) is used, and the thickness of each vapor-deposited layer is set to 100 ⁇ m for the electrode layer 21a , the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b. film under the same conditions as in Example 38 to a thickness of 100 nm.
  • Example 42 c device obtained a compound of the following structural formula (L-17) is used, and the thickness of each vapor-deposited layer is set to 100 ⁇ m for the electrode layer 21a , the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b. film under the same conditions as in Example 38 to a thickness of 100 nm.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance ranging from 100 00: ⁇ to 1 ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • bistability of the high resistance states 138a and 139a and the low resistance states 138b and 139b can be obtained.
  • Example 38 of FIG. 29 when the low threshold voltage Vthl is equal to or less than 0.4, the low resistance state 1338b changes to the high resistance state 138a (from the on state to the off state), and the resistance value changes. Has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.4 V or more, the resistance changes from the high resistance state 138a to the low resistance state 138b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. There varies, as the ratio of the low-resistance state / high-resistance state at this time, about 1 0 3 was obtained.
  • the low-resistance state 1339b changes from the high-resistance state 139a (from the on-state to the off-state) and the resistance changes. The value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.8 V or more
  • the resistance changes from the high resistance state 1339a to the low resistance state 139b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the resistance state and high resistance state, approximately 3 X 1 0 2 was obtained.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 21a, a quinonimine-based compound is used as the bistable material layer 30, and aluminum is used as the electrode layer 21b. Then, the switching element of Example 43 was formed.
  • a compound represented by the following structural formula (M-4) was used as the quinonimine-based compound.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have a thickness of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition was performed using a vacuum pump of 3 ⁇ 10 6 torr with a diffusion pump exhaust.
  • the deposition rate of aluminum was 3 A / sec by a resistance heating method, and the deposition rate of quinoneimine compound was 2 A / sec by a resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and the sample was deposited under conditions that the sample did not come into contact with air.
  • the compound of the following structural formula (M-8) was used as the quinonimine-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 for each of the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 43 to have a thickness of nm, 80 nm, and 100 nm, to obtain a switching element of Example 44.
  • the compound of the following structural formula (M-9) was used as the quinonimine-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was 100 nm for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 45 was obtained by forming a film under the same conditions as in Example 43 so as to have a thickness of 80 nm and 100 nm.
  • the compound of the following structural formula (N-4) is used as the quinonimine-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is set to 100, each for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b force S.
  • a film was formed under the same conditions as in Example 43 so as to have a thickness of nm, 80 nm, and 100 nm, to obtain a switching element of Example 46.
  • Test example 1 2 The current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 4.3 to 46 were measured in a room temperature environment, and the results of measuring the low threshold voltage Vthl and the high threshold voltage Vth2, which are the threshold voltages in FIG. 41, are summarized. Table 12 shows the results. FIGS. 31 and 32 show current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 43 and 44, respectively.
  • each switching element was connected in series with an electric resistance in the range of 100 k ⁇ to 1 M ⁇ , and the current in the ON state was limited to prevent damage to the element due to overcurrent.
  • Table 1 2
  • Example 43 of FIG. 31 when the low threshold voltage Vthl is less than or equal to 00.2 V, the resistance changes from the low resistance state 143 b to the high resistance state 143 a (from the on state to the off state), and the resistance value increases. changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.8 V or more, the resistance changes from the high resistance state 143a to the low resistance state 143b (from the off state to the on state), and the resistance value changes.
  • the state / a ratio of the high resistance state approximately 3 X 1 0 2 was obtained, et al.
  • Example 44 of FIG. 32 the low threshold voltage 1: 111 is less than 0.7 V, and the state transits from the low resistance state 144b to the high resistance state 144a (from the on state to the off state). The resistance value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 2.8 V or higher, the resistance changes from the high resistance state 144a to the low resistance state 144 (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the high resistance state, about 1 0 3 it was obtained.
  • This bistability was obtained in all the switching elements of Examples 43 to 46, and the low threshold voltage Vth 1 as shown in Table 12 was 0.0 to 0.7 V, and the high threshold Voltage Vth A bistable state with 2 between 1.4 and 2.8 V was obtained.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and a thin film is formed by vacuum deposition using aluminum as the electrode layer 21 a, a stilbene compound as the bistable material layer 30, and aluminum as the electrode layer 21 b. Then, the switching element of Example 47 was formed.
  • the stilbene compound a compound represented by the following structural formula (0-3) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 A / sec by a resistance heating method
  • the deposition rate of a stilbene compound was 2 A / sec by a resistive heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition apparatus, and the sample was deposited under conditions that the sample did not come into contact with air.
  • Example 47 The same as Example 47 except that the bistable material represented by the structural formula (O-3) used in Example 47 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (O-6) Then, a switching element was manufactured.
  • Example 47 The same as Example 47 except that the bistable material represented by the structural formula (O-3) used in Example 47 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (O-7) , C prepared the Itsuchingu element
  • Example 47 In the same manner as in Example 47 except that the bistable material represented by the structural formula (O-3) used in Example 7 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (O-9) Thus, a switching element was manufactured.
  • FIGS. 33 and 34 show current-voltage characteristics of the switching elements of Examples 47 and 48, respectively.
  • Example 47 of FIG. 33 when the low threshold voltage Vthl is 0 V or less, the resistance changes from the low resistance state 147b to the high resistance state 147a (from the on state to the off state), and the resistance value changes. .
  • the high threshold voltage Vth2 is 6.0 V or more, the resistance changes from the high resistance state 147a to the low resistance state 147b (from the off state to the on state), and the low resistance state at this time changes.
  • the ratio of Z high resistance state about 6 X 1 0 5 was obtained.
  • a glass substrate is used as the substrate 10, and aluminum is used as the electrode layer 21a, a butadiene compound is used as the bistable material layer 30, and aluminum is used as the electrode layer 2 lb.
  • the switching element of Example 51 was formed.
  • the butadiene-based compound a compound represented by the following structural formula (P-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have a thickness of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x1 0- 6 torr.
  • aluminum deposition The deposition rate was 3 A / sec by the resistance heating method, and the deposition rate of the diciano compound was 2 A / sec by the resistance heating method. The deposition of each layer was performed successively in the same vapor deposition device, and the conditions were such that the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • the compound of the following structural formula (P-2) is used as the butadiene-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer is adjusted to 100 n ⁇ each of the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b force.
  • a switching element of Example 52 was obtained by forming a film under the same conditions as in Example 51 so as to have a thickness of 80 ⁇ 100 nm.
  • the compound of the following structural formula (P-3) was used as the butadiene-based compound, and the thickness of each vapor deposition layer was adjusted to 100 ⁇ m 80 for the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b.
  • a switching element of Example 53 was obtained by forming a film under the same conditions as in Example 51 so as to have a thickness of 100 nm.
  • FIGS. 335 and 36 show current-voltage characteristics of the switching element of Example 5 152, respectively.
  • each switching element was connected in series with an electrical resistance in the range of 100 kQ to 1 ⁇ ⁇ , limiting the current in the ON state to suppress damage to the element due to overcurrent. Table 14
  • the state transits from the low resistance state 151 b to the high resistance state 151 a (from the on state to the off state). Then, the resistance value changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1.2 V or more, the resistance changes from the high resistance state 15 1 a to the low resistance state 15 1 b (from the off state to the on state) and the resistance value changes. as the ratio of the low resistance state Z high resistance state, about 105 were obtained.
  • the low threshold voltage Vthl is ⁇ 0.6 V or less, and the state transits from the low resistance state 152 b to the high resistance state 152 a (from the on state to the off state).
  • the resistance value has changed.
  • the high threshold voltage Vth2 is 1. IV or more, the resistance changes from the high-resistance state 152a to the low-resistance state 152b (from the off-state to the on-state), and the resistance changes. / as the ratio of the high resistance state, about 1 0 4 were obtained. Further, this bistability was obtained in all the switching elements of Examples 51 to 53, and the low threshold voltage Vth1 as shown in Table 14 was -0.6 to 1.1 V, and the high threshold voltage was low. A bistable state with a voltage Vth2 of 1.1 to 2.1 V was obtained.
  • a vacuum deposition method is used to sequentially form a thin film of aluminum as the electrode layer 2 la, a stilbene-based compound as the bistable material layer 30, and aluminum as the electrode layer 2 lb. Forming the switching element of Example 54 did.
  • the stilbene compound a compound represented by the following structural formula (Q-4) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30, and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm, and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust was performed at a vacuum degree of 3x1 0- 6 torr.
  • the deposition rate of aluminum was 3 AZ sec by the resistance heating method, and the deposition rate of stilbene compounds was 2 A / sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively by the same vapor deposition apparatus, and was performed under conditions where the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • Example 54 The same as Example 54 except that the bistable material represented by the structural formula (Q-4) used in Example 54 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (Q-5) Then, a switching element was manufactured.
  • Example 54 The same as Example 54 except that the bistable material represented by the structural formula (Q-4) used in Example 54 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (Q-7) Then, a switching element was manufactured.
  • Example 54 The same as Example 54 except that the bistable material represented by the structural formula (Q_4) used in Example 54 was replaced with a bistable material represented by the following structural formula (Q-10) A switching element was manufactured.
  • the low threshold voltage Vthl is 0 V or less, and the transition from the low-resistance state 1555b to the high-resistance state 1555a (from the on state to the ⁇ ⁇ f state). Then the resistance value changed. If the high threshold voltage Vth2 is 3.2 V or more, the resistance changes from the high-resistance state 1555a to the low-resistance state 1555b (from the off state to the on state), and the resistance value changes. as the ratio of the low-resistance state Z high resistance state, about 1 X 1 0 3 it was obtained.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and an aluminum layer was successively formed as the electrode layer 21a, a triphenylamine-based compound was formed as the bistable material layer 30 and aluminum was formed as the electrode layer 21b by vacuum evaporation. To form a thin film, thereby forming the switching element of Example 58.
  • a triphenylamine-based compound a compound represented by the following structural formula (R-1) was used.
  • the electrode layer 21a, the bistable material layer 30 and the electrode layer 21b were formed to have thicknesses of 100 nm, 80 nm and 100 nm, respectively.
  • the vapor deposition apparatus with a diffusion pump exhaust, 3x l 0 - was carried out at 6 torr of vacuum.
  • the deposition rate of aluminum was 3 A / sec by the resistance heating method
  • the deposition rate of the triphenylamine compound was 2 A / sec by the resistance heating method.
  • the deposition of each layer was performed successively with the same vapor deposition device, and the conditions were such that the sample did not come into contact with air during the vapor deposition.
  • Example 5 9 Using a glass substrate as 0, vacuum deposition, gold as the electrode layer 21a, a triphenylamine-based compound as the bistable material layer 30, and aluminum as the electrode layer 21b in this order. Thus, a thin film was formed, and a switching element of Example 58 was formed.
  • the triphenylamine-based compound a compound represented by the following structural formula (R-21) was used.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and an aluminum layer was used as the electrode layer 2la, a triphenylamine-based compound was used as the bistable material layer 30, and aluminum was used as the electrode layer 21b by vacuum evaporation. A thin film was formed, and a switching element of Example 58 was formed.
  • the triphenylamine-based compound a compound represented by the following structural formula (R-24) was used.
  • a glass substrate was used as the substrate 10, and an aluminum layer was used as the electrode layer 2la, a triphenylamine-based compound was used as the bistable material layer 30, and aluminum was used as the electrode layer 21b in this order by vacuum evaporation. A thin film was formed, and a switching element of Example 58 was formed.
  • the triphenylamine-based compound a compound represented by the above structural formula (R-27) was used.
  • the low threshold voltage Vthl is 0.0 V
  • the low-resistance state 159b transitions from the high-resistance state 159a (from the on-state to the off-state) to change the resistance value.
  • the high threshold voltage Vth2 is 9.2 V or more
  • the resistance changes from the high-resistance state 159a to the low-resistance state 159b (from the off state to the on state). And, as the ratio of the low-resistance state / high-resistance state at this time, about 103 were obtained.
  • this switching element can be suitably used for a switching element for driving an organic EL display panel, a high density memory, and the like.

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Abstract

本発明は、材料組成の変動を抑制し、均一な双安定特性を得ることができ、量産に適するスイッチング素子を提供する。　印加される電圧に対して２種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、少なくとも２つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、前記有機双安定材料が、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有する化合物を少なくとも含有する。前記化合物としては、例えば、アミノイミダゾール系化合物、ピリドン系化合物、スチルベン系化合物、ブタジエン系化合物を用いることが好ましい。

Description

明 細 書 スィツチング素子 技術分野
本発明は、 有機 E L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ィッチング素子 に関する。 背景技術
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ィツチング素子や、 高密度メモリなどへの 適用が検討されている。
上記のスィツ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ィツ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。
図 4 1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。
図 4 1に示すように、 有機双安定材料においては、 高抵抗特性 5 1 ( o f f 状態） と、 低抵抗特性 5 2 ( o n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 Vth 2以上にすると、 o f f 状態か ら o n状態へ遷移し、 Vth l以下にすると、 o n状態から o f f 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、 Vth 2以上、 又は Vth l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、 Vth l、 Vth 2は、 パルス状の電圧として印加 することもできる。
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 (銅ーテトラシァノキノジメタ 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 (R.S.Potember et al. Appl. Phys. Lett. 34， (1979) 405) 。
また、 熊井等は、 K—TCNQ (カリウムーテトラシァノキノジメタン） 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 （熊井等 固体物理 35 (2000) 35)
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、 そのスィ ツチング特性を明らかにして、 有機 E Lマトリッタスへの適用可能性の検討を行な つている （安達等 応用物理学会予稿集 2 0 0 2年春 第 3分冊 1236) 。
また、 L. Maらは、 ァミノイミダゾールジカーボ二トリル （A I D C N) 材料ゃィ ミン系材料等の有機材料を用いて、 1成分でも上記の有機双安定性が出現すること を検討している (L. Ma et. al Appl. Phys. Lett. 80 (2002) 2997、 L. Ma et. al Appl. Phys. Lett. 73 (1998) 850、 国際公開第 0 2 / 3 7 5 0 0号パンフレット） 。
しかしながら、 上記の有機電荷移動錯体を用いたスィツチング素子については以 下の問題点があった。
すなわち、 上記の有機双安定材料は電荷移動錯体であるので、 ドナー性分子、 も しくはドナー性を持つ金属元素と、 T C Q Nのようなァクセプタ性分子との組み合 わせによりなる、 2成分系の材料である。
このため、 スイッチング素子の作製にあたっては、 2成分の構成比を厳密に制御 する必要があった。 すなわち、 これらの 2成分系の電荷移動錯体では、 例えば、 図 4 2に示すように、 ドナー分子とァクセプタ分子が、 それぞれ力ラム状に積層して ドナー分子カラム 6 1と、 ァクセプタ分子カラム 6 2を形成しており、 各カラム成 分が、 分子 （あるいは金属原子） 間での部分的な電荷移動を行なうことにより、 双 安定特性を発現させるものである。 したがって、 2成分の構成比に過不足がある場 合には全体の双安定特性に大きな影響を与える。
したがって、 例えば、 上記の Cu—TCNQ錯体では、 Cuと TCNQの構成比が異 なれば材料の結晶性、 電気特性が異なり、 双安定特性のパラツキの要因となる。 特 に、 真空蒸着法等により成膜を行なう場合、 両成分の蒸気圧の違いや、 共蒸着法に おける、 両材料について別々の蒸着源を使用する場合の幾何的配置等に起因して、 大面積で均一な成膜が困難である。
このため、 上記の従来の 2成分系の有機双安定材料では、 双安定特性にパラツキ のない、 均一な品質のスィツチング素子を量産することが困難であるという問題点 があった。
また、 L. Maらは 1成分の有機材料を用いて双安定性を得るに際して、 有機膜中に 導電性微粒子を分散させることを必須の条件としており、 双安定材料としては不充 分な特性しか得られていないという問題があった。
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、 材料組成の変動を抑 制し、 均一な双安定特性を得ることができ、 かつ、 有機双安定材料のみでも充分な 双安定性が得られ、 量産に適するスィツチング素子を提供することを目的とする。 発明の開示
すなわち、 本発明のスイッチング素子は、 印加される電圧に対して 2種類の安定 な抵抗値を持つ有機双安定材料を、 少なくとも 2つの電極間に配置してなるスィッ チング素子において、
前記有機双安定材料が、 一つの分子内に、 電子供与性の官能基と電子受容性の官 能基とを有する化合物を少なくとも含有することを特徴とする。
本発明のスイッチング素子によれば、 有機双安定材料が、 一分子中に電子供与性 の官能基と電子受容性の官能基とを有している 1成分系であるので、 従来の 2成分 系の有機双安定材料のような、 製造時の構成比のパラツキが起こり得ないので、 常 に一定の双安定性能を得ることができる。
また、 特に真空蒸着法等により薄膜形成する場合には、 共蒸着等の複雑な手法を 用いなくてもよいので製造効率が良く、 大面積で均一に、 かつ低コス トで製造する ことができる。
本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （A) で示されるァミノイミダ ゾール系の化合物であることが好ましい。 '
Figure imgf000005_0001
(X 1 , X 2は、 それぞれ C N又は N 0 2、 R 1 , R 2 , R 3は、 それぞれ水素原子又は 置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （B) で示される 0 /—ピ リ ドン 好ましい。
Figure imgf000006_0001
(R4は水素原子、 又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基を表す。 ） また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （C) で示されるィミン 系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000006_0002
(X3は CN又は N02、 R5， R6はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 素数：！〜 6のァノレキル基、 mは 1 ~ 5の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （D) で示されるィミン 系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000006_0003
(X4は CN又は N02、 R7, R8はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 素数 1〜 6のアルキル基、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （E) で示される化合物 であることが好ましい。
(Ε)
Figure imgf000006_0004
(Y1, Y2は、 一方が窒素原子、 他方がアミノ基もしくは炭素数 1〜6のアルキル アミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （F) で示される化合物 であることが好ましい。
Figure imgf000007_0001
(R9, Rll)は、 それぞれ水素原子又は炭素数 2以下のアルキル基、 R11, R12は、 水素原子又はアミノ基を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （G) で示される化合物 であることが好ましい。
Figure imgf000007_0002
(R13， R14, R15は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6の アルキル基を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （H) で示されるィミン キノン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000007_0003
(R16, R17は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6のアルキ ル基を表し、 R18, R19は、 それぞれ置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有 してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基、 水素原子のいずれかを表し、 また R18， R19 のうち少なくとも一つは置換基を有してもよいァリール基である。 ） また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （ I ) で示されるキノン ィミン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000008_0001
( R M〜R 23は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキ ル基を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （J ) で示されるジシァ ノ系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000008_0002
(R24, R25, R26は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のァ ルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 炭素数 1から 6のアルコキシル基の いずれかを表し、 m， nはそれぞれ 1〜 5の整数、 iは 1〜4の整数を表す。 ） また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （K) で示されるピリ ド ン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000008_0003
( R27, R28, R29は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6の アルキル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R 3。は置換基を 有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成する残基、 iは 1〜4の整 数を表す。 ） また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （L ) で示されるピリ ド ン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000009_0001
( R31, R32は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R33は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成す る残基、 R 34, R 35は置換基を有してもよいァリール基又は水素で少なくとも一方は 置換基を有しても良いァリール基、 iは 1〜4の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （M) で示されるキノン ィミン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000009_0002
( R36, R 37は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキ ル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R38は置換基を有して もよい炭素数 1から 6のアルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成 する残基のいずれかを表し、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （N) で示されるキノン ィミン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000009_0003
( R39, R4Qは、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R41, R42, R43はそれぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基、 ァリール基、 環を形成する残基のいずれかを表し、 iは 1〜4の 整数、 m， nはそれぞれ 1〜5の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （O ) で示されるスチル ベン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000010_0001
( R44 , R 5 , R46は、 それぞれ水素原子、 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炭素数 1〜6のアルコキシル基、 置換基を有し てもよぃァミノ基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R47は水 素原子、 ハロゲン原子、 ュトロ基、 シァノ基、 置換基を有してもよいァリール基の いずれかを表し、 m， n , oはそれぞれ：!.〜 5の整数を表し、 iは 1〜4の整数を 表す。 )
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （P ) で示されるブタジ ェン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000010_0002
( R48 , R 9 は、 それぞれ水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 置換基 を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R5G , R51 は、 それぞれ水素原子、 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炭素数 1 〜 6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいアミノ基、 置換基を有してもよいァ リール基のいずれかを表す。 m， n , o， pはそれぞれ 1〜5の整数を表す。 ） また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （Q ) で示されるスチル ベン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000011_0001
( R 52， R 53, R 54, R 55は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1〜 6 のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有してもよい環を 形成する残基のいずれかを表し、 m， nはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜 4の整数を表し、 qは 1〜9の整数を表す。 ）
また、 本発明においては、 前記化合物が、 下記の構造式 （R ) で示されるトリフ ェニルァミン系の化合物であることが好ましい。
Figure imgf000011_0002
56
( R R 57 R 58 R 59， R6 は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1 ~ 6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成する残基のい ずれかを表し、 m， n， o， pはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜4の整数 を表し、 rは 1〜2の整数を表す。 ）
上記の （A) 〜 （R ) の化合物は、 一分子中に電子供与性の官能基と、 電子受容 性の官能基とを有している 1成分系の芳香族分子であるので、 2成分系の有機双安 定材料のような製造時の構成比のパラツキが起こり得ない。 また、 上記の （A) 〜 （R ) の化合物は双安定適性に優れ、 また、 蒸着法等によ つて容易に薄膜形成が可能であるので、 有機双安定材料として特に好適に用いるこ とができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のスィツチング素子の一実施形態を示す概略構成図である。
図 2は、 本発明のスィツチング素子の他の実施形態を示す概略構成図である。 図 3は、本発明のスイッチング素子の更に他の実施形態を示す概略構成図である。 図 4は、実施例 1におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 5は、実施例 2におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 6は、実施例 6におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 7は、実施例 7におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 8は、実施例 8におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 9は、実施例 9におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表である。 図 1 0は、 実施例 1 0におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 1 1は、 実施例 1 1におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 1 2は、 実施例 1 2におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 1 3は、 実施例 1 3におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 1 4は、 実施例 1 4におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 1 5は、 実施例 1 5におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 1 6は、 実施例 1 6におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 1 7は、 実施例 1 7におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。 図 1 8は、 実施例 1 8におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で め
図 1 9は、 実施例 1 9におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 2 0は、 実施例 2 0におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で 図 2 1は、 実施例 2 1におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で め 。
図 2 2は、 実施例 2 2におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 2 3は、 実施例 2 6におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 2 4は、 実施例 2 7におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 2 5は、 実施例 2 9におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で め 。
図 2 6は、 実施例 3 0におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 2 7は、 実施例 3 3におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 2 8は、 実施例 3 4におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 2 9は、 実施例 3 8におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 0は、 実施例 3 9におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 1は、 実施例 4 3におけるスィツチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 2は、 実施例 4 4におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。 図 3 3は、 実施例 4 7におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 4は、 実施例 4 8におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 5は、 実施例 5 1におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 3 6は、 実施例 5 2におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ¾> 。
図 3 7は、 実施例 5 4におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で める。
図 3 8は、 実施例 5 5におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 3 9は、 実施例 5 8におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 4 0は、 実施例 5 9におけるスイッチング素子の電流一電圧特性を示す図表で ある。
図 4 1は、 従来のスイッチング素子の電圧一電流特性の概念を示す図表である。 図 4 2は、 従来の 2成分系の有機双安定材料の構造を示す概念図である。 発明を実施するための最良の形態
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 1 0上に、 電極層 2 1 a、 双 安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bが順次積層された構成となっている。
基板 1 0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。
電極層 2 1 a、 2 1 bとしては、 アルミユウム、 金、 銀、 ニッケル、 鉄などの金 属材料や、 Τ Ο、 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り、 特に限定されない。
次に、 本発明においては、 双安定材料層 3 0に用いる有機双安定材料として、 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有する化合物を少な くとも含有することを特徴としている。
電子供与性の官能基としては、 — S CH3、 一 OCH3、 _NH2、 一 NHCH3、 一 N (CH3) 2等が挙げられ、 電子受容性の官能基としては、 _CN、 — N02、 一 C HO、 一 COCH3、 一 COOC2H5、 一 COOH、 一 B r、 一 C l、 一 I、 _OH、 — F、 =0等が挙げられる。
また、 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、 ァミノイミダゾール系化合物、 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、 ブタジエン系化合物等が挙げられる。
上記の化合物のうち、 本発明においては、 下記の構造式 （A) で示されるァミノ ィミダゾール系の化合物を用いることが好ましい。
Figure imgf000015_0001
(X1, X2は、 それぞれ CN又は N02、 R1, R2, R3は、 それぞれ水素原子又は 置換基を有してもよい炭素数 1~6のアルキル基を表す。 ）
上記の化合物においては、 CN基、 又は、 N02基が電子受容性の官能基となり、 NH2基、 NHCH3基等が電子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を 得ることができる。
ここで、 上記の I 1、 R2、 R3がアルキル基の場合には、 C 6以下のアルキル基 が好ましく、 C 2以下のアルキル基がより好ましい。 C 7以上のアルキル基になる と、 電気伝導に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、 充分な双安定性が得に くくなるので好ましくない。
このようなァミノイミダゾール系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記 の構造式 （A— 1) 〜 （A_4) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
また、 下記の構造式 （B ) で示される γ ピリ ドン系の化合物を用いることも好 ましい。
R4
ノ
…… ( Β )
Ο
( R 4は水素原子、 又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基を表す。 ） この γ —ピリ ドン系の化合物においては、 C = Ο基が電子受容性の官能基となり、 Ν— R基等が電子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を得ることがで さる。
ここで、 上記の R 4がアルキル基の場合には、 C 6以下のアルキル基が好ましく、 C 2以下のアルキル基がより好ましい。 C 7以上のアルキル基になると、 電気伝導 に必要な分子の配向性が阻害されやすくなり、 充分な双安定性が得にくくなるので 好ましくない。
このような γ —ピリ ドン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造 式 （Β— 1 ) 、 （Β— 2 ) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000017_0001
また、 下記の構造式 （C) で示されるィミン系の化合物を用いることも好ましい c
Figure imgf000017_0002
(X3は CN又は N02、 R5, R6はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 素数:！〜 6のアルキル基、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
また、 下記の構造式 （D) で示されるィミン系の化合物を用いることも好ましい。
Figure imgf000017_0003
(X4は CN又は N02、 R7, R8はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 素数:！〜 6のアルキル基、 mは 1〜 5の整数を表す。 ）
上記のィミン系の化合物においては、 CN基または N02基が電子受容性の官能基 となり、 NR5R6基， NR 7 R 8基が電子供与性の官能基として作用するので、 双安 定特性を得ることができる。
ここで、 上記の R5、 R6、 R7、 R 8がアルキル基の場合には、 それぞれ C 6以下 のアルキル基が好ましく、 C 2以下のアルキル基がより好ましい。
このようなィミン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造式 （C P T/JP2003/008599
16
一 1) 〜 （C_ 3) 、 （D— 1) 〜 （D— 3) で示される化合物が挙げられる,
(C一 1)
Figure imgf000018_0001
0ゥ N
(C一 2)
Figure imgf000018_0002
(C一 3)
Figure imgf000018_0003
Figure imgf000018_0004
Figure imgf000018_0005
また、 下記の構造式 （E) で示される化合物を用いることも好ましい。
Figure imgf000018_0006
(Υ1, Υ2は、 一方が窒素原子、 他方がアミノ基もしくは炭素数 1〜6のアルキル アミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。 ） この化合物においては、 ニトロ基が電子受容性の官能基となり、 アミノ基または アルキルアミノ基が電子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を得るこ とができる。
このような化 N-物としては、 具体的には、例えば、 下記の構造式 （E— 1) や （E
H3
- 2) で示される化 X合物が挙げられる。
0ク N
Figure imgf000019_0001
また、 下記の構造式 （F) で示される化合物を用いることも好ましい c
Figure imgf000019_0002
(R9, R1()は、 それぞれ水素原子又は炭素数 2以下のアルキル基、 Ru， R12は、 水素原子又はアミノ基を表す。 ）
この化合物においては、 C = 0基が電子受容性の官能基となり、 N— R9基およ ぴ N— R1Q基が電子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を得ることが できる。
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 （F— 1) 、 (F - 2) 、 （F— 3) で示される化合物が挙げられる。
0
(F- 1)
H2N
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
また、 下記の構造式 （G) で示される化合物を用いることも好ましレ、
Figure imgf000020_0003
(R13， R14， R15は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6の アルキル基を表す。 ）
この化合物においては、 C = 0基が電子受容性の官能基となり、 N— R15基が電 子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を得ることができる。
ここで、 上記の R13、 R14、 R15がアルキル基の場合には、 それぞれ C 6以下のァ ルキル基が好ましく、 C 4以下のアルキル基がより好ましい。
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 （G— 1)、 (G 一 2) で示される化合物が挙げられる。
N-CH3 (G- 1)
Figure imgf000021_0001
また、 下記の構造式 （H) で示されるイミンキノン系の化合物を用いることも好 ましい。
Figure imgf000021_0002
(R16, R17は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキ ル基を表し、 R18, R19は、 それぞれ置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有 してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基、 水素原子のいずれかを表し、 また R18， R19 のうち少なく とも一つは置換基を有してもよいァリール基である。 ）
'このイミンキノン系の化合物においては、 c = o基が電子受容性の官能基となり、 C6H5基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることがで きる。
ここで、 R16, R17は C 6以下のアルキル基が好ましい。 また、 上記の R18， R19 がアルキル基の場合には、 C 6以下のアルキル基が好ましく、 C 2以下のアルキル 基がより好ましい。 C 7以上のアルキル基になると、 電気伝導に必要な分子の配向 性が阻害されやすくなり、 充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。
このようなイミンキノン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造 式 (H— 1) 〜 （H—4) で示される化合物が挙げられる。
(H— 1)
Figure imgf000021_0003
Figure imgf000022_0001
また、 下記の構造式 (H，) で示されるィミンキノン系の化合物を用いることも好 ましい。
…… （Η，)
Figure imgf000022_0002
( R 7°、 R71は、 それぞれ水素原子、 置換基を有しても良い炭素数 1から 6のアルキ ル基、 置換基を有しても良いァリール基のいずれかを表し、 R72は水素原子、 置換 基を有しても良い炭素数 1から 6のアルキル基、 置換基を有しても良いァリール基 のいずれかを表し、 R73は水素原子、 置換基を有しても良い炭素数 1から 6のアル キル基、 置換基を有しても良いアミノ基、 環を形成する残基のいずれかを表し、 又 R72と R73により環を形成しても良い。 ）
このようなイミンキノン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造 式 （H，一 1 ) 〜 （H，一 9 ) で示される化合物が挙げられる。 ( -(H) N- -HQ二 N-HO
(9一 'Η)
Figure imgf000023_0001
(g一 'Η)
Figure imgf000023_0002
( 一 'Η)
Figure imgf000023_0003
Figure imgf000023_0004
Figure imgf000023_0005
IS£900請 OAV (H，一 8)
(H，— 9)
Figure imgf000024_0001
また、 下記の構造式 （ I ) で示されるキノンィミン系の化合物を用いることも好 ましい。
Figure imgf000024_0002
(R2Q〜R23は、それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキ ル基を表す。 ）
このキノンィミン系の化合物においては、 C = 0基が電子受容性の官能基となり、 NH2基、 N(CH3)2基等が電子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性 を得ることができる。
ここで、 R2。， R21は C 6以下のアルキル基が好ましい。 また、 上記の R22， R23 がアルキル基の場合には、 C 6以下のアルキル基が好ましく、 C 2以下のアルキル 基がより好ましい。 C 7以上のアルキル基になると、 電気伝導に必要な分子の配向 性が阻害されやすくなり、 充分な双安定性が得にくくなるので好ましくない。 このようなキノンィミン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造 式 ( 1 - 1) 〜 ( 1 -3) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000025_0001
また、 下記の構造式 （J) で示されるジシァノ系の化合物を用いることも好まし い。
Figure imgf000025_0002
(R24， R25， R26は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のァ ルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 炭素数 1から 6のアルコキシル基の いずれかを表し、 πι, nはそれぞれ 1〜 5の整数、 iは 1〜4の整数を表す。 ） このジシァノ系の化合物においては、 CN基が電子受容性の官能基となり、 N(C 6H6)3基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得ることがで きる。 ここで、 上記の R24、 R25および R26がアルキル基の場合には、 C 2以下のアルキ ル基がより好ましい。 また、 C 9以上のアルキル基になると、 電気伝導に必要な分 子の配向性が阻害されやすくなり、 充分な双安定性が得にくくなるので好ましくな い
のようなジシァノ系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（ J ) ~ ( J一 9 ) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0002
Figure imgf000026_0003
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
S800/C00Zdf/X3d また、 下記の構造式 （K) で示されるピリ ドン系の化合物を用いることも好まし レ、。
Figure imgf000028_0001
(R27, R28, R29は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6の アルキル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R3°は置換基を 有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成する残基、 iは 1〜4の整 数を表す。 ）
また、 下記の構造式 （L) で示されるピリ ドン系の化合物を用いることも好まし い。
Figure imgf000028_0002
(R31, R32は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R33は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成す る残基、 R34, R35は置換基を有してもよいァリール基又は水素で少なく とも一方は 置換基を有しても良いァリール基、 iは 1〜4の整数を表す。 ）
上記のピリ ドン系の化合物においては、 c = o基が電子受容性の官能基となり、 C- N -（C5H4)基等が電子供与性の官能基として作用するので、双安定特性を得る ことができる。
このようなピリ ドン系の化合物としては、具体的には、例えば、下記の構造式（K 一 1) 〜 （K一 9) 及び （L一 1) 〜 (L一 8) でそれぞれ示される化合物が挙げ られる。
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
また、 下記の構造式 （M) で示されるキノンィミン系の化合物を用いることも好 ましい。
Figure imgf000031_0002
(R36, R37は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキ ル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R38は置換基を有して もよい炭素数 1から 6のアルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成 する残基のいずれかを表し、 mは 1〜5の整数を表す。 ） また、 下記の構造式 （N) で示されるキノンィミン系の化合物を用いることも好 ましい。
Figure imgf000032_0001
(R39, R4Qは、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R41， R42, R43はそれぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基、 ァリール基、 環を形成する残基のいずれかを表し、 iは 1〜4の 整数、 m， nはそれぞれ 1〜 5の整数を表す。 ）
上記のキノンィミン系の化合物においては、 c = o基が電子受容性の官能基とな り、 = N—、 もしくはトリフエニルァミン基等が電子供与性の官能基として作用す るので、 双安定特性を得ることができる。
上記構造式 （M) 及ぴ （N) で表されるキノンィミン系の化合物としては、 具体 的には、 例えば、 下記の構造式 （M— 1 ) 〜 （M— 9 ) 、 （N— 1 ) 〜 （N— 9 ) でそれぞれ示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000032_0002
o
LO CO 寸
O 0
Figure imgf000033_0001
(9 -N)
Figure imgf000034_0001
(9 -N)
Figure imgf000034_0002
Z
IS£900請 OAV また、 下記の構造式 （O) で示されるスチルベン系の化合物を用いることも好ま しい。
(R44)m
Figure imgf000035_0001
(R44， R45 , R4Sは、 それぞれ水素原子、 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炭素数 1〜 6のアルコキシル基、 置換基を有し てもよぃァミノ基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R47は水 素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 置換基を有してもよいァリール基の いずれかを表し、 m, n, oはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜4の整数を 表す。 ）
上記のスチルベン系の化合物においては、 トリフエニルァミン基等が電子供与性 の官能基となり、 一 C l、 _B r、 一 CN、 一 NO 2基が電子受容性の官能基とし て作用するので、 双安定特性を得ることができる。
このようなスチルベン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造式 (O— 1) 〜 (0- 1 1) で示される化合物が挙げられる。
一 OAV
Figure imgf000036_0001
O
Figure imgf000036_0002
Figure imgf000037_0001
また、 下記の構造式 （P) で示されるブタジエン系の化合物を用いることも好ま しい。
Figure imgf000037_0002
(R48 , R49 は、 それぞれ水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 置換基 を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R5G , R51 は、 それぞれ水素原子、 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炭素数 1 〜6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいアミノ基、 置換基を有してもよいァ リール基のいずれかを表す。 m, n, o, pはそれぞれ 1〜 5の整数を表す。 ） 上記のブタジエン系の化合物においては、 一 CN、 一 N02、 一 B r、 一 C 1が電 子受容性の官能基となり、 — CH3、 _OCH3、 — N (CH3) 2基等が電子供与性の 官能基として作用するので、 双安定特性を得ることができる。
このようなブタジエン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造式
(P- 1) 〜 （P— 10) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000037_0003
(P o
Figure imgf000038_0001
O
Figure imgf000038_0002
また、 下記の構造式 （Q) で示されるスチルベン系の化合物を用いることも好ま しい。
Figure imgf000039_0001
(R52, R53， R54， RS5は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1〜 6 のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有してもよい環を 形成する残基のいずれかを表し、 πι, nはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜 4の整数を表し、 qは 1〜9の整数を表す。 )
上記のスチルベン系の化合物においては、 トリフヱ-ルァミン基等が電子供与性 の官能基となり、 一 C l、 一 B r、 一 CN、 一 NO 2基が電子受容性の官能基とし て作用するので、 双安定特性を得ることができる。
このようなスチルベン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記の構造式
(Q- 1 ) 〜 （Q— 14) で示される化合物が挙げられる。
( Οΐ-5 )
( 6-5 )
Figure imgf000040_0001
( 9一 )
( 9-Q )
Figure imgf000040_0002
88
IS£900請 OAV
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0002
( Q-13 )
( Q-14 ) また、 下記の構造式 （R) で示されるトリフ ニルァミン系の化合物を用いる とも好ましい。
Figure imgf000041_0003
(R56, R57, R58, R59， R60は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1 〜 6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成する残基のい ずれかを表し、 m, n, 0， pはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜 4の整数 を表し、 rは 1〜2の整数を表す。 ）
上記のトリフエニルァミン系の化合物においては、 一 CN、 一 N02、 一 B r、 一 C 1が電子受容性の官能基となり、 一 CH3、 一 OCH3、 一 N (CH3) 2基等が電 子供与性の官能基として作用するので、 双安定特性を得ることができる。 このようなトリフエニルァミン系の化合物としては、 具体的には、 例えば、 下記 の構造式 （R_ l) 〜 （R— 27) で示される化合物が挙げられる。
Figure imgf000042_0001
( R - 3 ) ( R-4 )
Figure imgf000042_0002
Figure imgf000043_0001
-H ) ( ST-i! )
Figure imgf000043_0002
Figure imgf000043_0003
Figure imgf000043_0004
If
3d IS£900請 OAV
Figure imgf000044_0001
( R-27 )
上記の有機双安定材料は、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bの順 に、 基板 1 0上に順次薄膜として形成されることが好ましい。 薄膜を形成する方法 としては、 電極層 2 1 a、 2 1 b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。
また、 双安定材料層 3 0の形成方法としては、 スピンコート法、 電解重合法、 化 学蒸気堆積法 （C V D法） 、 単分子膜累積法 （L B法） 等の有機薄膜の製法が用い られ特に限定されないが、 上記の電極層と同じ成膜方法を利用できる、 真空蒸着法 を用いることが好ましい。
蒸着時の基板温度は、 使用する電極材料及び双安定材料によって適宜選択される 力 S、 電極層 2 1 a、 2 1 bの形成においては 0〜1 5 0 °Cが好ましく、 双安定材料 層 3 0の形成においては、 0〜 1 0 0 °Cが好ましい。
また、 各層の膜厚は、 電極層2 l a、 2 1 bとしては 5 0〜 2 0 0 n mが好まし く、 双安定材料層 3 0としては 2 0〜 1 5 0 n mが好ましい。
上記の製造方法によって得られる本発明のスィツチング素子が、 双安定特性を示 すメカニズムは明らかでないが、 従来の 2成分系材料におけるメカニズムから以下 のように類推される。 すなわち、 ある分子のドナー性官能基と、 隣接する他の分子 のァクセプタ基が、 従来の 2成分系材料の役割を果たしてカラム構造となり導体化 するメカニズムが考えられる。
これにより、 単一の分子組成においてドナーとァクセプタの両方の機能を持つの で、 双安定性を得るため組成のズレが本質的に生じることがなく、 安定した双安定 特性を得ることができるものと考えられる。
図 2には、 本発明のスイッチング素子の、 他の実施形態が示されている。 この実 施形態においては、 双安定材料層 3 0内に、 更に第 3電極 2 2が設けられた 3端子 素子となっている点が上記の図 1の実施形態と異なっている。 これにより、 電極層 2 1 a 2 1 bを付加電流を流す電極として、 上記の図 4 1におけるバイアス V b を印加し、 更に、 第 3電極 2 2を、 双安定材料層 3 0の抵抗状態を制御する電極と して、 図 4 1における低閾値電圧 V t h 1、 又は高閾値電圧 V t h 2を印加するこ とができる。
また、 図 3には、 本発明のスイッチング素子の、 更に他の実施形態が示されてい る。 この実施形態においては、 第 2電極層 2 3上に絶縁層 4 1が形成され、 さらに 絶縁層 4 1上には、 双安定材料層 3 1、 及び双安定材料層 3 1を挟むように両側に 電極層 2 4 a、 2 4 bが形成され、 更に双安定材料層 3 1上には、 絶縁層 4 2と第 4電極層 2 5が順次形成されている 4端子素子となっている。
このスィッチング素子では、具体的には、例えば、第 3電極 2 3をシリコン基板、 絶縁層 4 1、 4 2を金属酸化物蒸着膜、 電極層 2 4 a、 2 4 b , 及び第 4電極 2 5 をアルミニウム蒸着膜とできる。
そして、 電極層 2 4 a、 2 4 bを付加電流を流す電極として、 上記の図 4 1にお けるバイアス Vbを印加し、 更に、 第3電極 23と第 4電極 2 5とによって、 双安 定材料層 3 1に電界をかけることによって、 双安定材料層 3 1の抵抗状態を制御す ることができる。 以下、実施例を用いて、本発明のスィツ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ィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてァミノイミダゾール系化合物を、 電極層 21 bとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 1のスィツチング素子 を形成した。 ァミノイミダゾール系化合物としては、 下記の構造式 （A— 1) の化 合物を用いた。
Figure imgf000046_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 m, 100 η πι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、 3x 1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、 ァミノイミダゾール系化合物の 蒸着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 AZ s e c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つた。
実施例 2
各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 l bが、 それぞ れ 100 nm、 60 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 1と同一の条件で、 実施例 2のスイッチング素子を得た。
実施例 3
ァミノイミダゾール系化合物として、 下記の構造式 （A— 2) の化合物を用い、 各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 が、 それぞれ I 00 nm、 60 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 1 と同一の条件で、 実施例 3のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000047_0001
実施例 4
ァミノイミダゾール系化合物として、 下記の構造式 （A— 3) の化合物を用い、 各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞれ 1 00 nm、 1 00 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 1と同一の条件で、 実施例 4のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000047_0002
実施例 5
ァミノイミダゾール系化合物として、 下記の構造式 （A— 4) の化合物を用い、 各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞれ 1 00 nm、 60 n m、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 1 と同一の条件で、 実施例 5のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000047_0003
試験例 1
上記の実施例 1〜5のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環境で 測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vth 1、 高閾値電圧 Vth 2を 測定した結果をまとめて表 1に示す。 また、 図 4、 5には、 それぞれ、 実施例 1、 2のスィツチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 00 から 11^[0の範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 1
Figure imgf000048_0001
図 4、 5の結果より、実施例 1、 2のスイッチング素子においては高抵抗状態 10 1 a、 1 02 a, 及ぴ低抵抗状態 1 0 1 b、 102 bの双安定性が得られた。 すなわち、 図 4の実施例 1において、 低閾値電圧 Vthlが 0, 3 V以下では、 低 抵抗状態 1 01 bから高抵抗状態 1 0 1 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、高閾値電圧 Vth2が 3. 3 V以上では、高抵抗状態 1 0 1 aから低抵抗状態 1 0 1 へ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 105が得られた。
また、 図 5の実施例 2においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 6 V以下で、 低抵抗 状態 1 02 bから高抵抗状態 1 02 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 3 V以上では、 高抵抗状態 102 aから低抵抗状態 102 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 1 04が得られた。
また、 この双安定性は実施例 1〜 5のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 1 に示すような低閾値電圧 Vth 1が 0. 3〜 0. 8 V、 及び高閾値電圧 Vth 2が 2. 3〜5. 7 Vである双安定状態が得られた。
実施例 6
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 1 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30として γ—ピリ ドン系の化合物を、 電極層 2 1 bと
-ゥムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 6のスィツチング素子を形 成した。 γ—ピリ ドン系の化合物としては、 下記の構造式 （Β— 1) の化合物を用 いた。 ΗΝ
(Β - 1 )
0 なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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、 3x10— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/ s e c、 γ—ピリ ドン系の化合物の蒸着 は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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つた。
実施例 7
γ—ピリ ドン系の化合物として、 下記の構造式 （Β— 2) の化合物を用いた以外 は、 実施例 6と同一の条件で、 実施例 7のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000049_0001
試験例 2
上記の実施例 6、 7のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環境で 測定した結果を、 図 6、 7に示す。 また、 上記の図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 2に示す。
なお、 測定条件としてほ、 各スィツチング素子には、 1 00 k Ωから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 O N状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 P2003/008599
48
を抑制した。
表 2
Figure imgf000050_0002
図 6、 7、 及ぴ表 2の結果より、 実施例 6、 7のスイッチング素子においては高 抵抗状態 1 06 a、 1 0 7 a、 及び低抵抗状態 1 0 6 b、 1 07 bの双安定性が得 られた。
すなわち、 図 6の実施例 6において、 低閾値電圧 Vthlが 0. 2 V以下では、 低 抵抗状態 1 06 bから高抵抗状態 1 06 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、高閾値電圧 Vth 2が 1. 1 V以上では、高抵抗状態 1 0 6 aから低抵抗状態 1 06 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 3x1 02が得られた。 また、 図 7の実施例 7においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 4V以下で、 低抵抗 状態 10 7 bから高抵抗状態 1 07 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vtli2が 1. Ί V以上では、 高抵抗状態 107 aから低抵抗状態 1 07 へ （0 ί ί状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 3x1 02が得られた。
実施例 8
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 21 aとしてアル ミユウムを、 双安定材料層 30としてィミン系の化合物を、 電極層 2 l bとしてァ ルミ二ゥムを順次連続して薄膜を形成し、実施例 8のスイッチング素子を形成した。 ィミン系の化合物としては、 下記の構造式 （C一 1) の化合物を用いた。
(C一 1)
Figure imgf000050_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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、 3x 1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により^膜速度は 3 A/ s e c、 ィミン系の化合物の蒸着は、 抵 抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 9
ィミン系の化合物として、 下記の構造式 （C一 2) の化合物を用いた以外は、 実 施例 8と同一の条件で、 実施例 9のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000051_0001
実施例 1 0
ィミン系の化合物として、 下記の構造式 （C一 3) の化合物を用いた以外は、 実 施例 8と同一の条件で、 実施例 1 0のスイッチング素子を得た。
(C一 3)
Figure imgf000051_0002
実施例 1 1
ィミン系の化合物として、 下記の構造式 （D— 1) の化合物を用いた以外は、 実 施例 8と同一の条件で、 実施例 1 1のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000051_0003
実施例 1 2
ィミン系の化合物として、 下記の構造式 （D— 2) の化合物を用いた以外は、 実 施例 8と同一の条件で、 実施例 1 2のスイッチング素子を得た。 (D- 2)
Figure imgf000052_0001
実施例 1 3
ィミン系の化合物として、 下記の構造式 （D 3) の化合物を用いた以外は、 実 施例 8と同一の条件で、 実施例 1 3のスィ ^素子を得た。
(D— 3)
Figure imgf000052_0002
試験例 3
上記の実施例 8〜13のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環境 で測定した結果を、 図 8〜13に示す。 また、 上記の図 41における閾値電圧であ る、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 3に示す。 なお、 測定条件としては、 各スィツチング素子には、 100 k Ωから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 3
Figure imgf000052_0003
図 8〜13及ぴ表 3の結果より、 実施例 8〜1 3のスィツチング素子においては 高抵抗状態 1 08 a〜 1 1 3 a及ぴ低抵抗状態 108 b〜 113 bの双安定性が得 られた。
すなわち、 図 8の実施例 8において、 低閾値電圧 Vthlが 0 V以下では、 低抵抗 状態 108 bから高抵抗状態 108 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth 2力 S 2. 9 V以上では、 高抵抗状態 108 aから低抵抗状態 1 08 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 30が得られた。
また、 図 9の実施例 9においては、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下で、 低抵抗状態 1 09 bから高抵抗状態 1 09 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵抗値 が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 3 V以上では、 高抵抗状態 1 0 9 aか ら低抵抗状態 1 09 へ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 20が得られた。
また、 図 1 0の実施例 1 0においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 9V以下で、 低 抵抗状態 1 1 0 bから高抵抗状態 1 1 0 aへ （ 0 n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 3. I V以上では、 高抵抗状態 1 1 0 aから低抵抗状態 1 1 0 へ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が 変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 04が得られた。
また、 図 1 1の実施例 1 1においては、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下で、 低抵抗 状態 1 1 l bから高抵抗状態 1 1 1 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth 2が 1.6 V以上では、 高抵抗状態 1 1 1 a から低抵抗状態 1 1 1 bへ（o f f 状態から o n状態へ）遷移して抵抗値が変化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 30が得られた。
また、 図 1 2の実施例 1 2においては、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下で、 低抵抗 状態 1 1 2 bから高抵抗状態 1 1 2 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth 2が 2.4 V以上では、 高抵抗状態 1 1 2 a から低抵抗状態 1 1 2 bへ（o f f状態から o n状態へ）遷移して抵抗値が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 20が得られた。
また、 図 1 3の実施例 1 3においては、 低閾値電圧 Vthlが 1.0 V以下で、 低抵 抗状態 1 1 3 bから高抵抗状態 1 1 3 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して 抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth 2が 1.9 V以上では、 高抵抗状態 1 1 3 aから低抵抗状態 1 1 3 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 300が得られた。
実施例 14 .
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。 基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30として下記の構造式 （E— 1) の化合物を、 電極層 2 1 bとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 14のスィッチン グ素子を形成した。
Figure imgf000054_0001
なお、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 100 n m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 X 10 _6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZs e c、 構造式 （E— 1) の化合物の蒸 着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 AZs e c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 1 5
双安定材料層 30として下記の構造式 （E— 2) の化合物を用いた以外は、 実施 例 14と同一の条件で、 実施例 1 5のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000054_0002
試験例 4
上記の実施例 14および 1 5のスイッチング素子について、 電流—電圧特性を室 温環境で測定した結果を、 図 14および 1 5に示す。 また、 上記の図 41における 閾値電圧である、低閾値電圧 Vthl、高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 4に示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 00 k Ωから lMΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 4
Figure imgf000055_0002
図 14、 1 5及ぴ表 4の結果より、 実施例 14および 1 5のスイッチング素子に おいては高抵抗状態 1 1 4 a、 1 1 5 a及び低抵抗状態 1 14 b、 1 1 5 bの双安 定性が得られた。
すなわち、 図 14の実施例 14において、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下では、 低 抵抗状態 1 14 bから高抵抗状態 1 14 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 0. 7 V以上では、 高抵抗状態 1 1 4 aから低抵抗状態 1 1 4 へ （o f f 状態から o n状態へ） '遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。
また、 図 1 5の実施例 1 5においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 6V以下で、 低抵 抗状態 1 1 5 bから高抵抗状態 1 1 5 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して 抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1.4 V以上では、 高抵抗状態 1 1 5 aから低抵抗状態 1 1 5わへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。
実施例 1 6
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 21 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30として下記の構造式 （F— 1) の化合物 （シグマァ ルドリツチジャパン株式会社製、 製品番号 34679-9) を、 電極層 21 bとしてアル ミニゥムを順次連続して薄膜を形成し、実施例 1 6のスィツチング素子を形成した。
Figure imgf000055_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材科層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 100 n m 80 nm 1 00 n m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 X 1 0 _6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/s e c、 上記構造式 （F— 1) の化合物 の蒸着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/s e c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 1 7
双安定材料層 30として、 下記の構造式 （F_ 2) の化合物 （シグマアルドリツ チジャパン株式会社製、 製品番号 A5215- 3) を用いた以外は、 実施例 1 6と同一の 条件で、 実施例 1 7のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000056_0001
実施例 1 8
双安定材料層 30として、 下記の構造式 （F— 3) の化合物 （シグマアルドリツ チジャパン株式会社製、 製品番号 85528-6) を用いた以外は、 実施例 1 6と同一の 条件で、 実施例 1 8のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000056_0002
試験例 5
上記の実施例 1 6 1 8のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定した結果を、 図 1 6 18に示す。 また、 上記の図 4 1における閾値電圧 である、低閾値電圧 Vth 1、高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 5に示す。 なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 00 k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 O N状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 5
Figure imgf000057_0001
図 1 6〜1 8及ぴ表 5の結果より、 実施例 1 6〜1 8のスイッチング素子におい ては高抵抗状態 1 1 6 a、 1 1 7 a、 1 1 8 a及び低抵抗状態 1 1 6 b、 1 1 7 b、 1 18 bの双安定性が得られた。
すなわち、 図 1 6の実施例 1 6において、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下では、 低 抵抗状態 1 1 6 bから高抵抗状態 1 1 6 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 3 V以上では、 高抵抗状態 1 1 6 aから低抵抗状態 1 1 6 へ （0 f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 3 X 104が得られた。 また、 図 1 7の実施例 1 7においては、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下で、 低抵抗 状態 1 1 7 bから高抵抗状態 1 1 7 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 4 V以上では、 高抵抗状態 1 1 7 a から低抵抗状態 1 1 7 bへ（o f f 状態から o n状態へ）遷移して抵抗値が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 3 X 1 02が得られた。
また、 図 1 8の実施例 1 8においては、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下で、 低抵抗 状態 1 1 8 bから高抵抗状態 1 18 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 3 V以上では、 高抵抗状態 1 1 8 a から低抵抗状態 1 1 8 bへ（o f f 状態から o n状態へ）遷移して抵抗値が変化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。
実施例 1 9
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作成した。
基板 10としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 21 aとしてアル ミユウムを、 双安定材料層 30として構造式（G— 1) の化合物（シグマアルドリツ チジャパン株式会社製、 製品番号 24， 772 - 3)を、 電極層 2 1 bとしてアルミニウム を順次連続して薄膜を形成し、 実施例 1 9のスイッチング素子を形成した。
Figure imgf000058_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n πι、 80 nm、 1 00 n m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 X 1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、構造式 (G_ l) の化合物の蒸着 は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 20
双安定材料として、 下記の構造式 （G— 2) の化合物を用い、 電極層 2 1 a、 双 安定材料層 30、 電極層 21 bの厚さをそれぞれ、 1 00 nm、 80 n m、 1 00 nmとなるように成膜した以外は、 実施例 1 9と同一の条件で、 実施例 20のスィ ツチング素子を得た。
Figure imgf000058_0002
なお、 構造式 (G— 2) の化合物は下記の手順で合成した。
Figure imgf000058_0003
即 ち 、 1, 4-dimethylpyridinium iodide 9.7 g 、 3， 5-di-t-butyl-4-hydroxybenzaldehyde 9.3 g、 piperidine 3.7 gをエタノ一ノレ 100 raL に溶解し、 20 時間過熱還流を行う。 室温に冷却後、 沈殿物をろ別し、 0.2M K0H 水溶液 250 mLにけん濁し、 70°Cにて加熱攪拌する。 沈殿物をろ過し、 純水、 ェタノ ールで洗浄する。 プタノールから再結晶し、 緑色板状結晶 8.4 g (65 %) を得た。 試験例 6
上記の実施例 1 9、 20のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定した結果を、 図 1 9〜20に示す。 また、 上記の図 4 1における閾値電圧 である、低閾値電圧 Vthl、高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 6に示す。 なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 l O O k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 6
Figure imgf000059_0001
図 1 9、 20及ぴ表 6の結果より、 実施例 1 9、 20のスイッチング素子におい ては高抵抗状態 1 1 9 a、 1 20 a及ぴ低抵抗状態 1 1 9 b、 1 20 bの双安定性 が得られた。
すなわち、 図 1 9の実施例 1 9において、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下では、 低 抵抗状態 1 1 9 bから高抵抗状態 1 1 9 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 9 V以上では、 高抵抗状態 1 1 9 aから低抵抗状態 1 1 9 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 106が得られた。
また、 図 20の実施例 20においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 2V以下で、 低抵 抗状態 1 20 bから高抵抗状態 1 20 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して 抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2.4 V以上では、 高抵抗状態 1 20 aから低抵抗状態 1 20 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 2 X 1 03が得られた。
実施例 2 1
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。 基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてィミンキノン系化合物を、 電極層 2 1 bとし てアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 2 1のスィッチ _ング素子を形 成した。 イミンキノン系化合物としては、 下記の構造式 （H— 1) の化合物を用い た。
Figure imgf000060_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 100 n m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 1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、 イミンキノン系化合物の蒸着は、 抵 抗加熱方式で成膜速度は 2 AZ s e c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 22
. 各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞ れ 1 00 nm、 60 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 2 1と同一の条件で、 実施例 22のスイッチング素子を得た。
実施例 23
イミンキノン系化合物として、 下記の構造式 （H— 2) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞれ 100 nm、 60 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 2 1と同 一の条件で、 実施例 23のスィツチング素子を得た。
(H— 2)
Figure imgf000060_0002
実施例 24
イミンキノン系化合物として、 下記の構造式 （H— 3) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 l bが、 れぞれ 1 00 nm、 1 00 nm 1 00 η ηαの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 21と 同一の条件で、 実施例 24のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000061_0001
実施例 25
イミンキノン系化合物として、 下記の構造式 （Η— 4) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 nm、 60 nxn、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 2 1と同 一の条件で、 実施例 25のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000061_0002
試験例 7
上記の実施例 2 1-25のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 7に示す。 また、 図 2 1、 22には、 それぞれ、 実 施例 2 1、 22のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 00 ¾: Ωから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 7
Figure imgf000062_0001
図 2 1、 22の結果より、 実施例 2 1、 22のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 21 a、 1 22 a、 及び低抵抗状態 1 21 b、 1 22 の双安定性が得ら れた。
すなわち、 図 2 1の実施例 2 1において、 低閾値電圧 Vthlがー 0. 8 V以下で は、 低抵抗状態 1 2 1 bから高抵抗状態 1 2 1 aへ （ o η状態から。 f f 状態へ） 遷移して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 6V以上では、 高抵抗 状態 1 2 1 aから低抵抗状態 1 21 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵 抗値が変化し、この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、約 1 03が得られた。 また、 図 22の実施例 22においては、 低閾値電圧 Vthlがー 0. 9V以下で、 低抵抗状態 1 22 bから高抵抗状態 1 22 aへ （ o n状態から o f ί状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 3 V以上では、 高抵抗状態 1 22 aから低抵抗状態 1 22 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵.抗状態の比として、 約 30が得られた。
また、 この双安定性は実施例 2 1〜25のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 7に示すような低閾値電圧 Vthlがー 0. 3〜一 1. 1 V、 及び高閾値電圧 Vth 2が 1. 3〜2. 5 Vである双安定状態が得られた。
実施例 26
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 1 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30.としてピリ ドン系化合物を、 電極層 2 1 bとしてァ ルミ二ゥムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 26のスイッチング素子を形成し た。 イミンキノン系化合物としては、 下記の構造式 （H'_3) の化合物を用いた。
Figure imgf000063_0001
なお、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nms 1 00 n m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、 3x1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/s e c、 ピリ ドン系化合物の蒸着は、 抵 抗加熱方式で成膜速度は 2 AZs e c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 27
イミンキノン系化合物として、 下記の構造式 （Η'— 4) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bが、 それぞれ 100 nm、 80 nm, 100 n mの厚さとなるように、 実施例 26と同一の条件で成膜 して、 実施例 2 7のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000063_0002
実施例 28 '
イミンキノン系化合物として、 下記の構造式 （Η'— 6) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bが、 それぞれ 1 00 nm、 80 nm、 1 00 n mの厚さとなるように、 実施例 26と同一の条件で成膜 して、 実施例 28のスイッチング素子を得た。
(H，一 6 )
Figure imgf000063_0003
試験例 8
上記の実施例 26〜28のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 8に示す。 また、 図 23、 24には、 それぞれ、 実 施例 26、 27のスィツチング素子についての電流一電圧特性を示す。 表 8
Figure imgf000064_0001
図 23、 24の結果より、 実施例 26、 27のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 26 a、 1 27 a、 及ぴ低抵抗状態 1 26 b、 1 27 bの双安定性が得ら れた。
すなわち、図 23の実施例 26において、低閾値電圧 Vth 1力 S 0. 1 V以下では、 低抵抗状態 1 26 bから高抵抗状態 1 26 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 5V以上では、 高抵抗状態 1 26 aから低抵抗状態 1 26 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 3 X 102が得られた。 また、 図 24の実施例 27においては、 低閾値電圧 Vthlがー 0. 6V以下で、 低抵抗状態 1 27 bから高抵抗状態 1 27 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 0V以上では、 高抵抗状態 127 aから低抵抗状態 1 27 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 02が得られた。 また、 この双安定性は実施例 26〜28のすベてのスィツチング素子で得られ、 表 8に示すような低閾値電圧 Vthlが 0. 1〜― 0· 6 V、及ぴ高閾値電圧 Vth 2が 1. 5〜2. 0 Vである双安定状態が得られた。
実施例 29
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。 基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてキノンィミン系化合物を、 電極層 2 l bとし てアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 2 9のスィツチング素子を形 成した。 キノンィミン系化合物としては、 下記の構造式 （1 — 1 ) の化合物を用い た。
Figure imgf000065_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 0 0 n m、 8 0 nm、 1 0 0 n m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 X 1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、キノンィミン系化合物の蒸着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/s e c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つた。
実施例 3 0
各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bが、 それぞ れ 1 0 0 nm、 6 0 nm 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 2 9と同一の条件で、 実施例 3 0のスイッチング素子を得た。
実施例 3 1
キノンィミン系化合物として、 下記の構造式 （1 _ 2) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bが、 それぞれ 1 0 0 nm、 6 0 nm、 1 0 0 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 2 9と同 —の条件で、 実施例 3 1のスイッチング素子を得た。
( 1 - 2)
Figure imgf000065_0002
実施例 32
キノンィミン系化合物として、 下記の構造式 （1 _ 3) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bが、 それぞれ 100 nm, 1 00 nm、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 29と 同一の条件で、 実施例 3 1のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000066_0001
試験例 9
上記の実施例 29〜32のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 41における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 9に示す。 また、 図 25、 26には、 それぞれ、 実 施例 29、 30のスイッチング素子についての電流—電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 100 k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 9
Figure imgf000066_0002
図 25、 26の結果より、 実施例 29、 30のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 29 a、 1 30 a、 及ぴ低抵抗状態 1 29 b、 1 30 の双安定性が得ら れた。
すなわち、図 25の実施例 29において、低閾値電圧 Vthlが 1. ◦ V以下では、 低抵抗状態 1 29 bから高抵抗状態 1 29 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 9 V以上では、 高抵抗状態 1 29 aから低抵抗状態 1 29 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 05が得られた。 また、 図 26の実施例 30においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 7V以下で、 低 抵抗状態 1 30 bから高抵抗状態 1 30 aへ （ o η状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 3 V以上では、 高抵抗状態 1 30 aから低抵抗状態 1 30 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が 変化し、 この際の低抵抗状態 高抵抗状態の比として、 約 1 05が得られた。
また、 この双安定性は実施例 29〜32のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 9に示すような低閾値電圧 Vth 1力 S 0.5〜 1.0 V、及び高閾値電圧 Vth2が 2 · 1〜3. 5 Vである双安定状態が得られた。
実施例 3 3
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてジシァノ系化合物を、 電極層 21 bとしてァ ルミ二ゥムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 33のスィツチング素子を形成し た。 ジシァノ系化合物としては、 下記の構造式 （J一 1) の化合物を用いた。
( J一 1)
Figure imgf000067_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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 X 1 0—6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、 ジシァノ系化合物の蒸着は、 抵 抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 34
各蒸着層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞ れ 1 00 nm、 60 nm、 1 00 nmの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 3 3と同一の条件で、 実施例 34のスイッチング素子を得た。
実施例 35
ジシァノ系化合物として、 下記の構造式 （J— 2) の化合物を用い、 各蒸着層の 厚さを、電極層 2 1 a、双安定材料層 30、電極層 21 bが、それぞれ 1 00 nm、 80 nm, 1 00 nmの厚さとなるように、 実施例 3 3と同一の条件で成膜して、 実施例 35のスィツチング素子を得た。
( J一 2)
Figure imgf000068_0001
実施例 36
ジシァノ系化合物として、 下記の構造式（ J一 6) の化合物を用い、各蒸着層の厚 さを、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 n m、 80 nm、 1 00 nmの厚さとなるように、 実施例 33と同一の条件で成膜して、 実施例 36のスイッチング素子を得た。
( J一 6)
Figure imgf000068_0002
実施例 3 7 系化合物として、 下記の構造式 （J一 9) の化合物を用い、 各蒸着層の 厚さを、電極層 2 1 a、双安定材料層 30、電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 nm、 80 nm、 1 00 nmの厚さとなるように、 実施例 3 3と同一の条件で成膜して、 実施例 37のスィツチング素子を得た。
( J一 9)
Figure imgf000069_0001
試験例 10
上記の実施例 33〜3 7のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 1 0に示す。 また、 図 27、 28には、 それぞれ、 実施例 33、 34のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 l O O k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 1 0
Figure imgf000069_0002
図 27、 28の結果より、 実施例 3 3、 34のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 33 a、 1 34 a, 及び低抵抗状態 1 3 3 b、 1 34 bの双安定性が得ら れた。
すなわち、 図 27の実施例 33において、 低閾値電圧 Vthlがー 1. I V以下で は、 低抵抗状態 1 33 bから高抵抗状態 1 3 3 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 2 V以上では、 高抵抗 状態 1 33 aから低抵抗状態 1 33 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵 抗値が変化し、この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、約 1 05が得られた。 また、 図 28の実施例 34においては、 低閾値電圧 Vthlが一 0. 6 V以下で、 低抵抗状態 1 34 bから高抵抗状態 1 34 aへ （o n状態から o f ί状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. I V以上では、 高抵抗状態 1 34 aから低抵抗状態 1 34 へ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 04が得られた。 また、 この双安定性は実施例 33〜37のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 10に示すような低閾値電圧 Vth 1が— 0. 6〜一 1. 4 V、及び高閾値電圧 Vth 2が 1. 1〜2. 1 Vである双安定状態が得られた。
実施例 38 '
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 21 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてピリ ドン系化合物を、 電極層 21 bとしてァ ルミ二ゥムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 3 8のスイッチング素子を形成し た。 ピリ ドン系化合物としては、 下記の構造式 （K一 1) の化合物を用いた。
Figure imgf000070_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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 1 0-6 t o r rの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/ s e c、 ピリ ドン系化合物の蒸着は、 抵抗加 熱方式で成膜速度は 2 AZ s e c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蝕しない条件で行った。 実施例 39
各蒸着層の厚さを、 電極層 21 a.、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞ れ 1 00 nm、 6 0 n m、 1 00 n mの厚さとなるように成膜した以外は、 実施例 38と同一の条件で、 実施例 39のスィツチング素子を得た。
実施例 40
ピリ ドン系化合物として、 下記の構造式 （K— 2) の化合物を用い、 各蒸着層の 厚さを、電極層 2 1 a、双安定材料層 30、電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 n m、 80 nm、 1 00 nmの厚さとなるように、 実施例 38と同一の条件で成膜して、 実施例 40のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000071_0001
実施例 41
ピリ ドン系化合物として、 下記の構造式 （K一 9) の化合物を用い、 各蒸着層の 厚さを、電極層 2 1 a、双安定材料層 30、電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 nm、 80 nm, 100 nmの厚さとなるように、 実施例 38と同一の条件で成膜して、 実施例 4 1のスィツチング素子を得た。
Figure imgf000071_0002
実施例 42
ピリ ドン系化合物として、 下記の構造式 （L一 7) の化合物を用い、 各蒸着層の 厚さを、電極層 2 1 a、双安定材料層 30、電極層 2 1 bが、それぞれ 1 00 nm、 80 nm, 1 00 の厚さとなるように、 実施例 38と同一の条件で成膜して、 実施例 42のスィ 素子を得た c
Figure imgf000072_0001
試験例 1 1
上記の実施例 38〜42のスィツチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 1 1に示す。 また、 図 29、 30には、 それぞれ、 実施例 38、 3 9のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 00 ¾: Ωから 1ΜΩの範 の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。
Figure imgf000072_0002
図 29、 30の結果より、 実施例 38、 3 9のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 38 a、 1 39 a、 及び低抵抗状態 1 38 b、 1 39 bの双安定性が得ら れた。
すなわち、図 29の実施例 3 8において、低閾値電圧 Vthlが 0. I V以下では、 低抵抗状態 1 3 8 bから高抵抗状態 1 38 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 4V以上では、 高抵抗状態 1 38 aから低抵抗状態 1 38 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。 また、 図 30の実施例 39においては、 低閾値電圧 Vthlが一 0. OV以下で、 低抵抗状態 1 3 9 bから高抵抗状態 1 39 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 8 V以上では、 高抵抗状態 1 3 9 aから低抵抗状態 1 39 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、この際の低抵抗状態 高抵抗状態の比として、約 3 X 1 02が得られた。 また、 この双安定性は実施例 38〜42のすベてのスィツチング素子で得られ、 表 1 1に示すような低閾値電圧 Vth 1が 0. 1〜一 1. 2 V、 及ぴ高閾値電圧 Vth 2力 Si . 8-2. 7 Vである双安定状態が得られた。
実施例 43
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 21 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてキノンィミン系化合物を、 電極層 2 1 bとし てアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 43のスイッチング素子を形 成した。 キノンィミン系化合物としては、 下記の構造式 （M— 4) の化合物を用い た。
Figure imgf000073_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 100 n m、 80 nm, 1 00 n m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 X 1 0 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/ s e c、キノンィミン系化合物の蒸着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 44
キノンィミン系化合物として、 下記の構造式 （M— 8) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 nm、 80 nm、 1 00 n mの厚さとなるよう 実施例 43と同一の条件で成膜 して、 実施例 44のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000074_0001
実施例 45
キノンィミン系化合物として、 下記の構造式 （M— 9) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 21 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bが、 それぞれ 1 00 nm、 80 nm、 1 00 n mの厚さとなるように、 実施例 43と同一の条件で成膜 して、 実施例 45のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000074_0002
実施例 46
キノンィミン系化合物として、 下記の構造式 （N— 4) の化合物を用い、 各蒸着 層の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b力 S、 それぞれ 1 00 nm、 80 nm、 1 00 n mの厚さとなるように、 実施例 43と同一の条件で成膜 して、 実施例 46のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000074_0003
試験例 1 2 上記の実施例 4·3〜46のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 41における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 1 2に示す。 また、 図 3 1、 3 2には、 それぞれ、 実施例 43、 44のスィツチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スィツチング素子には、 1 00 k Ωから lMΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 1 2
Figure imgf000075_0001
図 3 1、 32の結果より、 実施例 43、 44のスイッチング素子においては高抵 抗状態 143 a、 144 a、 及び低抵抗状態 143 b、 144 bの双安定性が得ら れた。
すなわち、 図 3 1の実施例 43において、 低閾値電圧 Vthlが _ 0. 2V以下で は、 低抵抗状態 143 bから高抵抗状態 143 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 8 V以上では、 高抵抗 状態 143 aから低抵抗状態 1 43 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵 抗値が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 3 X 1 02が得ら れた。
また、 図 32の実施例 44においては、 低閾値電圧 1:111が一0. 7V以下で、 低抵抗状態 144 bカゝら高抵抗状態 144 aへ （o n状態から o f f状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 8 V以上では、 高抵抗状態 144 aから低抵抗状態 144わへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。 また、 この双安定性は実施例 43〜46のすベてのスィツチング素子で得られ、 表 1 2に示すような低閾値電圧 Vth 1が 0. 0〜一 0. 7 V、 及ぴ高閾値電圧 Vth 2が 1. 4〜2. 8 Vである双安定状態が得られた。
実施例 47
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 10としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 1 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてスチルベン系化合物を、 電極層 2 1 bとして アルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 47のスィツチング素子を形成 した。 スチルベン系化合物としては、 下記の構造式 （0— 3) の化合物を用いた。
Figure imgf000076_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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、 3x1 0— 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/s e c、 スチルベン系化合物の蒸着は、 埤抗加熱方式で成膜速度は 2 A/s e c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 4 '8
実施例 47で使用した前記構造式 （O— 3) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 (O - 6) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 47と同様にして、 ス ィツチング素子を作製した。
Figure imgf000076_0002
実施例 49
実施例 47で使用した前記構造式 （O— 3) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 （O— 7) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 47と同様にして、 ス ィツチング素子を作製した c
Figure imgf000077_0001
実施例 50
実施例 4 7で使用した前記構造式 （O— 3) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 (O— 9) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 47と同様にして、 ス ィッチング素子を作製した。
Figure imgf000077_0002
試験例 1 3
上記の実施例 47、 48のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 13に示す。 また、 図 33、 34には、 それぞれ、 実施例 47、 48のスイッチング素子についての電流—電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 1 001^ 0から 11^0の範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 1 3
Vth1 (V) Vth2(V)
実施例 47 0.0 6.0
実施例 48 0.8 9.8
実施例 49 -0.3 7.2
実施例 50 - 0.5 5.8 図 33、 34の結果より、 実施例 4 7〜 50スイッチング素子においては高抵抗 状態 147 a、 148 a、 及び低抵抗状態 14 7 b、 148 bの双安定性が得られ た。
すなわち、 図 3 3の実施例 4 7において、 低閾値電圧 Vthlが 0V以下では、 低 抵抗状態 147 bから高抵抗状態 14 7 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 6. 0V以上では、 高抵抗状態 1 4 7 aから低抵抗状態 147 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が 変化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 6 X 1 05が得られた。 また、 図 34の実施例 48においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 8V以下で、 低 抵抗状態 148 bから高抵抗状態 1 48 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 9. 8 V以上では、 高抵抗状態 1 48 aから低抵抗状態 148 bへ （ o f ί状態から ο η状態へ） 遷移して抵抗値が 変化し、 この際の低抵抗状態ノ高抵抗状態の比として、 約 2 X 1 05が得られた。 また、 この双安定性は実施例 47〜50のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 1 3に示すような低閾値電圧 Vth 1力 S 0. 8〜一 0. 5 V、 及ぴ高閾値電圧 Vth 2力 5. 8〜9. 8 Vである双安定状態が得られた。
実施例 5 1
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 1 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 30としてブタジエン系化合物を、 電極層 2 l bとして アルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 5 1のスイッチング素子を形成 した。 ブタジエン系化合物としては、 下記の構造式 （P— 1) の化合物を用いた。
Figure imgf000078_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bは、 それぞれ、 100 n m、 80 nm、 1 00 n m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、 3x1 0— 6t o r rの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/ s e c、 ジシァノ系化合物の蒸着は、 抵抗加 熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 52
ブタジエン系化合物として、 下記の構造式 （P— 2) の化合物を用い、 各蒸着層 の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b力 それぞれ 1 00 n πι 80 ηπι 100 nmの厚さとなるように、 実施例 5 1と同一の条件で成膜し て、 実施例 5 2のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000079_0001
実施例 53
ブタジエン系化合物として、 下記の構造式 （P— 3) の化合物を用い、 各蒸着層 の厚さを、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 2 1 b ίΚ それぞれ 100 η m 80 nm, 100 n mの厚さとなるように、 実施例 5 1と同一の条件で成膜し て、 実施例 5 3のスイッチング素子を得た。
Figure imgf000079_0002
試験例 14
上記の実施例 5 1~5 3のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 14に示す。 また、 図 3 5 3 6には、 それぞれ、 実施例 5 1 52のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。 なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 l O O k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 ON状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 14
Figure imgf000080_0001
図 35、 36の結果より、 実施例 5 1、 52のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 5 1 a、 1 52 a、 及ぴ低抵抗状態 1 5 1 b、 1 52 bの双安定性が得ら れた。
すなわち、 図 3 5の実施例 5 1において、 低閾値電圧 Vthlがー 1. I V以下で は、 低抵抗状態 1 5 1 bから高抵抗状態 1 5 1 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. 2 V以上では、 高抵抗 状態 1 5 1 aから低抵抗状態 1 5 1 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵 抗値が変化し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 105が得られた。 また、 図 36の実施例 52においては、 低閾値電圧 Vthlがー 0. 6 V以下で、 低抵抗状態 1 52 bから高抵抗状態 1 5 2 aへ （ o n状態から o f f 状態へ） 遷移 して抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1. I V以上では、 高抵抗状態 1 52 aから低抵抗状態 1 52 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 04が得られた。 また、 この双安定性は実施例 5 1〜53のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 14に示すような低閾値電圧 Vth 1がー 0. 6〜一 1. 4 V、及び高閾値電圧 Vth 2が 1. 1〜2. 1 Vである双安定状態が得られた。
実施例 54
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミユウムを、 双安定材料層 30としてスチルベン系化合物を、 電極層 2 l bとして アルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 54のスィツチング素子を形成 した。 スチルベン系化合物としては、 下記の構造式 （Q— 4) の化合物を用いた。
Figure imgf000081_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 30、 電極層 21 bは、 それぞれ、 1 00 n m、 80 nm、 1 00 n m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、 3x1 0— 6t o r rの真空度で行なった。また、アルミニウムの蒸着は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 AZ s e c、 スチルベン系化合物の蒸着は、 抵抗 加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 5 5
実施例 54で使用した前記構造式 （Q— 4) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 （Q— 5) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 54と同様にして、 ス イツチング素子を作製した。
Figure imgf000081_0002
実施例 56
実施例 54で使用した前記構造式 （Q— 4) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 （Q— 7) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 54と同様にして、 ス イッチング素子を作製した。
(Q-7)
Figure imgf000081_0003
実施例 57
実施例 54で使用した前記構造式 （Q_4) で示される双安定材料を、 下記の構 造式 （Q— 1 0) で示される双安定材料に代えた以外は実施例 54と同様にして、 スィツチング素子を作製した。
Figure imgf000082_0001
試験例 1 5
上記の実施例 54、 5 5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、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 1 5に示す。 また、 図 3 7、 38には、 それぞれ、 実施例 54、 5 5のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。
なお、 測定条件としては、 各スイッチング素子には、 l O O k Qから 1ΜΩの範 囲の電気抵抗を直列に接続し、 O N状態の電流を制限して過電流による素子の損傷 を抑制した。 表 1 5
Figure imgf000082_0002
図 3 7、 38の結果より、 実施例 54〜5 7スイッチング素子においては高抵抗 状態 1 54 a、 1 5 5 a、 及ぴ低抵抗状態 1 54 b、 1 5 5 bの双安定性が得られ た。
すなわち、 図 3 7の実施例 54において、 低閾値電圧 Vthlが 2 V以下では、 低 抵抗状態 1 54 bから高抵抗状態 1 54 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移し て抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 1 5. 5 V以上では、 高抵抗状態 1 5 4 aから低抵抗状態 1 5 4 bへ （ o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値 が変化し、 この際の低抵抗状態ノ高抵抗状態の比として、約 1 X 1 02が得られた。 また、 図 3 8の実施例 5 5においては、 低閾値電圧 Vthlが 0 V以下で、 低抵抗 状態 1 5 5 bから高抵抗状態 1 5 5 aへ （o n状態から ο ί f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 3. 2 V以上では、 高抵抗状態 1 5 5 aから低抵抗状態 1 5 5 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態 Z高抵抗状態の比として、 約 1 X 1 03が得られた。
また、 この双安定性は実施例 5 4〜 5 7のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 1 5に示すような低閾値電圧 Vthlが 0〜2 V、及ぴ高閾値電圧 Vth2が 3. 2〜 1 5. 5 Vである双安定状態が得られた。
実施例 5 8
以下の手順で、 図 1に示すような構成のスィツチング素子を作製した。
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 1 aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 3 0としてトリフエニルァミン系化合物を、 電極層 2 1 bとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 5 8のスィツチング素 子を形成した。 トリフエニルァミン系化合物としては、 下記の構造式 （R— 1 ) の 化合物を用いた。
Figure imgf000083_0001
なお、 電極層 2 1 a、 双安定材料層 3 0、 電極層 2 1 bは、 それぞれ、 1 0 0 n m, 8 0 nm、 1 0 0 n m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、 3x l 0 - 6 t o r rの真空度で行なった。 また、 アルミニウムの蒸着 は、 抵抗加熱方式により成膜速度は 3 A/ s e c、 トリフエニルァミン系化合物の 蒸着は、 抵抗加熱方式で成膜速度は 2 A/ s e c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 5 9 . 0としてガラス基板を用レ、、真空蒸着法により、電極層 2 1 a として金を、 双安定材料層 3 0としてトリフエニルァミン系化合物を、 電極層 2 1 bとしてアル ミニゥムを順次連続して薄膜を形成し、実施例 5 8のスィツチング素子を形成した。 トリフエニルァミン系化合物としては、 下記の構造式 （R— 2 1 ) の化合物を用い た。
Figure imgf000084_0001
実施例 6 0
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 3 0としてトリフエニルァミン系化合物を、 電極層 2 1 bとしてアルミユウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 5 8のスィツチング素 子を形成した。 トリフエニルァミン系化合物としては、 下記の構造式 （R— 2 4 ) の化合物を用いた。
Figure imgf000084_0002
実施例 6 1
基板 1 0としてガラス基板を用い、 真空蒸着法により、 電極層 2 l aとしてアル ミニゥムを、 双安定材料層 3 0としてトリフエニルァミン系化合物を、 電極層 2 1 bとしてアルミニウムを順次連続して薄膜を形成し、 実施例 5 8のスィツチング素 子を形成した。 トリフエニルァミン系化合物としては、 上記の構造式 （R— 2 7 ) の化合物を用いた。
Figure imgf000085_0001
試験例 1 6
上記の実施例 5 8〜6 1のスイッチング素子について、 電流一電圧特性を室温環 境で測定し、 図 4 1における閾値電圧である、 低閾値電圧 Vthl、 高閾値電圧 Vth 2を測定した結果をまとめて表 1 6に示す。 また、 図 3 9、 40には、 それぞれ、 実施例 58、 5 9のスイッチング素子についての電流一電圧特性を示す。 表 1 6
Figure imgf000085_0002
図 39、 40の結果より、 実施例 58、 5 9のスイッチング素子においては高抵 抗状態 1 58 a、 1 59 a、 及び低抵抗状態 1 58 b、 1 59 bの双安定性が得ら れた。
すなわち図 3 9の実施例 58において、 低閾値電圧 Vthlが 0. 0Vでは、 低抵 抗状態 1 5 8 bから高抵抗状態 1 5 8 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して 抵抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 2. 8 V以上では、 高抵抗状態 1 5 8 aから低抵抗状態 1 58 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変 化し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 1 03が得られた。
また、 図 40の実施例 59においては、 低閾値電圧 Vthlが 0. 0Vで、 低抵抗 状態 1 5 9 bから高抵抗状態 1 59 aへ （o n状態から o f f 状態へ） 遷移して抵 抗値が変化した。 また、 高閾値電圧 Vth2が 9. 2 V以上では、 高抵抗状態 1 5 9 aから低抵抗状態 1 59 bへ （o f f 状態から o n状態へ） 遷移して抵抗値が変化 し、 この際の低抵抗状態/高抵抗状態の比として、 約 103が得られた。
また、 この双安定性は実施例 58〜6 1のすベてのスイッチング素子で得られ、 表 16に示すような低閾値電圧 Vthlが 0. 0 V、及ぴ高閾値電圧 Vth2が 1. 6~ 9. 2 Vである双安定状態が得られた。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 材料組成の変動を抑制して均一な双安定 特性を得ることができ、量産に適するスィツチング素子を提供できる。したがって、 このスィツチング素子は、 有機 E Lディスプレーパネルの駆動用スィツチング素子 や、 高密度メモリ等に好適に利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 印加される電圧に対して 2種類の安定な抵抗値を持つ有機双安定材料を、 少 なくとも 2つの電極間に配置してなるスイッチング素子において、 前記有機双安定 材料が、 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有する化 合物を少なくとも含有することを特徴とするスィツチング素子。
2. 前記化合物が、 下記の構造式 （A) で示されるァミノイミダゾール系の化合 物である請求項 1記載のスィッチング素子。
Figure imgf000087_0001
(X1, X2は、 それぞれ CN又は N02、 R1, R2, R3は、 それぞれ水素原子又は 置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基を表す。 ）
3. 前記化合物が、 下記の構造式 （B) で示される V—ピリ ドン系の化合物であ る請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000087_0002
(R 4は水素原子、 又は置換基を有してもよい炭素数 1〜 6のアルキル基を表す。 ） 4. 前記化合物が、 下記の構造式 （C) で示されるィミン系の化合物である請求 項 1記載のスイツチング素子。
Figure imgf000087_0003
(X3は CN又は N02、 R5， R 6はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 .〜6のアルキル基、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
5. 前記化合物が、 下記の構造式 （D) で示されるィミン系の化合物である請求 項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000088_0001
(X4は CN又は N02、 R7, R8はそれぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭 素数 1~6のアルキル基、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
6. 前記化合物が、 下記の構造式 （E) で示される化合物である請求項 1記載の スィツチング素子。
Figure imgf000088_0002
(Υ1, Υ2は、 一方が窒素原子、 他方がアミノ基もしくは炭素数 1〜 6のアルキル アミノ基を置換基として有する炭素原子を表す。 ）
7. 前記化合物が、 下記の構造式 （F) で示される化合物である請求項 1記載の スィツチング素子。
Figure imgf000088_0003
(R9, R1。は、 それぞれ水素原子又は炭素数 2以下のアルキル基、 R11, R12は、 水素原子又はアミノ基を表す。 ）
8. 前記化合物が、 下記の構造式 （G) で示される化合物である請求項 1記載の スィツチング素子。
Figure imgf000088_0004
(R13， R14, R15は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6の アルキル基を表す。 ）
9. 前記化合物が、 下記の構造式 （H) で示されるイミンキノン系の化合物であ る請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000089_0001
(R16, R17は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6のアルキ ル基を表し、 R1S, R19は、 それぞれ置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有 してもよい炭素数 1〜6のアルキル基、 水素原子のいずれかを表し、 また R18， R19 のうち少なく とも一つは置換基を有してもよいァリール基である。 ）
1 0. 前記化合物が、 下記の構造式 （I) で示されるキノンィミン系の化合物で ある請求項 1記載のスィ 素子：
Figure imgf000089_0002
(R2°〜R23は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1〜6のアルキ ル基を表す。 ）
1 1. 前記化合物が、 下記の構造式 （J) で示されるジシァノ系の化合物である 請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000089_0003
( 24, R25， R26は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のァ ルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 炭素数 1から 6のアルコキシル基の いずれかを表し、 πι， ηはそれぞれ 1〜 5の整数、 iは 1〜4の整数を表す。 ）
1 2. 前記化合物が、 下記の構造式 （K) で示されるピリ ドン系の化合物である 請求項 1記載のスィツチング素子。 '
Figure imgf000090_0001
(R27, R28， R29は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6の アルキル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R3°は置換基を 有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成する残基、 iは 1〜4の整 数を表す。 ）
1 3. 前記化合物が、 下記の構造式 （L) で示されるピリ ドン系の化合物である 請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000090_0002
(R31, R32は、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R33は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基又は環を形成す る残基、 R34， R35は置換基を有してもよいァリール基又は水素で少なくとも一方は 置換基を有しても良いァリール基、 iは 1〜4の整数を表す。 ）
14. 前記化合物が、 下記の構造式 （M) で示されるキノンィミン系の化合物で ある請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000090_0003
( R 36, R 37は、 それぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキ ル基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R38は置換基を有して もよい炭素数 1から 6のアルキル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成 する残基のいずれかを表し、 mは 1〜5の整数を表す。 ）
1 5 . 前記化合物が、 下記の構造式 （N) で示されるキノンィミン系の化合物で ある請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000091_0001
( R 39， R 4Gは、 それぞれ水素原子又は置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアル キル基、 R41， R42, R43はそれぞれ水素原子、 置換基を有してもよい炭素数 1から 6のアルキル基、 ァリール基、 環を形成する残基のいずれかを表し、 iは 1〜4の 整数、 m， nはそれぞれ 1〜 5の整数を表す。 ）
1 6 . 前記化合物が、 下記の構造式 （O ) で示されるスチルベン系の化合物であ る請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000091_0002
( R44， R 45， R46は、 それぞれ水素原子、 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炭素数 1 ~ 6のアルコキシル基、 置換基を有し てもよぃァミノ基、 置換基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R47は水 素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 置換基を有してもよいァリール基の いずれかを表し、 m， n , oはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜4の整数を 表す。 ）
1 7 . 前記化合物が、 下記の構造式 （P ) で示されるブタジエン系の化合物であ る請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000092_0001
( R48 , R49 は、 それぞれ水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 置換 基を有してもよいァリール基のいずれかを表し、 R50 ， R51 は、 それぞれ水素原 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炭素 数 1〜6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいアミノ基、 置換基を有してもよ ぃァリール基のいずれかを表す。 m， n， o , ρはそれぞれ 1〜 5の整数を表す。 ） 1 8 . 前記化合物が、 下記の構造式 （Q) で示されるスチルベン系の化合物であ る請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000092_0002
( R52, R53, R54, R55は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1〜6 のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 置換基を有してもよい環を 形成する残基のいずれかを表し、 m， ηはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜 4の整数を表し、 qは 1〜9の整数を表す。 ）
1 9. 前記化合物が、 下記の構造式 （R) で示されるトリフエニルァミン系の化 合物である請求項 1記載のスィツチング素子。
Figure imgf000093_0001
(R56, R57, R58， R59， R60は、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 シァノ基、 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炭素数 1 〜6のアルコキシル基、 置換基を有してもよいァリール基、 環を形成する残基のい ずれかを表し、 m， n, o， pはそれぞれ 1〜 5の整数を表し、 iは 1〜4の整数 を表し、 rは 1〜2の整数を表す。 ）
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