JP2007157871A - 有機発光トランジスタ素子及びその製造方法並びに発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
基板1と、基板1上に設けられた補助電極2と、補助電極2上に設けられた絶縁膜3と、絶縁膜3上に所定の大きさで設けられた第1電極4と、第1電極4上に当該第1電極よりも平面視で大きな形状で設けられた電荷注入抑制層5と、第1電極4が設けられていない絶縁膜3上に設けられた電荷注入層12と、電荷注入抑制層5及び電荷注入層12上又は電荷注入層12上に設けられた発光層11と、発光層11上に設けられた第2電極7とを少なくとも有するように構成する。
【選択図】図1
Description
工藤一浩、「有機トランジスタの現状と将来展望」、応用物理、第72巻、第9号、第1151頁〜第1156頁(2003年)
以下に、本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する各層及び各電極について説明する。
次に、本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法について説明する。図9は、本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法の一例を示す工程図である。本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法は、図9に示すように、補助電極2と絶縁膜3がその順に形成された基板1を準備する工程(図9(A)参照)と、絶縁膜3上に第1電極4’を設ける工程(図9(B)参照)と、第1電極4’上に所定の大きさからなる電荷注入抑制層5を形成する工程(図9(C)、(D)参照)と、第1電極4のエッヂ部4aが電荷注入抑制層5のエッヂ部よりも内側に位置するまで第1電極4’をエッチングする工程(図9(E)参照)と、第1電極4が設けられていない絶縁膜3上に塗布型の電荷注入材料を塗布してなる電荷注入層12を設ける工程(図9(F)参照)と、電荷注入抑制層5及び電荷注入層12上又は電荷注入層12上に発光層11を設ける工程(図9(F)参照)と、発光層11上に第2電極7を設ける工程(図9(F)参照)とを少なくとも有している。
次に、本発明の有機発光トランジスタ及び発光表示装置について説明するが、以下により限定されるものではない。本発明の有機発光トランジスタは、上述した本発明の有機発光トランジスタ素子がシート状基板の上にマトリクス配置されたものであり、上記本発明の有機発光トランジスタ素子と、その有機発光トランジスタ素子が備える第1電極4と第2電極7との間に一定電圧(ドレイン電圧VD)を印加する第1電圧供給手段と、その有機発光トランジスタ素子が備える第1電極4と補助電極2との間に可変電圧(ゲート電圧VG)を印加する第2電圧供給手段とを有する。
補助電極2としての厚さ100nmのITO膜付きのガラス基板1上に、絶縁膜3としてPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により300nmの厚さで成膜した。次に、真空蒸着法により第1電極4(陽極)としてのAu(厚さ30nm)を一様に成膜し、その後、上記と同じPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により塗布した。次に、マスクを用いた露光、現像を行って50μmの幅d1で厚さ100nmの電荷(正孔)注入抑制層5を形成した。次に、エッチング液として金エッチング液(関東化学社製、AURUM101)を用い、第1電極4のエッヂ部4aが電荷注入抑制層5のエッヂ部よりも内側に位置するまで第1電極4をオーバーエッチングした。このときの第1電極4の幅d2は44μmであり、図2に示すd3とd4はいずれも3μmであった。その後、第1電極4が設けられていない絶縁膜3上に電荷注入材料であるポリ3ヘキシルチオフェン(アルドリッチ社製、商品名:Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)をインクジェット法で塗布し、第1電極4と電荷注入抑制層5の合計の厚さ以上の150nmの厚さで電荷注入層12を形成した。その後、電荷(正孔)輸送層13としてのα−NPD(厚さ40nm)をその電荷注入層12及び電荷注入抑制層5を覆うようにして真空蒸着により成膜し、さらに、発光層11としてのAlq3(厚さ60nm)/電子注入層14としてのLiF(厚さ1nm)/第2電極7としてのAl(厚さ100nm)をその順で真空蒸着により積層して、図16の形態からなる実施例1の有機発光トランジスタ素子を作製した。
実施例1において、絶縁膜3上に層状の第1電極4を一様に形成する前に、電荷(正孔)注入層12’としてのペンタセン(厚さ50nm)を真空蒸着法により形成した他は、実施例1と同様にして、図17の形態からなる実施例2の有機発光トランジスタ素子を作製した。
補助電極2としての厚さ100nmのITO膜付きのガラス基板1上に、絶縁膜3としてPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により300nmの厚さで成膜した。次に、マスクを用いた真空蒸着法により幅d1:100μmの第1電極4(陽極)としてのAu(厚さ30nm)を成膜した後、第1電極4が設けられていない絶縁膜3上に高分子の電荷注入材料であるポリ3ヘキシルチオフェン(アルドリッチ社製、商品名:Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)をインクジェット法で塗布し、第1電極4の厚さと同じ30nmの厚さで形成した。次に、第1電極4及び電荷注入層12上に上記と同じPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により成膜した。次に、マスクを用いた露光、現像を行って120μmの幅d1からなる厚さ50nmの電荷(正孔)注入抑制層5を形成した。このとき、図2に示すd3とd4はいずれも10μmであった。その後、上記と同じ高分子の電荷注入材料をさらに100nmの厚さとなるように塗布し、電荷注入層12を形成した。その後、電荷(正孔)輸送層13としてのα−NPD(厚さ40nm)をその電荷注入層12及び電荷注入抑制層5を覆うようにして真空蒸着により成膜し、さらに、発光層11としてのAlq3(厚さ60nm)/電子注入層14としてのLiF(厚さ1nm)/第2電極7としてのAl(厚さ100nm)をその順で真空蒸着により積層して、図16と同じ形態からなる実施例3の有機発光トランジスタ素子を作製した。
実施例3において、絶縁膜3上に層状の第1電極4を一様に形成する前に、電荷(正孔)注入層12’としてのペンタセン(厚さ50nm)を真空蒸着法により形成した他は、実施例3と同様にして、図17と同じ形態からなる実施例4の有機発光トランジスタ素子を作製した。
補助電極2としての厚さ100nmのITO膜付きのガラス基板1上に、絶縁膜3としてPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により300nmの厚さで成膜した。次に、真空蒸着法により第1電極4(陽極)としてのAu(厚さ30nm)を一様に成膜し、その後、上記と同じPVP系のレジスト(東京応化工業株式会社製、商品名:TMR−P10)をスピンコート法により塗布した。次に、マスクを用いた露光、現像を行って50μmの幅d1で厚さ100nmの電荷(正孔)注入抑制層5を形成した。次に、エッチング液として金エッチング液(関東化学社製、AURUM101)を用い、第1電極4のエッヂ部4aが電荷注入抑制層5のエッヂ部よりも内側に位置するまで第1電極4をオーバーエッチングした。このときの第1電極4の幅d2は44μmであり、図2に示すd3とd4はいずれも3μmであった。その後、第1電極4が設けられていない絶縁膜3上に有機半導体材料であるポリ3ヘキシルチオフェン(アルドリッチ社製、商品名:Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)をインクジェット法で塗布し、第1電極4と電荷注入抑制層5の合計の厚さ以上の150nmの厚さで有機半導体層15を形成した。その後、第2電極7としてのAu(厚さ70nm)を真空蒸着により積層して、図8の形態からなる実施例5の有機トランジスタ素子を作製した。
1 基板
2 補助電極
3 絶縁膜
4 第1電極
4a エッヂ部
5,5’ 電荷注入抑制層
6,6’,6” 有機層
7 第2電極
8,8x,8y 積層構造体
11 発光層
12,12’,12” 電荷注入層(第1電極用)
13 電荷輸送層(第1電極用)
14 電荷注入層(第2電極用)
15 有機半導体層
70 有機トランジスタ素子
140 有機トランジスタ
163 画像信号供給源
164 電圧制御回路
180,181 画素
183 第一スイッチングトランジスタ
184 第二スイッチングトランジスタ
185 電圧保持用コンデンサ
186 グランド配線
187 第一スイッチング配線
188 第二スイッチング配線
189 定電圧印加線
190 グランド
191 電流源
193a 第一スイッチングトランジスタのソース
193b 第二スイッチングトランジスタのソース
194a 第一スイッチングトランジスタのゲート
194b 第二スイッチングトランジスタのゲート
195a 第一スイッチングトランジスタのドレイン
195b 第二スイッチングトランジスタのドレイン
208 電源
209 電流供給線
VG ゲート電圧
VD ドレイン電圧
T1 第1電極の厚さ
T2 電荷注入抑制層の厚さ
T3 電荷注入層の厚さ
d1 電荷注入抑制層の幅
d2 第1電極の幅
d3,d4 電荷注入抑制層のエッヂ部と第1電極のエッジ部との差
Claims (15)
- 基板と、当該基板上に設けられた補助電極と、当該補助電極上に設けられた絶縁膜と、当該絶縁膜上に所定の大きさで設けられた第1電極と、当該第1電極上に当該第1電極よりも平面視で大きな形状で設けられた電荷注入抑制層と、前記第1電極が設けられていない前記絶縁膜上に設けられた電荷注入層と、前記電荷注入抑制層及び前記電荷注入層上又は前記電荷注入層上に設けられた発光層と、当該発光層上に設けられた第2電極とを少なくとも有することを特徴とする有機発光トランジスタ素子。
- 前記電荷注入層が、塗布型の電荷注入材料からなることを特徴とする請求項1に記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記電荷注入層の厚さが、前記第1電極の厚さ以上の厚さであることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記絶縁膜と、前記第1電極及び前記電荷注入層との間に、当該電荷注入層と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記発光層と前記第2電極との間に、当該第2電極用の電荷注入層が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記発光層と前記電荷注入層との間に、電荷輸送層を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記電荷注入抑制層が、絶縁材料からなる層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記第1電極が陽極であり、前記第2電極が陰極であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 前記第1電極が陰極であり、前記第2電極が陽極であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子と、当該有機発光トランジスタ素子が備える第1電極と第2電極との間に一定電圧を印加する第1電圧供給手段と、当該有機発光トランジスタ素子が備える第1電極と補助電極との間に可変電圧を印加する第2電圧供給手段とを有することを特徴とする有機発光トランジスタ。
- 複数の発光部をマトリクス状に配置した発光表示装置であって、前記複数の発光部の各々は、請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子を有することを特徴とする発光表示装置。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子の製造方法であって、
補助電極と絶縁膜がその順に形成された基板を準備する工程と、前記絶縁膜上に第1電極を設ける工程と、前記第1電極上に所定の大きさからなる電荷注入抑制層を形成する工程と、前記第1電極のエッヂ部が前記電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置するまで前記第1電極をエッチングする工程と、前記第1電極が設けられていない前記絶縁膜上に塗布型の電荷注入材料を塗布してなる電荷注入層を設ける工程と、前記電荷注入抑制層及び前記電荷注入層上又は前記電荷注入層上に発光層を設ける工程と、当該発光層上に第2電極を設ける工程とを少なくとも有することを特徴とする有機発光トランジスタ素子の製造方法。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の有機発光トランジスタ素子の製造方法であって、
補助電極と絶縁膜がその順に形成された基板を準備する工程と、前記絶縁膜上に所定の大きさからなる第1電極を設ける工程と、前記第1電極が設けられていない前記絶縁膜上に電荷注入層を設ける工程と、前記第1電極上及び前記電荷注入層の端部上に当該第1電極よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層を設ける工程と、前記電荷注入層上及び前記電荷注入抑制層上に必要に応じて電荷注入層を設けた後、当該電荷注入層上又は前記電荷注入抑制層及び前記電荷注入層上に発光層を設ける工程と、当該発光層上に第2電極を設ける工程とを少なくとも有することを特徴とする有機発光トランジスタ素子の製造方法。 - 前記絶縁膜上に第1電極を設ける工程前に、前記絶縁膜上に前記電荷注入層と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層を予め設ける工程を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の有機発光トランジスタ素子の製造方法。
- 基板と、当該基板上に設けられた補助電極と、当該補助電極上に設けられた絶縁膜と、当該絶縁膜上に所定の大きさで設けられた第1電極と、当該第1電極上に当該第1電極よりも平面視で大きな形状で設けられた電荷注入抑制層と、前記第1電極が設けられていない前記絶縁膜上に設けられた有機半導体層と、当該有機半導体層上に設けられた第2電極とを有することを特徴とする有機トランジスタ素子。
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