JP2009105416A - 有機トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
有機トランジスタおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009105416A JP2009105416A JP2008298737A JP2008298737A JP2009105416A JP 2009105416 A JP2009105416 A JP 2009105416A JP 2008298737 A JP2008298737 A JP 2008298737A JP 2008298737 A JP2008298737 A JP 2008298737A JP 2009105416 A JP2009105416 A JP 2009105416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- layer
- molecular chain
- molecule
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
【解決手段】有機トランジスタ100は、ソース電極102と、ドレイン電極105と、ソース電極102とドレイン電極105との間に設けられた有機層100aとを有し、有機層100aは、平面構造を含む共役系炭化水素分子であるP型分子と、P型分子の共役系を構成するCH(炭素−水素)部位の少なくとも1つを窒素に置換された分子であるN型分子とが直接または間接に共有結合を介して結合された共役系分子鎖を含み、P型分子およびN型分子が有する平面構造が、ソース電極あるいはドレイン電極に平行な面に対して略垂直に配向している。
【選択図】 図10
Description
d2φ(z)/dz2=(1/εε0)qρ(z) (2)
I=qρ(z)vq(z)S (3)
式(1)は静電場と電位ポテンシャルを結ぶ通常の関係式であり、式(2)は誘電体中の方程式として比誘電率εを反映しているポアソン方程式である。式(3)は電流の定義
であり、高い電位から低い電位に流れる方向を正としており、真空管で定義したものを用いる。ここで求める物理量は定常解としての電流I、電極間における各点での電界E(z)、電位φ(z)、電子速度V(z)および空間電荷密度関数ρ(z)である。
d2φ(z)/dz2=(q/εnpε0)(ρn(z)−ρp(z)) (6)
I=q(ρn(z)vn(z)+ρh(z)vh(z))S (7)
vn(z)=μnE(z) (8)
vp(z)=μpE(z) (9)
dI/dz=0 (10)
d2φ(z)/dz2=(q/εnε0)ρn(z) (12)
In=qρn(z)vn(z)S (13)
vn(z)=μnE(z) (14)
dIn/dz=0 (15)
d2φ(z)/dz2=−(q/εpε0)ρhρ(z) (17)
Ip=qρp(z)vp(z)S (18)
vp(z)=μpE(z) (19)
dIp/dz=0 (20)
φ(dr)=(μpεpφ(0)+μnεnφ(d))/(μnεn+μpεp)(22)
図3に実施形態1の有機発光素子30の構造を模式的に示す。有機発光素子30は、上述の素子構成1を有する。
研磨したガラス基板上にスパッタ法により膜厚50nmのSiO2膜を形成後、その上に膜厚150nmのITO膜を形成して、シート抵抗約20Ω/□の透明ITO電極32を形成する。このITO電極32をアセトン、クロロホルム、アセトン、純水の順に洗浄して乾燥した後、酸素プラズマ処理(15分間)もしくはKOH水溶液(0.05mol/l)に30分間浸漬することにより、ITO電極32の表面を親水性とし、最表面に水酸基を形成させる。
純水50mlに酢酸0.5ml、アミノプロピルメトキシシラン0.4gを添加後攪拌した表面処理液(pH4〜4.5)を調製する。この表面処理液に、上記ITO電極32を形成した基板31を浸漬し、室温で30分間放置した後、クリーンオーブン中で120℃で30分間加熱する。次に、アセトン、純水、アセトンの順で洗浄して乾燥する。この操作により、ITO電極32の最表面に、アミノ基を有するシランカップリング剤33からなる単分子膜が形成される。シランカップリグ剤33は、ITO電極32の表面水酸基と水素結合または共有結合(脱水反応による)を介して結合する。上述のように加熱処理等を施し、ITO電極32の表面と安定な共有結合を形成することが好ましい。シランカップリング剤33は、アミノ基が空気側表面に露出された、単分子膜状のカップリング剤層となる。
有機発光層30aを構成する個々の共役系分子鎖は、P型分子34とN型分子35とが交互に共有結合した構造を有している。有機発光層30aの全体でみると、P型分子34から構成されるP型分子層(P型分子34と同じ参照符号で示す。)34とN型分子35から構成されるN型分子層(N型分子35と同じ参照符号で示す。)の交互積層膜となっている。以下に、この交互積層型の有機発光層30aの形成工程を説明する。
有機発光層30aの上部に、例えば、アルミニウム、MgAg合金、Al:Liを用いて電子輸送電極36を形成する。具体的には、有機発光層30a上に、例えば、真空蒸着法によりシャドウマスクを用いて10mm角のパターンからなる厚さ200nmのリチウムドープアルミニウム金属からなる電子輸送電極36を形成する。
図4に実施形態2の有機発光素子40の構造を模式的に示す。有機発光素子40は、実施形態1と同様に、上述の素子構成1を有する。
図5に実施形態3の有機発光素子50の構造を模式的に示す。有機発光素子50は、上述の素子構成2を有する。
図6に実施形態4の有機発光素子60の構造を模式的に示す。有機発光素子60は、上述の素子構成3を有する。
図7に実施形態5の有機発光素子70の構造を模式的に示す。有機発光素子70は、上述の素子構成3を有する。
本実施形態では、図6に示した実施形態4の有機発光素子60と実質的に同じ構造を有し、熱的安定性および機械的安定性にさらに優れた有機発光素子の製造方法を説明する。再び図6を参照するとともに、図9を参照しながら、本実施形態の有機発光素子60の製造方法を説明する。
上記の実施形態1から6は本発明を有機発光素子に適用した例であるが、本発明を有機トランジスタに適用することにより、有機層の熱的安定性および機械的安定性を向上することもできる。
研磨したガラス基板上にスパッタ法により膜厚50nmのSiO2膜を形成後、その上に膜厚150nmのITO膜を形成して、シート抵抗約20Ω/□のITO電極102を形成する。このITO電極102をアセトン、クロロホルム、アセトン、純水の順に洗浄して乾燥した後、酸素プラズマ処理(15分間)もしくはKOH水溶液(0.05mol/l)に30分間浸漬することにより、ITO電極102の表面を親水性とし、最表面に水酸基を形成させる。
純水50mlに酢酸0.5ml、アミノプロピルメトキシシラン0.4gを添加攪拌した表面処理液(pH4〜4.5)を調製する。この表面処理液に、上記ITO電極102を形成した基板101を浸漬し、室温で30分間放置した後、クリーンオーブン中で120℃で30分間加熱する。次に、アセトン、純水、アセトンの順で洗浄して乾燥する。この操作により、ITO電極102の最表面にアミノ基を有するシランカップリング剤からなる単分子層103が形成される。シランカップリング剤からなる単分子層103は、ITO電極102の表面水酸基と水素結合または共有結合を介して結合する。上述のように、ITO電極102の表面と、安定な共有結合を形成する事が望ましい。単分子層103は、アミノ基が空気側表面に露出された、単分子膜状のカップリング剤層となる。
ITO電極102の表面に結合した単分子層103のアミノ基と、有機層を構成する第一の共役系炭化水素分子の一方の末端に位置するカルボキシル基とを縮合剤を用いて反応させることによって、アミド結合を介して結合させる。次に、前記第1の共役系炭化水素分子のもう一方の末端に位置するカルボキシル基またはアミノ基と、第2の共役系炭化水素分子の一方の末端に位置するアミノ基またはカルボキシル基とを縮合剤を用いて反応させることにより、アミド結合を介して結合させる。
有機層100aの上部にドレイン電極を形成する。ドレイン電極材料としては、アルミニウムや金などの金属電極、ITO等の導電性酸化物、有機導電性材料など、導電性を有する材料であればいずれの材料を用いることもできる。
有機層100aの側面に絶縁膜106を形成する。絶縁膜材料としては、絶縁性を有する材料であれば、有機材料、無機酸化膜などいずれの材料を用いることも可能である。ただし、有機トランジスタを高い動作周波数で駆動するためには高誘電率材料(例えば、SiO2、Al2O3、HfO2、ポリアミド系材料、PVA系材料、フッ化炭素系材料等)を用い、さらに薄膜(例えば、厚さ0.5nm以上2500nm以下)であることが好ましい。
32、42、52、62、72・・ ホール輸送電極
33、43、53、63、73・・ カップリング剤(単分子膜)
34、44、54、64、74・・ P型分子(ホール輸送機能分子)
35、45、55、65、75・・ N型分子(電子輸送機能分子)
36、46、56、67、77・・ 電子輸送電極
66、76・・ 有機発光分子(蛍光発光性分子もしくは燐光発光性分子)
Claims (15)
- ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に設けられた有機層とを有し、
前記有機層は、平面構造を含む共役系炭化水素分子であるP型分子と、前記P型分子の共役系を構成するCH(炭素−水素)部位の少なくとも1つを窒素に置換された分子であるN型分子とが直接または間接に共有結合を介して結合された共役系分子鎖を含み、
前記P型分子および前記N型分子が有する前記平面構造が、前記ソース電極あるいは前記ドレイン電極に平行な面に対して略垂直に配向している、有機トランジスタ。 - 前記共役系分子鎖は、前記少なくとも1つの電極の表面に共有結合または水素結合を介して結合されている、請求項1に記載の有機トランジスタ。
- 前記共役系分子鎖は、前記少なくとも1つの電極の表面に共有結合または水素結合を介して結合したカップリング剤と共有結合している、請求項2に記載の有機トランジスタ。
- 前記少なくとも1つの電極上に形成された酸化膜をさらに有し、前記共役系分子鎖は、前記酸化膜表面に共有結合または水素結合を介して結合されている、請求項1に記載の有機トランジスタ。
- 前記共役系分子鎖は、前記酸化膜表面に共有結合または水素結合を介して結合したカップリング剤と共有結合している、請求項4に記載の有機トランジスタ。
- 前記カップリング剤はシランカップリング剤である、請求項3または5に記載の有機トランジスタ。
- 前記共役系分子鎖は、前記共役系炭化水素分子の脱水反応によって形成された共有結合を含む、請求項1から6のいずれかに記載の有機トランジスタ。
- 前記脱水反応によって形成された共有結合はアミド結合である、請求項7に記載の有機トランジスタ。
- 前記共役系分子鎖は、3官能性以上のカップリング剤を介した結合を含み、且つ、前記共役系分子鎖は隣接する共役系分子鎖と前記3官能性以上のカップリング剤を介して結合されている、請求項1から8のいずれかに記載の有機トランジスタ。
- 前記3官能性以上のカップリング剤がシランカップリング剤である、請求項9に記載の有機トランジスタ。
- ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に設けられた有機層とを有し、前記有機層は共役系炭化水素分子が直接または間接に共有結合を介して結合された共役系分子鎖を含む有機トランジスタの製造方法であって、前記ソース電極および前記ドレイン電極の内の一方の電極が形成された基板を用意する工程と、前記有機層を形成する工程であって、前記共役系分子鎖を形成する工程が、両末端にそれぞれ第1官能基または第2官能基を有する共役系炭化水素分子を用いて、前記第1官能基と前記第2官能基とを順次互いに反応させる工程を包含する、前記有機層を形成する工程と、前記有機層上に、前記ソース電極および前記ドレイン電極の内の他方の電極を形成する工程と、を包含する、有機トランジスタの製造方法。
- 前記第1官能基はカルボキシル基であり、前記第2官能基はアミノ基であって、前記共役系分子鎖を形成する工程は、前記カルボキシル基と前記アミノ基とを脱水反応させる工程を包含する、請求項11に記載の有機トランジスタの製造方法。
- 前記一方の電極の表面、または前記一方の電極の表面に形成された酸化膜の表面に、アミノ基を有するカップリング剤の単分子層を形成する工程をさらに包含し、前記カップリング剤が有するアミノ基と、前記共役系炭化水素分子が有するカルボキシル基とを脱水反応させる工程をさらに包含する、請求項12に記載の有機トランジスタの製造方法。
- 前記共役系分子鎖を形成する工程は、3官能性以上のカップリング剤を介した結合を有する共役系分子鎖を形成する工程と、互いに隣接する共役系分子鎖を前記3官能性以上のカップリング剤を介して結合する工程とを包含する、請求項11から13のいずれかに記載の有機トランジスタの製造方法。
- 前記3官能性以上のカップリング剤がシランカップリング剤である、請求項14に記載の有機トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008298737A JP5030924B2 (ja) | 2002-07-18 | 2008-11-21 | 有機トランジスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002209635 | 2002-07-18 | ||
JP2002209635 | 2002-07-18 | ||
JP2008298737A JP5030924B2 (ja) | 2002-07-18 | 2008-11-21 | 有機トランジスタおよびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003055742A Division JP4260508B2 (ja) | 2002-07-18 | 2003-03-03 | 有機発光素子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009105416A true JP2009105416A (ja) | 2009-05-14 |
JP5030924B2 JP5030924B2 (ja) | 2012-09-19 |
Family
ID=40706751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008298737A Expired - Fee Related JP5030924B2 (ja) | 2002-07-18 | 2008-11-21 | 有機トランジスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5030924B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012195572A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光層および発光素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09232589A (ja) * | 1996-01-29 | 1997-09-05 | Motorola Inc | 有機薄膜トランジスタ |
JPH10209459A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに液晶素子と有機発光素子 |
JP2002057384A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電子デバイスとその製造方法とその動作方法、及びそれを用いた表示装置とその製造方法 |
-
2008
- 2008-11-21 JP JP2008298737A patent/JP5030924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09232589A (ja) * | 1996-01-29 | 1997-09-05 | Motorola Inc | 有機薄膜トランジスタ |
JPH10209459A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに液晶素子と有機発光素子 |
JP2002057384A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電子デバイスとその製造方法とその動作方法、及びそれを用いた表示装置とその製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012195572A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光層および発光素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5030924B2 (ja) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4260508B2 (ja) | 有機発光素子およびその製造方法 | |
Wang et al. | Interfacial control toward efficient and low-voltage perovskite light-emitting diodes | |
US11245076B2 (en) | Perovskite optoelectronic device, preparation method therefor and perovskite material | |
Seo et al. | Solution‐processed organic light‐emitting transistors incorporating conjugated polyelectrolytes | |
KR100973172B1 (ko) | 단일 활성층 구조를 가지는 교류 구동형 발광소자 및 그제조방법 | |
KR20090034988A (ko) | 나노튜브를 갖는 유기 광전자 소자 전극 | |
Ji et al. | Inverted CdSe/CdS/ZnS quantum dot light emitting devices with titanium dioxide as an electron-injection contact | |
JP2012510706A (ja) | 有機電子デバイス用のアノード | |
US20140087501A1 (en) | Doped graphene transparent conductive electrode | |
WO2008062642A1 (fr) | Dispositif semiconducteur et son procédé de fabrication | |
KR20200063221A (ko) | 다층 양자점 led 및 이를 제조하는 방법 | |
US20140087500A1 (en) | Transparent conductive electrode stack containing carbon-containing material | |
Ullah et al. | Hybrid light-emitting transistors based on low-temperature solution-processed metal oxides and a charge-injecting interlayer | |
JP3978976B2 (ja) | 有機電界発光素子 | |
Wu et al. | An efficient hole transporting polymer for quantum dot light‐emitting diodes | |
Lee et al. | A field-induced hole generation layer for high performance alternating current polymer electroluminescence and its application to extremely flexible devices | |
Zhang et al. | Revealing the influence of hole injection material's molecular orientation on OLED's performance | |
Sharma et al. | Structure optimization and investigation of electrical and optical characteristics of Alq3/TAZ: Ir (ppy) 3-BCP/HMTPD OLED | |
JP4006951B2 (ja) | 有機電界発光素子およびその製造方法 | |
JP4030608B2 (ja) | 有機電界発光素子及びその製造方法 | |
Nguyen et al. | Investigation the effect of different surface ligand treatments on luminescence and performance of quantum dot LEDs | |
JP2006032689A (ja) | 有機デバイス | |
JP5030924B2 (ja) | 有機トランジスタおよびその製造方法 | |
Kim et al. | Efficiency enhancement of InP‐based inverted QD‐LEDs by incorporation of a polyethylenimine modified Al: ZnO layer | |
Mohsennia et al. | Low driving voltage in polymer light-emitting diodes with CdS nanoparticles as an electron transport layer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120420 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120626 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |