JP4530334B2 - 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 - Google Patents
有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4530334B2 JP4530334B2 JP2004013529A JP2004013529A JP4530334B2 JP 4530334 B2 JP4530334 B2 JP 4530334B2 JP 2004013529 A JP2004013529 A JP 2004013529A JP 2004013529 A JP2004013529 A JP 2004013529A JP 4530334 B2 JP4530334 B2 JP 4530334B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic semiconductor
- semiconductor layer
- electrode
- electron
- hole
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 220
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 91
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 91
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 14
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 14
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 144
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- -1 Poly [2-Methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene] Polymers 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- PONZBUKBFVIXOD-UHFFFAOYSA-N 9,10-dicarbamoylperylene-3,4-dicarboxylic acid Chemical compound C=12C3=CC=C(C(O)=O)C2=C(C(O)=O)C=CC=1C1=CC=C(C(O)=N)C2=C1C3=CC=C2C(=N)O PONZBUKBFVIXOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QCMASTUHHXPVGT-UHFFFAOYSA-N 2-hexyl-5-[5-[5-[5-[5-(5-hexylthiophen-2-yl)thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]thiophene Chemical compound S1C(CCCCCC)=CC=C1C1=CC=C(C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(CCCCCC)=CC=2)S1 QCMASTUHHXPVGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUJYDIFFRDAYDH-UHFFFAOYSA-N 2-thiophen-2-yl-5-[5-[5-(5-thiophen-2-ylthiophen-2-yl)thiophen-2-yl]thiophen-2-yl]thiophene Chemical compound C1=CSC(C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC(=CC=2)C=2SC=CC=2)=C1 KUJYDIFFRDAYDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPOCSQCZXMATFR-UHFFFAOYSA-N 3-butylthiophene Chemical compound CCCCC=1C=CSC=1 KPOCSQCZXMATFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 4-carbazol-9-yl-n,n-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 4-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n-bis[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]-4-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001148 Al-Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000837344 Homo sapiens T-cell leukemia translocation-altered gene protein Proteins 0.000 description 1
- 229910019015 Mg-Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100028692 T-cell leukemia translocation-altered gene protein Human genes 0.000 description 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- HKNRNTYTYUWGLN-UHFFFAOYSA-N dithieno[3,2-a:2',3'-d]thiophene Chemical compound C1=CSC2=C1SC1=C2C=CS1 HKNRNTYTYUWGLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/30—Organic light-emitting transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
- H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
- H10K39/32—Organic image sensors
- H10K39/34—Organic image sensors integrated with organic light-emitting diodes [OLED]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
また、有機半導体層を、外部からの光の照射によって正孔および電子の対を生成する光電変換機能を有する感光層として用いて、光センサを構成することが考えられる。この場合にも、所望の感度を得るためには、有機半導体層および一対の電極の各材料の組み合わせを適切に選択する必要があり、かつ、それらの配置を適切に定めなければならないと考えられるが、所望の特性を得るための設計が困難である。
また、この発明の他の目的は、特性の変更が可能であり、融通性の高い有機半導体装置を提供することである。
さらに、この発明の目的は、上記のような有機半導体装置を用いた表示装置を提供することである。
この構成によれば、正孔側ゲート電極に制御電圧を印加することによって、正孔注入電極から有機半導体層への正孔の注入を制御することができる。同様に、電子側ゲート電極に制御電圧を印加することによって、電子注入電極から有機半導体層への電子の注入を制御することができる。したがって、正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極の電位を個別に制御することによって、有機半導体層に注入されるキャリヤのバランスを容易に調整することができるから、有機半導体層内におけるキャリヤの再結合を効率的に生じさせることができる。
上記有機半導体層は、層内における正孔および電子の再結合による発光を生じる有機半導体発光層であってもよい(請求項7)。
この構成では、有機半導体層が発光層であり、この有機半導体層内におけるキャリヤの再結合を高効率で生じさせることができるため、高効率での発光動作が可能になる。また、正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極への印加電圧の個別制御によって、容易に特性を変更できるので、融通性の高い発光装置を実現できる。
この構成により、正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極に対して独立して制御電圧を与えることができ、有機半導体層内におけるキャリヤのバランスを適正化したり、正孔注入電極側のチャネルおよび電子注入電極側のチャネルの形状を個別に制御したりすることができる。
上記有機半導体層は、外部からの光照射を受けて電子および正孔の対を生じさせる有機半導体感光層であってもよい。(請求項10)。
しかも、正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極に与えられる制御電圧を調整することにより、光電変換効率を制御できるから、感度を調整することが可能になる。これにより、融通性の高い光検出装置を実現することができる。
上記有機半導体層は、バイポーラ性有機半導体材料からなるものであってもよい(請求項2)。上記バイポーラ性有機半導体材料とは、正孔および電子のいずれもが移動可能な材料であり、α−NPD、Alq3、BSA−1m(9,10-Bis(3-cyanostilil)anthracene)、MEHPPV(Poly[2-Methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])、CN−PPP(Poly[2-(6-cyano-6-methylheptyloxy)-1,4-phenylene])、Bis(2-(2-hydroxyphenyl)-benz-1,3-thiazolato)zinc complex、Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(anthracen-9,10-diyl)]などを例示できる。このようなバイポーラ性有機半導体材料からなる有機半導体層内では、正孔および電子がいずれも良好な移動度を示すので、正孔および電子の再結合または正孔および電子の対の生成を効率的に起こさせることができる。
また、上記P型有機半導体材料としては、Pentacene、Tetracene、Anthracene、Phthalocyanine、α-Sexithiophene、α,ω-Dihexyl-sexithiophene、Oligophenylene、Oligophenylenevinilene、Dihexyl-Anthradithiophene、Bis(dithienothiophene)、Poly(3-hexylthiophene), Poly(3-butylthiophene)、Poly(phenylenevinilene)、Poly(thienylenevinilene)、Polyacetylene、α,ω-Dihexyl-quinquethiophene、TPD、α-NPD、m-MTDATA、TPAC、TCTA、Poly(vinylcarbazole)などを例示することができる。
図1は、この発明の一実施形態に係る有機半導体装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この有機半導体装置10は、有機半導体層1(有機半導体発光層)内において正孔および電子の再結合を生じさせることによって発光を生じさせる発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)である。この有機半導体装置10は、基板2上に間隔を開けて生成された正孔側ゲート電極5および電子側ゲート電極6と、これらを覆うように形成されたゲート絶縁膜7(絶縁層)と、このゲート絶縁膜7上に積層して形成された上記の有機半導体層1と、この有機半導体層1上に間隔を開けて形成された正孔注入電極8(正孔授受電極)および電子注入電極9(電子授受電極)とを備えている。すなわち、有機半導体層1の一方側に正孔注入電極8および電子注入電極9が間隔をあけて配置され、有機半導体層1の反対側に、ゲート絶縁膜7を挟んで、正孔注入電極8および電子注入電極9にそれぞれ対向するように、正孔側ゲート電極5および電子側ゲート電極6が配置されている。有機半導体層1は、正孔および電子の移動度がいずれも高いバイポーラ性の有機半導体材料で構成されている。
また、正孔側ゲート電極5および電子側ゲート電極6には、ゲート制御回路12から、個別に制御電圧が印加されるようになっている。より具体的には、ゲート制御回路12は、正孔側ゲート電極5に対し、正孔注入電極8によりも電圧Vgpだけ低い制御電圧を印加し、電子側ゲート電極6に対し、電子注入電極9よりも電圧Vgnだけ高い制御電圧を印加する。すなわち、正孔注入電極8の電位をVs=0とすると、電子注入電極9の電位は−Vd、正孔側ゲート電極5の電位は−Vgp、電子側ゲート電極の電位はVgn−Vdとなる。これにより、正孔注入電極8から有機半導体層1に正孔が注入され、電子注入電極9から有機半導体層1に電子が注入される。
正孔側ゲート電極5と電子側ゲート電極6との間の間隔dは、ゲート絶縁膜7の厚さtと同程度か、その数倍程度とすることが好ましい(添付図面では、図示の便宜上、厚さtを間隔dよりも大きく表してある)。ゲート絶縁膜7の厚さtは、発光動作のしきい電圧に応じて数十nm〜数百nmの範囲で適切に定めればよい。
また、有機半導体層1を構成するバイポーラ性有機半導体材料としては、「課題を解決するための手段」の項において例示したものを適用することができる。このようなバイポーラ性有機半導体材料を用いる代わりに、N型有機半導体材料およびP型有機半導体材料の混合物によって有機半導体層1を構成してもよい。この場合に、N型有機半導体材料およびP型有機半導体材料としては、上記の「課題を解決するための手段」の項で例示したものをそれぞれ適用することができる。
また、ゲート絶縁膜7には、酸化シリコン、五酸化タンタル、酸化アルミニウム、ポリマー(たとえば、ノボラック樹脂、ポリイミド等)などを適用することができる。
図2Aおよび図2Bは、この発明の他の実施形態に係る有機半導体装置の構成を説明するための図解的な断面図である。これらの図2Aおよび図2Bにおいて、上述の図1に示された各部に対応する部分には、図1と同一の参照符号を付して示す。この有機半導体装置10Aでは、有機半導体層1Aが、P型有機半導体層21とN型有機半導体層22とを積層した積層構造膜で構成されている。
図2Bの構成では、ゲート絶縁膜7上にN型有機半導体層22およびP型有機半導体層21が順に積層されており、上層のP型有機半導体層21上に正孔注入電極8および電子注入電極9の両方が配置されている。すなわち、正孔注入電極8はP型有機半導体層21に接しているが、電子注入電極9はN型有機半導体層22には接していない。このような状態でも、電子注入電極9は、N型有機半導体層22との間で、P型有機半導体層21を突き抜けて、キャリヤ(電子)の授受を行うことができる。
P型有機半導体材料およびN型有機半導体材料としては、それぞれ、上記「課題を解決するための手段」の項で例示したものを適用することができる。
N型有機半導体層32は、ゲート絶縁膜7上において、電子側ゲート電極6に対向する領域を覆い、正孔注入電極8および電子注入電極9の中間域付近に達して、P型有機半導体層31との間に上記の接合部30を形成するように形成されている。ただし、この実施形態では、N型有機半導体層32は、接合部30を超えて、さらに、P型有機半導体層31の一部を覆う領域にまで延びて形成されている。これは、接合部30を確実に形成するために、N型有機半導体層32を広めの領域にまで形成した結果である。このN型有機半導体層32上に(N型有機半導体層32に接するように)、電子注入電極9が形成されている。
P型有機半導体層31を構成するP型有機半導体材料、およびN型有機半導体層32を構成するN型有機半導体材料としては、図2Aおよび図2Bの実施形態の場合と同じく、「課題を解決するための手段」の項で例示したものを適用できる。
図5は、この発明の有機半導体装置を用いて構成した光センサ70の実施形態を示す図解的な断面図である。この図5において、上述の図1に示された各部に対応する部分には、図1と同一の参照符号を付して示す。この実施形態では、正孔側ゲート電極5に対向して正側電極(P側電極)8Aが有機半導体層1上に設けられ、電子側ゲート電極6に対向して負側電極(N側電極)9Aが有機半導体層1上に設けられている。有機半導体層1は、この実施形態では、外部からの光照射を受けて電子および正孔の対を生成する有機半導体感光層として用いられる。
このような光センサ70を複数個用い、図6に示すように、基板2上に検出画素としての複数の光センサ70をマトリクス配列することによって、2次元画像を検出するための撮像装置80を構成することができる。
1A 有機半導体層
1B 有機半導体層
2 基板
5 正孔側ゲート電極
6 電子側ゲート電極
7 ゲート絶縁膜
8 正孔注入電極
9 電子注入電極
8A 正側(P側)電極
9A 負側(N側)電極
10,10A,10B 有機半導体装置
11 バイアス電圧印加回路
12 ゲート制御回路
15 正孔側チャネル
16 電子側チャネル
21 P型有機半導体層
22 N型型有機半導体層
30 接合部
31 P型有機半導体層
32 N型有機半導体層
51 走査線駆動回路
52 データ線駆動回路
53 コントローラ
60 表示装置
70 光センサ
71 増幅回路
80 撮像装置
C キャパシタ
G1 ゲート
G2 ゲート
LD1,LD2,LD3 データ線
LS1,LS2,LD3 走査線
P11,P12,P21,P22 画素
Ts 選択トランジスタ
Vd バイアス電圧
Vgn 制御電圧
Vgp 制御電圧
Claims (11)
- 電子および正孔が移動可能なバイポーラ性の有機半導体層と、
この有機半導体層との間で正孔を授受する正孔授受電極と、
この正孔授受電極との間に所定の間隔を開けて設けられ、上記有機半導体層との間で電子を授受する電子授受電極と、
絶縁層を挟んで上記有機半導体層の上記正孔授受電極寄りの領域に対向し、上記有機半導体層内における正孔の分布を制御する正孔側ゲート電極と、
絶縁層を挟んで上記有機半導体層の上記電子授受電極寄りの領域に対向し、上記有機半導体層内における電子の分布を制御する電子側ゲート電極とを含むことを特徴とする有機半導体装置。 - 上記有機半導体層は、バイポーラ性有機半導体材料からなっていることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。
- 上記有機半導体層は、N型有機半導体層とP型有機半導体層とを積層した積層構造膜であることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。
- 上記有機半導体層は、上記正孔授受電極と上記電子授受電極との間の位置に接合部を有するN型有機半導体層およびP型有機半導体層を含む接合膜構造を有していることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。
- 上記有機半導体層は、N型有機半導体材料およびP型有機半導体材料の混合物からなっていることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。
- 上記正孔授受電極は、上記有機半導体層に正孔を注入する正孔注入電極であり、
上記電子授受電極は、上記有機半導体層に電子を注入する電子注入電極であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機半導体装置。 - 上記有機半導体層は、層内における正孔および電子の再結合による発光を生じる有機半導体発光層であることを特徴とする請求項6記載の有機半導体装置。
- 上記正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極に対して独立に制御電圧を与える制御回路をさらに含むことを特徴とする請求項6または7記載の有機半導体装置。
- 請求項6ないし8のいずれかに記載の有機半導体装置を基板に上に複数個配列して構成される表示装置。
- 上記有機半導体層は、外部からの光照射を受けて電子および正孔の対を生じさせる有機半導体感光層であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機半導体装置。
- 請求項10記載の有機半導体装置を基板上に複数個配列して構成される撮像装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004013529A JP4530334B2 (ja) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 |
CNB2005800026960A CN100531502C (zh) | 2004-01-21 | 2005-01-20 | 有机半导体装置、及使用该装置的显示装置和摄像装置 |
US10/586,538 US7868319B2 (en) | 2004-01-21 | 2005-01-20 | Organic semiconductor device, display using same, and imager |
KR1020067014775A KR20070015511A (ko) | 2004-01-21 | 2005-01-20 | 유기 반도체 장치, 및 그것을 이용한 표시 장치 및 촬상장치 |
EP05704137A EP1718126A1 (en) | 2004-01-21 | 2005-01-20 | Organic semiconductor device, display using same, and imager |
PCT/JP2005/001027 WO2005072018A1 (ja) | 2004-01-21 | 2005-01-20 | 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 |
TW094101849A TW200541398A (en) | 2004-01-21 | 2005-01-21 | Organic semiconductor device, display using same, and imager |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004013529A JP4530334B2 (ja) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005209455A JP2005209455A (ja) | 2005-08-04 |
JP4530334B2 true JP4530334B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=34805388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004013529A Expired - Fee Related JP4530334B2 (ja) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7868319B2 (ja) |
EP (1) | EP1718126A1 (ja) |
JP (1) | JP4530334B2 (ja) |
KR (1) | KR20070015511A (ja) |
CN (1) | CN100531502C (ja) |
TW (1) | TW200541398A (ja) |
WO (1) | WO2005072018A1 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4473222B2 (ja) * | 2004-02-16 | 2010-06-02 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 発光型トランジスタ |
WO2006025275A1 (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Kyoto University | 有機半導体発光装置およびそれを用いた表示装置 |
JP4972727B2 (ja) * | 2005-07-20 | 2012-07-11 | 日本電信電話株式会社 | 有機半導体発光素子およびそれを用いた表示装置、ならびに有機半導体発光素子の製造方法 |
JP4972728B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2012-07-11 | 日本電信電話株式会社 | 有機材料層形成方法 |
JP4914597B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2012-04-11 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子及び撮像素子、並びに、これらに電場を印加する方法 |
US8247801B2 (en) * | 2006-03-31 | 2012-08-21 | Imec | Organic semi-conductor photo-detecting device |
US8232561B2 (en) * | 2006-06-29 | 2012-07-31 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Nanotube enabled, gate-voltage controlled light emitting diodes |
US8129714B2 (en) | 2007-02-16 | 2012-03-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Semiconductor, semiconductor device, complementary transistor circuit device |
JP5465825B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2014-04-09 | 出光興産株式会社 | 半導体装置、半導体装置の製造方法及び表示装置 |
TWI371123B (en) * | 2007-05-11 | 2012-08-21 | Chi Mei El Corp | Semiconductor element, and display pixel and display panel using the same |
KR20100057074A (ko) * | 2007-09-26 | 2010-05-28 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 유기 박막 트랜지스터 |
JP5403518B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2014-01-29 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | 発光デバイスの駆動方法及び駆動装置 |
JP5786230B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2015-09-30 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | 有機積層体を含む発光トランジスタ |
JP2011192929A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Ricoh Co Ltd | 半導体位置検出器および光センサー |
ITMI20111446A1 (it) | 2011-07-29 | 2013-01-30 | E T C Srl | Transistor organico elettroluminescente |
ITMI20111447A1 (it) | 2011-07-29 | 2013-01-30 | E T C Srl | Transistor organico elettroluminescente |
US8901547B2 (en) * | 2012-08-25 | 2014-12-02 | Polyera Corporation | Stacked structure organic light-emitting transistors |
KR101994332B1 (ko) * | 2012-10-30 | 2019-07-01 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치 |
US10089930B2 (en) | 2012-11-05 | 2018-10-02 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Brightness compensation in a display |
KR102033097B1 (ko) * | 2012-11-05 | 2019-10-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 트랜지스터 및 유기 발광 표시 장치 |
EP3021373A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-18 | E.T.C. S.r.l. | Display containing improved pixel architectures |
KR102294724B1 (ko) * | 2014-12-02 | 2021-08-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치 |
JP2019154057A (ja) * | 2019-04-26 | 2019-09-12 | 株式会社ニコン | 撮像素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06168785A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 有機電界発光素子 |
JP2003282256A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Sangaku Renkei Kiko Kyushu:Kk | 有機薄膜発光トランジスタ及びそれを用いた発光輝度制御方法 |
JP2004212949A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-29 | Sharp Corp | 能動素子およびそれを備えた発光素子ならびに表示装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5085946A (en) | 1989-01-13 | 1992-02-04 | Ricoh Company, Ltd. | Electroluminescence device |
JP2869446B2 (ja) | 1989-01-13 | 1999-03-10 | 株式会社リコー | 電界発光素子 |
JPH05315078A (ja) | 1992-05-13 | 1993-11-26 | Fuji Electric Co Ltd | 有機薄膜発光素子 |
JP2003282884A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Kansai Tlo Kk | サイドゲート型有機fet及び有機el |
-
2004
- 2004-01-21 JP JP2004013529A patent/JP4530334B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-01-20 US US10/586,538 patent/US7868319B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-20 WO PCT/JP2005/001027 patent/WO2005072018A1/ja active Application Filing
- 2005-01-20 CN CNB2005800026960A patent/CN100531502C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-20 KR KR1020067014775A patent/KR20070015511A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-01-20 EP EP05704137A patent/EP1718126A1/en not_active Withdrawn
- 2005-01-21 TW TW094101849A patent/TW200541398A/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06168785A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 有機電界発光素子 |
JP2003282256A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Sangaku Renkei Kiko Kyushu:Kk | 有機薄膜発光トランジスタ及びそれを用いた発光輝度制御方法 |
JP2004212949A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-29 | Sharp Corp | 能動素子およびそれを備えた発光素子ならびに表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200541398A (en) | 2005-12-16 |
US20090212281A1 (en) | 2009-08-27 |
EP1718126A1 (en) | 2006-11-02 |
JP2005209455A (ja) | 2005-08-04 |
WO2005072018A1 (ja) | 2005-08-04 |
US7868319B2 (en) | 2011-01-11 |
CN1910962A (zh) | 2007-02-07 |
CN100531502C (zh) | 2009-08-19 |
KR20070015511A (ko) | 2007-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4530334B2 (ja) | 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 | |
JP4967143B2 (ja) | 有機半導体発光装置およびそれを用いた表示装置 | |
JP4972730B2 (ja) | 有機半導体発光装置およびそれを用いた表示装置 | |
US7667385B2 (en) | Organic thin film transistor and organic electroluminescent device using the same | |
JP3850005B2 (ja) | スイッチング素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子表示装置 | |
JP2005340771A (ja) | 薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタの製造方法、該薄膜トランジスタを具備した平板表示装置、及び該平板表示装置の製造方法 | |
CN111613639A (zh) | 包括电致发光元件的显示装置 | |
US20070090351A1 (en) | Organic thin film transistor and flat panel display device having the same | |
JP2003282884A (ja) | サイドゲート型有機fet及び有機el | |
JP4972727B2 (ja) | 有機半導体発光素子およびそれを用いた表示装置、ならびに有機半導体発光素子の製造方法 | |
US10886494B2 (en) | Display element | |
US8053766B2 (en) | Semiconductor element, and display pixel and display panel using the same | |
KR100615199B1 (ko) | 유기 전계 발광 표시장치 | |
KR102450068B1 (ko) | 플렉시블 전계발광 표시장치 | |
KR100696525B1 (ko) | 평판표시장치 | |
KR100730181B1 (ko) | 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 평판 디스플레이장치 | |
US20230215385A1 (en) | Organic light emitting display device | |
KR100603329B1 (ko) | 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 평판표시장치 | |
KR100730180B1 (ko) | 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 평판 디스플레이장치 | |
KR100647691B1 (ko) | 평판 디스플레이 장치 | |
WO2006054568A1 (ja) | 有機半導体回路及びその駆動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070115 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070115 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070115 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071206 |
|
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: 20100506 |
|
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: 20100604 |
|
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: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |