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
【課題】縦型の有機発光トランジスタ素子において、陽極と陰極との間の電流制御を容易にした有機発光トランジスタ素子を提供する。
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関し、更に詳しくは、縦型の有機発光トランジスタ素子において、陽極と陰極との間の電流制御を容易にした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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Organic Electroluminesence)素子は、素子構造が単純で、薄型・軽量・大面積・低コストな次世代ディスプレイの発光素子として期待されており、近年その研究が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を駆動するための駆動方式としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリックス方式の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）が動作速度や消費電力の点で有効と考えられている。一方、薄膜トランジスタを構成する半導体材料については、シリコン半導体や化合物半導体等の無機半導体材料についての研究のほか、近年、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）についての研究が盛んに行われている。こうした有機半導体材料は次世代の半導体材料として期待されているが、無機半導体材料に比べて電荷移動度が低く抵抗が高いという問題点がある。
【０００４】
一方、電界効果型トランジスタについて、その構造を縦型にした縦型ＦＥＴ構造の静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ：Static Induction Transistor)は、トランジスタのチャネル幅を短くできること、表面の電極全体を有効利用できるために高速応答や大電力化が可能となること、さらに、界面の影響が受け難くなること等のメリットがある。
【０００５】
近年、静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ）が備える前記の特長を活かし、このＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの開発が検討されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１，２を参照）。図１８は、非特許文献１に記載の、ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。この有機発光トランジスタ１０１は、図１８に示すように、ガラス基板１０２上に、透明導電膜からなるソース電極１０３、スリット状のゲート電極１０５が埋め込まれた正孔輸送層１０４、発光層１０６、ドレイン電極１０７がこの順に設けられた縦型ＦＥＴ構造をなしている。この複合型の有機発光トランジスタ１０１は、正孔輸送層１０４の内部にスリット状のショットキーゲート電極１０５を埋め込んだ構造であり、正孔輸送層１０４とゲート電極１０５とがショットキー接合し、これにより正孔輸送層１０４に空乏層が形成される。この空乏層の広がりはゲート電圧によって変化するので、そのゲート電圧（ソース電極１０３とゲート電極１０５との間に印加する電圧）を変化させてチャネル幅を制御し、ソース電極１０３とドレイン電極１０７との間の印加電圧を制御して電荷の発生量を変化させている。
【０００６】
また、図１９は、特許文献２に記載の、ＦＥＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。この有機発光トランジスタ１１１は、図１９に示すように、基体１１２上に、補助電極１１３と絶縁層１１８が積層され、その絶縁層１１８上に陽極１１５が形成され、その絶縁層上にその陽極１１５を覆うように発光材料層１１６が形成され、その上に陰極１１７が形成されている。陽極１１５上には、正孔を陽極１１５から発光材料層１１６に通過させるが、電子が発光材料層１１６から陽極１１５に通過するのを防ぐための陽極バッファ層１１９が形成されている。この有機発光トランジスタ１１１においても、補助電極１１３と陽極１１５との間の印加電圧を変化させてチャネル幅を制御し、陽極１１５と陰極１１７との間の印加電圧を制御して電荷の発生量を変化させている。
【非特許文献１】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）
【特許文献１】特開２００３−３２４２０３号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００２−３４３５７８号公報（図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した非特許文献１及び特許文献１，２に記載のＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合化させた有機発光トランジスタでは、例えば図１９で説明すれば、陽極１１５と陰極１１７との間に一定電圧（−Ｖｄ１＜０）を印加すると、陰極１１７に対向する陽極１１５面で多くの正孔が発生し、その正孔が陰極１１７に向かう電荷（正孔）の流れが起こる。この際、より大きな電荷の流れを得るため（すなわち、より大きな輝度を得るため）、Ｖｄ＝−Ｖｄ２≪−Ｖｄ１なる電圧を陽極１１５と陰極１１７との間に印加すると、補助電極１１３と陽極１１５との間の印加電圧（Ｖｇ）を制御しても、陽極１１５と陰極１１７との間の電荷の発生とその流れが支配的になり、電荷発生量を制御できず発光量の制御が難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、縦型の有機発光トランジスタ素子において、陽極と陰極との間の電流制御を容易にした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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の有機発光トランジスタ素子は、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。
【００１０】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加されると共に補助電極と第１電極との間に可変電圧が印加されて発光量の制御が行われる。この発明によれば、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電荷注入抑制層が設けられているので、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加された場合、第１電極の上面及び輪郭縁での電荷（正孔又は電子）の発生を抑制できると共に、第２電極に向かう電荷の流れを抑制できる。第１電極で発生する電荷は電荷注入抑制層が設けられていない小面積の端面で発生し、発生した電荷はその端部に接する電荷注入層に効率的に注入されて第２電極に向かうことになり、かつ、第１電極のエッジ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置するので、第１電極と電荷注入抑制層とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極と第１電極との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。その結果、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性を向上させることができ、発光量の制御が容易になる。
【００１１】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、前記電荷注入層が、塗布型の電荷注入材料からなることが好ましい。この発明によれば、電荷注入層を塗布型の電荷注入材料で形成するので、成膜時において、流動性のある塗布型材料が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する第１電極のエッジ部にまで容易に至る。その結果、第１電極のエッヂ部で発生した電荷はそのエッヂ部に接する電荷注入層に効率的に注入される。
【００１２】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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し、好ましくは前記第１電極の厚さと略同じ又は前記第１電極と前記絶縁層の合計厚さと略同じとする。この発明によれば、電荷注入層の厚さを前記第１電極の厚さ以上の厚さにしたので、少なくとも第１電極のエッヂ部が電荷注入層に接しているように構成できると共に、例えば第１電極と電荷注入抑制層とからなる積層構造体同士の間に発光層を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００１３】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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ようにしてもよい。この発明によれば、絶縁膜と、第１電極及び電荷注入層との間に、さらに電荷注入層を設けたので、第１電極の絶縁膜側の面でも電荷を発生させることができる。こうして発生した電荷も、補助電極と第１電極との間に印加される電圧により制御され、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００１４】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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を設けてもよい。この発明によれば、第１電極に接して設けられる電荷注入層と同様に、第２電極の発光層側にも電荷注入層を設けて発光層への電荷注入を容易にすることができる。
【００１５】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、前記発光層と前記電荷注入層との間に、電荷輸送層を設けてもよい。この発明によれば、電荷輸送層を設けて電荷輸送性能を向上させることができる。
【００１６】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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。この発明によれば、第２電極に対向する第１電極面上に当該第１電極よりも平面視で大きな形状で形成された電荷注入抑制層が絶縁材料からなる層（好ましくは感光性レジスト膜）であるので、第１電極上に容易に形成できると共に、寸法精度よく形成できるという利点がある。
【００１７】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、(i)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、又は、(ii)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、の何れかの形態で構成される。この発明によれば、第１電極と第２電極とが何れの極性を持つものであっても、上記のように、補助電極と第１電極との間に印加する電圧（ゲート電圧）を制御して電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００１８】
本発明の有機発光トランジスタは、上記本発明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。
【００１９】
この発明によれば、上記第１電圧供給手段と上記第２電圧供給手段とを有するので、第１電極と第２電極との間に一定電圧を印加すると共に第１電極と補助電極との間に可変電圧を印加することができる。その結果、制御された電圧により電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００２０】
本発明の発光表示装置は、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、上記本発明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。
【００２１】
本発明の第１態様に係る有機発光トランジスタ素子の製造方法は、上記本発明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。
【００２２】
本発明の第２態様に係る有機発光トランジスタ素子の製造方法は、上記本発明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。
【００２３】
上記第１及び第２態様の発明によれば、第１電極のエッヂ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する形態を、第１態様の発明では、所定の大きさからなる電荷注入抑制層を形成した後に第１電極をオーバーエッチングすることにより形成し、第２態様の発明では、所定形状に形成した第１電極間に電荷注入層を設けた後、第１電極上及び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て形成するので、いずれにおいても、より効率的な製造が可能となる。
【００２４】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法において、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ようにしてもよい。
【００２５】
本発明の有機トランジスタは、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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の有機発光トランジスタ素子及び有機発光トランジスタによれば、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加された場合、第１電極で発生する電荷は電荷注入抑制層が設けられていない小面積の両端面で発生し、発生した電荷はその端部に接する電荷注入層に効率的に注入されて第２電極に向かうことになり、かつ、第１電極のエッジ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも上記範囲で内側に位置するので、第１電極と電荷注入抑制層とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極と第１電極との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。その結果、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性を向上させることができ、発光量の制御が容易になる。
【００２７】
また、本発明の発光表示装置によれば、発光量の制御が容易で、輝度調整が容易な高性能の発光表示装置を提供できる。
【００２８】
また、本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法によれば、第１電極のエッヂ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する形態を、(1)所定の大きさからなる電荷注入抑制層を形成した後に第１電極をオーバーエッチングすることにより形成し、又は、(2)所定形状に形成した第１電極間に電荷注入層を設けた後、第１電極上及び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で電荷注入抑制層を設けて形成するので、そのいずれにおいても、より効率的な製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の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について図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１〜図７は、本発明の有機発光トランジスタ素子の構成例を示す模式断面図である。本発明の有機発光トランジスタ素子は、有機ＥＬ素子構造と縦型ＦＥＴ構造とを有する電界効果型の有機発光トランジスタ素子であり、例えば図１を参照すれば、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４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とを少なくとも有している。なお、本願では、電荷注入層１２と発光層１１とを有し、必要に応じて電荷輸送層をも有する層を、有機層６ということがある。
【００３１】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接する構造であり、具体的には図１に示すように、電荷注入層１２と第１電極４のエッヂ部４ａとが接触しており、第１電極４と補助電極２との間に印加されるゲート電圧ＶＧによって電荷（正孔又は電子）が発生し、その電荷は、第１電極４と第２電極７との間に印加されるドレイン電圧ＶＤによって第１電極４から第２電極７に向かって運ばれる。本発明においては、第１電極４と第２電極７との間に一定の電界（ドレイン電圧ＶＤ）を印加すると共に、補助電極２と第１電極４との間に印加する電界（ゲート電圧ＶＧ）を可変させることにより、電荷の発生量が制御され、その結果、その電荷が発光層１１に運ばれ、第２電極７から供給された電荷と再結合して発光する発光量が制御される。
【００３２】
こうした制御は、第１電極４上に電荷注入抑制層５を設けたことにより実現し、図２に示すように、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）を印加した場合、第１電極４の上面で発生して第２電極７に向かう電荷の流れが電荷注入抑制層５の存在により抑制される。その結果、電荷は電荷注入抑制層５で覆われていない小面積のエッヂ部４ａ（端部）で発生して第２電極７に向かうことになるので、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）が印加された場合での第１電極−第２電極間の電流値を抑制できる。その結果、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧（ゲート電圧ＶＧ）を制御して電荷の発生をアシストすることにより、第１電極４での電荷の発生量を制御して発光量を制御することができる。
【００３３】
特に本発明では、図１〜図８に示すように、第１電極４上に、当該第１電極４よりも平面視で大きな形状で電荷注入抑制層５が設けられている。こうした形態からなる電荷注入抑制層５は、第１電極４のエッジ部４ａを電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置させるので、第１電極４と第２電極７との間に一定電圧が印加された場合、第１電極４の上面及び輪郭縁での電荷（正孔又は電子）の発生を抑制することができる。その結果、第１電極４と電荷注入抑制層５とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。
【００３４】
図１に示すように、電荷注入抑制層５の幅をｄ１とし、第１電極４の幅をｄ２とし、電荷注入抑制層５のエッヂ部と第１電極４のエッジ部４ａとの差をｄ３，ｄ４とすると、ｄ２＜ｄ１であり、かつ、第１電極４のエッジ部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ことが好ましい。第１電極４のエッジ部４ａの位置は、電荷注入抑制層５のエッヂ部との差（ｄ３、ｄ４）で表される。その差（ｄ３，ｄ４）が極めて小さく、第１電極４と電荷注入抑制層５とが平面視で実質的に同じ大きさである場合には、第１電極４のエッヂ部４ａの輪郭縁で電荷（正孔又は電子）の発生が起こることがあり、その場合、その発生電荷が補助電極２と第１電極４との間に印加される電圧の影響を受け易く、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性がやや損なわれるおそれがある。一方、その差（ｄ３，ｄ４）はかなり大きくてもよく、そうした形態自体の作製が難しくならない程度の大きさであればよい。
【００３５】
なお、第１電極４と電荷注入抑制層５との形態は、図６及び図７に示す形態となる場合がある。図６及び図７は図１等に示す例とは異なり、隣り合う第１電極間に電荷注入層１２が設けられている側では、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ように構成されている。一方、その反対側のエッヂ部は、図６では電荷注入抑制層５が第１電極４を覆うように設けられており、図７では第１電極４が絶縁膜３上に引き出された形態になっている（例えば、図１１及び図１２の櫛形電極の上端部分又は下端部分を参照）。他方、図１等で示される形態は、第１電極４の両側のエッヂ部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ように構成されているが、これは、通常、その両側のエッヂ部４ａが、電荷注入層１２に接する形態になっている場合である（例えば、図１１及び図１２の櫛形電極の中央部分を参照）。
【００３６】
本発明では、第１電極４を陽極とし、第２電極７を陰極として構成してもよいし、第１電極４を陰極とし、第２電極７を陽極として構成してもよい。第１電極４と第２電極７とが何れの極性を持つものであっても、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧を制御して電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。なお、第１電極４が陽極で第２電極７が陰極である場合には、第１電極４に接する電荷注入層は正孔注入層であり、第２電極７の接する側に電荷注入層１４が設けられる場合（図６を参照）にはその電荷注入層１４は電子注入層である。一方、第１電極４が陰極で第２電極７が陽極である場合には、第１電極４に接する電荷注入層は電子注入層であり、第２電極７の接する側に電荷注入層１４が設けられる場合（図６を参照）にはその電荷注入層１４は正孔注入層である。
【００３７】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極４が絶縁膜３上に形成され、第１電極４上の電荷注入抑制層５が第１電極４よりも平面視で大きく形成され、且つ第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接するように構成された形態を有するものであれば、電荷注入層１２と発光層１１とを少なくとも有する有機層６については、図１〜図７に示すような各種の態様を例示できると共に、図１〜図７に示す層構成を適宜組み合わせて種々の形態からなる有機発光トランジスタ素子を構成できる。
【００３８】
まず、電荷注入層１２と発光層１１とを有する有機層６の構造形態については、例えば、(i)図１に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１以上で且つ第１電極４と電荷注入抑制層５の合計厚さＴ２以上の厚さＴ３で形成してもよいし、(ii)図３（Ａ)に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１とほぼ同じ厚さＴ３で形成してもよいし、(iii)図３（Ｂ)に示すように、電荷注入層１２を第１電極４と電荷注入抑制層５の合計厚さＴ２とほぼ同じ厚さＴ３で形成してもよい。これらの形態からなる有機層６は、少なくとも第１電極４のエッヂ部４ａを電荷注入層１２に接するように構成できる。
【００３９】
また、例えば、図３（Ｃ）に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１とほぼ同じ厚さで形成すると共に、その電荷注入層１２上に形成する発光層１１を電荷注入抑制層５の上面とほぼ同じ高さとなる厚さで形成してもよい。この図３（Ｃ）の形態の有機発光トランジスタ素子２０Ｃは、少なくとも第１電極４のエッヂ部４ａを電荷注入層１２に接するように構成できると共に、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体同士の間に発光層１１を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００４０】
また、有機層の積層形態については、例えば、図１〜図３に示すように、絶縁膜３側から電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成された２層構造や、図４及び図５に示すように、絶縁膜３側から電荷注入層１２’と電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成された３層構造や、図６に示すように、絶縁層３側から電荷注入層１２と発光層１１と電荷注入層１４とがその順で形成された３層構造や、図７に示すように、絶縁層３側から電荷注入層１２と電荷輸送層１３と発光層１１とがその順で形成された３層構造等を例示できる。なお、有機層の構成はこれらに限定されず、さらに必要に応じて、電荷輸送層等を設けたものであってもよいし、発光層１１中に電荷注入材料や電荷入層材料を含有させて同様の機能を持たせた単層構造からなるものであってもよい。
【００４１】
なお、図４及び図５では、上述したように、絶縁膜３側から電荷注入層１２’と電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成されているが、この形態の有機発光トランジスタ素子３０，４０は、図１〜図３に示す絶縁膜３と、第１電極４及び電荷注入層１２との間に、電荷注入層１２と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層１２’が設けられているように構成したものである。こうした形態からなる有機発光トランジスタ素子３０，４０は、電荷注入層１２’がさらに設けられているので、第１電極４の絶縁膜３側の面でも電荷を発生させることができ、その発生電荷も、補助電極２と第１電極４との間に印加される電圧により制御され、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００４２】
こうした本発明の有機発光トランジスタ素子は、トップエミッション型の発光トランジスタ素子であってもよいし、ボトムエミッション型の発光トランジスタ素子であってもよく、いずれの形態にするかによって、構成される層の光透過性が設計される。なお、本願で示す有機発光トランジスタ素子の断面構成図は、有機発光トランジスタの一画素（一ピクセル）を示している。したがって、この画素毎に所定の発光色を発光する発光層を形成することにより、カラーディスプレイ等の発光表示装置を形成することができる。
【００４３】
なお、図８に示すように、本発明の特徴部分を有機トランジスタ素子に適用することも可能である。この有機トランジスタ素子７０のように、第２電極７に対向する第１電極４上面に電荷注入抑制層５を形成し、且つ第１電極４上の電荷注入抑制層５を第１電極４よりも平面視で大きく形成することにより、有機半導体層１５（電荷注入層又は電荷輸送層）に流れる電荷量を制御することができる。
【００４４】
（有機発光トランジスタ素子の構成）
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。
【００４５】
基板１は、特に限定されるものではなく、積層する各層の材質等により適宜決めることができ、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英又は樹脂等の各種の材料からなるものを用いることができる。光を基板側から出射させるボトムエミッション構造の有機発光トランジスタ素子の場合には、透明又は半透明になる材料で基板が形成されることが好ましいが、光を第２電極７側から出射させるトップエミッション構造の有機発光トランジスタ素子の場合には、必ずしも透明又は半透明になる材料を用いる必要はなく、不透明材料で基板を形成してもよい。
【００４６】
特に好ましくは、有機ＥＬ素子の基板として一般的に用いられている各種のものを用いることができ、例えば、用途に応じてフレキシブルな材質や硬質な材質等からなるものが選択される。具体的には、例えば、ガラス、石英、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の材質からなる基板を挙げることができる。基板１の形状としては、枚葉状でも連続状でもよく、具体的な形状としては、例えばカード状、フィルム状、ディスク状、チップ状等を挙げることができる。
【００４７】
本発明を構成する電極としては、補助電極２、第１電極４及び第２電極７がある。これら各電極の電極材料としては、金属、導電性酸化物、導電性高分子等の材料が用いられる。第１電極４は絶縁膜３上に所定の大きさで設けられる。その所定の大きさは特に限定されないが、例えば後述する図１１に示すように、ライン幅が１〜５００μｍ程度でラインピッチが１〜５００μｍ程度の櫛形の第１電極４（図１１中では、積層構造体８で表している）や、例えば後述する図１２に示すように、格子幅が１〜５００μｍ程度で格子ピッチが１〜５００μｍ程度の格子形の第１電極４（図１２中では、Ｘ方向の積層構造体８ｘとＹ方向の積層構造体８ｙで表している）を一例として挙げることができる。なお、第１電極４の形状は、櫛形や格子状に限定されず、菱形や円形等の各種の形状で形成できるし、その線幅やピッチも特に限定されず、また、各線幅やピッチがそれぞれ同じ幅でなくてもよい。
【００４８】
補助電極２の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、金、クロムのような仕事関数の大きな金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙げることができる。この補助電極２は基板１上に設けられるが、基板１と補助電極２との間にはバリア層や平滑層等が設けられていてもよい。
【００４９】
また、第１電極４又は第２電極７を陰極とする場合の形成材料としては、アルミ、銀等の単体金属、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類、ＬｉＦ等のアルカリ金属類の合金のような仕事関数の小さな金属等を挙げることができる。
【００５０】
また、第１電極４又は第２電極７を陽極とする場合の形成材料としては、その陽極と接する有機層（電荷注入層又は発光層）の構成材料とオーミック接触を形成する金属であって補助電極２や上記陰極に用いられる電極材料と同様の電極材料を挙げることができるが、好ましくは金、クロムのような仕事関数の大きな金属材料や、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子が挙げられる。
【００５１】
補助電極２、第１電極４及び第２電極７のそれぞれは、上記の電極材料で形成された単層構造の電極であってもよいし、複数の電極材料で形成された積層構造の電極であってもよい。これらの各電極の厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００５２】
有機発光トランジスタ素子がボトムエミッション構造である場合には、発光層１１よりも下側に位置する電極は、透明又は半透明になっていることが好ましく、トップエミッション構造である場合には、発光層１１よりも上側に位置する電極は、透明又は半透明になっていることが好ましい。透明材料としては、上記の透明導電膜、金属薄膜、導電性高分子膜を用いることができる。なお、下側、上側とは、本発明で示す図を平面視したときの形態について、その上下方向における下側、上側を意味している。
【００５３】
上記の各電極は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空プロセス又は塗布により形成され、その膜厚は使用する材料等によっても異なるが、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。なお、発光層１１や電荷注入層１２等の有機層上に電極を成膜する場合は、電極成膜時にその有機層に加わるダメージを軽減するための保護層（図示しない）を有機層上に設けてもよい。保護層は、電極をスパッタリング法等で有機層上に成膜する場合に電極形成前に予め設けられるものであり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の半透明膜やＺｎＳ、ＺｎＳｅ等の無機半導体膜等の蒸着膜又はスパッタ膜のように、成膜時にダメージを与え難いものが１〜５００ｎｍ程度の厚さで予め成膜されることが好ましい。
【００５４】
絶縁膜３は、補助電極２上に設けられるものであり、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａ１２Ｏ３等の無機材料や、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等の有機材料や、一般的に使用されている市販のレジスト材料で形成できる。この絶縁膜３は、上記の材料で形成された単層構造の絶縁膜であってもよいし、複数の材料で形成された積層構造の絶縁膜であってもよい。
【００５５】
特に本発明においては、製造コストや製造容易性の観点から、一般的に使用されているレジスト材料を好ましく用いることができ、スクリーン印刷法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、転写法、インクジェット法等やフォトリソグラフ法により所定のパターンに形成できる。なお、上記の無機材料からなる絶縁膜３については、ＣＶＤ法等の既存パターンプロセスを用いて形成できる。絶縁膜３の厚さは薄いほど好ましいが、薄すぎると補助電極２と第１電極４との間の漏れ電流が大きくなり易いので、通常、０．００１〜５．０μｍ程度であることが好ましい。
【００５６】
なお、有機発光トランジスタ素子がボトムエミッション構造である場合には、この絶縁層３は発光層１１よりも下側に位置するので、透明又は半透明になっていることが好ましく、トップエミッション構造である場合には、透明又は半透明の必要はない。
【００５７】
電荷注入抑制層５は、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形成される。そして、この電荷注入抑制層５は、第２電極７に対向する第１電極４上面で発生して第２電極７に向かう電荷（正孔又は電子。以下同じ。）の流れを抑制するように作用する。本発明では、この電荷注入抑制層５を第２電極７の対向面である第１電極４上面に設け、しかも、その大きさを第１電極４よりも平面視で大きな形状で形成したので、第１電極４と第２電極７との間に一定電圧を印加した場合に第１電極４で発生する電荷を、電荷注入抑制層５が設けられていない小面積のエッヂ部４ａで発生させることができる。なお、本願でいう「同じ大きさ」とは、大きさが厳密に一致する場合を含むほか、前記作用効果が共通する程度の大きさまで含む意味で用いている。第１電極４のエッヂ部４ａでの電荷発生量は、補助電極２と第１電極４との間に印加されるゲート電圧ＶＧで制御され、発生した電荷は、第１電極４と第２電極７との間に印加されたドレイン電圧ＶＤにより第２電極７に向かう。本発明では、補助電極２と第１電極４との間に印加するゲート電圧ＶＧを制御することにより、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００５８】
電荷注入抑制層５は、上記作用を奏すれば各種の形成材料で形成することができる。電荷注入抑制層５としては、絶縁性の無機膜や有機膜を例示でき、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａ１２Ｏ３等の無機絶縁材料で形成したものであってもよいし、一般的な有機絶縁材料、例えば、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等の有機絶縁材料で形成したものであってもよい。また、この電荷注入抑制層５は、上記の材料で形成された単層構造の電荷注入抑制層であってもよいし、複数の材料で形成された積層構造の電荷注入抑制層であってもよい。電荷注入抑制層５は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空プロセス又は塗布により形成され、その膜厚は使用する材料等によっても異なるが、例えば０．００１μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００５９】
本願では、電荷注入抑制層５として、入手が容易で、成膜や精度のよいパターニングが容易な絶縁材料からなる層とすることが好ましく、特にレジスト膜とすることが好ましい。レジスト膜であれば、ポジ型でもネガ型でも構わない。電荷注入抑制層５の形成材料としてレジストを用いた場合には、所定寸法（厚さ、大きさ）のレジスト膜を容易且つ精度よく形成できるという利点がある。
【００６０】
この電荷注入抑制層５は、少なくとも、第２電極７に対向する第１電極４上面にその第１電極４よりも平面視で大きな形状で設けられ、且つ、第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接するように構成される。このように電荷注入抑制層５を形成することにより、第２電極７に対向する第１電極４面では電荷は発生せず、小面積のエッヂ部４ａで電荷が発生する。その結果、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧（ゲート電圧）を制御することにより、電荷量（正孔発生量）を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００６１】
有機層６は、上述したように、少なくとも電荷注入層１２と発光層１１とを有し、必要に応じて電荷輸送層等を加えたもの、又は、電荷注入物質を含む発光層１１を有するものであれば特に限定されず、上述した各種の形態を例示できる。有機層を構成する各層は、素子の構成や構成材料の種類等に応じ、適切な厚さ（例えば０．１ｎｍ〜１μｍの範囲内）で形成される。なお、有機層を構成する各層の厚さが厚すぎる場合には、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になって発光効率が悪くなることがあり、各層の厚さが薄すぎる場合には、ピンホール等が発生して電界を印加しても十分な輝度が得られないことがある。
【００６２】
発光層１１の形成材料としては、有機ＥＬ素子の発光層として一般的に用いられている材料であれば特に限定されず、例えば色素系発光材料、金属錯体系発光材料、高分子系発光材料等を挙げることができる。
【００６３】
色素系発光材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。また、金属錯体系発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等、又はＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。また、高分子系発光材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、及びそれらの共重合体等を挙げることができる。
【００６４】
発光層１１中には、発光効率の向上や発光波長を変化させる等の目的でドーピング剤等の添加剤を添加するようにしてもよい。ドーピング剤としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【００６５】
電荷注入層１２の形成材料としては、例えば、発光層１１の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ポリアセン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの誘導体等を挙げることができる。特に、電荷注入層１２の形成材料が、塗布型材料であることが好ましい。流動性のある塗布型材料は、高分子材料、低分子材料、デンドリマー等、塗布することができる材料であれば特に限定されないが、成膜時において、電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置する第１電極４のエッジ部４ａにまで容易に至る材料であることが好ましい。その結果、第１電極４のエッヂ部４ａで発生した電荷がそのエッヂ部４ａに接する電荷注入層１２に効率的に注入されることになる。
【００６６】
また、第２電極７の発光層１１側には、第２電極用の電荷注入層１４（図６を参照）を設けてもよい。例えば第２電極７を陰極とした場合における電荷（電子）注入層１４の形成材料としては、発光層１１の発光材料に例示した化合物の他、アルミニウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、及びアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を挙げることができる。
【００６７】
第１電極４を陽極とした場合における電荷（正孔）輸送層１３（図７を参照）の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポリフィリン、オキサジアゾール、トリフェニルアミン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、ペンタセン、ポリチオフェン若しくはブタジエン、又はこれらの誘導体等、正孔輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。また、電荷輸送層１３の形成材料として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ４０８３、水溶液として市販。）等も使用することができる。電荷輸送層１３は、こうした化合物を含有した電荷輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの電荷輸送材料は、上記の発光層１１内に混ぜてもよいし、上記の電荷注入層１２内に混ぜてもよい。
【００６８】
また、図示しないが、電荷輸送層を発光層１１の第２電極７側に設けてもよい。例えば第２電極７を陰極とした場合における電荷（電子）輸送層の形成材料としては、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電子輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。電荷（電子）輸送層は、こうした化合物を含有した電荷輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの電荷輸送材料は、上記の発光層１１内に混ぜてもよいし、上記の電子注入層内に混ぜてもよい。
【００６９】
なお、上述した発光層１１、電荷注入層１２、電荷輸送層１３等からなる有機層中には、必要に応じてオリゴマー材料又はデンドリマー材料の発光材料若しくは電荷輸送注入材料を含有させてもよい。また、有機層を構成する各層は、真空蒸着法によって成膜するか、あるいは、それぞれの形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等することで形成される。
【００７０】
有機層６は、上述したような各種の積層態様に応じて、発光層形成材料、電荷注入層形成材料、電荷輸送層形成材料等を隔壁により区分けされた所定の位置に形成される。なお、隔壁（図示しない。）は、有機発光トランジスタの平面上に発光色毎に区分けする領域を形成するものである。隔壁材料としては、従来より隔壁材料として使用されている各種の材料、例えば、感光性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。隔壁の形成手段としては、採用される隔壁材料に適した手段で形成でき、例えば、厚膜印刷法を用いたり、感光性レジストを用いたパターニングにより形成することができる。
【００７１】
隔壁として、図３（Ｃ）に示すように、電荷注入抑制層５を第２電極７に接触するまで厚くしたものを利用することも可能である。例えば、図３（Ｃ）に示す形態からなる第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体を隔壁として用い、それ以外の第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体は、図３（Ａ）に示すように電荷注入抑制層５の厚さを薄くして形成すれば、その隔壁で囲まれた範囲に各色の有機ＥＬ発光層を設けた発光部とすることができる。
【００７２】
（有機発光トランジスタ素子の製造方法）
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。
【００７３】
この第１態様に係る製造方法では、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形態を、所定の大きさからなる電荷注入抑制層５を形成した後に層状の第１電極４’をオーバーエッチングすることにより形成する。そして、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を形成する。こうした製造方法は、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形態（すなわち第１電極４上に当該第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５が設けられた形態）を容易に実現することができると共に、電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置する隙間に、流動性を有した塗布型の電荷注入材料を容易に充填することができる。
【００７４】
なお、塗布型の電荷注入材料はインクジェット法等の塗布法により行うことができるので、従来の低分子の電荷注入材料の場合に行われる蒸着法に比べて、電荷注入層１２を容易且つ低コストで形成できる。また、層状の第１電極４’のオーバーエッチングは、第１電極４の材質に対応したエッチング液（ウェットプロセス）又はエッチングガス（ドライプロセス）で行われる。
【００７５】
また、上記の各工程のうち、図９（Ｂ）に示す第１電極４’上に電荷注入抑制層５を形成する工程では、電荷注入抑制層５の形成材料として、上述したような各種の形成材料を好ましく用いることができるが、電荷注入抑制層５の形成材料として感光性レジストを用いれば、通常の露光、現像等により所定の大きさの電荷注入抑制層５を容易且つ精度よく形成できるので好ましい。
【００７６】
図９では、図１に示す有機発光トランジスタ素子１０の製造方法について具体的に説明したが、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子についても同様に製造することができる。図３（Ａ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ａを製造する際には、塗布型の電荷注入材料を電荷注入層１２の厚さＴ３が第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極Ｔ１の厚さと略同じになるまで塗布して形成する。その後は、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上を一様に覆うように発光層１１を形成する。
【００７７】
また、図３（Ｂ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ｂを製造する際には、電荷注入層１２の厚さＴ３が、第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極４と絶縁層３の合計厚さＴ２と略同じになるまで、塗布型の電荷注入材料を塗布して形成する。その後は、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上を一様に覆うように発光層１１を形成する。
【００７８】
また、図３（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ｃを製造する際には、塗布型の電荷注入材料を電荷注入層１２の厚さＴ３が第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極４の厚さＴ１と略同じになるまで塗布して形成し、さらにその後、発光層１１が電荷注入抑制層５を超えず且つ略同じ面まで形成する。
【００７９】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子の製造方法においては、電荷注入材料と発光層形成材料の両方をインクジェット法等の塗布法により形成することが生産性の点で好ましく、電荷注入層１２を隣り合う第１電極４，４間に素子化できる。そのため、例えば図３（Ｃ）に示すように、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体同士の間に発光層を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００８０】
図１０は、図４に示した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。この製造方法は、図１０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を準備する工程（図１０（Ａ）参照）と、絶縁膜３上に所定の大きさからなる第１電極４を設ける工程（図１０（Ｂ）参照）と、第１電極４が設けられていない絶縁膜３上に電荷注入層１２を設ける工程（図１０（Ｃ）参照）と、第１電極４上及び電荷注入層１２の端部上に第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５を設ける工程（図１０（Ｄ）（Ｅ）参照）と、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上に必要に応じて電荷注入層１２”を設けた後、当該電荷注入層１２”上又は電荷注入抑制層５及び電荷注入層１２上に発光層１１を設ける工程と、発光層１１上に第２電極７を設ける工程とを少なくとも有している。
【００８１】
図１０に示す第２態様の製造方法では、絶縁膜３上に所定の大きさからなる第１電極４を設ける工程前に、絶縁膜３上に電荷注入層１２と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層１２’を予め設ける工程を有する点でのみ、図９に示す製造方法で得られる有機発光トランジスタ素子の形態とは異なっている。
【００８２】
この第２態様に係る製造方法では、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形態を、所定形状に形成した第１電極４間に電荷注入層１２を設けた後、第１電極４上及び電荷注入層１２の端部上に当該第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５を設けて形成する。なお、この第２態様においても、電荷注入材料は流動性のある塗布型材料であることが好ましい。
【００８３】
なお、図５〜図７の有機発光トランジスタ素子及び図８の有機トランジスタ素子も、上記同様の工程を経て製造できる。
【００８４】
（有機発光トランジスタ及び発光表示装置）
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。
【００８５】
図１１及び図１２は、本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の例を示す平面図である。図１１は、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体８を櫛形に形成した場合の配置図であり、図１２は、その積層構造体８を格子状に形成した場合の配置図である。電極配置は、図１１及び図１２に示すように、平面視で上下方向に延びる補助電極２と、その補助電極２に直交するように一方の側から延びる積層構造体８（第１電極４）と、その補助電極２に直交すると共に積層構造体８と重なるように他方の側から延びる第２電極７とからなるように配置されている。図１２では、Ｘ方向の積層構造体８ｘとＹ方向の積層構造体８ｙで格子を構成している。なお、図１１及び図１２は一例である。
【００８６】
また、本発明の発光表示装置は、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、その複数の発光部の各々が、上記本発明の有機発光トランジスタ素子を有している。図１３は、本発明の有機発光トランジスタ素子を内蔵した典型的な発光表示装置の一例を示す概略図であり、図１４は、発光表示装置内の各画素（単位素子）１８０として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの一例を示す回路概略図である。この発光表示装置は、各画素（単位素子）１８０が１つのスイッチングトランジスタを有する例を示している。
【００８７】
図１４に示す各画素１８０は、縦横に配列された第一スイッチング配線１８７と第二スイッチング配線１８８とに接続されている。第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８は、図１３に示すように、電圧制御回路１６４に接続され、その電圧制御回路１６４は、画像信号供給源１６３に接続されている。なお、図１３及び図１４中の符号１８６はグランド配線であり、符号１８９は定電圧印加線である。
【００８８】
図１４において、第一スイッチングトランジスタ１８３のソース１９３ａは、第二スイッチング配線１８８に接続され、ゲート１９４ａは、第一スイッチング配線１８７に接続され、ドレイン１９５ａは、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２及び電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。また、電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１８６に接続されている。有機発光トランジスタ１４０の第２電極７は、グランド１８６に接続され、有機発光トランジスタ１４０の第１電極４は、定電圧印加線１８９に接続されている。
【００８９】
次に、図１４に示す回路の動作について説明する。第一スイッチング配線１８７に電圧が印加されると、第一スイッチングトランジスタ１８３のゲート１９４ａに電圧が印加される。これにより、ソース１９３ａとドレイン１９５ａとの間に導通が生じる。この状態において、第二スイッチング配線１８８に電圧が印加されると、ドレイン１９５ａに電圧が印加され、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられる。これにより、第一スイッチング配線１８７又は第二スイッチング配線１８８に印加する電圧をオフにしても、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２に、電圧保持用コンデンサ１８５に貯えられた電荷が消滅するまで電圧が印加され続ける。有機発光トランジスタ１４０の第１電極４に電圧が印加されることにより、第１電極４と第２電極７との間が導通し、定電圧供給線１８９から有機発光トランジスタ１４０を通過してグランド１８６に電流が流れ、有機発光トランジスタ１４０が発光する。
【００９０】
図１５は、発光表示装置内の各画素（単位素子）１８１として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの他の一例を示す回路概略図である。この発光表示装置は、各画素（単位素子）１８１が２つのスイッチングトランジスタを有する例を示している。
【００９１】
図１５に示す各画素１８１は、図１４の場合と同様、縦横に配列された第一スイッチング配線１８７と第二スイッチング配線１８８とに接続されている。第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８は、図１３に示すように、電圧制御回路１６４に接続され、その電圧制御回路１６４は、画像信号供給源１６３に接続されている。なお、図１５中の符号１８６はグランド配線であり、符号２０９は電流供給線であり、符号１８９は定電圧印加線である。
【００９２】
図１５において、第一スイッチングトランジスタ１８３のソース１９３ａは、第二スイッチング配線１８８に接続され、ゲート１９４ａは、第一スイッチング配線１８７に接続され、ドレイン１９５ａは、第二スイッチングトランジスタ１８４のゲート１９４ｂ及び電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。また、電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１８６に接続され、第二スイッチングトランジスタのソース１９３ｂは、電流源１９１に接続され、ドレイン１９５ｂは、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２に接続されている。有機発光トランジスタ１４０の第２電極７は、グランド１８６に接続され、有機発光トランジスタ１４０の第１電極４は、定電圧印加線１８９に接続されている。
【００９３】
次に、図１５に示す回路の動作について説明する。第一スイッチング配線１８７に電圧が印加されると、第一スイッチングトランジスタ１８３のゲート１９４ａに電圧が印加される。これにより、ソース１９３ａとドレイン１９５ａとの間に導通が生じる。この状態において、第二スイッチング配線１８８に電圧が印加されると、ドレイン１９５ａに電圧が印加され、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられる。これにより、第一スイッチング配線１８７又は第二スイッチング配線１８８に印加する電圧をオフにしても、第二スイッチングトランジスタ１８４のゲート１９４ｂに、電圧保持用コンデンサ１８５に貯えられた電荷が消滅するまで電圧が印加され続ける。第二トランジスタ１８４のゲート１９４ｂに電圧が印加されることにより、ソース１９３ｂとドレイン１９５ｂとの間が導通し、定電圧印加線１８９から有機発光トランジスタ１４０を通過してグランドに電流が流れ、有機発光トランジスタ１４０が発光する。
【００９４】
図１３に示す画像信号供給源１６３は、例えばそれに内蔵又は接続されている画像情報メディアに記録されている画像情報を再生する装置や、入力された電気磁気的な情報を電気信号に変換する装置からもたらされる電気信号を、電圧制御装置１６４が受け取れる電気信号形態に変換して、電圧制御装置１６４に送る。電圧制御装置１６４は、画像信号供給源１６３からもたらされた電気信号を更に変換し、どの画素１８０，１８１をどれだけの時間発光させるかを計算し、第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８に印加する電圧、時間、及びタイミングを決定する。これにより、画像情報に基づき発光表示装置は、所望の画像を表示できるようになる。なお、近接した微小画素ごとに、赤を基調にする色、緑を基調にする色、および青を基調にする色のＲＧＢ三色が発光できるようにすると、カラー表示の画像表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００９５】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００９６】
（実施例１）
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。
【００９７】
（実施例２）
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。
【００９８】
（実施例３）
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。
【００９９】
（実施例４）
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。
【０１００】
（実施例５）
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の有機発光トランジスタ素子の一例を示す模式断面図である。
【図２】図１の有機発光トランジスタ素子での電荷の流れを概念的に示す説明図である。
【図３】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図４】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図６】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図７】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図８】本発明の有機トランジスタ素子の一例を示す断面構成図である。
【図９】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。
【図１０】本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１１】本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の一例を示す平面図である。
【図１２】本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の他の一例を示す平面図である。
【図１３】本発明の有機発光トランジスタ素子を内蔵した発光表示装置の一例を示す概略図である。
【図１４】発光表示装置内の各画素（単位素子）として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの一例を示す回路概略図である。
【図１５】発光表示装置内の各画素（単位素子）として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの他の一例を示す回路概略図である。
【図１６】実施例１の有機発光トランジスタ素子の構成図である。
【図１７】実施例２の有機発光トランジスタ素子の構成図である。
【図１８】ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた従来の有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。
【図１９】ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた従来の発光トランジスタの他の例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，３０，４０，５０，６０ 有機発光トランジスタ素子
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関し、更に詳しくは、縦型の有機発光トランジスタ素子において、陽極と陰極との間の電流制御を容易にした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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Organic Electroluminesence)素子は、素子構造が単純で、薄型・軽量・大面積・低コストな次世代ディスプレイの発光素子として期待されており、近年その研究が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を駆動するための駆動方式としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリックス方式の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）が動作速度や消費電力の点で有効と考えられている。一方、薄膜トランジスタを構成する半導体材料については、シリコン半導体や化合物半導体等の無機半導体材料についての研究のほか、近年、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）についての研究が盛んに行われている。こうした有機半導体材料は次世代の半導体材料として期待されているが、無機半導体材料に比べて電荷移動度が低く抵抗が高いという問題点がある。
【０００４】
一方、電界効果型トランジスタについて、その構造を縦型にした縦型ＦＥＴ構造の静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ：Static Induction Transistor)は、トランジスタのチャネル幅を短くできること、表面の電極全体を有効利用できるために高速応答や大電力化が可能となること、さらに、界面の影響が受け難くなること等のメリットがある。
【０００５】
近年、静電誘導型トランジスタ（ＳＩＴ）が備える前記の特長を活かし、このＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの開発が検討されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１，２を参照）。図１８は、非特許文献１に記載の、ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。この有機発光トランジスタ１０１は、図１８に示すように、ガラス基板１０２上に、透明導電膜からなるソース電極１０３、スリット状のゲート電極１０５が埋め込まれた正孔輸送層１０４、発光層１０６、ドレイン電極１０７がこの順に設けられた縦型ＦＥＴ構造をなしている。この複合型の有機発光トランジスタ１０１は、正孔輸送層１０４の内部にスリット状のショットキーゲート電極１０５を埋め込んだ構造であり、正孔輸送層１０４とゲート電極１０５とがショットキー接合し、これにより正孔輸送層１０４に空乏層が形成される。この空乏層の広がりはゲート電圧によって変化するので、そのゲート電圧（ソース電極１０３とゲート電極１０５との間に印加する電圧）を変化させてチャネル幅を制御し、ソース電極１０３とドレイン電極１０７との間の印加電圧を制御して電荷の発生量を変化させている。
【０００６】
また、図１９は、特許文献２に記載の、ＦＥＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。この有機発光トランジスタ１１１は、図１９に示すように、基体１１２上に、補助電極１１３と絶縁層１１８が積層され、その絶縁層１１８上に陽極１１５が形成され、その絶縁層上にその陽極１１５を覆うように発光材料層１１６が形成され、その上に陰極１１７が形成されている。陽極１１５上には、正孔を陽極１１５から発光材料層１１６に通過させるが、電子が発光材料層１１６から陽極１１５に通過するのを防ぐための陽極バッファ層１１９が形成されている。この有機発光トランジスタ１１１においても、補助電極１１３と陽極１１５との間の印加電圧を変化させてチャネル幅を制御し、陽極１１５と陰極１１７との間の印加電圧を制御して電荷の発生量を変化させている。
【非特許文献１】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）
【特許文献１】特開２００３−３２４２０３号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００２−３４３５７８号公報（図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した非特許文献１及び特許文献１，２に記載のＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合化させた有機発光トランジスタでは、例えば図１９で説明すれば、陽極１１５と陰極１１７との間に一定電圧（−Ｖｄ１＜０）を印加すると、陰極１１７に対向する陽極１１５面で多くの正孔が発生し、その正孔が陰極１１７に向かう電荷（正孔）の流れが起こる。この際、より大きな電荷の流れを得るため（すなわち、より大きな輝度を得るため）、Ｖｄ＝−Ｖｄ２≪−Ｖｄ１なる電圧を陽極１１５と陰極１１７との間に印加すると、補助電極１１３と陽極１１５との間の印加電圧（Ｖｇ）を制御しても、陽極１１５と陰極１１７との間の電荷の発生とその流れが支配的になり、電荷発生量を制御できず発光量の制御が難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、縦型の有機発光トランジスタ素子において、陽極と陰極との間の電流制御を容易にした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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の有機発光トランジスタ素子は、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。
【００１０】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加されると共に補助電極と第１電極との間に可変電圧が印加されて発光量の制御が行われる。この発明によれば、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電荷注入抑制層が設けられているので、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加された場合、第１電極の上面及び輪郭縁での電荷（正孔又は電子）の発生を抑制できると共に、第２電極に向かう電荷の流れを抑制できる。第１電極で発生する電荷は電荷注入抑制層が設けられていない小面積の端面で発生し、発生した電荷はその端部に接する電荷注入層に効率的に注入されて第２電極に向かうことになり、かつ、第１電極のエッジ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置するので、第１電極と電荷注入抑制層とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極と第１電極との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。その結果、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性を向上させることができ、発光量の制御が容易になる。
【００１１】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、前記電荷注入層が、塗布型の電荷注入材料からなることが好ましい。この発明によれば、電荷注入層を塗布型の電荷注入材料で形成するので、成膜時において、流動性のある塗布型材料が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する第１電極のエッジ部にまで容易に至る。その結果、第１電極のエッヂ部で発生した電荷はそのエッヂ部に接する電荷注入層に効率的に注入される。
【００１２】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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し、好ましくは前記第１電極の厚さと略同じ又は前記第１電極と前記絶縁層の合計厚さと略同じとする。この発明によれば、電荷注入層の厚さを前記第１電極の厚さ以上の厚さにしたので、少なくとも第１電極のエッヂ部が電荷注入層に接しているように構成できると共に、例えば第１電極と電荷注入抑制層とからなる積層構造体同士の間に発光層を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００１３】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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ようにしてもよい。この発明によれば、絶縁膜と、第１電極及び電荷注入層との間に、さらに電荷注入層を設けたので、第１電極の絶縁膜側の面でも電荷を発生させることができる。こうして発生した電荷も、補助電極と第１電極との間に印加される電圧により制御され、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００１４】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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を設けてもよい。この発明によれば、第１電極に接して設けられる電荷注入層と同様に、第２電極の発光層側にも電荷注入層を設けて発光層への電荷注入を容易にすることができる。
【００１５】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、前記発光層と前記電荷注入層との間に、電荷輸送層を設けてもよい。この発明によれば、電荷輸送層を設けて電荷輸送性能を向上させることができる。
【００１６】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、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。この発明によれば、第２電極に対向する第１電極面上に当該第１電極よりも平面視で大きな形状で形成された電荷注入抑制層が絶縁材料からなる層（好ましくは感光性レジスト膜）であるので、第１電極上に容易に形成できると共に、寸法精度よく形成できるという利点がある。
【００１７】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子において、(i)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、又は、(ii)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、の何れかの形態で構成される。この発明によれば、第１電極と第２電極とが何れの極性を持つものであっても、上記のように、補助電極と第１電極との間に印加する電圧（ゲート電圧）を制御して電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００１８】
本発明の有機発光トランジスタは、上記本発明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。
【００１９】
この発明によれば、上記第１電圧供給手段と上記第２電圧供給手段とを有するので、第１電極と第２電極との間に一定電圧を印加すると共に第１電極と補助電極との間に可変電圧を印加することができる。その結果、制御された電圧により電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００２０】
本発明の発光表示装置は、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、上記本発明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。
【００２１】
本発明の第１態様に係る有機発光トランジスタ素子の製造方法は、上記本発明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。
【００２２】
本発明の第２態様に係る有機発光トランジスタ素子の製造方法は、上記本発明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。
【００２３】
上記第１及び第２態様の発明によれば、第１電極のエッヂ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する形態を、第１態様の発明では、所定の大きさからなる電荷注入抑制層を形成した後に第１電極をオーバーエッチングすることにより形成し、第２態様の発明では、所定形状に形成した第１電極間に電荷注入層を設けた後、第１電極上及び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て形成するので、いずれにおいても、より効率的な製造が可能となる。
【００２４】
上記本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法において、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ようにしてもよい。
【００２５】
本発明の有機トランジスタは、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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の有機発光トランジスタ素子及び有機発光トランジスタによれば、第１電極と第２電極との間に一定電圧が印加された場合、第１電極で発生する電荷は電荷注入抑制層が設けられていない小面積の両端面で発生し、発生した電荷はその端部に接する電荷注入層に効率的に注入されて第２電極に向かうことになり、かつ、第１電極のエッジ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも上記範囲で内側に位置するので、第１電極と電荷注入抑制層とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極と第１電極との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。その結果、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性を向上させることができ、発光量の制御が容易になる。
【００２７】
また、本発明の発光表示装置によれば、発光量の制御が容易で、輝度調整が容易な高性能の発光表示装置を提供できる。
【００２８】
また、本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法によれば、第１電極のエッヂ部が電荷注入抑制層のエッヂ部よりも内側に位置する形態を、(1)所定の大きさからなる電荷注入抑制層を形成した後に第１電極をオーバーエッチングすることにより形成し、又は、(2)所定形状に形成した第１電極間に電荷注入層を設けた後、第１電極上及び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で電荷注入抑制層を設けて形成するので、そのいずれにおいても、より効率的な製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の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について図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１〜図７は、本発明の有機発光トランジスタ素子の構成例を示す模式断面図である。本発明の有機発光トランジスタ素子は、有機ＥＬ素子構造と縦型ＦＥＴ構造とを有する電界効果型の有機発光トランジスタ素子であり、例えば図１を参照すれば、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４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とを少なくとも有している。なお、本願では、電荷注入層１２と発光層１１とを有し、必要に応じて電荷輸送層をも有する層を、有機層６ということがある。
【００３１】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接する構造であり、具体的には図１に示すように、電荷注入層１２と第１電極４のエッヂ部４ａとが接触しており、第１電極４と補助電極２との間に印加されるゲート電圧ＶＧによって電荷（正孔又は電子）が発生し、その電荷は、第１電極４と第２電極７との間に印加されるドレイン電圧ＶＤによって第１電極４から第２電極７に向かって運ばれる。本発明においては、第１電極４と第２電極７との間に一定の電界（ドレイン電圧ＶＤ）を印加すると共に、補助電極２と第１電極４との間に印加する電界（ゲート電圧ＶＧ）を可変させることにより、電荷の発生量が制御され、その結果、その電荷が発光層１１に運ばれ、第２電極７から供給された電荷と再結合して発光する発光量が制御される。
【００３２】
こうした制御は、第１電極４上に電荷注入抑制層５を設けたことにより実現し、図２に示すように、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）を印加した場合、第１電極４の上面で発生して第２電極７に向かう電荷の流れが電荷注入抑制層５の存在により抑制される。その結果、電荷は電荷注入抑制層５で覆われていない小面積のエッヂ部４ａ（端部）で発生して第２電極７に向かうことになるので、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）が印加された場合での第１電極−第２電極間の電流値を抑制できる。その結果、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧（ゲート電圧ＶＧ）を制御して電荷の発生をアシストすることにより、第１電極４での電荷の発生量を制御して発光量を制御することができる。
【００３３】
特に本発明では、図１〜図８に示すように、第１電極４上に、当該第１電極４よりも平面視で大きな形状で電荷注入抑制層５が設けられている。こうした形態からなる電荷注入抑制層５は、第１電極４のエッジ部４ａを電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置させるので、第１電極４と第２電極７との間に一定電圧が印加された場合、第１電極４の上面及び輪郭縁での電荷（正孔又は電子）の発生を抑制することができる。その結果、第１電極４と電荷注入抑制層５とを同じ大きさで形成したものに比べて、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧の影響をより小さくすることができる。
【００３４】
図１に示すように、電荷注入抑制層５の幅をｄ１とし、第１電極４の幅をｄ２とし、電荷注入抑制層５のエッヂ部と第１電極４のエッジ部４ａとの差をｄ３，ｄ４とすると、ｄ２＜ｄ１であり、かつ、第１電極４のエッジ部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ことが好ましい。第１電極４のエッジ部４ａの位置は、電荷注入抑制層５のエッヂ部との差（ｄ３、ｄ４）で表される。その差（ｄ３，ｄ４）が極めて小さく、第１電極４と電荷注入抑制層５とが平面視で実質的に同じ大きさである場合には、第１電極４のエッヂ部４ａの輪郭縁で電荷（正孔又は電子）の発生が起こることがあり、その場合、その発生電荷が補助電極２と第１電極４との間に印加される電圧の影響を受け易く、第１電極−第２電極間に流れる電流の制御性がやや損なわれるおそれがある。一方、その差（ｄ３，ｄ４）はかなり大きくてもよく、そうした形態自体の作製が難しくならない程度の大きさであればよい。
【００３５】
なお、第１電極４と電荷注入抑制層５との形態は、図６及び図７に示す形態となる場合がある。図６及び図７は図１等に示す例とは異なり、隣り合う第１電極間に電荷注入層１２が設けられている側では、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ように構成されている。一方、その反対側のエッヂ部は、図６では電荷注入抑制層５が第１電極４を覆うように設けられており、図７では第１電極４が絶縁膜３上に引き出された形態になっている（例えば、図１１及び図１２の櫛形電極の上端部分又は下端部分を参照）。他方、図１等で示される形態は、第１電極４の両側のエッヂ部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ように構成されているが、これは、通常、その両側のエッヂ部４ａが、電荷注入層１２に接する形態になっている場合である（例えば、図１１及び図１２の櫛形電極の中央部分を参照）。
【００３６】
本発明では、第１電極４を陽極とし、第２電極７を陰極として構成してもよいし、第１電極４を陰極とし、第２電極７を陽極として構成してもよい。第１電極４と第２電極７とが何れの極性を持つものであっても、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧を制御して電荷量を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。なお、第１電極４が陽極で第２電極７が陰極である場合には、第１電極４に接する電荷注入層は正孔注入層であり、第２電極７の接する側に電荷注入層１４が設けられる場合（図６を参照）にはその電荷注入層１４は電子注入層である。一方、第１電極４が陰極で第２電極７が陽極である場合には、第１電極４に接する電荷注入層は電子注入層であり、第２電極７の接する側に電荷注入層１４が設けられる場合（図６を参照）にはその電荷注入層１４は正孔注入層である。
【００３７】
本発明の有機発光トランジスタ素子は、第１電極４が絶縁膜３上に形成され、第１電極４上の電荷注入抑制層５が第１電極４よりも平面視で大きく形成され、且つ第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接するように構成された形態を有するものであれば、電荷注入層１２と発光層１１とを少なくとも有する有機層６については、図１〜図７に示すような各種の態様を例示できると共に、図１〜図７に示す層構成を適宜組み合わせて種々の形態からなる有機発光トランジスタ素子を構成できる。
【００３８】
まず、電荷注入層１２と発光層１１とを有する有機層６の構造形態については、例えば、(i)図１に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１以上で且つ第１電極４と電荷注入抑制層５の合計厚さＴ２以上の厚さＴ３で形成してもよいし、(ii)図３（Ａ)に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１とほぼ同じ厚さＴ３で形成してもよいし、(iii)図３（Ｂ)に示すように、電荷注入層１２を第１電極４と電荷注入抑制層５の合計厚さＴ２とほぼ同じ厚さＴ３で形成してもよい。これらの形態からなる有機層６は、少なくとも第１電極４のエッヂ部４ａを電荷注入層１２に接するように構成できる。
【００３９】
また、例えば、図３（Ｃ）に示すように、電荷注入層１２を第１電極４の厚さＴ１とほぼ同じ厚さで形成すると共に、その電荷注入層１２上に形成する発光層１１を電荷注入抑制層５の上面とほぼ同じ高さとなる厚さで形成してもよい。この図３（Ｃ）の形態の有機発光トランジスタ素子２０Ｃは、少なくとも第１電極４のエッヂ部４ａを電荷注入層１２に接するように構成できると共に、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体同士の間に発光層１１を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００４０】
また、有機層の積層形態については、例えば、図１〜図３に示すように、絶縁膜３側から電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成された２層構造や、図４及び図５に示すように、絶縁膜３側から電荷注入層１２’と電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成された３層構造や、図６に示すように、絶縁層３側から電荷注入層１２と発光層１１と電荷注入層１４とがその順で形成された３層構造や、図７に示すように、絶縁層３側から電荷注入層１２と電荷輸送層１３と発光層１１とがその順で形成された３層構造等を例示できる。なお、有機層の構成はこれらに限定されず、さらに必要に応じて、電荷輸送層等を設けたものであってもよいし、発光層１１中に電荷注入材料や電荷入層材料を含有させて同様の機能を持たせた単層構造からなるものであってもよい。
【００４１】
なお、図４及び図５では、上述したように、絶縁膜３側から電荷注入層１２’と電荷注入層１２と発光層１１とがその順で形成されているが、この形態の有機発光トランジスタ素子３０，４０は、図１〜図３に示す絶縁膜３と、第１電極４及び電荷注入層１２との間に、電荷注入層１２と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層１２’が設けられているように構成したものである。こうした形態からなる有機発光トランジスタ素子３０，４０は、電荷注入層１２’がさらに設けられているので、第１電極４の絶縁膜３側の面でも電荷を発生させることができ、その発生電荷も、補助電極２と第１電極４との間に印加される電圧により制御され、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００４２】
こうした本発明の有機発光トランジスタ素子は、トップエミッション型の発光トランジスタ素子であってもよいし、ボトムエミッション型の発光トランジスタ素子であってもよく、いずれの形態にするかによって、構成される層の光透過性が設計される。なお、本願で示す有機発光トランジスタ素子の断面構成図は、有機発光トランジスタの一画素（一ピクセル）を示している。したがって、この画素毎に所定の発光色を発光する発光層を形成することにより、カラーディスプレイ等の発光表示装置を形成することができる。
【００４３】
なお、図８に示すように、本発明の特徴部分を有機トランジスタ素子に適用することも可能である。この有機トランジスタ素子７０のように、第２電極７に対向する第１電極４上面に電荷注入抑制層５を形成し、且つ第１電極４上の電荷注入抑制層５を第１電極４よりも平面視で大きく形成することにより、有機半導体層１５（電荷注入層又は電荷輸送層）に流れる電荷量を制御することができる。
【００４４】
（有機発光トランジスタ素子の構成）
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。
【００４５】
基板１は、特に限定されるものではなく、積層する各層の材質等により適宜決めることができ、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英又は樹脂等の各種の材料からなるものを用いることができる。光を基板側から出射させるボトムエミッション構造の有機発光トランジスタ素子の場合には、透明又は半透明になる材料で基板が形成されることが好ましいが、光を第２電極７側から出射させるトップエミッション構造の有機発光トランジスタ素子の場合には、必ずしも透明又は半透明になる材料を用いる必要はなく、不透明材料で基板を形成してもよい。
【００４６】
特に好ましくは、有機ＥＬ素子の基板として一般的に用いられている各種のものを用いることができ、例えば、用途に応じてフレキシブルな材質や硬質な材質等からなるものが選択される。具体的には、例えば、ガラス、石英、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の材質からなる基板を挙げることができる。基板１の形状としては、枚葉状でも連続状でもよく、具体的な形状としては、例えばカード状、フィルム状、ディスク状、チップ状等を挙げることができる。
【００４７】
本発明を構成する電極としては、補助電極２、第１電極４及び第２電極７がある。これら各電極の電極材料としては、金属、導電性酸化物、導電性高分子等の材料が用いられる。第１電極４は絶縁膜３上に所定の大きさで設けられる。その所定の大きさは特に限定されないが、例えば後述する図１１に示すように、ライン幅が１〜５００μｍ程度でラインピッチが１〜５００μｍ程度の櫛形の第１電極４（図１１中では、積層構造体８で表している）や、例えば後述する図１２に示すように、格子幅が１〜５００μｍ程度で格子ピッチが１〜５００μｍ程度の格子形の第１電極４（図１２中では、Ｘ方向の積層構造体８ｘとＹ方向の積層構造体８ｙで表している）を一例として挙げることができる。なお、第１電極４の形状は、櫛形や格子状に限定されず、菱形や円形等の各種の形状で形成できるし、その線幅やピッチも特に限定されず、また、各線幅やピッチがそれぞれ同じ幅でなくてもよい。
【００４８】
補助電極２の形成材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、金、クロムのような仕事関数の大きな金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙げることができる。この補助電極２は基板１上に設けられるが、基板１と補助電極２との間にはバリア層や平滑層等が設けられていてもよい。
【００４９】
また、第１電極４又は第２電極７を陰極とする場合の形成材料としては、アルミ、銀等の単体金属、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類、ＬｉＦ等のアルカリ金属類の合金のような仕事関数の小さな金属等を挙げることができる。
【００５０】
また、第１電極４又は第２電極７を陽極とする場合の形成材料としては、その陽極と接する有機層（電荷注入層又は発光層）の構成材料とオーミック接触を形成する金属であって補助電極２や上記陰極に用いられる電極材料と同様の電極材料を挙げることができるが、好ましくは金、クロムのような仕事関数の大きな金属材料や、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子が挙げられる。
【００５１】
補助電極２、第１電極４及び第２電極７のそれぞれは、上記の電極材料で形成された単層構造の電極であってもよいし、複数の電極材料で形成された積層構造の電極であってもよい。これらの各電極の厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００５２】
有機発光トランジスタ素子がボトムエミッション構造である場合には、発光層１１よりも下側に位置する電極は、透明又は半透明になっていることが好ましく、トップエミッション構造である場合には、発光層１１よりも上側に位置する電極は、透明又は半透明になっていることが好ましい。透明材料としては、上記の透明導電膜、金属薄膜、導電性高分子膜を用いることができる。なお、下側、上側とは、本発明で示す図を平面視したときの形態について、その上下方向における下側、上側を意味している。
【００５３】
上記の各電極は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空プロセス又は塗布により形成され、その膜厚は使用する材料等によっても異なるが、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましい。なお、発光層１１や電荷注入層１２等の有機層上に電極を成膜する場合は、電極成膜時にその有機層に加わるダメージを軽減するための保護層（図示しない）を有機層上に設けてもよい。保護層は、電極をスパッタリング法等で有機層上に成膜する場合に電極形成前に予め設けられるものであり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の半透明膜やＺｎＳ、ＺｎＳｅ等の無機半導体膜等の蒸着膜又はスパッタ膜のように、成膜時にダメージを与え難いものが１〜５００ｎｍ程度の厚さで予め成膜されることが好ましい。
【００５４】
絶縁膜３は、補助電極２上に設けられるものであり、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａ１２Ｏ３等の無機材料や、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等の有機材料や、一般的に使用されている市販のレジスト材料で形成できる。この絶縁膜３は、上記の材料で形成された単層構造の絶縁膜であってもよいし、複数の材料で形成された積層構造の絶縁膜であってもよい。
【００５５】
特に本発明においては、製造コストや製造容易性の観点から、一般的に使用されているレジスト材料を好ましく用いることができ、スクリーン印刷法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、転写法、インクジェット法等やフォトリソグラフ法により所定のパターンに形成できる。なお、上記の無機材料からなる絶縁膜３については、ＣＶＤ法等の既存パターンプロセスを用いて形成できる。絶縁膜３の厚さは薄いほど好ましいが、薄すぎると補助電極２と第１電極４との間の漏れ電流が大きくなり易いので、通常、０．００１〜５．０μｍ程度であることが好ましい。
【００５６】
なお、有機発光トランジスタ素子がボトムエミッション構造である場合には、この絶縁層３は発光層１１よりも下側に位置するので、透明又は半透明になっていることが好ましく、トップエミッション構造である場合には、透明又は半透明の必要はない。
【００５７】
電荷注入抑制層５は、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形成される。そして、この電荷注入抑制層５は、第２電極７に対向する第１電極４上面で発生して第２電極７に向かう電荷（正孔又は電子。以下同じ。）の流れを抑制するように作用する。本発明では、この電荷注入抑制層５を第２電極７の対向面である第１電極４上面に設け、しかも、その大きさを第１電極４よりも平面視で大きな形状で形成したので、第１電極４と第２電極７との間に一定電圧を印加した場合に第１電極４で発生する電荷を、電荷注入抑制層５が設けられていない小面積のエッヂ部４ａで発生させることができる。なお、本願でいう「同じ大きさ」とは、大きさが厳密に一致する場合を含むほか、前記作用効果が共通する程度の大きさまで含む意味で用いている。第１電極４のエッヂ部４ａでの電荷発生量は、補助電極２と第１電極４との間に印加されるゲート電圧ＶＧで制御され、発生した電荷は、第１電極４と第２電極７との間に印加されたドレイン電圧ＶＤにより第２電極７に向かう。本発明では、補助電極２と第１電極４との間に印加するゲート電圧ＶＧを制御することにより、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００５８】
電荷注入抑制層５は、上記作用を奏すれば各種の形成材料で形成することができる。電荷注入抑制層５としては、絶縁性の無機膜や有機膜を例示でき、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａ１２Ｏ３等の無機絶縁材料で形成したものであってもよいし、一般的な有機絶縁材料、例えば、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等の有機絶縁材料で形成したものであってもよい。また、この電荷注入抑制層５は、上記の材料で形成された単層構造の電荷注入抑制層であってもよいし、複数の材料で形成された積層構造の電荷注入抑制層であってもよい。電荷注入抑制層５は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空プロセス又は塗布により形成され、その膜厚は使用する材料等によっても異なるが、例えば０．００１μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００５９】
本願では、電荷注入抑制層５として、入手が容易で、成膜や精度のよいパターニングが容易な絶縁材料からなる層とすることが好ましく、特にレジスト膜とすることが好ましい。レジスト膜であれば、ポジ型でもネガ型でも構わない。電荷注入抑制層５の形成材料としてレジストを用いた場合には、所定寸法（厚さ、大きさ）のレジスト膜を容易且つ精度よく形成できるという利点がある。
【００６０】
この電荷注入抑制層５は、少なくとも、第２電極７に対向する第１電極４上面にその第１電極４よりも平面視で大きな形状で設けられ、且つ、第１電極４のエッヂ部４ａが電荷注入層１２に接するように構成される。このように電荷注入抑制層５を形成することにより、第２電極７に対向する第１電極４面では電荷は発生せず、小面積のエッヂ部４ａで電荷が発生する。その結果、補助電極２と第１電極４との間に印加する電圧（ゲート電圧）を制御することにより、電荷量（正孔発生量）を鋭敏に変化させることができ、第１電極−第２電極間に流れる電流を制御して発光量を制御することができる。
【００６１】
有機層６は、上述したように、少なくとも電荷注入層１２と発光層１１とを有し、必要に応じて電荷輸送層等を加えたもの、又は、電荷注入物質を含む発光層１１を有するものであれば特に限定されず、上述した各種の形態を例示できる。有機層を構成する各層は、素子の構成や構成材料の種類等に応じ、適切な厚さ（例えば０．１ｎｍ〜１μｍの範囲内）で形成される。なお、有機層を構成する各層の厚さが厚すぎる場合には、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になって発光効率が悪くなることがあり、各層の厚さが薄すぎる場合には、ピンホール等が発生して電界を印加しても十分な輝度が得られないことがある。
【００６２】
発光層１１の形成材料としては、有機ＥＬ素子の発光層として一般的に用いられている材料であれば特に限定されず、例えば色素系発光材料、金属錯体系発光材料、高分子系発光材料等を挙げることができる。
【００６３】
色素系発光材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。また、金属錯体系発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等、又はＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。また、高分子系発光材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、及びそれらの共重合体等を挙げることができる。
【００６４】
発光層１１中には、発光効率の向上や発光波長を変化させる等の目的でドーピング剤等の添加剤を添加するようにしてもよい。ドーピング剤としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【００６５】
電荷注入層１２の形成材料としては、例えば、発光層１１の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、ポリアセン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの誘導体等を挙げることができる。特に、電荷注入層１２の形成材料が、塗布型材料であることが好ましい。流動性のある塗布型材料は、高分子材料、低分子材料、デンドリマー等、塗布することができる材料であれば特に限定されないが、成膜時において、電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置する第１電極４のエッジ部４ａにまで容易に至る材料であることが好ましい。その結果、第１電極４のエッヂ部４ａで発生した電荷がそのエッヂ部４ａに接する電荷注入層１２に効率的に注入されることになる。
【００６６】
また、第２電極７の発光層１１側には、第２電極用の電荷注入層１４（図６を参照）を設けてもよい。例えば第２電極７を陰極とした場合における電荷（電子）注入層１４の形成材料としては、発光層１１の発光材料に例示した化合物の他、アルミニウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、及びアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を挙げることができる。
【００６７】
第１電極４を陽極とした場合における電荷（正孔）輸送層１３（図７を参照）の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポリフィリン、オキサジアゾール、トリフェニルアミン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、ペンタセン、ポリチオフェン若しくはブタジエン、又はこれらの誘導体等、正孔輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。また、電荷輸送層１３の形成材料として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ４０８３、水溶液として市販。）等も使用することができる。電荷輸送層１３は、こうした化合物を含有した電荷輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの電荷輸送材料は、上記の発光層１１内に混ぜてもよいし、上記の電荷注入層１２内に混ぜてもよい。
【００６８】
また、図示しないが、電荷輸送層を発光層１１の第２電極７側に設けてもよい。例えば第２電極７を陰極とした場合における電荷（電子）輸送層の形成材料としては、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸若しくはペリレンテトラカルボン酸、又はこれらの誘導体等、電子輸送材料として通常使用されるものを用いることができる。電荷（電子）輸送層は、こうした化合物を含有した電荷輸送層形成用塗液を用いて形成される。なお、これらの電荷輸送材料は、上記の発光層１１内に混ぜてもよいし、上記の電子注入層内に混ぜてもよい。
【００６９】
なお、上述した発光層１１、電荷注入層１２、電荷輸送層１３等からなる有機層中には、必要に応じてオリゴマー材料又はデンドリマー材料の発光材料若しくは電荷輸送注入材料を含有させてもよい。また、有機層を構成する各層は、真空蒸着法によって成膜するか、あるいは、それぞれの形成材料をトルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調整し、その塗布液を塗布装置等を用いて塗布又は印刷等することで形成される。
【００７０】
有機層６は、上述したような各種の積層態様に応じて、発光層形成材料、電荷注入層形成材料、電荷輸送層形成材料等を隔壁により区分けされた所定の位置に形成される。なお、隔壁（図示しない。）は、有機発光トランジスタの平面上に発光色毎に区分けする領域を形成するものである。隔壁材料としては、従来より隔壁材料として使用されている各種の材料、例えば、感光性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。隔壁の形成手段としては、採用される隔壁材料に適した手段で形成でき、例えば、厚膜印刷法を用いたり、感光性レジストを用いたパターニングにより形成することができる。
【００７１】
隔壁として、図３（Ｃ）に示すように、電荷注入抑制層５を第２電極７に接触するまで厚くしたものを利用することも可能である。例えば、図３（Ｃ）に示す形態からなる第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体を隔壁として用い、それ以外の第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体は、図３（Ａ）に示すように電荷注入抑制層５の厚さを薄くして形成すれば、その隔壁で囲まれた範囲に各色の有機ＥＬ発光層を設けた発光部とすることができる。
【００７２】
（有機発光トランジスタ素子の製造方法）
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。
【００７３】
この第１態様に係る製造方法では、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形態を、所定の大きさからなる電荷注入抑制層５を形成した後に層状の第１電極４’をオーバーエッチングすることにより形成する。そして、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を形成する。こうした製造方法は、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形態（すなわち第１電極４上に当該第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５が設けられた形態）を容易に実現することができると共に、電荷注入抑制層５のエッヂ部よりも内側に位置する隙間に、流動性を有した塗布型の電荷注入材料を容易に充填することができる。
【００７４】
なお、塗布型の電荷注入材料はインクジェット法等の塗布法により行うことができるので、従来の低分子の電荷注入材料の場合に行われる蒸着法に比べて、電荷注入層１２を容易且つ低コストで形成できる。また、層状の第１電極４’のオーバーエッチングは、第１電極４の材質に対応したエッチング液（ウェットプロセス）又はエッチングガス（ドライプロセス）で行われる。
【００７５】
また、上記の各工程のうち、図９（Ｂ）に示す第１電極４’上に電荷注入抑制層５を形成する工程では、電荷注入抑制層５の形成材料として、上述したような各種の形成材料を好ましく用いることができるが、電荷注入抑制層５の形成材料として感光性レジストを用いれば、通常の露光、現像等により所定の大きさの電荷注入抑制層５を容易且つ精度よく形成できるので好ましい。
【００７６】
図９では、図１に示す有機発光トランジスタ素子１０の製造方法について具体的に説明したが、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子についても同様に製造することができる。図３（Ａ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ａを製造する際には、塗布型の電荷注入材料を電荷注入層１２の厚さＴ３が第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極Ｔ１の厚さと略同じになるまで塗布して形成する。その後は、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上を一様に覆うように発光層１１を形成する。
【００７７】
また、図３（Ｂ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ｂを製造する際には、電荷注入層１２の厚さＴ３が、第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極４と絶縁層３の合計厚さＴ２と略同じになるまで、塗布型の電荷注入材料を塗布して形成する。その後は、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上を一様に覆うように発光層１１を形成する。
【００７８】
また、図３（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子２０Ｃを製造する際には、塗布型の電荷注入材料を電荷注入層１２の厚さＴ３が第１電極４の厚さＴ１以上、好ましくは第１電極４の厚さＴ１と略同じになるまで塗布して形成し、さらにその後、発光層１１が電荷注入抑制層５を超えず且つ略同じ面まで形成する。
【００７９】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す有機発光トランジスタ素子の製造方法においては、電荷注入材料と発光層形成材料の両方をインクジェット法等の塗布法により形成することが生産性の点で好ましく、電荷注入層１２を隣り合う第１電極４，４間に素子化できる。そのため、例えば図３（Ｃ）に示すように、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体同士の間に発光層を形成してマトリクス状に素子化することも可能になる。
【００８０】
図１０は、図４に示した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。この製造方法は、図１０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を準備する工程（図１０（Ａ）参照）と、絶縁膜３上に所定の大きさからなる第１電極４を設ける工程（図１０（Ｂ）参照）と、第１電極４が設けられていない絶縁膜３上に電荷注入層１２を設ける工程（図１０（Ｃ）参照）と、第１電極４上及び電荷注入層１２の端部上に第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５を設ける工程（図１０（Ｄ）（Ｅ）参照）と、電荷注入層１２上及び電荷注入抑制層５上に必要に応じて電荷注入層１２”を設けた後、当該電荷注入層１２”上又は電荷注入抑制層５及び電荷注入層１２上に発光層１１を設ける工程と、発光層１１上に第２電極７を設ける工程とを少なくとも有している。
【００８１】
図１０に示す第２態様の製造方法では、絶縁膜３上に所定の大きさからなる第１電極４を設ける工程前に、絶縁膜３上に電荷注入層１２と同じ材料又は異なる材料からなる電荷注入層１２’を予め設ける工程を有する点でのみ、図９に示す製造方法で得られる有機発光トランジスタ素子の形態とは異なっている。
【００８２】
この第２態様に係る製造方法では、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形態を、所定形状に形成した第１電極４間に電荷注入層１２を設けた後、第１電極４上及び電荷注入層１２の端部上に当該第１電極４よりも平面視で大きな形状からなる電荷注入抑制層５を設けて形成する。なお、この第２態様においても、電荷注入材料は流動性のある塗布型材料であることが好ましい。
【００８３】
なお、図５〜図７の有機発光トランジスタ素子及び図８の有機トランジスタ素子も、上記同様の工程を経て製造できる。
【００８４】
（有機発光トランジスタ及び発光表示装置）
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。
【００８５】
図１１及び図１２は、本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の例を示す平面図である。図１１は、第１電極４と電荷注入抑制層５とからなる積層構造体８を櫛形に形成した場合の配置図であり、図１２は、その積層構造体８を格子状に形成した場合の配置図である。電極配置は、図１１及び図１２に示すように、平面視で上下方向に延びる補助電極２と、その補助電極２に直交するように一方の側から延びる積層構造体８（第１電極４）と、その補助電極２に直交すると共に積層構造体８と重なるように他方の側から延びる第２電極７とからなるように配置されている。図１２では、Ｘ方向の積層構造体８ｘとＹ方向の積層構造体８ｙで格子を構成している。なお、図１１及び図１２は一例である。
【００８６】
また、本発明の発光表示装置は、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、その複数の発光部の各々が、上記本発明の有機発光トランジスタ素子を有している。図１３は、本発明の有機発光トランジスタ素子を内蔵した典型的な発光表示装置の一例を示す概略図であり、図１４は、発光表示装置内の各画素（単位素子）１８０として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの一例を示す回路概略図である。この発光表示装置は、各画素（単位素子）１８０が１つのスイッチングトランジスタを有する例を示している。
【００８７】
図１４に示す各画素１８０は、縦横に配列された第一スイッチング配線１８７と第二スイッチング配線１８８とに接続されている。第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８は、図１３に示すように、電圧制御回路１６４に接続され、その電圧制御回路１６４は、画像信号供給源１６３に接続されている。なお、図１３及び図１４中の符号１８６はグランド配線であり、符号１８９は定電圧印加線である。
【００８８】
図１４において、第一スイッチングトランジスタ１８３のソース１９３ａは、第二スイッチング配線１８８に接続され、ゲート１９４ａは、第一スイッチング配線１８７に接続され、ドレイン１９５ａは、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２及び電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。また、電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１８６に接続されている。有機発光トランジスタ１４０の第２電極７は、グランド１８６に接続され、有機発光トランジスタ１４０の第１電極４は、定電圧印加線１８９に接続されている。
【００８９】
次に、図１４に示す回路の動作について説明する。第一スイッチング配線１８７に電圧が印加されると、第一スイッチングトランジスタ１８３のゲート１９４ａに電圧が印加される。これにより、ソース１９３ａとドレイン１９５ａとの間に導通が生じる。この状態において、第二スイッチング配線１８８に電圧が印加されると、ドレイン１９５ａに電圧が印加され、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられる。これにより、第一スイッチング配線１８７又は第二スイッチング配線１８８に印加する電圧をオフにしても、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２に、電圧保持用コンデンサ１８５に貯えられた電荷が消滅するまで電圧が印加され続ける。有機発光トランジスタ１４０の第１電極４に電圧が印加されることにより、第１電極４と第２電極７との間が導通し、定電圧供給線１８９から有機発光トランジスタ１４０を通過してグランド１８６に電流が流れ、有機発光トランジスタ１４０が発光する。
【００９０】
図１５は、発光表示装置内の各画素（単位素子）１８１として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの他の一例を示す回路概略図である。この発光表示装置は、各画素（単位素子）１８１が２つのスイッチングトランジスタを有する例を示している。
【００９１】
図１５に示す各画素１８１は、図１４の場合と同様、縦横に配列された第一スイッチング配線１８７と第二スイッチング配線１８８とに接続されている。第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８は、図１３に示すように、電圧制御回路１６４に接続され、その電圧制御回路１６４は、画像信号供給源１６３に接続されている。なお、図１５中の符号１８６はグランド配線であり、符号２０９は電流供給線であり、符号１８９は定電圧印加線である。
【００９２】
図１５において、第一スイッチングトランジスタ１８３のソース１９３ａは、第二スイッチング配線１８８に接続され、ゲート１９４ａは、第一スイッチング配線１８７に接続され、ドレイン１９５ａは、第二スイッチングトランジスタ１８４のゲート１９４ｂ及び電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。また、電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１８６に接続され、第二スイッチングトランジスタのソース１９３ｂは、電流源１９１に接続され、ドレイン１９５ｂは、有機発光トランジスタ１４０の補助電極２に接続されている。有機発光トランジスタ１４０の第２電極７は、グランド１８６に接続され、有機発光トランジスタ１４０の第１電極４は、定電圧印加線１８９に接続されている。
【００９３】
次に、図１５に示す回路の動作について説明する。第一スイッチング配線１８７に電圧が印加されると、第一スイッチングトランジスタ１８３のゲート１９４ａに電圧が印加される。これにより、ソース１９３ａとドレイン１９５ａとの間に導通が生じる。この状態において、第二スイッチング配線１８８に電圧が印加されると、ドレイン１９５ａに電圧が印加され、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられる。これにより、第一スイッチング配線１８７又は第二スイッチング配線１８８に印加する電圧をオフにしても、第二スイッチングトランジスタ１８４のゲート１９４ｂに、電圧保持用コンデンサ１８５に貯えられた電荷が消滅するまで電圧が印加され続ける。第二トランジスタ１８４のゲート１９４ｂに電圧が印加されることにより、ソース１９３ｂとドレイン１９５ｂとの間が導通し、定電圧印加線１８９から有機発光トランジスタ１４０を通過してグランドに電流が流れ、有機発光トランジスタ１４０が発光する。
【００９４】
図１３に示す画像信号供給源１６３は、例えばそれに内蔵又は接続されている画像情報メディアに記録されている画像情報を再生する装置や、入力された電気磁気的な情報を電気信号に変換する装置からもたらされる電気信号を、電圧制御装置１６４が受け取れる電気信号形態に変換して、電圧制御装置１６４に送る。電圧制御装置１６４は、画像信号供給源１６３からもたらされた電気信号を更に変換し、どの画素１８０，１８１をどれだけの時間発光させるかを計算し、第一スイッチング配線１８７及び第二スイッチング配線１８８に印加する電圧、時間、及びタイミングを決定する。これにより、画像情報に基づき発光表示装置は、所望の画像を表示できるようになる。なお、近接した微小画素ごとに、赤を基調にする色、緑を基調にする色、および青を基調にする色のＲＧＢ三色が発光できるようにすると、カラー表示の画像表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００９５】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００９６】
（実施例１）
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。
【００９７】
（実施例２）
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。
【００９８】
（実施例３）
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。
【００９９】
（実施例４）
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。
【０１００】
（実施例５）
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の有機発光トランジスタ素子の一例を示す模式断面図である。
【図２】図１の有機発光トランジスタ素子での電荷の流れを概念的に示す説明図である。
【図３】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図４】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図６】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図７】本発明の有機発光トランジスタ素子の他の例を示す模式断面図である。
【図８】本発明の有機トランジスタ素子の一例を示す断面構成図である。
【図９】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。
【図１０】本発明の有機発光トランジスタ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１１】本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の一例を示す平面図である。
【図１２】本発明の有機発光トランジスタ素子を構成する電極配置の他の一例を示す平面図である。
【図１３】本発明の有機発光トランジスタ素子を内蔵した発光表示装置の一例を示す概略図である。
【図１４】発光表示装置内の各画素（単位素子）として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの一例を示す回路概略図である。
【図１５】発光表示装置内の各画素（単位素子）として設けられた本発明の有機発光トランジスタ素子を有する有機発光トランジスタの他の一例を示す回路概略図である。
【図１６】実施例１の有機発光トランジスタ素子の構成図である。
【図１７】実施例２の有機発光トランジスタ素子の構成図である。
【図１８】ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた従来の有機発光トランジスタの一例を示す断面構成図である。
【図１９】ＳＩＴ構造と有機ＥＬ素子構造とを複合させた従来の発光トランジスタの他の例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，３０，４０，５０，６０ 有機発光トランジスタ素子
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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１０】
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。
【請求項１１】
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１２】
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１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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１０】
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。
【請求項１１】
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１２】
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１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１５７８７１（Ｐ２００７−１５７８７１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４８７５４（Ｐ２００５−３４８７５４）
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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