有機発光トランジスタ
【課題】複数のゲートを有する有機発光トランジスタの構造をより簡素化すること。
【解決手段】基板(1)と、基板上に配置された第１ゲート電極(2)と、基板上に、第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極(3)と、第１ゲート電極及び第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、基板上に配置されたゲート絶縁膜(4)と、ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極(5)と、第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ第１ゲート電極及び第２ゲート電極の各々と重畳してゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層(6)と、第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ第１ゲート電極及び第２ゲート電極の各々と重畳して第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層(8)と、を備える有機発光トランジスタである。
【解決手段】基板(1)と、基板上に配置された第１ゲート電極(2)と、基板上に、第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極(3)と、第１ゲート電極及び第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、基板上に配置されたゲート絶縁膜(4)と、ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極(5)と、第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ第１ゲート電極及び第２ゲート電極の各々と重畳してゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層(6)と、第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ第１ゲート電極及び第２ゲート電極の各々と重畳して第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層(8)と、を備える有機発光トランジスタである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を用いた電界効果トランジスタ、その中でも特に、発光性のｎ型およびｐ型有機半導体の積層構造を有する発光型の有機電界効果トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界効果トランジスタの中にはチャネルがｎ型有機半導体とｐ型有機半導体の積層構造からなるものがある。その一例は、特開平８−２２８０３４号公報（特許文献１）に開示されている。この構造を用いる目的は、トランジスタのON/OFF比を高めることと、ゲート電圧の正負に応じてｎ型特性とｐ型特性の両方の特性（アンバイポーラ特性、両極性）を引き出すことにある。この積層膜を用いた有機電界効果トランジスタの構造をもう少し詳しく述べると、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極とドレイン電極、そしてｎ型とｐ型の有機半導体積層膜を、この順番に積層した構造からなる。ｎ型とｐ型の有機半導体積層膜におけるｎ型有機半導体とｐ型有機半導体の積層順序には、ｎ型とｐ型の順番とその逆の順番の両方がある。
【０００３】
このようなｎ型とｐ型の有機半導体積層膜の半導体材料に発光性材料を用いると発光型の有機電界効果トランジスタ（発光ＦＥＴ）として機能する。発光は電子とホールの再結合によって起こるものであるから、それを実現するためには電子とホールを同時にキャリヤとして電界効果トランジスタのチャネル部に注入することが必要である。しかしながら、上記従来例に発光性材料を用いる場合、ゲート電極が１つであることから電子とホールを別々に注入することはできても同時に注入することは容易ではなかった。そのためこの構造の発光ＦＥＴからの発光は微弱であった。さらに言えば、電子とホールを等量注入するバランス注入も当然難しいから発光強度だけではなく発光効率という観点からも問題であった。これを解決する手段として有機半導体積層膜の両面のそれぞれにゲートを取付ける構造、すなわち上下ダブルゲート構造が考えられる。その一例は、特開２００５−７９５４９号公報（特許文献２）に開示されている。しかし、この従来例のトランジスタは構造的にも製造プロセスの面からも複雑であり、改良の余地が残されていた。
【特許文献１】特開平８−２２８０３４号公報
【特許文献２】特開２００５−７９５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明に係る具体的態様は、複数のゲートを有する有機発光トランジスタの構造をより簡素化することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る一態様の有機発光トランジスタは、（ａ）基板と、（ｂ）前記基板上に配置された第１ゲート電極と、（ｃ）前記基板上に、前記第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極と、（ｄ）前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、前記基板上に配置されたゲート絶縁膜と、（ｅ）前記ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極と、（ｆ）前記第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記ゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層と、（ｇ）前記第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、（ｈ）前記第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層と、を備える。
【０００６】
このような本発明に係る有機発光トランジスタによれば、ゲート電極を１つの面（共通面）上で２分割した構成により、発光特性に優れ、かつ構造がより簡素化された有機発光トランジスタが実現される。このような有機発光トランジスタは、例えば表示装置、光通信などの高輝度・高強度の発光素子が必要とされる分野に応用することが期待される。さらにまた、有機レーザというこれまでにない新たな分野に展開されることも期待できる。
【０００７】
上述した有機発光トランジスタにおいては、例えば前記第１有機半導体層がｎ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｐ型有機半導体層である。なお、前記第１有機半導体層がｐ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｎ型有機半導体層であってもよい。
【０００８】
上述した有機発光トランジスタにおいて、前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数と前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数とが異なることが好ましい。更に、前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数が前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数よりも小さいことが好ましい。これにより、各有機半導体層に対するキャリア（電子、ホール）の注入がしやすい構造が得られる。
【０００９】
上述した有機発光トランジスタにおいて、前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とを同じ材料によって構成することができる。このような同一材料からなる第１ゲート電極及び第２ゲート電極は、例えば基板上に導電膜を形成し、この導電膜をパターニングすることにより容易に形成することが可能である。
【００１０】
上述した有機発光トランジスタにおいては、前記ソース電極と前記ドレイン電極とを平面視において離間して配置することができる。それにより、発光をより効率よく外部へ取り出すことが可能となる。
【００１１】
上述した有機発光トランジスタにおいては、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々の長手方向と、前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々の長手方向とが交差することも好ましい。このようなレイアウトによれば、各電極を外部回路等と接続するための部位を確保しやすい利点がある。
【００１２】
上述した有機発光トランジスタは、例えば、前記第１ゲート電極上であって前記ドレイン電極近傍の第１領域、前記第２ゲート電極上であって前記ソース電極近傍の第２領域、及び前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極との相互間を結ぶ第３領域の各々において発光を生じる。これにより、発光部位が多く確保された高輝度の有機発光トランジスタが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る有機発光トランジスタの構造を説明する模式平面図である。また、図２は、図１に示す有機発光トランジスタのII−II線に対応する模式断面図である。また、図３は、図１に示す有機発光トランジスタのIII−III線に対応する模式断面図である。
【００１４】
図１〜図３に示す本実施形態の有機発光トランジスタは、基板１、ゲート電極（第１ゲート電極）２、ゲート電極（第２ゲート電極）３、ゲート絶縁膜４、ソース電極（第１ソース／ドレイン電極）５、ｎ型有機半導体層６、ドレイン電極（第２ソース／ドレイン電極）７、ｐ型有機半導体層８、を含んで構成される。この有機発光トランジスタにおいては、ゲート電極は同一の面上（基板１の一方面上）においてゲート電極２とゲート電極３の２つに分割されている。換言すれば、本実施形態に係る有機発光トランジスタは、共通の面上に配置された２つのゲート電極２、３を備える。また、ソース電極５とドレイン電極７とは異なる面上に配置されている。すなわち、ソース電極５はゲート絶縁膜４上に形成され、ドレイン電極７はｎ型有機半導体層６上に形成されている。ゲート電極２、３のそれぞれは、例えば図示のように矩形状である。これらのゲート電極２、３は図中に示すＸ方向（第１方向）に沿って離間して配置され、かつ図中に示すＹ方向（第２方向）に沿って延在している。ソース電極５およびドレイン電極７のそれぞれは、例えば図示のように矩形状である。これらのソース電極５およびドレイン電極７は、平面視において図中に示すＹ方向（第２方向）に沿って離間して配置され、かつ図中に示すＸ方向（第１方向）に沿って延在している。すなわち、ゲート電極２、３とソース電極５およびドレイン電極７とは、ゲート電極２、３の各々の長手方向とソース電極５およびドレイン電極７の各々の長手方向とが交差するようにして配置されている。
【００１５】
図１〜図３に示す有機発光トランジスタの製造方法の一例を説明すると以下の通りである。まず、ガラス基板等の基板１の上に導電膜を形成する。導電膜は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）であり、スパッタ法などの成膜法によって形成可能である。この基板１上に形成された導電膜をフォトリソグラフィー法等の方法によってパターニングすることにより、ゲート電極２およびゲート電極３が形成される。ゲート電極２とゲート電極３との対向間隔は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ、更に好ましくは２０μｍ以下に設定される。
【００１６】
次に、各ゲート電極２、３の少なくとも一部を覆うゲート絶縁膜４が基板１上に形成される。ゲート絶縁膜４は、例えばＳｉＯ2膜などの絶縁膜であり、スパッタ法などの成膜法によって形成可能である。ゲート絶縁膜４の膜厚は例えば４００ｎｍ程度である。
【００１７】
次に、ゲート絶縁膜４の上にソース電極５を形成する。ソース電極５は、例えばアルミニウム等の導電膜をゲート絶縁膜４上にマスク蒸着することによって形成可能である。
【００１８】
次に、ゲート絶縁膜４上にソース電極５の少なくとも一部を覆うようにしてｎ型有機半導体層６が形成される。ｎ型有機半導体層６は、例えば蒸着法によって形成可能である。ｎ型有機半導体層６の膜厚は例えば５０ｎｍ程度である。図４は、ｎ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。以下ではこの有機半導体材料をＡＣ５ＣＦ３と称する。ＡＣ５ＣＦ３は発光性の有機半導体材料である。
【００１９】
次に、ｎ型有機半導体層６の上にドレイン電極７が形成される。ドレイン電極７は、例えば、金などの導電膜をｎ型有機半導体層６の上にマスク蒸着することによって形成可能である。ソース電極５とドレイン電極７の間隔、すなわちチャネル長は例えば５０μｍ程度である。このチャネル長の調整は、例えば、ドレイン電極７をマスク蒸着するときのマスク位置合わせによって行うことができる。
【００２０】
次に、ｎ型有機半導体層６の上に、ドレイン電極７の少なくとも一部を覆い、かつ各ゲート電極２、３の各々と重畳して配置されるｐ型有機半導体層８を形成する。ｐ型有機半導体層８は、例えば蒸着法により形成可能である。ｐ型有機半導体層８の膜厚は例えば１００ｎｍ程度である。図５は、ｐ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。以下ではこの有機半導体材料をＢＰ３Ｔと称する。ＢＰ３Ｔは発光性の有機半導体材料である。
【００２１】
上述した有機発光トランジスタの製造方法は、ゲート電極２、ゲート電極３という２つのゲート電極が共通の導電膜から形成されるという特徴と、２つのゲート電極を得るためのパターニングはフォトリソグラフィー法という従来からよく用いられている簡便な方法で行えるという特徴と、を備えている。
【００２２】
上述した有機発光トランジスタにおいては、ソース電極５とドレイン電極７とは材料の異なる異種電極とされる。ソース電極５の材料としてアルミニウムを選択した場合、その仕事関数は４．３ｅＶである。また、ドレイン電極７の材料として金を選択した場合、その仕事関数は５．１ｅＶである。すなわち、ソース電極５はドレイン電極７よりも仕事関数が小さい。それゆえ、ソース電極５からはそれに接するｎ型有機半導体層６に電子を注入しやすく、ドレイン電極７からはそれに接するｐ型有機半導体層８にホールを注入しやすい構造が実現される。なお、ソース電極５、ドレイン電極７の各々の材料は一例であり、上述した仕事関数の関係が満たされる限り、電極材料は特に限定されない。この本実施形態に係る有機発光トランジスタは、ｎ型有機半導体層６とｐ型有機半導体層８の積層構造が用いられているので、ゲート電極の制御電圧による電界効果を利用してｎ型とｐ型のどちらのチャネルも形成可能である。特にｐ型チャネル形成時ではｎ型有機半導体層は半導体としてではなくゲート絶縁膜の一部として機能する。
【００２３】
ここで、本実施形態に係る有機発光トランジスタの駆動方法と発光特性について詳細に説明する。本実施形態に係る有機発光トランジスタは、ソース電極５の電位を基準電位（グラウンド）として、ドレイン電極７の電圧をＶD、ゲート電極２の電圧をＶG1、ゲート電極３の電圧をＶG2とするとき、以下の条件のもとで駆動される。
〔条件１〕 ０＜ＶD
〔条件２〕 ０＜ＶG1かつＶG2＜ＶD
【００２４】
上述した条件１は、ソース電極５とドレイン電極７が異種材料であることに因る。すなわち、低仕事関数である材料（例えばアルミニウム）からなるソース電極５の良好な電子注入性と高仕事関数である材料（例えば金）からなるドレイン電極７の良好なホール注入性を積極的に利用して、ｎ型有機半導体層６及びｐ型有機半導体層８に多量のキャリヤを注入させるための条件である。
【００２５】
一方、上述した条件２は、ゲート電極２による駆動をｎ型駆動的に、ゲート電極３による駆動をｐ型駆動的にするための条件である。実際には、ＶG1とＶG2が０からＶDの電圧範囲にある場合は、ｎ型駆動、ｐ型駆動というよりもむしろ両極性駆動である。ｎ型駆動とｐ型駆動をより明確に行うためには、条件２をさらに限定した、ＶD＜ＶG1かつＶG2＜０という電圧範囲で駆動するとよい。条件２の電圧範囲の設定は、ここで用いているｎ型とｐ型の各有機半導体材料それぞれのゲート閾値電圧がともにほぼ０Ｖであることに基づいている。仮にそれらのゲート閾値電圧がそれぞれＶnthおよびＶpthであるならば、条件２は、Ｖnth＜ＶG1かつＶG2＜ＶD＋Ｖpth、と表せる。
【００２６】
ここで、一実施例について説明する。基板１をガラス基板、各ゲート電極２、３をＩＴＯにより形成してそのゲート対向間隔を５０μｍとし、ゲート絶縁膜４を膜厚４００ｎｍのＳｉＯ2膜、ソース電極５をアルミニウム膜、ドレイン電極７を金膜、チャネル長を５０μｍ、ｎ型有機半導体層６をＡＣ５ＣＦ３、ｐ型有機半導体層８をＢＰ３Ｔ、とした有機発光トランジスタを製造した。この実施例に係る有機発光トランジスタを、０Ｖ＜ＶD＜１２０Ｖ、０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖ、かつ−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶDの範囲で動作させた。この範囲外である１２０Ｖ＜ＶD、１５０Ｖ＜ＶG1あるいはＶG2＜−１００Ｖの場合にはゲートリークが大きくなって電界効果トランジスタとしての正常な機能が得られなかった。前記の動作範囲のうち、特に、８０Ｖ＜ＶD＜１２０Ｖにおいて、５０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖではゲート電極２上が発光し、また−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶD−５０Ｖではゲート電極３上が発光した。これら２つの領域における発光強度は、ＶDが大きいほど、またＶG1あるいはＶD−ＶG2の絶対値が大きいほど強かった。５０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖかつ−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶD−５０Ｖでは、さらにゲート電極２とゲート電極３の対向部分に発光が認められた。
【００２７】
図６は、本実施形態に係る有機発光トランジスタにおける発光部位を説明する模式平面図である。詳細には、図６（Ａ）は上述した図１と同様の有機発光トランジスタの模式平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に点線で示した部分を拡大して示した模式平面図である。図６（Ｂ）においては、発光部位と電極との位置関係をわかりやすくするために、ｎ型有機半導体層６およびｐ型有機半導体層８の積層膜を省略してある。また、発光部位をわかりやすくするために発光部位１０には網掛け模様が付されている。発光部位１０は、ゲート電極２上ではドレイン電極７近傍の領域に、ゲート電極３上ではソース電極５近傍の領域に、そしてゲート電極２とゲート電極３の対向部分では前記の２つの領域における発光部位を直線的に結ぶ領域にある。発光部位１０の形状は各領域ともに細い帯び状である。
【００２８】
以下では、本実施形態に係る有機発光トランジスタの発光機構を説明する。最初に、発光機構の説明の基礎となる従来の有機発光トランジスタの発光機構を説明する。
図７は、従来例の有機発光トランジスタのｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層の積層膜の中における主キャリヤの流れを模式的に示す図である。詳細には、図７（Ａ）はｎ型駆動の場合を、図７（Ｂ）はｐ型駆動の場合をそれぞれ表している。なお、説明の便宜上、この図７ではゲート絶縁膜やゲート電極などは省略してある。図７（Ａ）では、ソース電極５５から注入された電子５１がドレイン電極５７に流れ込み、また図７（Ｂ）では、ドレイン電極５７から注入されたホール５２がソース電極５５に流れ込む。図中には明記されていないが、図７（Ａ）ではドレイン電極５７近傍にはホールが発生し、また図７（Ｂ）ではソース電極５５近傍には電子が発生している。特に図７（Ｂ）では実際にはソース電極５５近傍上のｎ型有機半導体層５６にはその膜厚方向に相当量の電子が発生していると考えられる。そのため、それらの部分では電子とホールの再結合が起きて発光する。
【００２９】
次いで、本実施形態に係る有機発光トランジスタの発光機構および発光方式について説明する。本実施形態に係る有機発光トランジスタの大きな特徴は、ゲート電極２とゲート電極３の対向構造に起因し、上述した図７（Ａ）に示した状態と図７（Ｂ）に示した状態のそれぞれが近接して発生することである。
【００３０】
図８は、図１におけるII−II線断面に対応した有機半導体層の模式断面図に電子とホールの流れを重ね書きした図である。ただし、説明の便宜上、ゲート絶縁膜などは省略してあるとともに、断面を表すハッチングが省略されている。実際には電子の流れとホールの流れは同じ面内にはないが、この図８では重ね書きして表現している。電子１１の流れとホール１２の流れは、同じ面内ではないが、ゲート電極２とゲート電極３の対向構造によって近接する面内に生じる。この場合、電子１１とホール１２とは、その負電荷と正電荷によって互いに引き合うことになる。
【００３１】
図９は、図１におけるIII−III線断面に対応した模式断面図に電子とホールの分布と発光の様子を重ね書きした図である。ただし、説明の便宜上、断面を表すハッチングが省略されている。ゲート電極２上に発生した電子１１とゲート電極３上に発生したホール１２は、ゲート電極２とゲート電極３の対向距離が小さいときには、上記した図８において説明した引力によって互いに引き合い、その対向部分で再結合して発光する。
【００３２】
発生する電子とホールの量はゲート電極に印加される電圧の絶対値にほぼ比例する。本実施形態に係る有機発光トランジスタにおける発光方式では、電子の発生量とホールの発生量をゲート電極２とゲート電極３でそれぞれ独立に制御できる。したがって、ゲート電極を１つしか持たない従来の有機発光トランジスタの発光方式と比較してキャリヤのバランス注入が容易である。また従来の発光方式においてバランス注入を実現するためにはゲート電極に印加される電圧をソース電極への印加電圧とドレイン電極への印加電圧の中間値に設定する必要があるという制限があった。これに対して本実施形態ではその制限がない。そのため本実施形態ではキャリヤ注入の絶対量を大きくすることが容易であり、発光強度の向上に多大な効果がある。さらに、ゲート電極２とゲート電極３のそれぞれに所定のゲート電圧を印加して電子とホールを発生させてから２つのゲート電極を同時にオープン状態あるいは反転電圧状態にすると、発生した電子とホールはゲート電極による電気的束縛から解放されて互いに引き合いゲート電極２とゲート電極３の対向部分で一瞬のうちに再結合する。すなわち、これによってゲート電極への印加電圧に所定の一定電圧を印加する方式より大きな発光強度が得られる。ゲート電極への印加電圧をパルス電圧にしてこの原理を利用すれば、高強度連続発光が得られる。また、本実施形態に係る有機発光トランジスタでは、ゲート電極２とゲート電極３の対向間隔が重要なパラメータの１つとなる。すなわち、その間隔が狭いほど２つのゲート電極上に発生した電子とホールの間に働く引力は大きくなって発光強度は向上する。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体を具備する有機発光トランジスタにおいて、ゲート電極を１つの面（共通面）上で２分割し、その２分割された各ゲート電極の対向間隔を比較的に狭くする（例えば２０μｍ〜１００μｍ程度）とすることにより、発光特性に優れ、かつ構造がより簡素化された有機発光トランジスタが実現される。本実施形態に係る有機発光トランジスタは、例えば表示装置、光通信などの高輝度・高強度の発光素子が必要とされる分野に応用することが期待される。さらにまた、有機レーザというこれまでにない新たな分野に展開されることも期待できる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態における各構成要素の材料、寸法などは一例であり、上記内容に限定されない。また、上述した実施形態におけるｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層との上下関係を入れ替えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】有機発光トランジスタの構造を説明する模式平面図である。
【図２】図１に示す有機発光トランジスタのII−II線に対応する模式断面図である。
【図３】図１に示す有機発光トランジスタのIII−III線に対応する模式断面図である。
【図４】ｎ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。
【図５】ｐ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。
【図６】有機発光トランジスタにおける発光部位を説明する模式平面図である。
【図７】従来例の有機発光トランジスタのｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層の積層膜の中における主キャリヤの流れを模式的に示す図である。
【図８】図１におけるII−II線断面に対応した有機半導体層の模式断面図に電子とホールの流れを重ね書きした図である。
【図９】図１におけるIII−III線断面に対応した模式断面図に電子とホールの分布と発光の様子を重ね書きした図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…基板、２…ゲート電極（第１ゲート電極）、３…ゲート電極（第２ゲート電極）、４…ゲート絶縁膜、５…ソース電極、６…ｎ型有機半導体層、７…ドレイン電極、８…ｐ型有機半導体層、１０…発光部位、１１…電子、１２…ホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を用いた電界効果トランジスタ、その中でも特に、発光性のｎ型およびｐ型有機半導体の積層構造を有する発光型の有機電界効果トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界効果トランジスタの中にはチャネルがｎ型有機半導体とｐ型有機半導体の積層構造からなるものがある。その一例は、特開平８−２２８０３４号公報（特許文献１）に開示されている。この構造を用いる目的は、トランジスタのON/OFF比を高めることと、ゲート電圧の正負に応じてｎ型特性とｐ型特性の両方の特性（アンバイポーラ特性、両極性）を引き出すことにある。この積層膜を用いた有機電界効果トランジスタの構造をもう少し詳しく述べると、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極とドレイン電極、そしてｎ型とｐ型の有機半導体積層膜を、この順番に積層した構造からなる。ｎ型とｐ型の有機半導体積層膜におけるｎ型有機半導体とｐ型有機半導体の積層順序には、ｎ型とｐ型の順番とその逆の順番の両方がある。
【０００３】
このようなｎ型とｐ型の有機半導体積層膜の半導体材料に発光性材料を用いると発光型の有機電界効果トランジスタ（発光ＦＥＴ）として機能する。発光は電子とホールの再結合によって起こるものであるから、それを実現するためには電子とホールを同時にキャリヤとして電界効果トランジスタのチャネル部に注入することが必要である。しかしながら、上記従来例に発光性材料を用いる場合、ゲート電極が１つであることから電子とホールを別々に注入することはできても同時に注入することは容易ではなかった。そのためこの構造の発光ＦＥＴからの発光は微弱であった。さらに言えば、電子とホールを等量注入するバランス注入も当然難しいから発光強度だけではなく発光効率という観点からも問題であった。これを解決する手段として有機半導体積層膜の両面のそれぞれにゲートを取付ける構造、すなわち上下ダブルゲート構造が考えられる。その一例は、特開２００５−７９５４９号公報（特許文献２）に開示されている。しかし、この従来例のトランジスタは構造的にも製造プロセスの面からも複雑であり、改良の余地が残されていた。
【特許文献１】特開平８−２２８０３４号公報
【特許文献２】特開２００５−７９５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明に係る具体的態様は、複数のゲートを有する有機発光トランジスタの構造をより簡素化することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る一態様の有機発光トランジスタは、（ａ）基板と、（ｂ）前記基板上に配置された第１ゲート電極と、（ｃ）前記基板上に、前記第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極と、（ｄ）前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、前記基板上に配置されたゲート絶縁膜と、（ｅ）前記ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極と、（ｆ）前記第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記ゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層と、（ｇ）前記第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、（ｈ）前記第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層と、を備える。
【０００６】
このような本発明に係る有機発光トランジスタによれば、ゲート電極を１つの面（共通面）上で２分割した構成により、発光特性に優れ、かつ構造がより簡素化された有機発光トランジスタが実現される。このような有機発光トランジスタは、例えば表示装置、光通信などの高輝度・高強度の発光素子が必要とされる分野に応用することが期待される。さらにまた、有機レーザというこれまでにない新たな分野に展開されることも期待できる。
【０００７】
上述した有機発光トランジスタにおいては、例えば前記第１有機半導体層がｎ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｐ型有機半導体層である。なお、前記第１有機半導体層がｐ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｎ型有機半導体層であってもよい。
【０００８】
上述した有機発光トランジスタにおいて、前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数と前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数とが異なることが好ましい。更に、前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数が前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数よりも小さいことが好ましい。これにより、各有機半導体層に対するキャリア（電子、ホール）の注入がしやすい構造が得られる。
【０００９】
上述した有機発光トランジスタにおいて、前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とを同じ材料によって構成することができる。このような同一材料からなる第１ゲート電極及び第２ゲート電極は、例えば基板上に導電膜を形成し、この導電膜をパターニングすることにより容易に形成することが可能である。
【００１０】
上述した有機発光トランジスタにおいては、前記ソース電極と前記ドレイン電極とを平面視において離間して配置することができる。それにより、発光をより効率よく外部へ取り出すことが可能となる。
【００１１】
上述した有機発光トランジスタにおいては、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々の長手方向と、前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々の長手方向とが交差することも好ましい。このようなレイアウトによれば、各電極を外部回路等と接続するための部位を確保しやすい利点がある。
【００１２】
上述した有機発光トランジスタは、例えば、前記第１ゲート電極上であって前記ドレイン電極近傍の第１領域、前記第２ゲート電極上であって前記ソース電極近傍の第２領域、及び前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極との相互間を結ぶ第３領域の各々において発光を生じる。これにより、発光部位が多く確保された高輝度の有機発光トランジスタが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る有機発光トランジスタの構造を説明する模式平面図である。また、図２は、図１に示す有機発光トランジスタのII−II線に対応する模式断面図である。また、図３は、図１に示す有機発光トランジスタのIII−III線に対応する模式断面図である。
【００１４】
図１〜図３に示す本実施形態の有機発光トランジスタは、基板１、ゲート電極（第１ゲート電極）２、ゲート電極（第２ゲート電極）３、ゲート絶縁膜４、ソース電極（第１ソース／ドレイン電極）５、ｎ型有機半導体層６、ドレイン電極（第２ソース／ドレイン電極）７、ｐ型有機半導体層８、を含んで構成される。この有機発光トランジスタにおいては、ゲート電極は同一の面上（基板１の一方面上）においてゲート電極２とゲート電極３の２つに分割されている。換言すれば、本実施形態に係る有機発光トランジスタは、共通の面上に配置された２つのゲート電極２、３を備える。また、ソース電極５とドレイン電極７とは異なる面上に配置されている。すなわち、ソース電極５はゲート絶縁膜４上に形成され、ドレイン電極７はｎ型有機半導体層６上に形成されている。ゲート電極２、３のそれぞれは、例えば図示のように矩形状である。これらのゲート電極２、３は図中に示すＸ方向（第１方向）に沿って離間して配置され、かつ図中に示すＹ方向（第２方向）に沿って延在している。ソース電極５およびドレイン電極７のそれぞれは、例えば図示のように矩形状である。これらのソース電極５およびドレイン電極７は、平面視において図中に示すＹ方向（第２方向）に沿って離間して配置され、かつ図中に示すＸ方向（第１方向）に沿って延在している。すなわち、ゲート電極２、３とソース電極５およびドレイン電極７とは、ゲート電極２、３の各々の長手方向とソース電極５およびドレイン電極７の各々の長手方向とが交差するようにして配置されている。
【００１５】
図１〜図３に示す有機発光トランジスタの製造方法の一例を説明すると以下の通りである。まず、ガラス基板等の基板１の上に導電膜を形成する。導電膜は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）であり、スパッタ法などの成膜法によって形成可能である。この基板１上に形成された導電膜をフォトリソグラフィー法等の方法によってパターニングすることにより、ゲート電極２およびゲート電極３が形成される。ゲート電極２とゲート電極３との対向間隔は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ、更に好ましくは２０μｍ以下に設定される。
【００１６】
次に、各ゲート電極２、３の少なくとも一部を覆うゲート絶縁膜４が基板１上に形成される。ゲート絶縁膜４は、例えばＳｉＯ2膜などの絶縁膜であり、スパッタ法などの成膜法によって形成可能である。ゲート絶縁膜４の膜厚は例えば４００ｎｍ程度である。
【００１７】
次に、ゲート絶縁膜４の上にソース電極５を形成する。ソース電極５は、例えばアルミニウム等の導電膜をゲート絶縁膜４上にマスク蒸着することによって形成可能である。
【００１８】
次に、ゲート絶縁膜４上にソース電極５の少なくとも一部を覆うようにしてｎ型有機半導体層６が形成される。ｎ型有機半導体層６は、例えば蒸着法によって形成可能である。ｎ型有機半導体層６の膜厚は例えば５０ｎｍ程度である。図４は、ｎ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。以下ではこの有機半導体材料をＡＣ５ＣＦ３と称する。ＡＣ５ＣＦ３は発光性の有機半導体材料である。
【００１９】
次に、ｎ型有機半導体層６の上にドレイン電極７が形成される。ドレイン電極７は、例えば、金などの導電膜をｎ型有機半導体層６の上にマスク蒸着することによって形成可能である。ソース電極５とドレイン電極７の間隔、すなわちチャネル長は例えば５０μｍ程度である。このチャネル長の調整は、例えば、ドレイン電極７をマスク蒸着するときのマスク位置合わせによって行うことができる。
【００２０】
次に、ｎ型有機半導体層６の上に、ドレイン電極７の少なくとも一部を覆い、かつ各ゲート電極２、３の各々と重畳して配置されるｐ型有機半導体層８を形成する。ｐ型有機半導体層８は、例えば蒸着法により形成可能である。ｐ型有機半導体層８の膜厚は例えば１００ｎｍ程度である。図５は、ｐ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。以下ではこの有機半導体材料をＢＰ３Ｔと称する。ＢＰ３Ｔは発光性の有機半導体材料である。
【００２１】
上述した有機発光トランジスタの製造方法は、ゲート電極２、ゲート電極３という２つのゲート電極が共通の導電膜から形成されるという特徴と、２つのゲート電極を得るためのパターニングはフォトリソグラフィー法という従来からよく用いられている簡便な方法で行えるという特徴と、を備えている。
【００２２】
上述した有機発光トランジスタにおいては、ソース電極５とドレイン電極７とは材料の異なる異種電極とされる。ソース電極５の材料としてアルミニウムを選択した場合、その仕事関数は４．３ｅＶである。また、ドレイン電極７の材料として金を選択した場合、その仕事関数は５．１ｅＶである。すなわち、ソース電極５はドレイン電極７よりも仕事関数が小さい。それゆえ、ソース電極５からはそれに接するｎ型有機半導体層６に電子を注入しやすく、ドレイン電極７からはそれに接するｐ型有機半導体層８にホールを注入しやすい構造が実現される。なお、ソース電極５、ドレイン電極７の各々の材料は一例であり、上述した仕事関数の関係が満たされる限り、電極材料は特に限定されない。この本実施形態に係る有機発光トランジスタは、ｎ型有機半導体層６とｐ型有機半導体層８の積層構造が用いられているので、ゲート電極の制御電圧による電界効果を利用してｎ型とｐ型のどちらのチャネルも形成可能である。特にｐ型チャネル形成時ではｎ型有機半導体層は半導体としてではなくゲート絶縁膜の一部として機能する。
【００２３】
ここで、本実施形態に係る有機発光トランジスタの駆動方法と発光特性について詳細に説明する。本実施形態に係る有機発光トランジスタは、ソース電極５の電位を基準電位（グラウンド）として、ドレイン電極７の電圧をＶD、ゲート電極２の電圧をＶG1、ゲート電極３の電圧をＶG2とするとき、以下の条件のもとで駆動される。
〔条件１〕 ０＜ＶD
〔条件２〕 ０＜ＶG1かつＶG2＜ＶD
【００２４】
上述した条件１は、ソース電極５とドレイン電極７が異種材料であることに因る。すなわち、低仕事関数である材料（例えばアルミニウム）からなるソース電極５の良好な電子注入性と高仕事関数である材料（例えば金）からなるドレイン電極７の良好なホール注入性を積極的に利用して、ｎ型有機半導体層６及びｐ型有機半導体層８に多量のキャリヤを注入させるための条件である。
【００２５】
一方、上述した条件２は、ゲート電極２による駆動をｎ型駆動的に、ゲート電極３による駆動をｐ型駆動的にするための条件である。実際には、ＶG1とＶG2が０からＶDの電圧範囲にある場合は、ｎ型駆動、ｐ型駆動というよりもむしろ両極性駆動である。ｎ型駆動とｐ型駆動をより明確に行うためには、条件２をさらに限定した、ＶD＜ＶG1かつＶG2＜０という電圧範囲で駆動するとよい。条件２の電圧範囲の設定は、ここで用いているｎ型とｐ型の各有機半導体材料それぞれのゲート閾値電圧がともにほぼ０Ｖであることに基づいている。仮にそれらのゲート閾値電圧がそれぞれＶnthおよびＶpthであるならば、条件２は、Ｖnth＜ＶG1かつＶG2＜ＶD＋Ｖpth、と表せる。
【００２６】
ここで、一実施例について説明する。基板１をガラス基板、各ゲート電極２、３をＩＴＯにより形成してそのゲート対向間隔を５０μｍとし、ゲート絶縁膜４を膜厚４００ｎｍのＳｉＯ2膜、ソース電極５をアルミニウム膜、ドレイン電極７を金膜、チャネル長を５０μｍ、ｎ型有機半導体層６をＡＣ５ＣＦ３、ｐ型有機半導体層８をＢＰ３Ｔ、とした有機発光トランジスタを製造した。この実施例に係る有機発光トランジスタを、０Ｖ＜ＶD＜１２０Ｖ、０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖ、かつ−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶDの範囲で動作させた。この範囲外である１２０Ｖ＜ＶD、１５０Ｖ＜ＶG1あるいはＶG2＜−１００Ｖの場合にはゲートリークが大きくなって電界効果トランジスタとしての正常な機能が得られなかった。前記の動作範囲のうち、特に、８０Ｖ＜ＶD＜１２０Ｖにおいて、５０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖではゲート電極２上が発光し、また−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶD−５０Ｖではゲート電極３上が発光した。これら２つの領域における発光強度は、ＶDが大きいほど、またＶG1あるいはＶD−ＶG2の絶対値が大きいほど強かった。５０Ｖ＜ＶG1＜１５０Ｖかつ−１００Ｖ＜ＶG2＜ＶD−５０Ｖでは、さらにゲート電極２とゲート電極３の対向部分に発光が認められた。
【００２７】
図６は、本実施形態に係る有機発光トランジスタにおける発光部位を説明する模式平面図である。詳細には、図６（Ａ）は上述した図１と同様の有機発光トランジスタの模式平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に点線で示した部分を拡大して示した模式平面図である。図６（Ｂ）においては、発光部位と電極との位置関係をわかりやすくするために、ｎ型有機半導体層６およびｐ型有機半導体層８の積層膜を省略してある。また、発光部位をわかりやすくするために発光部位１０には網掛け模様が付されている。発光部位１０は、ゲート電極２上ではドレイン電極７近傍の領域に、ゲート電極３上ではソース電極５近傍の領域に、そしてゲート電極２とゲート電極３の対向部分では前記の２つの領域における発光部位を直線的に結ぶ領域にある。発光部位１０の形状は各領域ともに細い帯び状である。
【００２８】
以下では、本実施形態に係る有機発光トランジスタの発光機構を説明する。最初に、発光機構の説明の基礎となる従来の有機発光トランジスタの発光機構を説明する。
図７は、従来例の有機発光トランジスタのｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層の積層膜の中における主キャリヤの流れを模式的に示す図である。詳細には、図７（Ａ）はｎ型駆動の場合を、図７（Ｂ）はｐ型駆動の場合をそれぞれ表している。なお、説明の便宜上、この図７ではゲート絶縁膜やゲート電極などは省略してある。図７（Ａ）では、ソース電極５５から注入された電子５１がドレイン電極５７に流れ込み、また図７（Ｂ）では、ドレイン電極５７から注入されたホール５２がソース電極５５に流れ込む。図中には明記されていないが、図７（Ａ）ではドレイン電極５７近傍にはホールが発生し、また図７（Ｂ）ではソース電極５５近傍には電子が発生している。特に図７（Ｂ）では実際にはソース電極５５近傍上のｎ型有機半導体層５６にはその膜厚方向に相当量の電子が発生していると考えられる。そのため、それらの部分では電子とホールの再結合が起きて発光する。
【００２９】
次いで、本実施形態に係る有機発光トランジスタの発光機構および発光方式について説明する。本実施形態に係る有機発光トランジスタの大きな特徴は、ゲート電極２とゲート電極３の対向構造に起因し、上述した図７（Ａ）に示した状態と図７（Ｂ）に示した状態のそれぞれが近接して発生することである。
【００３０】
図８は、図１におけるII−II線断面に対応した有機半導体層の模式断面図に電子とホールの流れを重ね書きした図である。ただし、説明の便宜上、ゲート絶縁膜などは省略してあるとともに、断面を表すハッチングが省略されている。実際には電子の流れとホールの流れは同じ面内にはないが、この図８では重ね書きして表現している。電子１１の流れとホール１２の流れは、同じ面内ではないが、ゲート電極２とゲート電極３の対向構造によって近接する面内に生じる。この場合、電子１１とホール１２とは、その負電荷と正電荷によって互いに引き合うことになる。
【００３１】
図９は、図１におけるIII−III線断面に対応した模式断面図に電子とホールの分布と発光の様子を重ね書きした図である。ただし、説明の便宜上、断面を表すハッチングが省略されている。ゲート電極２上に発生した電子１１とゲート電極３上に発生したホール１２は、ゲート電極２とゲート電極３の対向距離が小さいときには、上記した図８において説明した引力によって互いに引き合い、その対向部分で再結合して発光する。
【００３２】
発生する電子とホールの量はゲート電極に印加される電圧の絶対値にほぼ比例する。本実施形態に係る有機発光トランジスタにおける発光方式では、電子の発生量とホールの発生量をゲート電極２とゲート電極３でそれぞれ独立に制御できる。したがって、ゲート電極を１つしか持たない従来の有機発光トランジスタの発光方式と比較してキャリヤのバランス注入が容易である。また従来の発光方式においてバランス注入を実現するためにはゲート電極に印加される電圧をソース電極への印加電圧とドレイン電極への印加電圧の中間値に設定する必要があるという制限があった。これに対して本実施形態ではその制限がない。そのため本実施形態ではキャリヤ注入の絶対量を大きくすることが容易であり、発光強度の向上に多大な効果がある。さらに、ゲート電極２とゲート電極３のそれぞれに所定のゲート電圧を印加して電子とホールを発生させてから２つのゲート電極を同時にオープン状態あるいは反転電圧状態にすると、発生した電子とホールはゲート電極による電気的束縛から解放されて互いに引き合いゲート電極２とゲート電極３の対向部分で一瞬のうちに再結合する。すなわち、これによってゲート電極への印加電圧に所定の一定電圧を印加する方式より大きな発光強度が得られる。ゲート電極への印加電圧をパルス電圧にしてこの原理を利用すれば、高強度連続発光が得られる。また、本実施形態に係る有機発光トランジスタでは、ゲート電極２とゲート電極３の対向間隔が重要なパラメータの１つとなる。すなわち、その間隔が狭いほど２つのゲート電極上に発生した電子とホールの間に働く引力は大きくなって発光強度は向上する。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体を具備する有機発光トランジスタにおいて、ゲート電極を１つの面（共通面）上で２分割し、その２分割された各ゲート電極の対向間隔を比較的に狭くする（例えば２０μｍ〜１００μｍ程度）とすることにより、発光特性に優れ、かつ構造がより簡素化された有機発光トランジスタが実現される。本実施形態に係る有機発光トランジスタは、例えば表示装置、光通信などの高輝度・高強度の発光素子が必要とされる分野に応用することが期待される。さらにまた、有機レーザというこれまでにない新たな分野に展開されることも期待できる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態における各構成要素の材料、寸法などは一例であり、上記内容に限定されない。また、上述した実施形態におけるｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層との上下関係を入れ替えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】有機発光トランジスタの構造を説明する模式平面図である。
【図２】図１に示す有機発光トランジスタのII−II線に対応する模式断面図である。
【図３】図１に示す有機発光トランジスタのIII−III線に対応する模式断面図である。
【図４】ｎ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。
【図５】ｐ型有機半導体層として用いられる有機半導体材料の化学構造の一例を示す図である。
【図６】有機発光トランジスタにおける発光部位を説明する模式平面図である。
【図７】従来例の有機発光トランジスタのｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層の積層膜の中における主キャリヤの流れを模式的に示す図である。
【図８】図１におけるII−II線断面に対応した有機半導体層の模式断面図に電子とホールの流れを重ね書きした図である。
【図９】図１におけるIII−III線断面に対応した模式断面図に電子とホールの分布と発光の様子を重ね書きした図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…基板、２…ゲート電極（第１ゲート電極）、３…ゲート電極（第２ゲート電極）、４…ゲート絶縁膜、５…ソース電極、６…ｎ型有機半導体層、７…ドレイン電極、８…ｐ型有機半導体層、１０…発光部位、１１…電子、１２…ホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１ゲート電極と、
前記基板上に、前記第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極と、
前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、前記基板上に配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極と、
前記第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記ゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層と、
前記第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、
前記第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層と、
を備える、有機発光トランジスタ。
【請求項２】
前記第１有機半導体層がｎ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｐ型有機半導体層である、
請求項１に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項３】
前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数が前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数よりも小さい、
請求項１又は２に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項４】
前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とが同じ材料からなる、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項５】
前記ソース電極と前記ドレイン電極とが、平面視において離間して配置される、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項６】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々の長手方向と、前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々の長手方向とが交差する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項７】
前記第１ゲート電極上であって前記第２ソース／ドレイン電極近傍の第１領域、前記第２ゲート電極上であって前記第１ソース／ドレイン電極近傍の第２領域、及び前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極との相互間を結ぶ第３領域の各々において発光を生じる、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１ゲート電極と、
前記基板上に、前記第１ゲート電極と離間して配置された第２ゲート電極と、
前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の少なくとも一部を覆い、前記基板上に配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に配置された第１ソース／ドレイン電極と、
前記第１ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記ゲート絶縁膜上に配置された第１有機半導体層と、
前記第１有機半導体層上に配置された第２ソース／ドレイン電極と、
前記第２ソース／ドレイン電極の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々と重畳して前記第１有機半導体層上に配置された第２有機半導体層と、
を備える、有機発光トランジスタ。
【請求項２】
前記第１有機半導体層がｎ型有機半導体層、前記第２有機半導体層がｐ型有機半導体層である、
請求項１に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項３】
前記第１ソース／ドレイン電極の仕事関数が前記第２ソース／ドレイン電極の仕事関数よりも小さい、
請求項１又は２に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項４】
前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とが同じ材料からなる、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項５】
前記ソース電極と前記ドレイン電極とが、平面視において離間して配置される、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項６】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々の長手方向と、前記第１ゲート電極及び前記第２ゲート電極の各々の長手方向とが交差する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【請求項７】
前記第１ゲート電極上であって前記第２ソース／ドレイン電極近傍の第１領域、前記第２ゲート電極上であって前記第１ソース／ドレイン電極近傍の第２領域、及び前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極との相互間を結ぶ第３領域の各々において発光を生じる、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の有機発光トランジスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１８２３０２（Ｐ２００９−１８２３０２Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２６７３（Ｐ２００８−２２６７３）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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