(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネッセント有機電界効果アンバイポーラトランジスタであって、
・ゲート電極と、
・前記ゲート電極上に配される誘電体層と、
・エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−ＳＣｐ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−ＳＣｐによって決定されるＰ型半導体層、エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−ＳＣｎ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−ＳＣｎによって決定されるＮ型半導体層（ＳＣｎ）、並びに逆符号の電荷キャリアの再結合を可能にするように適合され、前記Ｐ型半導体層及び前記Ｎ型半導体層の中間に配される発光層を備え、前記発光層は代替的にエネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−Ｒ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−Ｒによって決定される単一の材料、または一つのホスト材料及び一つ以上のゲスト材料から構成されるホストーゲスト系から構成され、前記ホスト材料はエネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−Ｈ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−Ｈによって決定され、一つまたは複数の前記ゲスト材料は各エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−Ｇ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−Ｇによってそれぞれ決定される、前記誘電体層上に配されるアンバイポーラチャンネルと、
・第一型の電荷を注入するのに適合されたソース電極及び第二型の電荷を注入するのに適合されたドレイン電極と、を備える積層された層の構造を有し、
・前記ソース電極及びドレイン電極は、前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の上層と接触し、前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の底層は前記誘電体層と接触し、
・前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の前記上層及び前記発光層の界面における実行的な電界効果移動度の値と、前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の前記底層及び前記誘電体層の界面における実行的な電界効果移動度の値との比が０．０５から２０の範囲内であり；
・前記Ｐ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層が単一の材料から構成される場合には：
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから０．８ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから０ｅＶであり；
・前記Ｎ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層が単一の材料から構成される場合には：
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−０．８ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであり；
・前記Ｐ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層がホスト―ゲスト系から構成される場合には：
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから３ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから３ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して：
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．３ｅＶから−１ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり；
・前記Ｎ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層がホスト―ゲスト系から構成される場合には：
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−３ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して：
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから−１ｅＶであることを特徴とするトランジスタ。
【請求項２】
前記比が０．７から１．３の範囲内である、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項３】
前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の前記上層及び前記発光層の界面における前記実行的な電界効果移動度の値と、前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層の前記底層及び前記誘電体層の界面における前記実行的な電界効果移動度の値が、少なくとも１０−３ｃｍ２／Ｖｓである、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項４】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の距離が２０μｍから３００μｍである、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項５】
前記発光層と、前記Ｐ型半導体層または前記Ｎ型半導体層のそれぞれとの界面における表面ラフネスが０．２ｎｍから１０ｎｍの範囲内である、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項６】
前記表面ラフネスが０．２ｎｍから５ｎｍの範囲内である、請求項５に記載のトランジスタ。
【請求項７】
前記アンバイポーラチャンネルを形成する材料が９９．８％から９９．９９９％の間の純度を有する、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項８】
前記純度が９９．９９％から９９．９９９％の間である、請求項７に記載のトランジスタ。
【請求項９】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極が同じ材料からなる、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項１０】
前記Ｐ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層が単一の材料から構成されている場合には：
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから０．６ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０．２ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから−０．２ｅＶであり；
前記Ｎ型半導体層が前記誘電体層と接触し、前記発光層が単一の材料から構成されている場合には：
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから−０．２ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−０．６ｅＶである、請求項１に記載のトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分散した発光を有する有機発光電界効果トランジスタに関連する。
【０００２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲中で使用される分散した発光との語は、２０μｍ以上の距離による発光を意味する。
【背景技術】
【０００３】
ＯＬＥＴ（有機発光トランジスタ）としても知られる有機エレクトロルミネッセント電界効果トランジスタは比較的最近の種類のデバイスであり、特に興味深い特性及び潜在性を有する。特にＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）と比較した時に、アンバイポーラＯＬＥＴは向上した効率及び光度を有し、最適化されれば安価な製造プロセスを使用する可能性を有する。
【０００４】
アンバイポーラＯＬＥＴデバイスに関するより詳細な構造は欧州特許の特許文献１に見受けられ得る。これらのデバイスの潜在性及び機能的な特性に関しては、非特許文献１に詳細が見受けられ得る。その内部で再結合により光放射を起こすアンバイポーラ（両方の電荷キャリアを運ぶことを意味する）チャンネル内の限られた非常に狭い領域に集中しているにもかかわらず、これまで全ての研究および特性評価はこれらのデバイスが向上した光度を有することを示している。特に、上述の文献中で示されたようなこれまでつくられたアンバイポーラＯＬＥＴは幅１０μｍもの照光領域を有する。
【０００５】
この空間的に制限された放射は有機電子デバイスの全てのクラスで問題を起こすわけではなく、例えばセンサーデバイスの分野においては利点であり得る。この使用は特許文献２に記載されている。それでも、広いまたは分散した光源が必要なときには可能な用途分野が制限される。例えば周囲照明、エレクトロルミネッセントディスプレイ技術、所謂ポイントオブケア（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｃａｒｅ）生物医学的用途、フォトニックチップ上に統合された高輝度の光源などの分野である。
【０００６】
非特許文献２及び非特許文献３に三層のＯＬＥＴデバイスが開示されている。これらのデバイスは、文献中でも強調されているように、空間的に制限された照明を生じ、分散した照明を生じるには不適当であり、使用の可能性を妥当に制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第１６０９１９５号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１０／０４９８７１号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｔｈａｔ  ｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓ  ｔｈｅ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、２０１０年、９巻、４９６−５０３頁
【非特許文献２】Ｊｕｎｇ  Ｈｗａ  Ｓｅｏ著、「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ−ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ」、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．、２０１１年、２１巻、３６６７−３６７２頁
【非特許文献３】Ｅｄｉｎａｚａｒ  Ｂ．  Ｎａｍｄａｓ著、「Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２０１０年、９６巻、０４３３０４号
【非特許文献４】Ｗｅｇｅｗｉｊｓ著、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌｓ、１０１巻、５３４−５３５頁
【非特許文献５】Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、７巻、２７６−２８６頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って本発明の目的は、電界効果トランジスタの照光領域の限定された拡張を参照しつつ、従来技術の問題を解決することである。第一の態様によれば、以下を含む、一層ずつ積層された構造を有する有機発光電界効果アンバイポーラトランジスタである：
ゲート電極と、
上記ゲート電極上の誘電体層と、
上記誘電体層上のアンバイポーラチャンネルであって、エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−ＳＣｐ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−ＳＣｐで決定されるＰ型半導体と、エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−ＳＣｎ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−ＳＣｎで決定されるＮ型半導体と、エネルギーバンドが最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−Ｒ及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−Ｒで決定され、上記Ｐ型半導体層とＮ型半導体層との間に配され、逆符号の電荷キャリアの再結合を可能にするように適した発光層と、をそれぞれ備えるアンバイポーラチャンネルと、
第一型の電荷を注入するのに適合されたソース電極及び第二型の電荷を注入するのに適合されたドレイン電極であって、上記ソース電極及びドレイン電極は上記Ｐ型またはＮ型半導体層の同一層に接触し、上記半導体層の他方は誘電体層と接触するソース電極及びドレイン電極。
【００１０】
上記新規な電界効果トランジスタは分散した発光を生じることが出来る。なぜならば上記アンバイポーラチャンネルの層は、
上記半導体層（ＳＣｎ；ＳＣｐ）の一方及び上記発光層（Ｒ）の界面における実行的な電界効果移動度（ｍ２）の値と、上記半導体層（ＳＣｐ；ＳＣｎ）の他方及び上記誘電体層（Ｄｉｅ）の界面における実行的な電界効果移動度（ｍ１）の値との比が０．０５から２０の範囲であるように実現され、
Ｐ型半導体層（ＳＣｐ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は０．２ｅＶから０．８ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから０ｅＶであり、
Ｎ型半導体層（ＳＣｎ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−０．８ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであるからである。
【００１１】
好ましい実施形態において、発光層はホスト―ゲスト（Ｈ−Ｇ）系であり、ホスト材料と１以上のゲスト材料から構成され、最高被占分子軌道ＨＯＭＯ−Ｈ（ＨＯＭＯ−Ｇ）及び最低空分子軌道ＬＵＭＯ−Ｈ（ＬＵＭＯ−Ｇ）によって決定されるエネルギーバンドによってそれぞれ特徴づけられる。デバイスによる発光のスペクトルを調整するのに複数のゲスト材料を使用することが便利であり得る。発光層がホスト―ゲスト系である新規な電界効果トランジスタは分散した発光を生じることができる。なぜならば、上記アンバイポーラチャンネルの層は、
上記半導体層（ＳＣｎ；ＳＣｐ）の一方及び上記発光層（Ｒ）の界面における実行的な電界効果移動度（ｍ２）の値と、上記半導体層（ＳＣｐ；ＳＣｎ）の他方及び上記誘電体層（Ｄｉｅ）の界面における実行的な電界効果移動度（ｍ１）の値との比が０．０５から２０の範囲であるように実現され、
Ｐ型半導体層（ＳＣｐ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は０．２ｅＶから３ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから３ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．３ｅＶから−１ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり；
Ｎ型半導体層（ＳＣｎ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は−３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルとの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−３ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して、
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから−１ｅＶであるからである。
【００１２】
好ましい実施形態によると、上記で定められた実行的な電界効果移動度ｍ１及びｍ２の値の比は０．７から１．３の範囲である。さらに好ましい実施形態によると、上記条件に加えて、電界効果移動度ｍ１及びｍ２の最小値が１０−３ｃｍ２／Ｖｓである。本願の特許請求の範囲は本明細書の統合された部分であり、参照によってこの中に編入される。
【００１３】
本発明は以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａ及び図１Ｂは二つの画期的なＯＬＥＴデバイスの実施形態を概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ａ及び図１Ｂは二つの画期的なＯＬＥＴデバイスの実施形態を概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａ及び図２Ｂは、アンバイポーラ条件下で作動された二つの異なるＯＬＥＴデバイスの照光チャンネルの３次元デジタル合成である。
【図２Ｂ】図２Ａ及び図２Ｂは、アンバイポーラ条件下で作動された二つの異なるＯＬＥＴデバイスの照光チャンネルの３次元デジタル合成である。
【図３】図７に示される比較例で用いられたＮ型半導体材料の層を実現するのに使用された分子系ＳＬＶ−１３１の化学構造を示す。
【図４Ａ】図４Ａ及び図４Ｂは画期的なＯＬＥＴデバイスの他の実施形態であり、それぞれＰ型及びＮ型の導電型であり、誘電体層と接触するＳＣＰ及びＳＣＮ半導体層が強調されている。
【図４Ｂ】図４Ａ及び図４Ｂは画期的なＯＬＥＴデバイスの他の実施形態であり、それぞれＰ型及びＮ型の導電型であり、誘電体層と接触するＳＣＰ及びＳＣＮ半導体層が強調されている。
【図５】本発明によるＯＬＥＴデバイスの構造を示し、Ｐ型半導体層が誘電体層と接触し、発光層がホスト―ゲスト系から構成され、各グラフはオプトエレクトロニクス特性を示す。
【図６】本発明によるＯＬＥＴデバイスの構造を示し、Ｐ型半導体層が誘電体層と接触し、発光層が図５とホスト材料が同一であり、ゲスト材料が異なるホスト―ゲスト系から構成され、各グラフはオプトエレクトロニクス特性を示す。
【図７】本発明によらないＯＬＥＴデバイスの構造を示し、Ｐ型半導体層（ＤＨ４Ｔ）が誘電体層と接触し、発光層がトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）で構成され、Ｎ型半導体層（ＳＬＶ１３１）が上記発光層上に位置し、使用される材料のエネルギーバンドを示し、各グラフはオプトエレクトロニクス特性を示す。
【図８Ａ】図８Ａから８Ｄは分散した発光を有する画期的なＯＬＥＴの構造の層に使用される可能性のある材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯレベルを示す。
【図８Ｂ】図８Ａから８Ｄは分散した発光を有する画期的なＯＬＥＴの構造の層に使用される可能性のある材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯレベルを示す。
【図８Ｃ】図８Ａから８Ｄは分散した発光を有する画期的なＯＬＥＴの構造の層に使用される可能性のある材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯレベルを示す。
【図８Ｄ】図８Ａから８Ｄは分散した発光を有する画期的なＯＬＥＴの構造の層に使用される可能性のある材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯレベルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本発明に係るトランジスタのアンバイポーラチャンネルは三層構造から構成される。最外層ＳＣ１及びＳＣ２は半導体材料で構成され、発光層Ｒ内で逆符号の電荷キャリアが再結合し、結果的に、その材料またはこの層を構成する材料の発光特性によって可能になる発光を伴う。
【００１６】
発明者らは分散した発光を再現可能な方法で得るためのＯＬＥＴ構造の特定の特徴を発見した。分散した発光とは上記で定めたとおり、少なくとも２０μｍにわたって広がる（幾何学的に）ブロードな発光である。本発明に関連した利点はアンバイポーラＯＬＥＴの実施形態でさらに明らかであり、その中ではチャンネルは数百マイクロメートル照光される。明らかにこれらのデバイス中でアンバイポーラチャンネルは十分に幅広くなければならず、すなわちアンバイポーラチャンネルは照光領域以上に幅広の大きさを有している。アンバイポーラチャンネルの大きさはトランジスタのソース電極及びドレイン電極間の距離によって決定される。必要以上に大きなデバイスを製造するのを避ける要望のために適切な距離も決定され、本発明の好ましい実施形態中にも、アンバイポーラチャンネルのかなりの部分を照光することができ、典型的には３３％未満ではなく、特定の場合、特にアンバイポーラチャンネルが１５０μｍ未満の場合には、この部分はその大きさの１００％近くであり得ることが可能であるという事実が考慮されている。さらに、幅広のチャンネル中では分散現象と、実行的な移動度間の差の影響とが関連するようになり、ソース電極とドレイン電極との距離が２０μｍから３００μｍである、分散した発光を有するアンバイポーラＯＬＥＴが好ましくなる。
【００１７】
バルクの移動度という言葉については、ある型の電荷キャリアについての材料固有の輸送特性が意図される。
【００１８】
室温で、多結晶半導体ダストに実施される、パルス放射線照射時間分解マイクロ波導電率測定（例えば科学文献の非特許文献４に開示されている）によって、材料固有の移動度の値を得ることができる。なぜならば、結晶ドメインのサイズまたはグレインエッジの存在による影響を受けないからであり、１０Ｖ／ｃｍ程度の電界が印加される。
【００１９】
電界効果移動度は、電界効果デバイス中の機能する条件の際に、電荷キャリアを輸送する材料の特性を表す。この値はバルクの移動度の値とは密接に関連しない。実際に、この場合では、移動度は、バルクの現象ではなく、本質的に表面の現象や表層の相互作用によって決定される。ただの１例として、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）の場合について考慮すると、金属―絶縁体―半導体（ＭＩＳ）ダイオード中で測定したバルクの移動度は９．３×１０−７ｃｍ２／Ｖｓであり、飽和条件における電界効果移動度は１．７×１０−３ｃｍ２／Ｖｓである（非特許文献５）。
【００２０】
ＤＨ４Ｔの電界効果移動度の測定は、以下のように構成される単層有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）のＬｏｃｕｓ電気特性（ＶＤＳ＝ＶＧＳ、ＶＤＳは０から−１００Ｖ）から得られる：ガラス製のデバイス基板、ＩＴＯの１５０ｎｍの一層からなるゲート電極、ＰＭＭＡの４５０ｎｍの一層からなる誘電体層、ＤＨ４Ｔの１０ｎｍの一層からなる半導体層、金の５０ｎｍの一層からなるソース及びドレイン電極。しきい電圧が約−２５Ｖで、約０．１ｃｍ２／Ｖｓの電界効果移動度、ＤＨ４Ｔの多結晶ダスト上で０．０１５ｃｍ２／Ｖｓの移動度値が得られた。
【００２１】
上述の内容に加えて、実行的な電界効果移動度によって電荷の移動度についての更なるレベルの定義が与えられる。この移動度は分析下の対象デバイス中で実行的に得られるものであり、電流−電位特性によって得られ得る。典型的には、単純化された参照構造中、すなわち、単一半導体層の電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、で測定された電界効果移動度とは異なる。
【００２２】
電界効果移動度の値は、例えば材料の同一層が、金電極及びＡｌｑ３でできた再結合層Ｒの中間に配される半導体ＳＣ２として働く、ユニポーラ輸送条件下で３層の構造体にバイアスをかけて得られるデバイス中の実行的な電界効果移動度と比較され得る。例えば、発明者らによって測定された特定の場合には、ＤＨ４Ｔの実行的な電界効果移動度は約０．００２ｃｍ２／Ｖｓであり、しきい電圧は約−６０Ｖである。
【００２３】
出願人によって実行されたテストによって、分散した発光を有するアンバイポーラトランジスタを得るためには、実質的に二つの条件が確認されなければならないことが分かった：
【００２４】
（１）二つの異なる型の電荷キャリアの、それぞれの界面ＳＣ１−Ｄｉｅ及びＳＣ２−Ｒにおける実行的な電界効果移動度ｍ１及びｍ２の比が０．０５から２０の間であること。
（２）発光層が単一の材料から構成される場合には、アンバイポーラチャンネルの層の材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯの値の差が以下の制約を満たすべきである：
Ｐ型半導体層（ＳＣｐ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから０．８ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから０ｅＶであり；
Ｎ型半導体層（ＳＣｎ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には：
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＲレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−０．８ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＲレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであり；
発光層がホスト―ゲスト（Ｈ−Ｇ）系である場合は、アンバイポーラチャンネルの層の材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯ間の差は以下の制限を満たさなければならない：
Ｐ型半導体層（ＳＣｐ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．２ｅＶから３ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は０ｅＶから０．５ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−１ｅＶから３ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して、
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は０．３ｅＶから−１ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから１ｅＶであり；
Ｎ型半導体層（ＳＣｎ）が誘電体層（Ｄｉｅ）と接触している場合には、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｎレベルの差は−０．５ｅＶから０ｅＶであり、
−ＨＯＭＯ−ＨレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−３ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＨレベルとＬＵＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．２ｅＶから−１ｅＶであり、
全てのゲスト材料に対して、
−ＨＯＭＯ−ＧレベルとＨＯＭＯ−ＳＣｐレベルの差は−０．３ｅＶから１ｅＶであり、
−ＬＵＭＯ−ＧレベルとＬＵＭＯ−Ｈレベルの差は０ｅＶから−１ｅＶである。
【００２５】
アンバイポーラチャンネルの層間の界面における実行的な電界効果移動度の値は、それを制御することができる様々な要因に影響される。特に、キャリアの移動度は、使用される材料の純度を高める／低めることによって、または結晶粒のサイズを大きくする／小さくすることによって大きく／小さくなる。さらに、界面における電界効果移動度を大きくするために、便利に、層の表面のラフネスを低減することや、互いに接触して配された時に化学反応しない材料を選択し、界面に沿った電荷キャリアの移動の障害物を界面に形成するのを防ぐことが可能である。この分野で周知の技術によってこれらのパラメータを単独または適切に組み合わせて調整することによって、当業者はそれぞれの界面ＳＣ１−Ｄｉｅ及びＳＣ２−Ｒにおける二つの異なる型の電荷についての実行的な電界効果移動度ｍ１及びｍ２の比が上記範囲内であるようにＯＬＥＴデバイスの製造プロセスを採用することができる。
【００２６】
（２）の条件はアンバイポーラチャンネルが実現される材料を適切に選択することによって実証され得る。当業者であれば、ＯＬＥＴデバイスの作製に適合することができる材料の中から、（２）の条件を満たす、ＳＣｐ層用のＰ型半導体材料、ＳＣｎ層用のＮ型半導体材料及び再結合層Ｒ用の一種以上の材料を選択することができるだろう。
【００２７】
限定ではない例示として、ＳＣｐ層はＤＨ−４Ｔでもよく、ＳＣｎ層はＤＨＦ−４Ｔでもよく、再結合層ＲはＡｌｑ３−ＰｔＯＥＰまたはＴＣＴＡ−ＰｔＯＥＰまたはＴＣＴＡ−ＤＣＭ２またはＡｌｑ３単独、または１，３−  ジ（２−ピリジル）−５−メチル−ベンゼン白金（ＩＩ）クロリド複合体単独からなるホスト―ゲスト系でもよい。一般的に、ＯＬＥＴデバイスに使用でき、（１）及び（２）の条件を満足するように適合されれば、他の材料を選択することが可能である。
【００２８】
一つの実施形態では、実行的な移動度が過度に影響されるのを防ぐために、半導体層ＳＣ１、ＳＣ２及び発光層Ｒ間の界面におけるラフネスは０．２ｎｍから１０ｎｍの間である。本明細書及び特許請求の範囲では、ナノスケールで表現されたラフネスの測定は、実際の表面プロファイルの、平均線からの偏差の算術平均値を表す。好ましくは、界面における上記ラフネスは０．２ｎｍから５ｎｍである。
【００２９】
別の実施形態によれば、材料の純度が特定のレベル内で制御される。この場合にも、非現実的で理論的な１００％の純粋理想材料の場合を除いて、分散した発光を有する発光トランジスタを実現するのに有用な純度の間隔が決定されるべきである。すなわち、工業的実行可能性（非常に高い純度レベルを有する材料を使用することの必要性によって危険にさらされ得る）と、十分に純粋でなく、チャンネルの分散された照明の技術的効果の達成を妨げる材料の使用との間の微妙な妥協点を定めることである。特に、本発明に係るトランジスタのアンバイポーラチャンネルを構成する材料の純度が９９．８から９９．９９９％、好ましくは９９．９９％から９９．９９９％である時に、この微妙なバランスが満足される。
【００３０】
実行的な移動度ｍ１及びｍ２の値の関係性についての更なる考察がなされるべきである。上述した通り、第一半導体層ＳＣ１及び誘電体層Ｄｉｅの界面における電界効果移動度ｍ１の値と、第二半導体層ＳＣ２及び発光層Ｒの界面における電界効果移動度ｍ２の値との比は０．０５から２０である。換言すれば、ｍ１及びｍ２の最大及び最小が２０から１である。このことは、実行的な電界効果移動度ｍ１及びｍ２の値が互いに非常に異なっていてもＯＬＥＴデバイスを実現することができることを考慮すると、特に、互いの実行的な電界効果移動度が三桁違っていても良好な発光効率を有することが可能なＯＬＥＴデバイスを得ることが可能であることを考慮すると、非常に制限的な条件である。このことはｍ１及びｍ２の値の比がこれまでのところ十分に注目されていない理由の一つであり得る。この条件は、（２）の条件と組み合わせて、分散した発光を有する有機発光トランジスタを実現するのに必要であることを明らかにした。
【００３１】
分散した発光を有するＯＬＥＴの実現のための前記教示を適用するＯＬＥＴの可能な構造が図１に示されている。
【００３２】
この特定の実施形態において、発光トランジスタ１０は支持層としての役割を果たす基板１１と、その上に、コントロールまたはゲート電極としての役割を果たす電極１２と、誘電体層Ｄｉｅと、その上にトランジスタのアンバイポーラチャンネルの二層の半導体層のうちの第一層ＳＣ１とを備える。半導体層ＳＣ１上に、発光層Ｒがあり、その上に第二半導体層ＳＣ２が堆積される。この最終層上に、それぞれトランジスタのソース及びドレインとしての役割を果たす二つの電極１３及び１３’がある。
【００３３】
本発明の教示が適用される第二の代替が図１Ｂに示されている。この場合には、ＯＬＥＴ構造２０は基板１１上に直接堆積されるソース電極及びドレイン電極１３及び１３’を予期する。これらの電極は半導体層ＳＣ２と接触し、その上に発光層Ｒが配され、その上に半導体層ＳＣ１が堆積され、その上に誘電体層Ｄｉｅが配され、その上にゲート電極１２が堆積される。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、様々な要素の大きさ及び寸法の比率は、図の理解を容易にするために実際どおりではない。さらに記述された構造は実施可能なデバイスのタイプの単なる例である。なぜならば、本発明に関連するのは、半導体層ＳＣ１、ＳＣ２及び実行的な移動度についての上記特性を特徴要素とする発光層Ｒを備えるアンバイポーラチャンネルの存在であるからである。例えば、ただの例として、図１Ａに示された構造の確実に等価な変形は、支持基板としての要素１１を使用しない。その代わりに、その機能はゲート電極それ自体によって果たされ、この場合には、図１に示されたよりも大きな大きさを有し、または、参照符号１１で示された基板は実際には複数の要素から構成される。
【００３４】
一般的に、ＯＬＥＴ構造において、電極１３及び１３’の材料は注入される電荷の型（電子、ホール）の機能に最適化され得る。
【００３５】
電子の注入のための電極の場合は、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、酸化亜鉛で簡単にコートされた金を使用することが好ましい。
【００３６】
ホールの注入のための電極の場合には、金、銀、白金、銅を使用することが好ましい。
【００３７】
両方の電極を実現するのに同じ材料を使用することも可能である。この場合、作動条件（印加電圧）のみによって、注入される電荷キャリアの型が決まる。この種の構造は、その利点の中で、使用の汎用性が向上し、製造プロセスがより単純で高速化する。この場合、電極を実現するのに適合される特に適した材料は、例えば、金、アルミニウムであり、両者の間では金が好ましい。
【００３８】
ホールを運ぶ半導体層を実現するのに用いられ得る材料の中では、オリゴアセン、オリゴチオフェンとオリゴフルオレン、オリゴチオフェンのピリミジン誘導体、α及びω位置がアルキル鎖で置換されたテトラチオフェンがあり、表面のラフネスが小さく、電界効果移動度が大きいことから後者が好ましい。
【００３９】
電子を運ぶ半導体層を実現するのに使用可能な材料の中では、ペリレンおよびオリゴチオフェンのジイミド誘導体、オリゴチオフェンのピリミジン誘導体、チアゾールコアを有するオリゴチオフェン、コロネン誘導体並びにα及びω位置がペルフルオロ鎖で置換されたテトラチオフェンの誘導体があり、電界効果移動度が大きいことから後者が好ましい。
【００４０】
電子とホールの再結合と、それに伴う光放射が生じる発光層Ｒの材料については、本発明の実現に適合される、特に適した材料は、Ａｌｑ３、１，３−ジ（２−ピリジル）−５−メチルーベンゼン白金（ＩＩ）塩化物タイプのシクロメタル化された白金複合体、または様々な方法でドープされたキノリンアルミニウム格子、例えば、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン、白金オクタエチルーポルフィリン、イリジウムアセチルアセトナートのフェニルイソキノリン、などでドープされたホスト―ゲスト系、またはこれらの分子の組み合わせがドープされたキノリンアルミニウム格子を含むホスト―ゲスト系である。
【００４１】
以後、限定的ではない実施形態の実施例（実施例１）を通して本発明がより詳細に記述される。また上記条件１及び２が同時に確認されないために発光が空間的に制限される反例（実施例２、３及び４）も提供される。
【００４２】
［実施例１］
ガラスの第一層を含む基板と、その上のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）層と、その上の誘電体層Ｄｉｅとしてのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）層と、から分散した発光を有する有機発光電界効果アンバイポーラトランジスタが実現される。半導体材料の第一層ＳＣ１がＰＭＭＡ層上に堆積され、この場合、ジヘキシルーテトラチオフェン（ＤＨ４Ｔ）の厚さ１５ｎｍの層がホール輸送層の役割を果たす。ホール輸送層と接触して、８重量％の白金オクタエチルーポルフィリン（ＰｔＯＥＰ）を含むトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）のホスト―ゲスト混合体から構成される厚さ４０ｎｍの発光材料層が存在する。最終的に、三層積層体の最後の要素である、電子を輸送するための半導体層ＳＣ２がジーペルフルオローヘキシルーテトラチオフェン（ＤＨＦ４Ｔ）からなり、２０ｎｍの厚さを有する。この最終段階の上に、厚さ５０ｎｍで互いに７０μｍ離隔した二つの金電極が存在する。上記三層の積層体、ＤＨ４Ｔ、Ａｌｑ３＋ＰｔＯＥＰ及びＤＨＦ４Ｔはトランジスタのアンパイポーラチャンネルを構成する。
【００４３】
上記構造を形成するプロセスは、電荷キャリアの電界効果移動度に影響しないために、公知であり、当業者によく知られた技術を用いて最適化される。特に、ＤＨ４Ｔ及びＤＦＨ４Ｔの二層の成長速度は０．１５Å／ｓに制御され、Ａｌｑ３層の成長速度は５Å／ｓに制御される。さらに、Ａｌｑ３へのＰｔＯＥＰの挿入が、この最終要素の制御された共堆積を通して、所望の割合（８％）で実施される。
【００４４】
材料の純度に関しては、ＤＨ４Ｔは二回の再結晶プロセスを経ており、ＤＨＦ４Ｔは制御された温度勾配での二回の昇華プロセスを経た。上記実施されたプロセスによって、両材料中の不純物量は０．０２〜０．００１％の範囲に減少した。Ａｌｑ３は９９．９９％の純度である。
【００４５】
この特定の実施例において、材料の純度によって、工業スケールでのデバイスの実現が可能である材料及び関連する高純度化プロセスを使用して、チャンネルが広範な照光を有するための、実行的な電界効果移動度を保証する。
【００４６】
特に、実行的な電界効果移動度を測定するために、トランジスタはユニポーラモードで運転される。このデバイスにおいて、負電荷の移動度ｍ２＝０．２ｃｍ２／Ｖｓ、正電荷の移動度ｍ１＝０．２８ｃｍ２／Ｖｓ、それぞれのしきい電圧ＶＴＮ＝５０Ｖ及びＶＴＰ＝−６０Ｖが得られた。
【００４７】
条件（２）について考慮すると、それはエネルギーレベルの値についての別の制約に関するが、それらは全て明らかにされており、図８Ａに描かれる概要から推察することができる。
【００４８】
実施例１で実現されたトランジスタは、ゲート及びソース間の電位差Ｖｇｓをー６０Ｖにし、ドレイン及びソース間の電位差Ｖｄｓを−１００Ｖにしてアンバイポーラ機能条件で運転され、その発光はＮｉｋｏｎ  Ｅｃｌｉｐｓｅ  ２０００−Ｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅを用いて、６０倍に拡大し、開口率０．７で収集した。
【００４９】
得られた結果はトランジスタのチャンネル中の放射の３次元デジタル合成で示されている（図２Ａ）。この実施例では、実施例３と同様に、得られた画像のデジタル合成は読みやすいように白黒に変換されている。
【００５０】
［実施例２（比較例）］
実施例１と完全に同じ材料、同じ構造、同じ厚さで、有機発光電界効果アンバイポーラトランジスタが実現される。しかし本実施例では、ＤＨ４Ｔ及びＤＦＨ４Ｔの二層の成長レートが０．１Å／ｓに制御されており、Ａｌｑ３層の成長レートは２Å／ｓに制限された。制御された共堆積を通して８％で実施されるＰｔＯＥＰのＡｌｑ３への挿入も含め、デバイスのその他の全ての特徴は同じである。従ってデバイスの全体構造は、ＩＴＯ／ＰＭＭＡ／ＤＨ４Ｔ（１５ｎｍ、０．１Å／ｓ）／Ａｌｑ３：ＰｔＯＥＰ８％（４０ｎｍ、２Å／ｓ）／ＤＨＦ４Ｔ（２０ｎｍ、０．１Å／ｓ）／Ａｕ（５０ｎｍ）である。有機層の成長速度を変えたことによって、負電荷についての実行的な移動度ｍ２は０．００６ｃｍ２Ｖ／ｓに、正電荷についての実行的な移動度ｍ１は０．３８ｃｍ２Ｖ／ｓに、それぞれのしきい電圧はＶＴＮ＝３０Ｖ及びＶＴＰ＝−５７Ｖになった。条件（１）の実行的な移動度の値の比が満たされていないので、発光アンバイポーラトランジスタの放射は空間的に制限される。従って、実施例２から明らかなように、実行的な移動度についての条件は分散した発光を達成するために極めて重要な要素である。このように重要な条件がすでに参照した非特許文献１には開示及び記載がなく、上記文献は、狭く、明確な空間的な発光を有するＯＬＥＴを示しているが、分散した発光を変更または達成する方法についての教示も提案もない。
【００５１】
［実施例３（比較例）］
上述の実施例とは異なる、ＯＬＥＴ構造の概要が図７に描かれている。上記構造において、ＰＭＭＡ誘電体上に、Ｐ型移動度の半導体材料ＤＨ４Ｔ（厚さ３０ｎｍ）の層が堆積される。半導体ＳＣ１上に、厚さ３０ｎｍで発光層としての役割を果たすＡｌｑ３層が堆積される。Ｎ型移動度を有し、金電極と接触するＳＣ２層は、厚さ３０ｎｍで、実験的な化学式がＣ３０Ｈ１４Ｏ２Ｓ４Ｆ４であり、その分子構造が図３に示される、テトラチオフェンのアリールカルボニル誘導体（ＳＬＶ−１３１）から構成される。
【００５２】
図７の構成によると、本実施例の構造はＳＣ１及びＳＣ２それぞれの界面における実行的な電界効果移動度の値の比が二桁であることで特徴づけられるものの、エネルギーレベルについての条件（２）は満たされていることが分かる。条件（１）を満たさないだけでも図２Ｂで示されるように発光領域の広さが約１０μｍに低減してしまう。図２Ｂでは、アンバイポーラ機能条件中における照光されたチャンネルの３次元デジタル合成が描かれている。
【００５３】
［実施例４］
ガラスの第一層を含む基板と、その上のＩＴＯ層と、その上の誘電体としての役割を果たすポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）層とから、有機発光電界効果アンバイポーラトランジスタが実現される。半導体材料の第一層ＳＣ１はＰＭＭＡ層上に堆積され、この場合にはホール輸送層として１０ｎｍのジーヘキシルーテトラチオフェン（ＤＨ４Ｔ）からなる。上記ＳＣ１と接触して、トリス（４−カルバゾイル−９−イルフェニル）アミン（ＴＣＴＡ）からなる厚さ４０ｎｍの発光材料の層があり、三層の積層構造の一番上の要素である電子輸送用の半導体ＳＣ２は、ジーペルフルオロ―ヘキシルーテトラチオフェン（ＤＨＦ４Ｔ）からなり、厚さ１５ｎｍである。ＳＣ２上に厚さ５０ｎｍで互いに７０μｍ離隔した二つの金電極が存在する。ＤＨ４Ｔ、ＴＣＴＡ及びＤＨＦ４Ｔの三層の積層体がトランジスタのアンバイポーラチャンネルを構成する。
【００５４】
上記構造を形成するプロセスは、電荷キャリアの電界効果移動度に影響しないために、公知であり、当業者によく知られた技術を用いて最適化される。特に、ＤＨ４Ｔ及びＤＦＨ４Ｔの二層の成長速度は０．１Å／ｓに制御され、ＴＣＴＡ層の成長速度は５Å／ｓに制御される。このデバイスでは、負のキャリアについての移動度ｍ２は０．２２ｃｍ２Ｖ／ｓであり、正のキャリアについての移動度は０．０８５ｃｍ２Ｖ／ｓであり、それぞれのしきい電圧はＶＴＮ＝６９Ｖ及びＶＴＰ＝−３２Ｖである。実行的な移動度の比についての条件（１）は満たされる。しかし、用いられた材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギーレベルは条件（２）を満たさず、発光アンバイポーラトランジスタの放射は空間的に制限される。実際に、図８Ｃ及び図８Ｄから推測されるように、ＬＵＭＯ−ＲとＬＵＭＯ−ＳＣｎとのエネルギー差についての状態は０．９ｅＶであるので、要請される範囲（０．２ｅＶから０．８ｅＶ）は満たされない。
【００５５】
図４Ａ及び図４ＢはＯＬＥＴデバイスの可能な構造を描写し、誘電体と接触する層はそれぞれＰ型（ＳＣＰ）及びＮ型（ＳＣＮ）である。
【００５６】
［実施例５］
図５は実験的にテストされた、分散した発光を有するＯＬＥＴデバイスの構造の例を示し、上述の構造的な特徴とともに得られた、電圧―電流及び電圧―放射特性の関連するグラフを示す。この場合の再結合層はＴＣＴＡ：ＤＣＭ２から構成される。両者の実行的な移動度は２０倍以下の差であることに留意されたい。すなわち、最大値である負のキャリアについての０．２８ｃｍ２／Ｖｓと、最小値である正のキャリアについての０．１１ｃｍ２／Ｖｓとの比は２．５４であり、条件（１）で課された２０という値の十分に制限内である。条件（２）も、図８Ｄに示されるように満たされる。
【００５７】
［実施例６］
図６は図５と類似し、分散した発光を有するＯＬＥＴデバイスの例示的な別の構造を示し、電圧―電流及び電圧―放射特性の関連したグラフを示す。この場合、再結合層はＴＣＴＡ−ＰｔＯＥＰから構成される。実行的な移動度についての条件に適合することについては、負のキャリアの実行的な移動度が最も小さく０．０５１ｃｍ２／Ｖｓであり、正のキャリアの実行的な移動度は０．７ｃｍ２／Ｖｓであり、比は１３．７となる。図８Ｃに示されるように、条件（２）も満たされる。
【００５８】
［実施例７（比較例）］
図７は本発明ではないＯＬＥＴデバイスの構造を示し、Ｐ型半導体層（ＤＨ４Ｔ）が誘電体と接触し、発光層はトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）からなり、Ｎ型半導体層（ＳＬＶ１３１）が発光層上に配置される。使用される材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯレベルは上記条件（２）を満たすことが見てわかる。発明者らは、界面における実行的な移動度についての条件（１）が満たされていないことを実験的に確認した。正のキャリアの実行的な移動度は２×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであり、負のキャリアの実行的な移動度は２×１０−５ｃｍ２／Ｖｓであり、両者の比は１００になるので、実行的な移動度の比についての条件を満たさない。
【００５９】
図７のＯＬＥＴデバイスは従って空間的に制限された発光を有する。
【００６０】
図８Ａから図８Ｄは新規なデバイスを実現するのに使用可能な材料のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯレベルを示し、同時にソース及びドレイン接触のフェルミレベルを示す。容易に推測されるように、これらの材料は条件（２）を満足するので、界面における実行的な電界効果移動度が互いに２０倍以内の差であるように堆積されれば、分散した発光を有する新規なＯＬＥＴデバイスを実現するのに適している。
【符号の説明】
【００６１】
１０  発光トランジスタ
１１  基板
１２  電極
１３、１３’  電極
Ｒ  発光層
ＳＣ１  第一半導体層
ＳＣ２  第二半導体層
【図１Ａ】
0006025874.tif 000002
【図１Ｂ】
0006025874.tif 000003
【図２Ａ】
0006025874.tif 000004
【図２Ｂ】
0006025874.tif 000005
【図３】
0006025874.tif 000006
【図８Ａ】
0006025874.tif 000007
【図８Ｂ】
0006025874.tif 000008
【図８Ｃ】
0006025874.tif 000009
【図８Ｄ】
0006025874.tif 000010
【図４Ａ】
0006025874.tif 000011
【図４Ｂ】
0006025874.tif 000012
【図５】
0006025874.tif 000013
【図６】
0006025874.tif 000014
【図７】
0006025874.tif 000015