(57)【要約】【課題】効率のよい発光が得られる有機発光トランジスタを提供することを課題とする。またキャリア移動度が高い有機発光トランジスタを提供することを課題とする。【解決手段】ゲート電極、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、ゲート電極と半導体層はゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、半導体層は、有機化合物を含み、ソース電極とドレイン電極のどちらか一方は半導体層に正孔を注入し、他方は半導体層に電子を注入し、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料との積層された構造である有機発光トランジスタである。【選択図】図１
2007200829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、
前記ゲート電極と前記半導体層は前記ゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、
前記半導体層は、有機化合物を含み、
前記ソース電極と前記ドレイン電極のどちらか一方は前記半導体層に正孔を注入し、他方は前記半導体層に電子を注入し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料との積層された構造であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料と前記半導体層との接触面積よりも仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と前記半導体層との接触面積の方が大きく、前記有機発光トランジスタはＰ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項３】
請求項１において、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料の上に仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料を積層した構成であり、前記有機発光トランジスタはＰ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記半導体層は、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］）を含むことを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記半導体層は、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を含むことを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項６】
請求項１において、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と前記半導体層との接触面積よりも仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料と前記半導体層との接触面積の方が大きく、前記有機発光トランジスタはＮ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項７】
請求項１において、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料の上に仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を積層した構成であり、前記有機発光トランジスタはＮ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料は、金であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料は、マグネシウムと銀の合金であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記ゲート絶縁膜の表面には単分子膜が形成されていることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１１】
請求項１０において、前記単分子膜は、ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）の単分子膜であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１２】
ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、
前記ゲート電極と前記半導体層は前記ゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、
前記半導体層は、有機化合物を含み、
前記ソース電極と前記ドレイン電極のどちらか一方は前記半導体層に正孔を注入し、他方は前記半導体層に電子を注入し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料を含み、
前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料の膜厚は１８ｎｍ以上であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１３】
請求項１２において、前記有機発光トランジスタはＰ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３において、前記半導体層は、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］）を含むことを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１３において、前記半導体層は、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を含むことを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１６】
請求項１２乃至請求項１５のいずれか一項において、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料は、金であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１７】
ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、
前記ゲート電極と前記半導体層は前記ゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、
前記半導体層は、有機化合物を含み、
前記ソース電極と前記ドレイン電極のどちらか一方は前記半導体層に正孔を注入し、他方は前記半導体層に電子を注入し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を含み、
前記仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料の膜厚は１８ｎｍ以上であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１８】
請求項１７において、前記有機発光トランジスタはＮ型であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８において、前記仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料は、マグネシウムと銀の合金であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項２０】
請求項１２乃至請求項１９のいずれか一項において、前記ゲート絶縁膜の表面には単分子膜が形成されていることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【請求項２１】
請求項３０において、前記単分子膜は、ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）の単分子膜であることを特徴とする有機発光トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチングや増幅素子として利用できる電界効果トランジスタ及び電流を流すことで発光する発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対の電極間に挟まれた有機化合物を含む積層体に、一方の電極から電子を、もう一方の電極から正孔を注入し、積層体中で電子と正孔が再結合することによって積層体中の発光材料が励起されて発光を得ることができる発光素子の開発が進められている。
【０００３】
当該発光素子は自発光型であることから視野角依存性が小さく視認性に優れ、薄型軽量化も容易であることから次世代のフラットパネルディスプレイへの使用に注目が集まっている。また、プラスチック等の可撓性を有するフィルムに素子を作製することもでき、モバイルディスプレイとしての用途も見込まれている。
【０００４】
この発光素子を用いた発光装置の種類としては大きく分けてパッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型の２種類がある。アクティブマトリクス型の発光装置は画素毎にトランジスタが電気的に接続され、発光素子の発光を制御している。
【０００５】
これまでアクティブマトリクス型の発光装置のトランジスタには、シリコンに代表される無機半導体材料が広く用いられてきた。しかし、シリコンに代表される無機半導体材料を半導体層として成膜するためには高温で処理する必要があるため、基板にプラスチックやフィルム等の可撓性を有する材料を用いることが難しい。
【０００６】
これに対し、有機半導体材料を半導体層として用いるトランジスタは、比較的低温度でも成膜が可能であるため、ガラス基板のみならずプラスチックなどの熱耐久性の小さい基板上にも原理的にトランジスタを作製が可能となる。
【０００７】
このように、有機半導体材料を半導体層とした電界効果トランジスタ（以下、「有機トランジスタ」と記す）の例として、酸化（ＳｉＯ２）をゲート絶縁層とし、ペンタセンを半導体層としたものが挙げられる（例えば、非特許文献１参照）。この報告では電界効果移動度が１ｃｍ２／Ｖｓと報告されており、有機半導体材料を半導体層としても、アモルファスシリコンに匹敵するトランジスタ性能が得られることが報告されている。
【０００８】
この有機トランジスタを用いて発光素子を駆動するアクティブマトリクス型発光装置についても提案がなされている。さらに、有機トランジスタの有機半導体層にソース電極から正孔を、ドレイン電極から電子を注入し半導体層中で再結合させ、有機半導体層自体から発光を得る有機トランジスタ（以下、有機発光トランジスタと称する）に関する報告もいくつかなされている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００９】
これらの有機発光トランジスタは、トランジスタの機能と発光素子との機能を同時に併せ持つ素子であるため、発光素子を駆動するトランジスタと発光素子とを別々に作製するよりも開口率の面で有利であるとされている。また、トランジスタと発光素子と両方を作製する場合と比較して作製する要素が少なくなることから製品の歩留まりや製造コストの面でも有利と考えられる。
【００１０】
ところで、有機発光トランジスタでは発光を得る為にソース電極及びドレイン電極から正孔及び電子をそれぞれ半導体層中に注入しなければならない。しかし、電極と半導体層との界面にエネルギー障壁が存在すると、発光しない、キャリア移動度などのトランジスタ特性が低下する、等の問題が生じる。
【００１１】
半導体層中に正孔や電子を注入する際のエネルギー障壁は、電極に用いる材料と有機半導体材料との関係で決まっている。例えば、電極に用いる材料の仕事関数によって、半導体層中に正孔や電子を注入する際のエネルギー障壁は変化する。金属電極を形成する場合、電極を形成する際のエッチングによって仕事関数が変化してしまったり、劣化してしまったりすると、発光が得られなくなる場合がある。
【００１２】
すなわち、効率よく半導体層に正孔および電子を注入することができ発光が得られる有機発光トランジスタ、キャリア移動度の高い有機発光トランジスタを得ることは容易ではない。
【非特許文献１】Ｙ．Ｙ．Ｌｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｇｕｎｄｌａｃｈ，Ｓ．Ｆ．Ｎｅｌｓｏｎ，Ｔ．Ｎ．Ｊａｃｋｓｏｎ，  ＩＥＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１８，６０６−６０８（１９９７）
【非特許文献２】Ｔ．Ｓａｋａｎｏｕｅ，Ｅ．Ｆｕｊｉｗａｒａ，Ｒ．Ｙａｍａｄａ，Ｈ．Ｔａｄａ，  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４，４９４−４９５（２００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記問題に鑑み、本発明は、効率のよい発光が得られる有機発光トランジスタを提供することを課題とする。またキャリア移動度が高い有機発光トランジスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一は、ゲート電極、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、ゲート電極と半導体層はゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、半導体層は、有機化合物を含み、ソース電極とドレイン電極のどちらか一方は半導体層に正孔を注入し、他方は半導体層に電子を注入し、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料との積層された構造であることを特徴とする有機発光トランジスタである。
【００１５】
上記構成において、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料と半導体層との接触面積よりも仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と半導体層との接触面積の方が大きく、有機発光トランジスタはＰ型であることが好ましい。
【００１６】
また、上記構成において、ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料の上に仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料を積層した構成であり、前記有機発光トランジスタはＰ型であるが好ましい。
【００１７】
上記構成において、半導体層は、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］）を含むことが好ましい。または、半導体層は、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を含むことが好ましい。
【００１８】
また、上記構成において、ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と半導体層との接触面積よりも仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料と半導体層との接触面積の方が大きく、有機発光トランジスタはＮ型であることが好ましい。
【００１９】
上記構成において、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料の上に仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を積層した構成であり、有機発光トランジスタはＮ型であることが好ましい。
【００２０】
上記構成において、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料は、金であることが好ましい。
【００２１】
上記構成において、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料は、マグネシウムと銀の合金であることが好ましい。
【００２２】
上記構成において、ゲート絶縁膜の表面には単分子膜が形成されていることが好ましい。特に、ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）の単分子膜であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の一は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、ゲート電極と半導体層はゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、半導体層は、有機化合物を含み、ソース電極とドレイン電極のどちらか一方は半導体層に正孔を注入し、他方は半導体層に電子を注入し、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料を含み、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料の膜厚は１８ｎｍ以上であることを特徴とする有機発光トランジスタである。
【００２４】
上記構成において、有機発光トランジスタはＰ型の有機発光トランジスタであることが好ましい。
【００２５】
上記構成において、半導体層は、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］）を含むことが好ましい。または、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を含むことが好ましい。
【００２６】
上記構成において、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料は、金であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の一は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層を有し、ゲート電極と半導体層は前記ゲート絶縁膜により電気的に絶縁されており、半導体層は、有機化合物を含み、ソース電極とドレイン電極のどちらか一方は半導体層に正孔を注入し、他方は半導体層に電子を注入し、ソース電極およびドレイン電極は、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を含み、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料の膜厚は１８ｎｍ以上であることを特徴とする有機発光トランジスタである。
【００２８】
上記構成において、有機発光トランジスタはＮ型の有機発光トランジスタであることが好ましい。
【００２９】
上記構成において、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料は、マグネシウムと銀の合金であることが好ましい。
【００３０】
上記構成において、ゲート絶縁膜の表面には単分子膜が形成されていることが好ましい。特に、ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）の単分子膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
ソース電極およびドレイン電極として、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料と仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料との積層された構造を適用することにより、発光効率の高い有機発光トランジスタを得ることができる。
【００３２】
また、ソース電極およびドレイン電極として、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料を用い、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料の膜厚は１８ｎｍ以上とすることにより、電界効果移動度が高いＰ型の有機発光トランジスタを得ることができる。
【００３３】
また、ソース電極およびドレイン電極として、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を用い、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料の膜厚は１８ｎｍ以上とすることにより、電界効果移動度が高いＮ型の有機発光トランジスタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の有機発光トランジスタの一態様について、図１を用いて説明する。
【００３６】
本実施の形態において、有機発光トランジスタは、ゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０３、ソース電極１０４、ドレイン電極１０５、半導体層１０６から構成されている。またソース電極１０４およびドレイン電極１０５は、２つ以上の層が積層された構成となっている。なお、図１では、ソース電極１０４は、第１の導電性材料１０４ａと第２の導電性材料１０４ｂにより構成され、ドレイン電極１０５は、第１の導電性材料１０５ａと第２の導電性材料１０５ｂにより構成されている場合について図示したが、３層以上の積層した構成であってもよい。
【００３７】
基板１０１は有機発光トランジスタの支持体として用いられる。基板１０１としては、例えば石英、ガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、有機発光トランジスタを作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。また、基板１０１としてシリコン基板を用いる場合、シリコン基板の一部に不純物をドーピングしてゲート電極として用いてもよい。
【００３８】
ゲート電極１０２は、導電性材料から構成される。具体的には、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ナトリウム（Ｎａ）、タングステン（Ｗ）などの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物、シリコン（Ｓｉ）、ドープドシリコン、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム砒素などの無機半導体、さらにこれらに酸（ルイス酸も含む）、ハロゲン原子、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属原子などがドーピングされているものも挙げられる。これらは、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、湿式法などの方法によって形成することができる。
【００３９】
ゲート絶縁膜１０３は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒素を含む酸化シリコン及び酸素を含む窒化シリコンなどの無機絶縁材料や、アクリルやポリイミドなどの有機絶縁材料等を用いることができる。また、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基として少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基及びフロオロ基を有する材料、いわゆるシロキサン系の材料による形成することもできる。
【００４０】
ゲート絶縁膜１０３の表面に、単分子膜を形成することにより、キャリアがゲート絶縁膜の表面にトラップされることを防ぐことができる。単分子膜としては、シランカップリング剤であるヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ：ＨＭＤＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ：ＯＴＳ）等を用いることができる。
【００４１】
本発明の有機発光トランジスタのソース電極１０４およびドレイン電極１０５は、仕事関数の大きい材料と仕事関数の小さい材料とを積層した構造となっている。なお、積層する層の数は２層に限られることはなく、３層以上であってもよい。
【００４２】
特に、正孔がメジャーキャリアとなっているＰ型の有機発光トランジスタを作製する場合には、仕事関数の小さい材料の上に仕事関数の大きい材料を積層した構成であることが好ましい。このような構成とすることにより、仕事関数の大きい材料と半導体層との接触面積が大きくなり、半導体層に正孔が注入されやすくなる。また、仕事関数の小さい材料をゲート電極側に形成することにより、電子注入を促進することができる。
【００４３】
また、電子がメジャーキャリアとなっているＮ型の有機発光トランジスタを作製する場合には、仕事関数の大きい材料の上に仕事関数の小さい材料を積層した構成であることが好ましい。このような構成とすることにより、仕事関数の小さい材料と半導体層との接触面積が大きくなり、半導体層に電子が注入されやすくなる。また、仕事関数の大きい材料をゲート電極側に形成することにより、正孔注入を促進することができる。
【００４４】
仕事関数の小さい（具体的には、３．８ｅＶ以下）材料としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）が挙げられる。特に、マグネシウムと銀の合金（Ｍｇ：Ａｇ）を用いることが好ましい。
【００４５】
仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）材料としては、具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したインジウム錫酸化物（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。その他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン：ＴｉＮ）等が挙げられる。特に、金（Ａｕ）を用いることが好ましい。
【００４６】
半導体層１０６を構成する材料としては、種々の材料を用いることができる。例えば、π共役系ポリマーを用いることができる。また、ＰＰＶ誘導体やフルオレン誘導体、テトラセン（Ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ピレン誘導体、（チオフェン／フェニレン）類等を用いることができる。具体的には、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］：以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと記す）、下記の化学式で示されるポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：以下、Ｆ８Ｔ２と記す）が挙げられる。
【００４７】
【化１】
2007200829.tif 000003
【００４８】
本実施の形態の有機発光トランジスタは、キャリアである正孔および電子が半導体層に注入されやすい。そのため、高い発光効率を実現することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の有機発光トランジスタの一態様について、図２を用いて説明する。
【００５１】
本実施の形態において、有機発光トランジスタは、ゲート電極２０２、ゲート絶縁膜２０３、ソース電極２０４、ドレイン電極２０５、半導体層２０６から構成されている。
【００５２】
基板２０１は有機発光トランジスタの支持体として用いられる。基板１０１としては、例えば石英、ガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、有機発光トランジスタを作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００５３】
ゲート電極２０２は、導電性材料から構成される。具体的には、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ナトリウム（Ｎａ）、タングステン（Ｗ）などの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物、シリコン（Ｓｉ）、ドープドシリコン、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム砒素などの無機半導体、さらにこれらに酸（ルイス酸も含む）、ハロゲン原子、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属原子などがドーピングされているものも挙げられる。これらは、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、湿式法などの方法によって形成することができる。
【００５４】
ゲート絶縁膜２０３は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒素を含む酸化シリコン及び酸素を含む窒化シリコンなどの無機絶縁材料や、アクリルやポリイミドなどの有機絶縁材料等を用いることができる。また、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基として少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基及びフロオロ基を有する材料、いわゆるシロキサン系の材料による形成することもできる。
【００５５】
ゲート絶縁膜１０３の表面に、単分子膜を形成することにより、キャリアがゲート絶縁膜の表面にトラップされることを防ぐことができる。単分子膜としては、シランカップリング剤であるヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ：ＨＭＤＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ：ＯＴＳ）等を用いることができる。
【００５６】
正孔がメジャーキャリアであるＰ型の有機発光トランジスタを作製する場合には、ソース電極２０４およびドレイン電極２０５は、仕事関数の大きい材料を用いて形成する。特に、仕事関数の大きい材料を最上層に形成した場合、半導体層との接触面積が大きくなり、正孔注入性が高くなるため好ましい。また、仕事関数の大きい材料を最上層ではない部分に設けた場合、膜厚は１８ｎｍ以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、有機発光トランジスタに流れる電流量を大きくすることができる。また、移動度の高い有機発光トランジスタを得ることができる。
【００５７】
また、電子がメジャーキャリアであるＮ型の有機発光トランジスタを作製する場合には、ソース電極２０４およびドレイン電極２０５は、仕事関数の小さい材料を用いて形成する。特に、仕事関数の小さい材料を最上層に形成した場合、半導体層との接触面積が大きくなり、電子注入性が高くなるため好ましい。また、仕事関数の小さい材料を最上層ではない部分に設けた場合、膜厚は１８ｎｍ以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、有機発光トランジスタに流れる電流量を大きくすることができる。また、移動度の高い有機発光トランジスタを得ることができる。
【００５８】
ソース電極２０４およびドレイン電極２０５に用いることのできる仕事関数の小さい（具体的には、３．８ｅＶ以下）材料としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）が挙げられる。特に、マグネシウムと銀の合金（Ｍｇ：Ａｇ）を用いることが好ましい。
【００５９】
ソース電極２０４およびドレイン電極２０５に用いることのできる仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）材料としては、具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したインジウム錫酸化物（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。その他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン：ＴｉＮ）等が挙げられる。特に、金（Ａｕ）を用いることが好ましい。
【００６０】
半導体層２０６を構成する材料としては、種々の材料を用いることができる。例えば、π共役系ポリマーを用いることができる。また、ＰＰＶ誘導体やフルオレン誘導体、テトラセン（Ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ピレン誘導体、（チオフェン／フェニレン）類等を用いることができる。具体的には、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］：以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと記す）、下記の化学式で示されるポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：以下、Ｆ８Ｔ２と記す）が挙げられる。
【００６１】
【化２】
2007200829.tif 000004
【００６２】
本実施の形態の有機発光トランジスタは、メジャーキャリアが半導体層に注入されやすい。よって、半導体層を流れる電流量を大きくすることができる。また、移動度が高い有機発光トランジスタを得ることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００６４】
本実施例では、ポリ［１−メトキシー５―（２−エチルヘキソキシ）―１，４−フェニレンビニレン］（ｐｏｌｙ［１−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ］：以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと記す）を用いた有機発光トランジスタについて説明する。
【００６５】
洗浄した基板（Ｎ型不純物がドーピングされたシリコン上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）が３００ｎｍの膜厚で形成された基板）に、フォトリソグラフィーによりチャネル長５μｍ、チャネル幅２０ｍｍの櫛型電極のレジストパターンを作製した。
【００６６】
真空蒸着によりソース−ドレイン電極（Ｓ−Ｄ電極）を蒸着した。作製条件は表１に示す通りである。
【００６７】
【表１】
2007200829.tif 000005
【００６８】
基板洗浄後、シランカップリング剤のヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ：ＨＭＤＳ）で基板表面を処理した。密閉容器にＨＭＤＳと基板を入れ、４０℃で約１２時間、基板をＨＭＤＳの気体にさらすことで表面を修飾した。このような処理をすることにより、基板に形成されたゲート絶縁膜の表面にＨＭＤＳの単分子膜が形成され、キャリアが流れやすくなるという効果が得られる。
【００６９】
基板をヘキサンで洗浄し乾燥させた後、ＭＥＨ−ＰＰＶ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｃ．社製）の０．５ｗｔ％クロロベンゼン溶液を２０００ｒｐｍ、３０ｓｅｃでスピンコートし、半導体層を成膜した。膜厚は約１００ｎｍとし、成膜後に減圧下、６０℃で３０分加熱乾燥した。
【００７０】
以上の工程により素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）を作製した。
【００７１】
作製した素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）についてＦＥＴ測定を行った。その際にＳｉ―フォトダイオード（Ｓｉ−ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）を素子（ｄｅｖｉｃｅ）上にセットし、発光によるフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）の光電流を観測した。素子（ｄｅｖｉｃｅ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）の位置関係を図３に示す。つまり素子（ｄｅｖｉｃｅ）を反転させてセットした。スペーサーは電極の配線のために用いた。測定はソース、ドレイン、ゲートの３電極に銀ペースト−金線で電極を取り、ロータリーポンプで減圧し遮光されたチャンバー内で行った。
【００７２】
素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子２（ｄｅｖｉｃｅ２）のドレイン電流―ドレイン電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を図４〜図５に、ドレイン電圧（ＶＤ）＝−１００Ｖの時の発光特性を図６に示す。飽和領域から計算した電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）は素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）、素子２（ｄｅｖｉｃｅ２）がそれぞれ１．３×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ、２．２×１０−５ｃｍ２／Ｖｓであり、素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）の方が高い発光強度を示した。これは、Ｍｇ：Ａｇを導入したことで移動度（電流）が減少したためであり、発光量は移動度（電流）に依存することを示している。作製した素子（ｄｅｖｉｃｅ）は全てＰ型で駆動し、正孔がメジャーキャリアである。そのため、高い電流を確保するためにはＡｕ層を厚くする必要があることがわかる。
【００７３】
素子３（ｄｅｖｉｃｅ３）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）のドレイン電圧（ＶＤ）＝−１００Ｖの時の発光特性を図７に示す。素子３（ｄｅｖｉｃｅ３）の電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）は１．３×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ、素子４（ｄｅｖｉｃｅ４）の電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）は２．７×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ、素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）の電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）は１．１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。Ａｕ層を厚くすることで移動度が向上し、発光強度も増加した。また、素子３（ｄｅｖｉｃｅ３）と素子４（ｄｅｖｉｃｅ４）では発光強度に大きな変化は見られず、電極を入れ替えても高い移動度が観察された。さらに電極を厚くした素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）では非常に高い移動度、発光強度を示した。
【００７４】
また、図８に素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）におけるゲート電圧（ＶＧ）＝−１００Ｖの時の発光効率を示す。発光効率はフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）の光電流を用いて、光電流／電流（Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ／Ｃｕｒｒｅｎｔ）で示した。Ｍｇ：Ａｇを用いていない素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）の発光効率は低く、Ｍｇ：Ａｇを用いることでキャリアバランスが改善されている。他のデバイスについては発光効率に大きな変化が見られなかった。よって、電極の厚さを変えることでキャリアバランスを崩すことなく発光強度を向上できることが確認できた。
【００７５】
また、素子２（ｄｅｖｉｃｅ２）は最も効率は高いが発光強度は最も低かった。これは、電流の少なさが問題であり、基板付近では電極と有機層の界面がクリーンでなく、８ｎｍ程度の膜厚では十分なキャリア注入が行われないこととなる。素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）についてはＡｕが前面に出ているため、キャリアの注入面が大きくなり高い移動度が得られる。Ａｕ層を厚くした素子３（ｄｅｖｉｃｅ３）についてＦＥＴ移動度や発光強度が大きく増加したことから、このように電極を積層する構造の場合、１８ｎｍ程度以上の膜厚が必要となる。
【実施例２】
【００７６】
本実施例では、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：以下、Ｆ８Ｔ２と記す）を用いた有機発光トランジスタについて説明する。
【００７７】
洗浄した基板（Ｎ型不純物がドーピングされたシリコン上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）が３００ｎｍの膜厚で形成された基板）に、フォトリソグラフィーによりチャネル長５μｍ、チャネル幅２０ｍｍの櫛型電極のレジストパターンを作製した。
【００７８】
真空蒸着によりソース−ドレイン電極（Ｓ−Ｄ電極）を蒸着した。作製条件は表２に示す通りである。
【００７９】
【表２】
2007200829.tif 000006
【００８０】
基板洗浄後、シランカップリング剤のヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ：ＨＭＤＳ）で基板表面を処理する。密閉容器にＨＭＤＳと基板を入れ、４０℃で約１２時間、基板をＨＭＤＳの気体にさらすことで表面を修飾した。このような処理をすることにより、基板に形成されたゲート絶縁膜の表面にＨＭＤＳの単分子膜が形成され、キャリアが流れやすくなるという効果が得られる。
【００８１】
基板をヘキサンで洗浄し乾燥させた後、Ｆ８Ｔ２（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｃ．社製）の０．５ｗｔ％クロロホルム溶液を１５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃでスピンコートし、半導体層を成膜した。膜厚は約１００ｎｍとし、成膜後に減圧下、６０℃で３０分加熱乾燥した。
【００８２】
以上の工程により、素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）を作製した。
【００８３】
図１４にドレイン電圧（ＶＤ）＝−８０Ｖの時の素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）のゲート電圧−ドレイン電流特性、図１５にドレイン電圧（ＶＤ）＝−８０Ｖの時の素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）のゲート電圧−ドレイン電流特性を示す。図１４及び図１５より導き出せた素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）と素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）の電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）はそれぞれ１．０×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ、２．３×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００８４】
図９に素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）のドレイン電流―ドレイン電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）と図１０にドレイン電圧（ＶＤ）＝−８０Ｖの時の発光特性を示す。また、図１６に素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）のドレイン電圧（ＶＤ）に対する発光特性を、図１７に素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）のドレイン電圧（ＶＤ）に対する発光特性をそれぞれ示す。発光強度を比べてみると、Ｍｇ：Ａｇを用いないにも関わらず素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）は素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）以上の発光が観察された。これはＡｕ電極からホールと電子が注入されていることを示す。Ｆ８Ｔ２（ＨＯＭＯ：５．５ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．１ｅＶ）はＭＥＨ−ＰＰＶ（ＨＯＭＯ：５．０ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．８ｅＶ）に比べ、電子注入に対するエネルギー障壁が少なく、Ａｕからホールと電子の両方が注入される。
【００８５】
また、素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）のドレイン電圧（ＶＤ）＝−８０Ｖの時の発光特性を図１１〜図１２に示す。素子Ｃ（ｄｅｖｉｃｅＣ）と素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）のＦＥＴ移動度はそれぞれ１．９×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ、２．１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）とも比べてみると、移動度はほとんど同じであり発光強度がＡｕの厚さに従い向上していることがわかる。
【００８６】
図１３にゲート電圧（ＶＧ）＝−６０Ｖにおける素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）の発光効率を示す。Ｍｇ：Ａｇを導入した素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）が最も高い効率を示した。他のデバイスについては、大きな変化はなくＡｕの厚さに従い発光効率が若干向上している程度である。よって、キャリアバランスをある程度保ったまま、キャリアの注入がＡｕの厚さに従い増加していることになる。電子注入はＣｒ（４．５ｅＶ）によるものと考えることもできたが、Ｃｒの厚さは変わっていないので、仮にＡｕからホール、Ｃｒから電子が注入されているとしたら、Ａｕを厚くすることでホールの注入のみが増え、キャリアバランスが崩れるはずである。よってＡｕからのホールと電子の注入による発光と考えられる。
【００８７】
またＭＥＨ−ＰＰＶを用いたデバイスに比べ小さい効果ではあるが、Ｍｇ：Ａｇの導入による効率の向上が若干現れた。Ａｕ電極のみでも高い発光が得られるため、その効果は小さいものではあるが、Ｍｇ：Ａｇ電極を導入することでキャリアバランスの改善は見られた。
【実施例３】
【００８８】
本実施例では、Ｆ８Ｔ２を用いたトランジスタの外部量子効率を見積もるために、Ｆ８Ｔ２を用いた発光素子について説明する。
【００８９】
発光素子の素子構造は、素子面積０．０４ｃｍ２、電極としたＩＴＯ上に、ＰＥＤＯＴ（膜厚約４０ｎｍ）、Ｆ８Ｔ２（膜厚約１００ｎｍ）、ＢＣＰ（膜厚約４０ｎｍ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ、膜厚０．５ｎｍ）、電極としたアルミニウム（膜厚約４０ｎｍ、）の積層構造で作製した。
【００９０】
本実施例の発光素子の発光輝度を図１８に、電流密度を図１９に、発光スペクトルを図２０に、発光効率を図２１にそれぞれ示す。なお、本実施例における図２１の発光効率は、有機発光トランジスタと同様の測定でフォトダイオードの光電流から求めており、発光効率＝フォトダイオード光電流／素子の電流（トランジスタの場合はドレイン電流）の式を用いている。図１８乃至図２０より求めた、本実施例の発光素子の外部量子効率を図２２に示す。本実施例の発光素子の外部量子効率は、図２２に示すように３．６×１０−２％、一方、発光効率は図２１に示すように１．９×１０−４であるため、これらを比べて外部量子効率３．６×１０−２％の場合、発光効率１．９×１０−４であるとする（数式で表すとおおよそ外部量子効率３．６×１０−２％＝発光効率１．９×１０−４の関係が成り立つともいえる。）。
【００９１】
実施例２の図１３で求めたＦ８Ｔ２を用いた有機トランジスタの発光効率より、上記のように本実施例の発光素子の実験データ（図２１、図２２）より、外部量子効率３．６×１０−２％＝発光効率１．９×１０−４であるといえる。よって、実施例２の図１３で求めたＦ８Ｔ２を用いた有機トランジスタの発光効率１．９×１０−６は外部量子効率３．６×１０−４％を示すと考えることができる。従って、目安として、Ｆ８Ｔ２を用いた有機発光トランジスタの外部量子効率は、３．６×１０−４％以下程度になるという見積もりができる。
【実施例４】
【００９２】
本実施例では実施例２で作製した素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）及び素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＡ）と同様な積層構造を有し、作製方法が異なる素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）及び素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ）の有機トランジスタについて説明する。
【００９３】
本実施例で作製する素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）及び素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）は、素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）及び素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＡ）と同様な構造及び方法で素子を作製するが、半導体膜（Ｆ８Ｔ２膜）成膜後の加熱処理が異なる。本実施例の素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）及び素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）は半導体膜（Ｆ８Ｔ２膜）成膜後、減圧下２００℃で３０分加熱した。
【００９４】
図２３に素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）のドレイン電圧−ドレイン電流特性（Ｉ−Ｖ特性）を、図２４に素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）のドレイン電圧−ドレイン電流特性をそれぞれ示す。また図２５に素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）及び素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の発光特性を示す。素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）と素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の電界効果移動度（ＦＥＴ移動度）はそれぞれ６．３×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ、１．８×１０−３ｃｍ２／Ｖｓである。２００℃で加熱処理することにより高い電界を印加しても素子が劣化することはなくなった。その結果、より高い発光強度を得ることが出来た。
【００９５】
また、図２６にゲート電圧（ＶＧ）＝−１００Ｖの時の素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）、素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の発光効率を示す。なお図２６にも、実施例２の図１３で求めたＦ８Ｔ２を用いた有機トランジスタの発光効率１．９×１０−６を示す。高電界の印加が可能となり、より高い発光効率を得ることができた。加熱温度を６０℃から２００℃に変え、より高い温度とすることで完全に溶媒が除去され、膜状態が改善されたと考えられる。よって、高電界を印加してもが素子が劣化せず、電流値や発光強度が減衰しない信頼性の高い素子を作製することができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の有機発光トランジスタを説明する図。
【図２】本発明の有機発光トランジスタを説明する図。
【図３】有機発光トランジスタの光電流の測定方法を説明する図。
【図４】素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）の電流―電圧特性を示す図。
【図５】素子２（ｄｅｖｉｃｅ２）の電流―電圧特性を示す図。
【図６】素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子２（ｄｅｖｉｃｅ２）の発光特性を示す図。
【図７】素子３（ｄｅｖｉｃｅ３）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）の発光特性を示す図。
【図８】素子１（ｄｅｖｉｃｅ１）〜素子５（ｄｅｖｉｃｅ５）の発光効率を示す図。
【図９】素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）の電流―電圧特性を示す図。
【図１０】素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）の電流―電圧特性を示す図。
【図１１】素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）の発光特性を示す図。
【図１２】素子Ｃ（ｄｅｖｉｃｅＣ）〜素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）の発光特性を示す図。
【図１３】素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）〜素子Ｄ（ｄｅｖｉｃｅＤ）の発光効率を示す図。
【図１４】素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）の電流−電圧特性より移動度を示す図。
【図１５】素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）の電流−電圧特性より移動度を示す図。
【図１６】素子Ａ（ｄｅｖｉｃｅＡ）の発光特性を示す図。
【図１７】素子Ｂ（ｄｅｖｉｃｅＢ）の発光特性を示す図。
【図１８】実施例３の発光素子の発光輝度を示す図。
【図１９】実施例３の発光素子の電流密度を示す図。
【図２０】実施例３の発光素子の波長スペクトルを示す図。
【図２１】実施例３の発光素子の発光特性を示す図。
【図２２】実施例３の発光素子の外部量子効率を示す図。
【図２３】素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）の電流―電圧特性を示す図。
【図２４】素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の電流―電圧特性を示す図。
【図２５】素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）〜素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の発光特性を示す図。
【図２６】素子Ａ’（ｄｅｖｉｃｅＡ’）〜素子Ｂ’（ｄｅｖｉｃｅＢ’）の発光効率を示す図。
【符号の説明】
【００９７】
１０１    基板
１０２    ゲート電極
１０３    ゲート絶縁膜
１０４    ソース電極
１０５    ドレイン電極
１０６    半導体層
２０１    基板
２０２    ゲート電極
２０３    ゲート絶縁膜
２０４    ソース電極
２０５    ドレイン電極
２０６    半導体層
１０４ａ    第１の導電性材料
１０４ｂ    第２の導電性材料
１０５ａ    第１の導電性材料
１０５ｂ    第２の導電性材料
【図１】
2007200829.tif 000007
【図２】
2007200829.tif 000008
【図３】
2007200829.tif 000009
【図４】
2007200829.tif 000010
【図５】
2007200829.tif 000011
【図６】
2007200829.tif 000012
【図７】
2007200829.tif 000013
【図８】
2007200829.tif 000014
【図９】
2007200829.tif 000015
【図１０】
2007200829.tif 000016
【図１１】
2007200829.tif 000017
【図１２】
2007200829.tif 000018
【図１３】
2007200829.tif 000019
【図１４】
2007200829.tif 000020
【図１５】
2007200829.tif 000021
【図１６】
2007200829.tif 000022
【図１７】
2007200829.tif 000023
【図１８】
2007200829.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2007200829.tif 000028
【図２３】
2007200829.tif 000029
【図２４】
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【図２５】
2007200829.tif 000031
【図２６】
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