(57)【要約】  【課題】低電圧駆動，高駆動電流の有機薄膜トランジスタと集積化され、平坦性を保持し、発光特性や歩留りの向上する面発光型の有機半導体発光装置。  【解決手段】基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜上に配置されたソース電極１６およびドレイン電極１８と、ソース電極とドレイン電極間のゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に複数層繰り返し配置された正孔輸送層／発光層／電子輸送層の積層構造からなる有機薄膜トランジスタと、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極上に複数層繰り返し配置された正孔輸送層／発光層／電子輸送層の積層構造からなる有機半導体発光素子とを備える。【選択図】図１
2009087907.tif 000002
【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ゲート電極と、
前記ゲート電極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ソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、
前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、
前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、
前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、
前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、
前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、
前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、
前記第２電子輸送層上に配置された導電体層と
を備える有機薄膜トランジスタと、
前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、
前記基板上に配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、
前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、
前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、
前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、
前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、
前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、
前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極と
の積層構造からなる有機半導体発光素子と
をさらに備えることを特徴とする有機半導体発光装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極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金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層の積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、
前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、
前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、
前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、
前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、
前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、
前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、
前記第２電子輸送層上に配置された導電体層と
を備え、
前記第１金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、
前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、
前記基板上に配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、
前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、
前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、
前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、
前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、
前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、
前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極と
の積層構造からなる有機半導体発光素子と
をさらに備えることを特徴とする有機半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１金属層は、モリブデン酸化物層、モリブデン酸化物層とクロム層との混合層若しくはクロム層とモリブデン酸化物層の積層構造で形成されることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体発光装置。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、
前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜上に配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層の積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、
前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、
前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、
前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、
前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、
前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、
前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、
前記第２電子輸送層上に配置された導電体層と
を備え、
前記第１金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、
前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、
前記基板上に配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、
前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、
前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、
前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、
前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、
前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、
前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極と
の積層構造からなる有機半導体発光素子と
をさらに備えることを特徴とする有機半導体発光装置。
【請求項５】
前記第１金属層は、モリブデン酸化物層、モリブデン酸化物層とクロム層との混合層若しくはクロム層とモリブデン酸化物層の積層構造で形成されることを特徴とする請求項４に記載の有機半導体発光装置。
【請求項６】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、
前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜上に配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層と、前記第２金属層上に配置された第３金属層との積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記第２ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と
前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、
前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、
前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、
前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、
前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、
前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、
前記第２電子輸送層上に配置された導電体層と
を備え、
前記第１金属層および前記第３金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、
前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、
前記基板上に配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、
前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、
前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、
前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、
前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、
前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、
前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極と
の積層構造からなる有機半導体発光素子と
をさらに備えることを特徴とする有機半導体発光装置。
【請求項７】
前記第１金属層は、モリブデン酸化物層、モリブデン酸化物層とクロム層との混合層若しくはクロム層とモリブデン酸化物層の積層構造で形成されることを特徴とする請求項６に記載の有機半導体発光装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、
前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、
前記有機半導体層上に離隔して配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層と、前記第２金属層上に配置された第３金属層との積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、
前記有機半導体層上および前記ソース電極およびドレイン電極上に配置された第１正孔輸送層と、
前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、
前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、
前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、
前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、
前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、
前記第２電子輸送層上に配置された導電体層と
を備え、
前記第１金属層および前記第３金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、
前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、
前記基板上に配置されたアノード電極と、
前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、
前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、
前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、
前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、
前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、
前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、
前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極と
の積層構造からなる有機半導体発光素子と
をさらに備えることを特徴とする有機半導体発光装置。
【請求項９】
前記第１金属層は、モリブデン酸化物層、モリブデン酸化物層とクロム層との混合層若しくはクロム層とモリブデン酸化物層の積層構造で形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機半導体発光装置。
【請求項１０】
前記有機半導体層がｐ型有機半導体であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体発光装置に関し、特に有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体を用いた回路素子において、長期間安定して有機半導体の特性を維持し、また外部からの種々の応力および衝撃などに対しても耐久性が高い、信頼性に優れた回路素子が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に係る回路素子においては、有機半導体を含む回路部を基板上に形成してなる回路素子であって、当該回路部を所定空間をもって、囲む封止缶を有することを特徴とする。
【０００３】
大気中の水蒸気の存在に起因して特性が変化若しくは劣化することを抑制し得る構造を有する電界効果トランジスタが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に開示された電界効果トランジスタは、基体上に形成されたゲート電極と、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成されたソース／ドレイン電極と、および、ソース／ドレイン電極間であってゲート絶縁膜上に形成された有機半導体材料層からなるチャネル形成領域とを備える。少なくともチャネル形成領域の上には保護層が形成され、この保護層は、少なくとも、吸湿性を有する層と、耐湿性を有する層の積層構造を有する。
【０００４】
一方、タンタル酸化膜（タンタルオキサイド：Ｔａ2Ｏ5）膜は、その高誘電率（バルクの比誘電率が２５）な電気特性のために、トランジスタのゲート絶縁膜として用いると、ゲート駆動電圧を大きく低減することが可能であるが、Ｔａ2Ｏ5膜自体の内部欠陥及び結合性に由来するヒステリシスな特性のために、安定したゲート絶縁膜として用いることができず、トランジスタを高性能とすることが困難である。また、タンタル酸化膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用いる場合には、表面改質が非常に困難であり、有機半導体材料の配向制御も良好でなく、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成することが困難である。
【０００５】
また、金（Ａｕ）電極を有機薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極として使用する場合にはその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層への正孔注入が容易であるが、仕事関数の大きな有機半導体層に対しては必ずしも正孔注入量が十分では無い。又、特に、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタにおいて、有機半導体層／無機電極界面の接触抵抗が大きい。
【０００６】
一方、面発光型有機薄膜トランジスタは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）若しくは有機エレクトロルミネッセンス（ＯＥＬ:Organic Electroluminescence）などの有機半導体発光素子と、スイッチング素子である有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ:Organic Thin Film Transistor）から構成され、一括に形成すること（連続成膜）が可能であり、高開口率で高精細な表示デバイスを形成することが可能である。
【０００７】
ＯＴＦＴの移動度を向上させることにより、ＯＴＦＴのオン抵抗を低減し、オン電流を増大化し、電流駆動能力の増加と共に、有機半導体発光素子と組み合わせることによって、高輝度発光が可能になる。
【特許文献１】特開２００５−２７７０６５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、有機薄膜トランジスタの高移動度化は、有機薄膜トランジスタ層の結晶化乃至グレインサイズ成長を引き起こすことが一般的であり、背反として有機発光ダイオード層の平坦性が損われ、発光特性や歩留りの低下が発生するという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、高誘電率の絶縁膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用い、表面改質が容易であり、有機半導体材料の配向制御も良好で、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、有機薄膜トランジスタ層に積層する面発光型有機半導体発光素子層もしくは発光層を多層化することにより全体的な有機半導体発光装置を構成する積層構造の平坦性を確保する。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極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ソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、前記第２電子輸送層上に配置された導電体層とを備える有機薄膜トランジスタと、前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える有機半導体発光装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極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金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層の積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、前記第２電子輸送層上に配置された導電体層とを備え、前記第１金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える有機半導体発光装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、前記第２ゲート絶縁膜上に配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層の積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、前記第２電子輸送層上に配置された導電体層とを備え、前記第１金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える有機半導体発光装置が提供される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、前記第２ゲート絶縁膜上に配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層と、前記第２金属層上に配置された第３金属層との積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極間であって前記第２ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と前記有機半導体層上に配置された第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、前記第２電子輸送層上に配置された導電体層とを備え、前記第１金属層および前記第３金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える有機半導体発光装置が提供される。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極上に配置された第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜上に配置された第２ゲート絶縁膜と、前記第２ゲート絶縁膜上に配置された有機半導体層と、前記有機半導体層上に離隔して配置された第１金属層と、前記第１金属層上に配置された第２金属層と、前記第２金属層上に配置された第３金属層との積層構造からなるソース電極およびドレイン電極と、前記有機半導体層上および前記ソース電極およびドレイン電極上に配置された第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に配置された第１発光層と、前記第１発光層上に配置された第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に配置された第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に配置された第２発光層と、前記第２発光層上に配置された第２電子輸送層と、前記第２電子輸送層上に配置された導電体層とを備え、前記第１金属層および前記第３金属層の仕事関数は前記第２金属層の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタと、前記有機薄膜トランジスタの周辺部において、前記基板上に配置されたアノード電極と、前記アノード電極上に配置された第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に配置された第４発光層と、前記第４発光層上に配置された第４電子輸送層と、前記第４電子輸送層上に配置された第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に配置された第５発光層と、前記第５発光層上に配置された第５電子輸送層と、前記第５電子輸送層上に配置されたカソード電極との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える有機半導体発光装置が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、ボトムエミッション型、トップエミッション型もしくはボスエミッション型である有機半導体発光装置が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、シリコン酸化膜の表面をＡｒ逆スパッタリング，ＵＶ／Ｏ3処理，Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理，ＨＭＤＳ処理によりあるいはその組み合わせにより表面修飾を行ったことを特徴とする有機半導体発光装置が提供される。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、有機発光デバイス、フラットパネルディスプレイ、フレキシブルエレクトロニクス、透明エレクトロニクス、および照明装置のいずれか若しくは組み合わせに適用されることを特徴とする有機半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、高誘電率の絶縁膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用い、表面改質が容易であり、有機半導体材料の配向制御も良好で、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置提供することができる。
【００２０】
本発明の有機半導体発光装置によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下も抑制をするだけでなく、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化しているため、発光効率を大幅に高めることも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２２】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２３】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置であって、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタの周辺部において有機半導体発光素子を集積化した模式的断面構造図を示す。
【００２４】
有機薄膜トランジスタは、有機半導体発光素子のドライバ用のトランジスタとして構成されることから、低電圧駆動かつ高輝度発光のためには、有機薄膜トランジスタのオン電流を増大することが必要である。本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図１に示す有機薄膜トランジスタの構造を適用することにより、高い駆動電流を実現している。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図１に示すように、基板１０と基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に離隔して配置されたソース電極１６およびドレイン電極１８と、ソース電極１６とドレイン電極１８間であってゲート絶縁膜１５上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備える有機薄膜トランジスタを備える。
【００２６】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置されたカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子を備える。
【００２７】
有機半導体発光素子を搭載する基板１０の裏面には、カラーフィルタ５０を配置しても良い。
【００２８】
金属層１６,１８は、金（Ａｕ）電極で形成され、その膜厚は、例えば、約２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、望ましくは、約８０ｎｍである。
【００２９】
また、ゲート絶縁膜１５はタンタル酸化膜で構成されていても良い。
【００３０】
さらに、具体的に、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置され,厚さ約１００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ層からなるゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置され, 厚さ約１００ｎｍのタンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に離隔して配置され,厚さ約８０ｎｍの金電極層からなるソース電極１６およびドレイン電極１８と、ソース電極１６とドレイン電極１８間であってゲート絶縁膜１５上に配置され，例えば、後述するＰｙ１０５（Ｍｅ）からなる厚さ約５０ｎｍのｐ型有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備える有機薄膜トランジスタを備える。
【００３１】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置され,例えば、ＩＴＯからなるアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置され,例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなるカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【００３２】
また、正孔輸送層３１１と４１１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３２１と４２１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３３１と４３１を同時に形成しても良い。
【００３３】
尚、上記の有機半導体発光素子の積層構造において、アノード電極３０と正孔輸送層３１１との間に、有機薄膜トランジスタの積層構造における有機半導体層４００と同様に有機半導体層を介在させてもよい。
【００３４】
また、電子輸送層３１３と４１３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３２３と４２３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３３３と４３３を同時に形成しても良い。
【００３５】
また、発光層３１２と４１２を同時に形成してもよく、また、発光層３２２と４２２を同時に形成してもよく、また、発光層３３２と４３２を同時に形成しても良い。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の形成工程においても有機半導体層４００を形成するための前処理として、タンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５の表面に対して、表面清浄化のために以下の処理を実行している。すなわち、Ａｒの逆スパッタリング処理を約６０ｓｅｃ、次に、ＵＶ／Ｏ3処理を約２分、さらに疎水化するためにＨＭＤＳ処理を約１５分、気相雰囲気中で行っている。また、Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理を実施しても良い。
【００３７】
さらに、ソース電極１６およびドレイン電極１８を形成する金（Ａｕ）層はその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層４００への正孔注入が容易である。
【００３８】
尚、最終的な構造としては、図１には図示を省略されているが、導電体層６０およびカソード電極４０上には、低温成長によって形成された窒化膜やシリコン酸化膜、或いはこれらの積層構造をパッシベーション膜として形成しても良い。或いはまた、無機膜と有機膜の積層膜をパッシベーション膜として形成しても良い。さらに、所定空間をもって、囲む封止缶によるパッケージ構造を備えていても良い。
【００３９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、有機薄膜トランジスタ部分において、ｐ型有機半導体層４００のＨＯＭＯ(Highest Occupied Molecular Orbital)のエネルギー準位の絶対値がキャップ用の導電体層６０の仕事関数の絶対値よりも大きくすると良い。ここで、ＨＯＭＯのエネルギー準位とは、有機分子の基底状態を表す。また、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)のエネルギー準位とは、有機分子の励起状態を表す。ここで、ＬＵＭＯ準位は最低励起一重項準位（Ｓ1）に対応する。さらに電子や正孔が有機物に注入され、ラジカルアニオン（Ｍ-）,ラジカルカチオン（Ｍ+）が形成された場合の正孔および電子の準位は、励起子結合エネルギーが存在しない分、ＨＯＭＯ準位,ＬＵＭＯ準位の外側の位置に電子伝導準位、正孔伝導準位が位置することになる。
【００４０】
ｐ型有機半導体層４００の代わりにｎ型有機半導体層を適用する場合には、ｎ型有機半導体層のＬＵＭＯのエネルギー準位の絶対値が導電体層の仕事関数の絶対値よりも小さくすれば良い。
【００４１】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１としては、例えば、α−ＮＰＤを用いることができる。ここで、α−ＮＰＤは、４,４−ビスＮ−（１−ナフチル−１−）[Ｎ−フェニル−アミノ]−ビフェニル（4,4-bis[N-(1-naphtyl-1-)N-phenyl-amino]-biphenyl）と呼ばれる。
【００４２】
電子輸送層４１２,４２２,４３２としては、例えばＡｌｑ3などで形成することができる。ここで、Ａｌｑ3は、アルミニウム８−ヒドロキシキノリネート（Aluminum 8-hydroxyquinolinate）或いは、トリ８−キノリノラトアルミニウムと呼ばれる材料である。
【００４３】
導電体層６０は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属材料、ＬｉＦ／Ａｌからなる金属積層構造、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成することができる。
【００４４】
すなわち、ｐ型有機半導体層４００と導電体層６０の間に正孔輸送層４１１,４２１,４３１、発光層４１２,４２２,４３２および電子輸送層４１３,４２３,４３３の積層構造によって構成されるｐｎダイオードによって、ソース電極１６とドレイン電極１８間の短絡を防止することができる。すなわち、上記ｐｎダイオードによって、キャリアの逆流を防ぐことができ、導電体層６０を介してソース・ドレイン間が短絡することは原理的に発生しない。
【００４５】
ｐ型トランジスタとして、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加する場合、導電体層６０とドレイン電極１８間は、電界の向きがｐｎ接合の逆方向バイアスにあたるため、導電体層６０を介してソース電極１６とドレイン電極１８間が短絡することはない。
【００４６】
同様に、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加した場合、キャップ用の導電体層６０とソース電極１６間は、ｐｎ接合の順方向バイアスにあたるため、キャップ用の導電体層６０はソース電極（基準電位）からｐｎ接合の順方向電圧降下（Ｖｆ）分の電位差をもって安定する。また、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００内部の電位は、キャップ用の導電体層６０の電磁シールド効果によって安定化する。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造において、各電極、各層はそれぞれスパッタ、蒸着、塗布などにより成膜される。
【００４８】
基板１０は、例えば、厚さ約３０μｍ〜１ｍｍ程度のガラス基板,ステンレス基板,サファイア基板,シリコン基板などの無機材料基板、或いは、ポリイミド（ＰＩ）,ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ),ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ),ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）などの有機材料基板、或いはプラスチック基板などが用いられる。
【００４９】
ゲート電極１２０は、上記の例ではＡｌ−Ｎｄ層を開示したが、他には、例えばＭｇＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属、或いは、例えばＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、或いは、例えば、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成される。ここで、ＰＥＤＯＴとは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳであり、ポリ−（３,４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルフォネート（Poly-(3,4-ethylenedioxy-thiophene):poly-styrenesulfonate）と呼ばれる材料である。
【００５０】
ゲート絶縁膜１５は、上記の例ではＴａ2Ｏ5層の例を開示したが、他には、例えば、Ｓｉ3 Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3 、ＴｉＯ2などのシリコン酸化膜に比べて高比誘電率の無機絶縁体材料、或いは、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機絶縁体材料を用いることもできる。
【００５１】
ソース電極１６およびドレイン電極１８には、上記の例では金層の例を開示したが、他には、例えば、Ｐｔ，Ｔａなどの仕事関数の高い金属、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴ：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ン酸（ＰＳＳ）、ＰＶＰＴＡ２：ＴＢＰＡＨ、Ｅｔ−ＰＴＰＤＥＫ：ＴＢＰＡＨなどの有機導電体材料が用いられ、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００へのキャリア注入に適した材料を使用することもできる。
【００５２】
ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００は、例えば、ペンタセン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン(Ｐ３ＨＴ)、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの有機半導体材料で形成される。ペンタセンは、後述する図６（ｃ）に示すような分子構造を有する。ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）は、後述する図７（ｄ）に示すような分子構造を有する。銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）は、後述する図６（ｄ）に示すような分子構造を有する。
【００５３】
或いはまた、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００には、例えば、ａ−Ｓｉ，ポリシリコンなどの無機半導体材料などで置換形成することもできる。
【００５４】
（ｐ型有機半導体材料）
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置のｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００に適用可能なｐ型有機半導体材料の分子構造例である。
【００５５】
図６（ａ）は、Ｐｙ１０５（Ｍｅ）：１,６ビス（２−（４−メチルフェニル）ビニル）ピレンの分子構造例を示す。ここでは分子構造の記載を省略するが、例えば同様の適用可能なフェニル系有機半導体材料としては、Ｐｙ１０５：１,６ビス（２−（４−ブフェニル）ビニル）ピレン、ＳＴ１０：４,４’ビス（２−（４−オクチルフェニル）ビニル）ビフェニル、ＳＴ１２６：４,４’ビス（２−（４−オクチルフェニル）ビニル）ｐ−ターフェニル、ＳＴ１２８：１,６ビス（２−（４−ヘキシルフェニル）ビニル）ビフェニル、ＳＴ９４：１,４ビス（２−（４−（４−ブチルフェニル）フェニル）ビニル）ベンゼン、ＳＴ１２４：４,４’ビス（２−（５−オクチルチオフェン−２−イル）ビニル）ビフェニルなどがある。
【００５６】
図６（ｂ）は、アセン系材料としてのテトラセンの分子構造例、図６（ｃ）は、アセン系材料としてのペンタセンの分子構造例、図６（ｄ）は、フタロシアニン系材料としての銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）の分子構造例、図６（ｅ）は、α―ＮＰＤの分子構造例、図６（ｆ）は、Ｐ−６Ｐの分子構造例、図６（ｇ）は、ＤＢＴＢＴの分子構造例、図６（ｈ）は、ＢＶ２ＴＶＢの分子構造例、図６（ｉ）は、ＢＰ２Ｔの分子構造例、図６（ｊ）は、ＤＨＡＤＴの分子構造例をそれぞれ示す。
【００５７】
さらに、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置のｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００に適用可能な高分子系半導体材料の分子構造例である。
【００５８】
図７（ａ）は、ポリチオフェン（ＰＴ）の分子構造例、図７（ｂ）は、ポリアセチレン（ＰＡ）の分子構造例、図７（ｃ）は、ポリチエニレンビニレン（ＰＴＶ）の分子構造例、図７（ｄ）は、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）の分子構造例、図７（ｅ）は、９,９−ジオクチルフルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）の分子構造例をそれぞれ示す。
【００５９】
（正孔輸送層を形成する正孔輸送材料）
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用可能な正孔輸送層３１１,３２１,３３１,４１１,４２１,４３１を形成する正孔輸送材料の分子構造例であって、図８（ａ）は、ＧＰＤの分子構造例、図８（ｂ）は、spiro-ＴＡＤの分子構造例、図８（ｃ）は、spiro-ＮＰＤの分子構造例、図８（ｄ）は、oxidized-ＴＰＤの分子構造例をそれぞれ示す。
【００６０】
また、図９は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用可能な正孔輸送層３１１,３２１,３３１,４１１,４２１,４３１を形成するさらに別の正孔輸送材料の分子構造例であって、図９（ａ）は、ＴＤＡＰＢの分子構造例、図９（ｂ）はＭＴＤＡＴＡの分子構造例を示す。
【００６１】
（電子輸送層を形成する電子輸送材料）
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の電子輸送層３１３,３２３,３３３,４１３,４２３,４３３を形成する電子輸送材料の分子構造例であって、図１０（ａ）は、t-butyl-ＰＢＤの分子構造例、図１０（ｂ）は、ＴＡＺの分子構造例、図１０（ｃ）は、シロール誘導体の分子構造例、図１０（ｄ）は、ホウ素置換型トリアリール系化合物の分子構造例、図１０（ｅ）は、フェニルキノキサリン誘導体の分子構造例をそれぞれ示す。
【００６２】
また、図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の電子輸送層３１３,３２３,３３３,４１３,４２３,４３３を形成する別の電子輸送材料の分子構造例であって、図１１（ａ）は、Ａｌｑ3の分子構造例、図１１（ｂ）は、ＢＣＰの分子構造例、図１１（ｃ）は、オキサジアゾール二量体の分子構造例、図１１（ｄ）は、スターバーストオキサジアゾールの分子構造例をそれぞれ示す。
【００６３】
発光層３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２には、例えば、キャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料の混合層を適用することができる。キャリア輸送性発光材料としては、例えば、Ａｌｑ,Ａｌｍｑ,Ｍｇｑ,ＢｅＢｑ2,ＺｎＰＢＯ,ＺｎＰＢＴ,Ｂｅ（５Ｆｌａ）2,Ｅｕ錯体,ＢＰＶＢｉ,ＢＡｌｑ,Ｂｅｐｐ2,ＢＤＰＨＶＢｉ,spiro-ＢＤＰＶＢｉ,（ＰＳＡ）2Ｎｐ−５,（ＰＰＡ）（ＰＳＡ）Ｐｅ−１,ＢＳＮ,ＡＰＤ,ＢＳＢなどの材料を用いることができる。発光ドーパントとホスト材料としては、例えば、クマリン６,Ｃ５４５Ｔ,Ｑｄ４,ＤＥＱ,ペリレン,ＤＰＴ,ＤＣＭ２,ＤＣＪＴＢ,ルブレン,ＤＰＰ,ＣＢＰ,ＡＢＴＸ,ＤＳＡ,ＤＳＡアミン,Ｃｏ−６,ＰＭＤＦＢ,キナクリドン,ＢＴＸ,ＤＣＭ,ＤＣＪＴなどの材料を用いることができる。また、リン光発光材料とホスト、周辺材料としては、ＰｔＯＥＰ,ＴＰＢＩ,ｂｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）,Ｉｒ（ｐｐｙ）3,Ｆｌｒｐｉｃ,ＣＤＢＰ,ｍ−ＣＰ,デンドリマーＩｒ（ｐｐｙ）3,ＴＣＴＡ,ＣＦ−Ｘ,ＣＦ−Ｙなどの材料を用いることができる。
【００６４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置においては、図１に示すように、半導体発光素子部分は、ボトムエミッション型として構成する例が示されているが、トップエミッション型もしくはボスエミッション型としても構成することができる。
【００６５】
本発明の第１の実施の形態によれば、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置を提供することができる。
【００６６】
本発明の第１の実施の形態によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下を抑制し、また、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化して、発光効率を大幅に高める有機半導体発光装置を提供することができる。
【００６７】
[第２の実施の形態]
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置であって、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタの周辺部において有機半導体発光素子を集積化した模式的断面構造図を示す。
【００６８】
有機薄膜トランジスタは、有機半導体発光素子のドライバ用のトランジスタとして構成されることから、低電圧駆動かつ高輝度発光のためには、有機薄膜トランジスタのオン電流を増大することが必要である。本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図２に示す有機薄膜トランジスタの構造を適用することにより、高い駆動電流を実現している。
【００６９】
本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図２に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に離隔して配置された金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０上に配置された金属層２０,２２の積層構造からなるソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）と、ソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間であってゲート絶縁膜１５上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【００７０】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置されたカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子とをさらに備える。
【００７１】
有機半導体発光素子を搭載する基板１０の裏面には、カラーフィルタ５０を配置しても良い。
【００７２】
また、金属層２０,２２は、金（Ａｕ）電極で形成され、金属層１６０,１８０は、金電極よりも仕事関数の大きな金属酸化物で形成される。
【００７３】
また、金属層２０,２２は、モリブデン酸化物層で形成される。また、金属層２０,２２は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層とクロム層との混合層若しくはクロム層とモリブデン酸化物層の積層構造で形成されていても良い。
【００７４】
例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の膜厚は、約１ｎｍ〜５ｎｍ程度、望ましくは、約１.２ｎｍ〜４ｎｍ程度である。また、金（Ａｕ）電極の膜厚は、例えば、約２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、望ましくは、約８０ｎｍである。
【００７５】
また、ゲート絶縁膜１５はタンタル酸化膜で構成されていても良い。
【００７６】
さらに、具体的に、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図２に示すように、基板１０と、基板１０上に配置され,厚さ約１００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ層からなるゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置され, 厚さ約１００ｎｍのタンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に離隔して配置され,厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層からなる金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０膜１７上に配置され,厚さ約８０ｎｍの金層からなる金属層２０,２２の積層構造からなるソース電極（１６０，２０）およびドレイン電極（１８０，２２）と、ソース電極（１６０，２０）とドレイン電極（１８０，２２）間であってゲート絶縁膜１５上に配置され，例えば、後述するＰｙ１０５（Ｍｅ）からなる厚さ約５０ｎｍのｐ型有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【００７７】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置され,例えば、ＩＴＯからなるアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置され,例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなるカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【００７８】
また、正孔輸送層３１１と４１１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３２１と４２１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３３１と４３１を同時に形成しても良い。
【００７９】
また、電子輸送層３１３と４１３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３２３と４２３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３３３と４３３を同時に形成しても良い。
【００８０】
また、発光層３１２と４１２を同時に形成してもよく、また、発光層３２２と４２２を同時に形成してもよく、また、発光層３３２と４３２を同時に形成しても良い。
【００８１】
尚、上記の有機半導体発光素子の積層構造において、アノード電極３０と正孔輸送層３１１との間に、有機薄膜トランジスタの積層構造における有機半導体層４００と同様に有機半導体層を介在させてもよい。
【００８２】
本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置の形成工程においても有機半導体層４００を形成するための前処理として、タンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５の表面に対して、表面清浄化のために以下の処理を実行している。すなわち、Ａｒの逆スパッタリング処理を約６０ｓｅｃ、次に、ＵＶ／Ｏ3処理を約２分、さらに疎水化するためにＨＭＤＳ処理を約１５分、気相雰囲気中で行っている。また、Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理を実施しても良い。
【００８３】
さらに、ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）を形成する金層２０，２２はその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層４００への正孔注入が容易であるが、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層１６０,１８０も相対的に大きな仕事関数を有するため、仕事関数の大きな有機半導体層４００への正孔注入量が十分に確保される。
【００８４】
又、図２に示すようなボトムコンタクト型の有機半導体トランジスタにおいて、有機半導体層４００／無機電極（１６０,１８０,２０,２２）界面の接触抵抗が小さくなる。  
このため、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置におけるドレイン電流ＩD―ドレイン電圧ＶD特性において、オン抵抗が低く、オン電流が高いという結果が得られている。
【００８５】
すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、有機薄膜トランジスタ部分において、ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）構造の改善効果によって、有機半導体層４００への正孔注入量が増大し、接触抵抗の低減と共に、オン抵抗の低減化、オン電流の増大化、トランスコンダクタンスの増大化を図ることができる。
【００８６】
尚、最終的な構造としては、図２には図示を省略されているが、導電体層６０およびカソード電極４０上には、低温成長によって形成された窒化膜やシリコン酸化膜、或いはこれらの積層構造をパッシベーション膜として形成しても良い。或いはまた、無機膜と有機膜の積層膜をパッシベーション膜として形成しても良い。さらに、所定空間をもって、囲む封止缶によるパッケージ構造を備えていても良い。
【００８７】
また、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、有機薄膜トランジスタ部分において、ｐ型有機半導体層４００のＨＯＭＯのエネルギー準位の絶対値がキャップ用の導電体層６０の仕事関数の絶対値よりも大きくすると良い。
【００８８】
ｐ型有機半導体層４００の代わりにｎ型有機半導体層を適用する場合には、ｎ型有機半導体層のＬＵＭＯのエネルギー準位の絶対値が導電体層の仕事関数の絶対値よりも小さくすれば良い。
【００８９】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１としては、例えば、α−ＮＰＤを用いることができる。
【００９０】
電子輸送層４１２,４２２,４３２としては、例えばＡｌｑ3などで形成することができる。
【００９１】
導電体層６０は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属材料、ＬｉＦ／Ａｌからなる金属積層構造、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成することができる。
【００９２】
ｐ型有機半導体層４００と導電体層６０の間に正孔輸送層４１１,４２１,４３１、発光層４１２,４２２,４３２および電子輸送層４１３,４２３,４３３の積層構造によって構成されるｐｎダイオードによって、ソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間の短絡を防止することができる。すなわち、上記ｐｎダイオードによって、キャリアの逆流を防ぐことができ、導電体層６０を介してソース・ドレイン間が短絡することは原理的に発生しない。
【００９３】
ｐ型トランジスタとして、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加する場合、導電体層６０とドレイン電極（１８０,２２）間は、電界の向きがｐｎ接合の逆方向バイアスにあたるため、導電体層６０を介してソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間が短絡することはない。
【００９４】
同様に、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加した場合、キャップ用の導電体層６０とソース電極（１６０,２０）間は、ｐｎ接合の順方向バイアスにあたるため、キャップ用の導電体層６０はソース電極（基準電位）からｐｎ接合の順方向電圧降下（Ｖｆ）分の電位差をもって安定する。また、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００内部の電位は、キャップ用の導電体層６０の電磁シールド効果によって安定化する。
【００９５】
本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造において、各電極、各層はそれぞれスパッタ、蒸着、塗布などにより成膜される。
【００９６】
基板１０の材料としては、第１の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【００９７】
ゲート電極１２０の材料としても、第１の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【００９８】
ゲート絶縁膜１５の材料としても、第１の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【００９９】
ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）の材料としても、第１の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１００】
ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００を、例えば、ａ−Ｓｉ，ポリシリコンなどの無機半導体材料などで置換形成することもできる。
【０１０１】
（ｐ型有機半導体材料）
図６乃至図７に示したｐ型有機半導体材料の分子構造例は、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１０２】
（正孔輸送層を形成する正孔輸送材料）
図８乃至図９に示した正孔輸送材料の分子構造例は、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１０３】
（電子輸送層を形成する電子輸送材料）
図１０乃至図１１に示した電子輸送材料の分子構造例は、本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１０４】
（キャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料）
発光層３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２には、本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用するキャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料と同様の材料を適用することができる。
【０１０５】
また、本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においては、図２に示すように、有機半導体発光素子部分は、ボトムエミッション型として構成する例が示されているが、トップエミッション型もしくはボスエミッション型としても構成することができる。
【０１０６】
本発明の第２の実施の形態によれば、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置提供することができる。
【０１０７】
本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下を抑制し、また、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化して、発光効率を大幅に高めることができる。
【０１０８】
[第３の実施の形態] 
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置であって、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタの周辺部において有機半導体発光素子を集積化した模式的断面構造図を示す。
【０１０９】
有機薄膜トランジスタは、有機半導体発光素子のドライバ用のトランジスタとして構成されることから、低電圧駆動かつ高輝度発光のためには、有機薄膜トランジスタのオン電流を増大することが必要である。本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、積層ゲート絶縁膜による高いオン電流と共に、図３に示す有機薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極構造を適用することにより、高い駆動電流を実現している。
【０１１０】
本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図３に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置されたゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に離隔して配置された金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０上に配置された金属層２０,２２の積層構造からなるソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）と、ソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間であってゲート絶縁膜１７０上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０１１１】
有機半導体発光素子を搭載する基板１０の裏面には、カラーフィルタ５０を配置しても良い。
【０１１２】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３とをさらに備える。
【０１１３】
また、金属層２０,２２は、金（Ａｕ）電極で形成され、金属層１６０,１８０は、Ａｕ電極よりも仕事関数の大きな金属酸化物で形成される。
【０１１４】
また、金属層１６０,１８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層で形成される。
【０１１５】
例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の膜厚は、約１ｎｍ〜５ｎｍ程度、望ましくは、約１.２ｎｍ〜４ｎｍ程度である。また、金（Ａｕ）電極の膜厚は、例えば、約２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、望ましくは、約８０ｎｍである。
【０１１６】
或いはまた、金属層１６０,１８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層と、例えば厚さ約０．５ｎｍ程度の極薄のクロム(Ｃｒ)層との混合層で形成されていても良い。或いはまた、金属層１６０,１８０は、クロム(Ｃｒ)層とモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の積層構造（Ｃｒ／ＭｏＯX）で形成されていても良い。
【０１１７】
ここで、ＭｏＯX層の膜厚ｔについて、ゲート絶縁膜１７０との密着性、ソース／ドレイン電極である金（Ａｕ）層との密着性の観点から説明する。
【０１１８】
ＭｏＯX層はＣｒ層に比べて、仕事関数が大きいことから、有機薄膜トランジスタの電流駆動能力を高めることが可能である。しかしながら、ＭｏＯX層は、Ｃｒ層と比較した場合、ゲート絶縁膜であるＳｉＯ2膜と、ソース／ドレイン電極である金層との界面密着性が低い。一例として、ＭｏＯX(ｔｎｍ)／Ａｕ(８０ｎｍ)積層型電極構造において、ｔ＝２．５ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無い。試作後のテープテストによるソース／ドレイン電極の剥がれも無い。したがって、ｔ＝２．５ｎｍの場合、比較的十分な密着性が確保されている。一方、ｔ＝１．２ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無いが、試作後のテープテストで、ＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。さらに、ｔ＝５ｎｍ場合、リフトオフプロセス中にＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。これは、ＭｏＯX層の膜ストレス起因で、密着力が大幅に低くなっているためである。
【０１１９】
密着性の向上方法として、Ｃｒ層とＭｏＯX層の共蒸着によるＣｒ−ＭｏＯX密着層を形成すると良い。例えば、Ｃｒ(３３ｗｔ％)−ＭｏＯX(６７ｗｔ％)の２．５ｎｍのよるＣｒ−ＭｏＯX混合層を形成することが良い。或いはまた、Ｃｒ層とＭｏＯX層の積層構造によるＣｒ／ＭｏＯX密着層を形成しても良い。例えば、Ｃｒ層(０．５ｎｍ)／ＭｏＯX層(２．５ｎｍ)）の積層構造を形成すると良い。
【０１２０】
また、ゲート絶縁膜１５はゲート絶縁膜１７０よりも高誘電率の絶縁膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄いシリコン酸化膜で構成されて,全体として積層型ゲート絶縁膜構造を有する。
【０１２１】
また、ゲート絶縁膜１５はタンタル酸化膜で構成されていても良い。
【０１２２】
また、ゲート絶縁膜１５は、例えば、厚さ１００ｎｍ以下のタンタル酸化膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄く、例えば、約２０ｎｍ以下のシリコン酸化膜で構成されて, 全体として積層型ゲート絶縁膜構造を備えていても良い。
【０１２３】
さらに、具体的に、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図３に示すように、基板１０と、基板１０上に配置され,厚さ約１００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ層からなるゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置され, 厚さ約１００ｎｍのタンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置され, 厚さ約１０ｎｍのシリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に離隔して配置され, 厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX ）層からなる金属層１６０,１８０と厚さ約８０ｎｍの金層からなる金属層２０,２２の積層構造からなるソース電極(１６０，２０)およびドレイン電極(１８０，２２)と、ソース電極(１６０，２０)とドレイン電極(１８０，２２)間であってゲート絶縁膜１７０上に配置され，例えば、Ｐｙ１０５（Ｍｅ）からなる厚さ約５０ｎｍのｐ型有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０１２４】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置され,例えば、ＩＴＯからなるアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置され,例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなるカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【０１２５】
また、正孔輸送層３１１と４１１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３２１と４２１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３３１と４３１を同時に形成しても良い。
【０１２６】
また、電子輸送層３１３と４１３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３２３と４２３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３３３と４３３を同時に形成しても良い。
【０１２７】
また、発光層３１２と４１２を同時に形成してもよく、また、発光層３２２と４２２を同時に形成してもよく、また、発光層３３２と４３２を同時に形成しても良い。
【０１２８】
尚、上記の有機半導体発光素子の積層構造において、アノード電極３０と正孔輸送層３１１との間に、有機薄膜トランジスタの積層構造における有機半導体層４００と同様に有機半導体層を介在させてもよい。
【０１２９】
本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置の形成工程においても有機半導体層４００を形成するための前処理として、シリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０の表面に対して、表面清浄化のために以下の処理を実行している。すなわち、Ａｒの逆スパッタリング処理を約６０ｓｅｃ、次に、ＵＶ／Ｏ3処理を約２分、さらに疎水化するためにＨＭＤＳ処理を約１５分、気相雰囲気中で行っている。また、Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理を実施しても良い。
【０１３０】
さらに、ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）を形成する金（Ａｕ）層２０，２２はその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層４００への正孔注入が容易であるが、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層１６０,１８０も相対的に大きな仕事関数を有するため、仕事関数の大きな有機半導体層４００への正孔注入量が十分に確保される。
【０１３１】
又、図３に示すようなボトムコンタクト型の有機半導体トランジスタにおいて、有機半導体層４００／無機電極（１６０,１８０,２０,２２）界面の接触抵抗が小さくなる。  
このため、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置におけるドレイン電流ＩD―ドレイン電圧ＶD特性において、オン抵抗が低く、オン電流が高いという結果が得られている。
【０１３２】
すなわち、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、有機薄膜トランジスタ部分において、ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）構造の改善効果によって、有機半導体層４００への正孔注入量が増大し、接触抵抗の低減と共に、オン抵抗の低減化、オン電流の増大化、トランスコンダクタンスの増大化を図ることができる。
【０１３３】
尚、最終的な構造としては、図３には図示を省略されているが、導電体層６０およびカソード電極４０上には、低温成長によって形成された窒化膜やシリコン酸化膜、或いはこれらの積層構造をパッシベーション膜として形成しても良い。或いはまた、無機膜と有機膜の積層膜をパッシベーション膜として形成しても良い。さらに、所定空間をもって、囲む封止缶によるパッケージ構造を備えていても良い。
【０１３４】
また、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、有機薄膜トランジスタ部分において、ｐ型有機半導体層４００のＨＯＭＯのエネルギー準位の絶対値がキャップ用の導電体層６０の仕事関数の絶対値よりも大きくすると良い。
【０１３５】
ｐ型有機半導体層４００の代わりにｎ型有機半導体層を適用する場合には、ｎ型有機半導体層のＬＵＭＯのエネルギー準位の絶対値が導電体層の仕事関数の絶対値よりも小さくすれば良い。
【０１３６】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１としては、例えば、α−ＮＰＤを用いることができる。
【０１３７】
電子輸送層４１２,４２２,４３２としては、例えばＡｌｑ3などで形成することができる。
【０１３８】
導電体層６０は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属材料、ＬｉＦ／Ａｌからなる金属積層構造、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成することができる。
【０１３９】
ｐ型有機半導体層４００と導電体層６０の間に正孔輸送層４１１,４２１,４３１、発光層４１２,４２２,４３２および電子輸送層４１３,４２３,４３３の積層構造によって構成されるｐｎダイオードによって、ソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間の短絡を防止することができる。すなわち、上記ｐｎダイオードによって、キャリアの逆流を防ぐことができ、導電体層６０を介してソース・ドレイン間が短絡することは原理的に発生しない。
【０１４０】
ｐ型トランジスタとして、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加する場合、導電体層６０とドレイン電極（１８０,２２）間は、電界の向きがｐｎ接合の逆方向バイアスにあたるため、導電体層６０を介してソース電極（１６０,２０）とドレイン電極（１８０,２２）間が短絡することはない。
【０１４１】
同様に、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加した場合、キャップ用の導電体層６０とソース電極（１６０,２０）間は、ｐｎ接合の順方向バイアスにあたるため、キャップ用の導電体層６０はソース電極（基準電位）からｐｎ接合の順方向電圧降下（Ｖｆ）分の電位差をもって安定する。また、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００内部の電位は、キャップ用の導電体層６０の電磁シールド効果によって安定化する。
【０１４２】
本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造において、各電極、各層はそれぞれスパッタ、蒸着、塗布などにより成膜される。
【０１４３】
基板１０の材料としては、第１乃至第２の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１４４】
ゲート電極１２０の材料としても、第１乃至第２の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１４５】
ゲート絶縁膜１５の材料としても、第１乃至第２の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１４６】
ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）の材料としても、第２の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１４７】
ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００を、例えば、ａ−Ｓｉ，ポリシリコンなどの無機半導体材料などで置換形成することもできる。
【０１４８】
（ｐ型有機半導体材料）
図６乃至図７に示したｐ型有機半導体材料の分子構造例は、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１４９】
（正孔輸送層を形成する正孔輸送材料）
図８乃至図９に示した正孔輸送材料の分子構造例は、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１５０】
（電子輸送層を形成する電子輸送材料）
図１０乃至図１１に示した電子輸送材料の分子構造例は、本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１５１】
（キャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料）
発光層３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２には、本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用するキャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料と同様の材料を適用することができる。
【０１５２】
また、本発明の第３の実施の形態に係る半導体発光装置においては、図３に示すように、有機半導体発光素子部分は、ボトムエミッション型として構成する例が示されているが、トップエミッション型もしくはボスエミッション型としても構成することができる。
【０１５３】
本発明の第３の実施の形態によれば、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、高誘電率の絶縁膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用い、表面改質が容易であり、有機半導体材料の配向制御も良好で、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置提供することができる。
【０１５４】
本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下を抑制し、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化して、発光効率を大幅に高めることができる。
【０１５５】
[第４の実施の形態] 
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置であって、ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタの周辺部において有機半導体発光素子を集積化した模式的断面構造図を示す。
【０１５６】
有機薄膜トランジスタは、有機半導体発光素子のドライバ用のトランジスタとして構成されることから、低電圧駆動かつ高輝度発光のためには、有機薄膜トランジスタのオン電流を増大することが必要である。本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、積層ゲート絶縁膜による高いオン電流と共に、ソース／ドレイン電極を図４に示す有機薄膜トランジスタの構造を適用することにより、更に高い駆動電流を実現している。
【０１５７】
本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図４に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置されたゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に離隔して配置された金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０上に配置された金属層２０,２２と、金属層２０,２２上に配置された金属層２６０,２８０との積層構造からなるソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）と、ソース電極（１６０,２０,２６０）とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間であってゲート絶縁膜１７０上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０１５８】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置されたカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【０１５９】
有機半導体発光素子を搭載する基板１０の裏面には、カラーフィルタ５０を配置しても良い。
【０１６０】
また、金属層２０,２２は、金（Ａｕ）電極で形成され、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０は、金電極よりも仕事関数の大きな金属酸化物で形成される。
【０１６１】
また、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層で形成される。
【０１６２】
例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の膜厚は、約１ｎｍ〜５ｎｍ程度、望ましくは、約１.２ｎｍ〜４ｎｍ程度である。また、金（Ａｕ）電極の膜厚は、例えば、約２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、望ましくは、約８０ｎｍである。
【０１６３】
或いはまた、金属層１６０,１８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層と、例えば、厚さ約０．５ｎｍ程度の極薄のクロム(Ｃｒ)層との混合層で形成されていても良い。或いはまた、金属層１６０,１８０は、クロム(Ｃｒ)層とモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の積層構造（Ｃｒ／ＭｏＯX）で形成されていても良い。
【０１６４】
ＭｏＯX層はＣｒ層に比べて、仕事関数が大きいことから、有機薄膜トランジスタの電流駆動能力を高めることが可能である。しかしながら、ＭｏＯX層は、Ｃｒ層と比較した場合、ゲート絶縁膜であるＳｉＯ2膜と、ソース／ドレイン電極である金層との界面密着性が低い。一例として、ＭｏＯX(ｔｎｍ)／Ａｕ(８０ｎｍ)／ＭｏＯX(ｔｎｍ)積層型電極構造において、ｔ＝２．５ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無い。試作後のテープテストによるソース／ドレイン電極の剥がれも無い。したがって、ｔ＝２．５ｎｍの場合、比較的十分な密着性が確保されている。一方、ｔ＝１．２ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無いが、試作後のテープテストで、ＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。さらに、ｔ＝５ｎｍ場合、リフトオフプロセス中にＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。これは、ＭｏＯX層の膜ストレス起因で、密着力が大幅に低くなっているためである。
【０１６５】
密着性の向上方法として、Ｃｒ層とＭｏＯX層の共蒸着によるＣｒ−ＭｏＯX密着層を形成すると良い。例えば、Ｃｒ(３３ｗｔ％)−ＭｏＯX(６７ｗｔ％)の２．５ｎｍのよるＣｒ−ＭｏＯX混合層を形成することが良い。
【０１６６】
或いはまた、Ｃｒ層とＭｏＯX層の積層構造によるＣｒ／ＭｏＯX密着層を形成しても良い。例えば、Ｃｒ層(０．５ｎｍ)／ ＭｏＯX層(２．５ｎｍ)）の積層構造を形成すると良い。
【０１６７】
また、ゲート絶縁膜１５はゲート絶縁膜１７０よりも高誘電率の絶縁膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄いシリコン酸化膜で構成されて,全体として積層型ゲート絶縁膜構造を有する。
【０１６８】
また、ゲート絶縁膜１５はタンタル酸化膜で構成されていても良い。
【０１６９】
また、ゲート絶縁膜１５は、例えば、厚さ１００ｎｍ以下のタンタル酸化膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄く、例えば、約５ｎｍ以下のシリコン酸化膜で構成されて, 全体として積層型ゲート絶縁膜構造を備えていても良い。
【０１７０】
さらに、具体的に、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図４に示すように、基板１０と、基板１０上に配置され,厚さ約１００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ層からなるゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置され, 厚さ約１００ｎｍのタンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置され, 厚さ約５ｎｍのシリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に離隔して配置され, 厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX ）層からなる金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０上に配置され,厚さ約８０ｎｍの金層からなる金属層２０,２２と、金属層２０,２２上に配置され,   厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX ）層からなる金属層２６０,２８０との積層構造からなるソース電極(１６０，２０,２６０)およびドレイン電極(１８０，２２,２８０)と、ソース電極(１６０，２０,２６０)とドレイン電極(１８０，２２,２８０)間であってゲート絶縁膜１７０上に配置され，例えば、Ｐｙ１０５（Ｍｅ）からなる厚さ約５０ｎｍのｐ型有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置され, 例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなる導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０１７１】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置され,例えば、ＩＴＯからなるアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置され,例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなるカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【０１７２】
また、正孔輸送層３１１と４１１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３２１と４２１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３３１と４３１を同時に形成しても良い。
【０１７３】
また、電子輸送層３１３と４１３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３２３と４２３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３３３と４３３を同時に形成しても良い。
【０１７４】
また、発光層３１２と４１２を同時に形成してもよく、また、発光層３２２と４２２を同時に形成してもよく、また、発光層３３２と４３２を同時に形成しても良い。
【０１７５】
尚、上記の有機半導体発光素子の積層構造において、アノード電極３０と正孔輸送層３１１との間に、有機薄膜トランジスタの積層構造における有機半導体層４００と同様に有機半導体層を介在させてもよい。
【０１７６】
本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置の形成工程においても有機半導体層４００を形成するための前処理として、シリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０の表面に対して、表面清浄化のために以下の処理を実行している。すなわち、Ａｒの逆スパッタリング処理を約６０ｓｅｃ、次に、ＵＶ／Ｏ3処理を約２分、さらに疎水化するためにＨＭＤＳ処理を約１５分、気相雰囲気中で行っている。また、Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理を実施しても良い。
【０１７７】
さらに、ソース電極（１６０,２０）およびドレイン電極（１８０,２２）を形成する金層２０，２２はその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層４００への正孔注入が容易であるが、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層１６０,１８０も相対的に大きな仕事関数を有するため、仕事関数の大きな有機半導体層４００への正孔注入量が十分に確保される。
【０１７８】
又、図４に示すようなボトムコンタクト型の有機半導体トランジスタにおいて、有機半導体層４００／無機電極（１６０,１８０,２０,２２）界面の接触抵抗が小さくなる。  
このため、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置におけるドレイン電流ＩD―ドレイン電圧ＶD特性において、オン抵抗が低く、オン電流が高いという結果が得られている。
【０１７９】
すなわち、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、有機薄膜トランジスタ部分において、ソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）構造の改善効果によって、有機半導体層４００への正孔注入量が増大し、接触抵抗の低減と共に、オン抵抗の低減化、オン電流の増大化、トランスコンダクタンスの増大化を図ることができる。
【０１８０】
尚、最終的な構造としては、図４には図示を省略されているが、導電体層６０およびカソード電極４０上には、低温成長によって形成された窒化膜やシリコン酸化膜、或いはこれらの積層構造をパッシベーション膜として形成しても良い。或いはまた、無機膜と有機膜の積層膜をパッシベーション膜として形成しても良い。さらに、所定空間をもって、囲む封止缶によるパッケージ構造を備えていても良い。
【０１８１】
また、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、有機薄膜トランジスタ部分において、ｐ型有機半導体層４００のＨＯＭＯのエネルギー準位の絶対値がキャップ用の導電体層６０の仕事関数の絶対値よりも大きくすると良い。
【０１８２】
ｐ型有機半導体層４００の代わりにｎ型有機半導体層を適用する場合には、ｎ型有機半導体層のＬＵＭＯのエネルギー準位の絶対値が導電体層の仕事関数の絶対値よりも小さくすれば良い。
【０１８３】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１としては、例えば、α−ＮＰＤを用いることができる。
【０１８４】
電子輸送層４１２,４２２,４３２としては、例えばＡｌｑ3などで形成することができる。
【０１８５】
導電体層６０は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属材料、ＬｉＦ／Ａｌからなる金属積層構造、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成することができる。
【０１８６】
ｐ型有機半導体層４００と導電体層６０の間に正孔輸送層４１１,４２１,４３１、発光層４１２,４２２,４３２および電子輸送層４１３,４２３,４３３の積層構造によって構成されるｐｎダイオードによって、ソース電極（１６０,２０,２６０）とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間の短絡を防止することができる。すなわち、上記ｐｎダイオードによって、キャリアの逆流を防ぐことができ、導電体層６０を介してソース・ドレイン間が短絡することは原理的に発生しない。
【０１８７】
ｐ型トランジスタとして、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加する場合、導電体層６０とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間は、電界の向きがｐｎ接合の逆方向バイアスにあたるため、導電体層６０を介してソース電極（１６０,２０,２６０）とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間が短絡することはない。
【０１８８】
同様に、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加した場合、キャップ用の導電体層６０とソース電極（１６０,２０,２６０）間は、ｐｎ接合の順方向バイアスにあたるため、キャップ用の導電体層６０はソース電極（基準電位）からｐｎ接合の順方向電圧降下（Ｖｆ）分の電位差をもって安定する。また、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００内部の電位は、キャップ用の導電体層６０の電磁シールド効果によって安定化する。
【０１８９】
本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造において、各電極、各層はそれぞれスパッタ、蒸着、塗布などにより成膜される。
【０１９０】
基板１０の材料としては、第１乃至第３の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１９１】
ゲート電極１２０の材料としても、第１乃至第３の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１９２】
ゲート絶縁膜１５の材料としても、第１乃至第３の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１９３】
ソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）の材料としても、第３の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０１９４】
ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００を、例えば、ａ−Ｓｉ，ポリシリコンなどの無機半導体材料などで置換形成することもできる。
【０１９５】
（ｐ型有機半導体材料）
図６乃至図７に示したｐ型有機半導体材料の分子構造例は、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１９６】
（正孔輸送層を形成する正孔輸送材料）
図８乃至図９に示した正孔輸送材料の分子構造例は、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１９７】
（電子輸送層を形成する電子輸送材料）
図１０乃至図１１に示した電子輸送材料の分子構造例は、本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０１９８】
（キャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料）
発光層３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２には、本発明の第１乃至第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用するキャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料と同様の材料を適用することができる。
【０１９９】
また、本発明の第４の実施の形態に係る半導体発光装置においては、図４に示すように、有機半導体発光素子部分は、ボトムエミッション型として構成する例が示されているが、トップエミッション型もしくはボスエミッション型としても構成することができる。
【０２００】
本発明の第４の実施の形態によれば、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、高誘電率の絶縁膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用い、表面改質が容易であり、有機半導体材料の配向制御も良好で、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置提供することができる。
【０２０１】
本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下を抑制し、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化して、発光効率を大幅に高めることができる。
【０２０２】
[第５の実施の形態]
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置であって、トップコンタクト型の有機半導体発光装置の周辺部において有機半導体発光素子を集積化した模式的断面構造図を示す。
【０２０３】
本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図５に示すように、トップコンタクト型構造の有機薄膜トランジスタと、有機半導体発光素子を集積化形成した構成を有する。
【０２０４】
有機薄膜トランジスタは、有機半導体発光素子のドライバ用のトランジスタとして構成されることから、低電圧駆動かつ高輝度発光のためには、有機薄膜トランジスタのオン電流を増大することが必要である。本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、積層ゲート絶縁膜による高いオン電流と共に、図５に示す有機薄膜トランジスタの構造を適用することにより、更に高い駆動電流を実現している。
【０２０５】
本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、図５に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置されたゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置されたゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に配置された有機半導体層４００と、有機半導体層４００上に離隔して配置された金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０上に配置された金属層２０,２２と、金属層２０,２２上に配置された金属層２６０,２８０の積層構造からなるソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）と、有機半導体層４００上およびソース電極（１６０,２０, ２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０２０６】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置されたアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置されたカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【０２０７】
有機半導体発光素子を搭載する基板１０の裏面には、カラーフィルタ５０を配置しても良い。
【０２０８】
また、金属層２０,２２は、金（Ａｕ）電極で形成され、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０は、金電極よりも仕事関数の大きな金属酸化物で形成される。
【０２０９】
また、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層で形成される。
【０２１０】
例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の膜厚は、約１ｎｍ〜５ｎｍ程度、望ましくは、約１.２ｎｍ〜４ｎｍ程度である。また、金（Ａｕ）電極の膜厚は、例えば、約２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度であり、望ましくは、約８０ｎｍである。
【０２１１】
或いはまた、金属層１６０,１８０は、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層と、例えば、厚さ約０．５ｎｍ程度の極薄のクロム(Ｃｒ)層との混合層で形成されていても良い。或いはまた、金属層１６０,１８０は、クロム(Ｃｒ)層とモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層の積層構造（Ｃｒ／ＭｏＯX）で形成されていても良い。
【０２１２】
ＭｏＯX層はＣｒ層に比べて、仕事関数が大きいことから、有機薄膜トランジスタの電流駆動能力を高めることが可能である。しかしながら、ＭｏＯX層は、Ｃｒ層と比較した場合、ゲート絶縁膜であるＳｉＯ2膜と、ソース／ドレイン電極である金層との界面密着性が低い。一例として、ＭｏＯX(ｔｎｍ)／Ａｕ(８０ｎｍ)／ＭｏＯX(ｔｎｍ)積層型電極構造において、ｔ＝２．５ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無い。試作後のテープテストによるソース／ドレイン電極の剥がれも無い。したがって、ｔ＝２．５ｎｍの場合、比較的十分な密着性が確保されている。一方、ｔ＝１．２ｎｍの場合、リフトオフプロセス中のソース／ドレイン電極の剥がれは無いが、試作後のテープテストで、ＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。さらに、ｔ＝５ｎｍ場合、リフトオフプロセス中にＳｉＯ2／ＭｏＯX界面において、ソース／ドレイン電極の剥がれが観測されている。これは、ＭｏＯX層の膜ストレス起因で、密着力が大幅に低くなっているためである。
【０２１３】
密着性の向上方法として、Ｃｒ層とＭｏＯX層の共蒸着によるＣｒ−ＭｏＯX密着層を形成すると良い。例えば、Ｃｒ(３３ｗｔ％)−ＭｏＯX(６７ｗｔ％)の２．５ｎｍのよるＣｒ−ＭｏＯX混合層を形成することが良い。
【０２１４】
或いはまた、Ｃｒ層とＭｏＯX層の積層構造によるＣｒ／ＭｏＯX密着層を形成しても良い。例えば、Ｃｒ層(０．５ｎｍ)／ ＭｏＯX層(２．５ｎｍ)）の積層構造を形成すると良い。
【０２１５】
また、ゲート絶縁膜１５はゲート絶縁膜１７０よりも高誘電率の絶縁膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄いシリコン酸化膜で構成されて,全体として積層型ゲート絶縁膜構造を有する。
【０２１６】
また、ゲート絶縁膜１５はタンタル酸化膜で構成されていても良い。
【０２１７】
また、ゲート絶縁膜１５は、例えば、厚さ１００ｎｍ以下のタンタル酸化膜で構成され、ゲート絶縁膜１７０はゲート絶縁膜１５よりも薄く、例えば、約５ｎｍ以下のシリコン酸化膜で構成されて, 全体として積層型ゲート絶縁膜構造を備えていても良い。
【０２１８】
さらに、具体的に、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造は、図５に示すように、基板１０と、基板１０上に配置され,厚さ約１００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ層からなるゲート電極１２０と、ゲート電極１２０上に配置され, 厚さ約１００ｎｍのタンタル酸化膜（ＰＶＤ−Ｔａ2Ｏ5）からなるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に配置され, 厚さ約１０ｎｍのシリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０と、ゲート絶縁膜１７０上に配置され, 例えば、Ｐｙ１０５（Ｍｅ）からなる厚さ約５０ｎｍのｐ型有機半導体層４００と、ｐ型有機半導体層４００上に離隔して配置され, 厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層からなる金属層１６０,１８０と、金属層１６０,１８０膜１７上に配置され,厚さ約８０ｎｍの金層からなる金属層２０,２２と、金属層２０,２２上に配置され, 厚さ約２．５ｎｍのモリブデン酸化物（ＭｏＯX）層からなる金属層２６０,２８０の積層構造からなるソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）と、有機半導体層４００上およびソース電極（１６０,２０, ２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）上に配置された正孔輸送層４１１と、正孔輸送層４１１上に配置された発光層４１２と、発光層４１２上に配置された電子輸送層４１３と、電子輸送層４１３上に配置された正孔輸送層４２１と、正孔輸送層４２１上に配置された発光層４２２と、発光層４２２上に配置された電子輸送層４２３と、電子輸送層４２３上に配置された正孔輸送層４３１と、正孔輸送層４３１上に配置された発光層４３２と、発光層４３２上に配置された電子輸送層４３３と、電子輸送層４３３上に配置された導電体層６０とを備え、金属層１６０,１８０および金属層２６０,２８０の仕事関数は金属層２０,２２の仕事関数よりも大きい有機薄膜トランジスタを備える。
【０２１９】
また、有機薄膜トランジスタの周辺部において、基板１０上に配置され,例えば、ＩＴＯからなるアノード電極３０と、アノード電極３０上に配置された正孔輸送層３１１と、正孔輸送層３１１上に配置された発光層３１２と、発光層３１２上に配置された電子輸送層３１３と、電子輸送層３１３上に配置された正孔輸送層３２１と、正孔輸送層３２１上に配置された発光層３２２と、発光層３２２上に配置された電子輸送層３２３と、電子輸送層３２３上に配置された正孔輸送層３３１と、正孔輸送層３３１上に配置された発光層３３２と、発光層３３２上に配置された電子輸送層３３３と、電子輸送層３３３上に配置され,例えば、Ａｌ／ＬｉＦ積層電極からなるカソード電極４０との積層構造からなる有機半導体発光素子をさらに備える。
【０２２０】
また、正孔輸送層３１１と４１１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３２１と４２１を同時に形成してもよく、また、正孔輸送層３３１と４３１を同時に形成しても良い。
【０２２１】
また、電子輸送層３１３と４１３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３２３と４２３を同時に形成してもよく、また、電子輸送層３３３と４３３を同時に形成しても良い。
【０２２２】
また、発光層３１２と４１２を同時に形成してもよく、また、発光層３２２と４２２を同時に形成してもよく、また、発光層３３２と４３２を同時に形成しても良い。
【０２２３】
尚、上記の有機半導体発光素子の積層構造において、アノード電極３０と正孔輸送層３１１との間に、有機薄膜トランジスタの積層構造における有機半導体層４００と同様に有機半導体層を介在させてもよい。
【０２２４】
本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の形成工程においても有機半導体層４００を形成するための前処理として、シリコン酸化膜（ＣＶＤ−ＳｉＯ2）からなるゲート絶縁膜１７０の表面に対して、表面清浄化のために以下の処理を実行している。すなわち、Ａｒの逆スパッタリング処理を約６０ｓｅｃ、次に、ＵＶ／Ｏ3処理を約２分、さらに疎水化するためにＨＭＤＳ処理を約１５分、気相雰囲気中で行っている。また、Ａｒ／Ｏ2プラズマ処理を実施しても良い。
【０２２５】
さらに、ソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）を形成する金層２０，２２はその比較的大きな仕事関数のため、有機半導体層４００への正孔注入が容易であるが、モリブデン酸化物（ＭｏＯX）層１６０,１８０,２６０,２８０も相対的に大きな仕事関数を有するため、仕事関数の大きな有機半導体層４００への正孔注入量が十分に確保される。
【０２２６】
又、図５に示すようなトップコンタクト型の有機半導体トランジスタにおいて、有機半導体層４００／無機電極（１６０,１８０,２０,２２,２６０,２８０）界面の接触抵抗が小さくなる。  
このため、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置におけるドレイン電流ＩD―ドレイン電圧ＶD特性において、オン抵抗が低く、オン電流が高いという結果が得られている。
【０２２７】
すなわち、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、有機薄膜トランジスタ部分において、ソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）構造の改善効果によって、有機半導体層４００への正孔注入量が増大し、接触抵抗の低減と共に、オン抵抗の低減化、オン電流の増大化、トランスコンダクタンスの増大化を図ることができる。
【０２２８】
尚、最終的な構造としては、図５には図示を省略されているが、導電体層６０およびカソード電極４０上には、低温成長によって形成された窒化膜やシリコン酸化膜、或いはこれらの積層構造をパッシベーション膜として形成しても良い。或いはまた、無機膜と有機膜の積層膜をパッシベーション膜として形成しても良い。さらに、所定空間をもって、囲む封止缶によるパッケージ構造を備えていても良い。
【０２２９】
また、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置は、有機薄膜トランジスタ部分において、ｐ型有機半導体層４００のＨＯＭＯのエネルギー準位の絶対値がキャップ用の導電体層６０の仕事関数の絶対値よりも大きくすると良い。
【０２３０】
ｐ型有機半導体層４００の代わりにｎ型有機半導体層を適用する場合には、ｎ型有機半導体層のＬＵＭＯのエネルギー準位の絶対値が導電体層の仕事関数の絶対値よりも小さくすれば良い。
【０２３１】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１としては、例えば、α−ＮＰＤを用いることができる。
【０２３２】
電子輸送層４１２,４２２,４３２としては、例えばＡｌｑ3などで形成することができる。
【０２３３】
導電体層６０は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属材料、ＬｉＦ／Ａｌからなる金属積層構造、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの無機導電体材料、ＰＥＤＯＴなどの有機導電体材料で形成することができる。
【０２３４】
正孔輸送層４１１,４２１,４３１、発光層４１２,４２２,４３２および電子輸送層４１３,４２３,４３３の積層構造によって構成されるｐｎダイオードによって、ソース電極（１６０,２０,２６０）とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間の短絡を防止することができる。すなわち、上記ｐｎダイオードによって、キャリアの逆流を防ぐことができ、導電体層６０を介してソース・ドレイン間が短絡することは原理的に発生しない。
【０２３５】
ｐ型トランジスタとして、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加する場合、導電体層６０とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間は、電界の向きがｐｎ接合の逆方向バイアスにあたるため、導電体層６０を介してソース電極１６とドレイン電極（１８０,２２,２８０）間が短絡することはない。
【０２３６】
同様に、ソース・ドレイン間にバイアス電圧を印加した場合、キャップ用の導電体層６０とソース電極（１６０,２０,２６０）間は、ｐｎ接合の順方向バイアスにあたるため、キャップ用の導電体層６０はソース電極（基準電位）からｐｎ接合の順方向電圧降下（Ｖｆ）分の電位差をもって安定する。また、ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００内部の電位は、キャップ用の導電体層６０の電磁シールド効果によって安定化する。
【０２３７】
本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構造において、各電極、各層はそれぞれスパッタ、蒸着、塗布などにより成膜される。
【０２３８】
基板１０の材料としては、第１乃至第４の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０２３９】
ゲート電極１２０の材料としても、第１乃至第４の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０２４０】
ゲート絶縁膜１５の材料としても、第１乃至第４の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０２４１】
ソース電極（１６０,２０,２６０）およびドレイン電極（１８０,２２,２８０）の材料としても、第３乃至第４の実施の形態と同様の材料を用いることができる。
【０２４２】
ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）４００を、例えば、ａ−Ｓｉ，ポリシリコンなどの無機半導体材料などで置換形成することもできる。
【０２４３】
（ｐ型有機半導体材料）
図６乃至図７に示したｐ型有機半導体材料の分子構造例は、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０２４４】
（正孔輸送層を形成する正孔輸送材料）
図８乃至図９に示した正孔輸送材料の分子構造例は、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０２４５】
（電子輸送層を形成する電子輸送材料）
図１０乃至図１１に示した電子輸送材料の分子構造例は、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においても同様に適用することができる。
【０２４６】
（キャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料）
発光層３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２には、本発明の第１乃至第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置に適用するキャリア輸送性発光材料、或いは発光ドーパントとホスト材料と同様の材料を適用することができる。
【０２４７】
また、本発明の第５の実施の形態に係る半導体発光装置においては、図５に示すように、有機半導体発光素子部分は、ボトムエミッション型として構成する例が示されているが、トップエミッション型もしくはボスエミッション型としても構成することができる。
【０２４８】
本発明の第５の実施の形態によれば、トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子を同一基板上に集積化した有機半導体発光装置において、ソース／ドレイン電極からの正孔注入能力が高く、高誘電率の絶縁膜を有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として用い、表面改質が容易であり、有機半導体材料の配向制御も良好で、有機薄膜トランジスタの特性向上（低電圧駆動，高駆動電流）を達成するとともに、有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子の平坦性が保持され、発光特性や歩留りの向上する集積化に適した有機半導体発光装置提供することができる。
【０２４９】
本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置によれば、面発光型有機半導体発光素子の輝度ばらつき、発光波長のばらつきに起因する輝度むら／色むらなどの発光特性を改善し、歩留りの低下を抑制し、面発光型有機半導体発光素子および有機薄膜トランジスタを多層化して、発光効率を大幅に高めることができる。
【０２５０】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１乃至第５の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０２５１】
本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の構成に適用される有機半導体材料は、例えば、真空蒸着法、カラムクロマトグラフィー,再結晶法などの化学的精製法、昇華精製法、高分子材料の場合には、スピンコート,ディップコート,ブレードコート,インクジェット法などの湿式成膜法などを用いて形成することができる。
【０２５２】
本発明の第１乃至第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置においては、有機薄膜トランジスタはボトムコンタクト型の例を開示し、また、本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においては、トップコンタクト型の例を開示したが、有機薄膜トランジスタの構造はこれらに限定されるものではなく、ソース電極／ドレイン電極のいずれか一方をボトムコンタクト型、他方をトップコンタクト型として構成することもできる。
【０２５３】
さらにまた、本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においては、有機薄膜トランジスタは、ソース電極／ドレイン電極を横方向に配置し、電流が基板表面に略平行方向に導通するラテラル型構造を開示しているが、有機薄膜トランジスタの構造はこれに限定されるものではなく、ソース電極／ドレイン電極を縦型に配置し、電流が基板表面に略垂直方向に導通するバーティカル型構造となるような静電誘導トランジスタの構造に形成しても良い。バーティカル型構造の方が電流容量を増大することができ、ラテラル型構造に比べて有利である。
【０２５４】
さらにまた、本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置においては、有機半導体発光素子は、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の繰り返し構造を有する例が示されているが、正孔輸送層／発光層／電子輸送層と正孔輸送層／発光層／電子輸送層の間に、金属若しくは導電体層からなる電荷発生層を挟むことで発光効率を高めることもできる。
【０２５５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２５６】
本発明の実施の形態に係る面発光型有機半導体発光装置は、高性能な有機薄膜トランジスタと面発光型有機半導体発光素子との集積化構造を実現できることから、有機ＣＭＯＳＦＥＴなどの有機集積回路分野、有機発光デバイス、フラットパネルディスプレイ,フレキシブルディスプレイを実現するための有機ＥＬディスプレイなどのフレキシブルエレクトロニクス分野、および透明エレクトロニクス分野、さらに照明機器、有機レーザ、太陽電池、ガスセンサ、味覚センサ,匂いセンサなどのバイオセンサなど幅広い分野において適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る有機半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る有機半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る有機半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図６】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置のｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）２４に適用可能なｐ型有機半導体材料の分子構造例であって、（ａ）Ｐｙ１０５（Ｍｅ）：１,６ビス（２−（４−メチルフェニル）ビニル）ピレンの分子構造例、（ｂ）アセン系材料としてのテトラセンの分子構造例、（ｃ）アセン系材料としてのペンタセンの分子構造例、（ｄ）フタロシアニン系材料としての銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）の分子構造例、（ｅ）α―ＮＰＤの分子構造例、（ｆ）Ｐ−６Ｐの分子構造例、（ｇ）ＤＢＴＢＴの分子構造例、（ｈ）ＢＶ２ＴＶＢの分子構造例、（ｉ）ＢＰ２Ｔの分子構造例、（ｊ）ＤＨＡＤＴの分子構造例。
【図７】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置のｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）２４に適用可能な高分子系半導体材料の分子構造例であって、（ａ）ポリチオフェン（ＰＴ）の分子構造例、（ｂ）ポリアセチレン（ＰＡ）の分子構造例、（ｃ）ポリチエニレンビニレン（ＰＴＶ）の分子構造例、（ｄ）ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）の分子構造例、（ｅ）９,９−ジオクチルフルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）の分子構造例。
【図８】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の分子構造例であって、（ａ）ＧＰＤの分子構造例、（ｂ）spiro-ＴＡＤの分子構造例、（ｃ）spiro-ＮＰＤの分子構造例、（ｄ）oxidized-ＴＰＤの分子構造例。
【図９】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の正孔輸送層を形成するさらに別の正孔輸送材料の分子構造例であって、（ａ）ＴＤＡＰＢの分子構造例、（ｂ）ＭＴＤＡＴＡの分子構造例。
【図１０】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の電子輸送層を形成する電子輸送材料の分子構造例であって、（ａ）t-butyl-ＰＢＤの分子構造例、（ｂ）ＴＡＺの分子構造例、（ｃ）シロール誘導体の分子構造例、（ｄ）ホウ素置換型トリアリール系化合物の分子構造例、（ｅ）フェニルキノキサリン誘導体の分子構造例。
【図１１】本発明の第１乃至第５の実施の形態に係る有機半導体発光装置の電子輸送層を形成する別の電子輸送材料の分子構造例であって、（ａ）Ａｌｑ3の分子構造例、（ｂ）ＢＣＰの分子構造例、（ｃ）オキサジアゾール二量体の分子構造例、（ｄ）スターバーストオキサジアゾールの分子構造例。
【符号の説明】
【０２５８】
１０…基板
１５,１７０…ゲート絶縁膜
１６,２０,１６０,２６０…金属層（ソース電極）
１８,２２,１８０,２８０…金属層（ドレイン電極）
３０…アノード電極
４０…カソード電極
５０…カラーフィルタ
６０…導電体層
１２０…ゲート電極
３１１,３２１,３３１,４１１,４２１,４３１…正孔輸送層
３１２,３２２,３３２,４１２,４２２,４３２…発光層
４００…ｐ型有機半導体層（トランジスタ活性層）
４１３,３２３,３３３,４１３,４２３,４３３…電子輸送層
【図１】
2009087907.tif 000003
【図２】
2009087907.tif 000004
【図３】
2009087907.tif 000005
【図４】
2009087907.tif 000006
【図５】
2009087907.tif 000007
【図６】
2009087907.tif 000008
【図７】
2009087907.tif 000009
【図８】
2009087907.tif 000010
【図９】
2009087907.tif 000011
【図１０】
2009087907.tif 000012
【図１１】
2009087907.tif 000013