[发明专利]有机发光晶体管元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机发光晶体管元件及其制造方法。更详细地说，在垂直型有机发光晶体管元件中，本发明涉及有机发光晶体管元件及其制造方法，其中促进了在阳极与阴极之间的电流控制。

背景技术

有机电致发光元件具有简单的结构，预期可成为更薄、更轻、面积更大和成本更低的下一代显示器的发光元件。因此，近年来对有机电致发光元件的研究十分活跃。作为驱动有机电致发光元件的驱动方法，一种使用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵类型场效晶体管(FET)被认为在工作速度和功耗方面具有优势。另一方面，作为形成薄膜晶体管的半导体材料，诸如硅半导体或化合物半导体等非有机半导体材料的研发一直盛行，但近年来对使用有机半导体材料的有机薄膜晶体管(有机TFT)的研究也十分活跃。有机半导体材料已预期成为下一代的半导体材料。但是，与非有机半导体材料相比，有机半导体材料具有电荷转移率低和电阻高的问题。对于场效晶体管，其结构为垂直布置的垂直型FET结构类型静电感应晶体管(SIT)被认为具有优势，因为晶体管的沟道宽度可缩短，其整个表面的电极可有效利用，能够实现快速响应和/或功率增强，并且可使界面的影响变小。因此，近年来基于静电感应晶体管(SIT)的上述有利特征，对由此类SIT结构和有机电致发光元件结构复合成的有机发光晶体管进行了研发(例如，Kazuhiro Kudo所著“有机晶体管的当前条件和未来展望”(Current Conditions and Future Prospects of Organic Transistor)，J.Appl.Phys.Vol.72，NO.9，pp.1151-1156(2003)；JP-A-2003-324203(特别是权利要求1)；JP-A-2002-343578(特别是图23))。

图18是示意剖视图，示出在上述文件“有机晶体管的当前条件和未来展望”(Current Conditions and Future Prospects of OrganicTransistor)中所述的由SIT结构和有机电致发光元件结构复合成的有机发光晶体管一个实施例。如图18所示，有机发光晶体管101具有垂直型FET结构，其中，由透明电极膜构成的源电极103、其中嵌有狭缝状肖特基电极105的空穴转移层104、发光层106及漏电极107已按此先后顺序层叠在玻璃衬底102上。

如上所述，在复合型有机发光晶体管101中，狭缝状肖特基电极105嵌入空穴转移层104中。在空穴转移层104与栅电极105之间形成肖特基结，从而在空穴转移层104中形成耗尽层。耗尽层的扩展根据栅极电压(在源电极103与栅电极105之间施加的电压)变化。因此，可通过改变栅极电压来控制沟道宽度，并且，可通过控制在源电极103与漏电极107之间施加的电压来控制电荷生成量。图19是示意剖视图，示出JP-A-2002-343578中所述一例由FET结构和有机电致发光元件结构复合成的有机发光晶体管。如图19所示，该有机发光晶体管111具有衬底112，辅助电极113和绝缘层118层叠在该衬底上。随后，在绝缘层118上部分地形成阳极115。此外，在绝缘层118上形成发光材料层116，使得发光材料层116覆盖阳极115。在发光材料层116上形成阴极117。在阳极115上形成阳极缓冲层119。阳极缓冲层119具有让空穴通过而从阳极115到到达发光材料层116的功能，但抑制电子从发光材料层116到阳极115。在有机发光晶体管111中，也可通过改变在辅助电极113和阳极115之间施加的电压来控制沟道宽度，并可通过控制在阳极115和阴极117之间施加的电压来改变电荷生成量。

发明内容

在上述文件和上述专利出版物中，参照图19所述，由SIT结构和有机电致发光元件结构复合成的有机发光晶体管中，在阳极115和阴极117之间施加某个电压(-Vd1＜0)时，在阴极117相对的阳极115表面上生成许多空穴，并且这些空穴向阴极117流动(形成电荷流动)。这里，为得到大的电流(即得到大的发光)在阳极115和阴极117之间施加电压Vd＝-Vd2＜＜-Vd1时，阳极115和阴极117之间的电荷生成及电荷流占主导。因此，无法通过控制在辅助电极113与阳极115之间施加的电压(Vg)来控制电荷生成量，因而难以控制发光量。本发明是为解决上述问题而完成的。本发明的目的是提供一种垂直型有机发光晶体管元件及其制造方法，有助于进行阳极与阴极之间的电流控制。