專利名稱：有機(jī)發(fā)光晶體管元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有才幾發(fā)光晶體管元件及其制造方法。更詳細(xì)地說，在 垂直型有機(jī)發(fā)光晶體管元件中，本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光晶體管元件及其 制造方法，其中促進(jìn)了在陽(yáng)極與陰極之間的電流控制。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光元件具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，預(yù)期可成為更薄、更輕、面 積更大和成本更低的下一代顯示器的發(fā)光元件。因此，近年來對(duì)有機(jī) 電致發(fā)光元件的研究十分活躍。
作為驅(qū)動(dòng)有機(jī)電致發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法， 一種使用薄膜晶體管
(TFT)的有源矩陣類型場(chǎng)效晶體管(FET)被認(rèn)為在工作速度和功耗方面 具有優(yōu)勢(shì)。另一方面，作為形成薄膜晶體管的半導(dǎo)體材料，諸如硅半 導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體等非有機(jī)半導(dǎo)體材料的研發(fā)一直盛行，但近年來 對(duì)使用有機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)薄膜晶體管(有機(jī)TFT)的研究也十分活 躍。有機(jī)半導(dǎo)體材料已預(yù)期成為下一代的半導(dǎo)體材料。但是，與非有 機(jī)半導(dǎo)體材料相比，有機(jī)半導(dǎo)體材料具有電荷轉(zhuǎn)移率低和電阻高的問 題。
對(duì)于場(chǎng)效晶體管，其結(jié)構(gòu)為垂直布置的垂直型FET結(jié)構(gòu)類型靜電 感應(yīng)晶體管(SIT^皮認(rèn)為具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榫w管的溝道寬度可縮短，其 整個(gè)表面的電極可有效利用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)和/或功率增強(qiáng)，并且 可使界面的影響變小。
因此，近年來基于靜電感應(yīng)晶體管(SIT)的上述有利特征，對(duì)由此 類SIT結(jié)構(gòu)和有機(jī)電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)復(fù)合成的有機(jī)發(fā)光晶體管進(jìn)行了 研發(fā)(例如，Kazuhiro Kudo所著"有機(jī)晶體管的當(dāng)前條件和未來展
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 別是權(quán)利要求1); JP-A-2002-343578(特別是圖23》。
圖20是示意剖視圖，示出在上述文件"有機(jī)晶體管的當(dāng)前條件和 未來展望"(Current Conditions and Future Prospects of Organic Transistor)中所述的由SIT結(jié)構(gòu)和有機(jī)電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)復(fù)合成的有 機(jī)發(fā)光晶體管一個(gè)實(shí)施例。如圖20所示，有機(jī)發(fā)光晶體管101具有 垂直型FET結(jié)構(gòu)，其中，由透明電極膜構(gòu)成的源電極103、其中嵌有 狹縫狀肖特基電極105的空穴轉(zhuǎn)移層104、發(fā)光層106及漏電極107 已依次形成層疊在玻璃襯底102上。
如上所述，在復(fù)合型有機(jī)發(fā)光晶體管101中，狹縫狀肖特基電極 105嵌入空穴轉(zhuǎn)移層104中。在空穴轉(zhuǎn)移層104與柵電極105之間形 成肖特基結(jié)，從而在空穴轉(zhuǎn)移層104中形成耗盡層。耗盡層的擴(kuò)展根 據(jù)柵極電壓(在源電才及103與柵電極105之間施加的電壓)變化。因此， 可通過改變柵極電壓來控制溝道寬度，并且，可通過控制在源電極103 與漏電極107之間施加的電壓來控制電荷生成量。
圖21是示意剖^L圖，示出JP-A-2002-343578中所述一例由FET 結(jié)構(gòu)和有機(jī)電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)復(fù)合成的有機(jī)發(fā)光晶體管。如圖21所 示，該有機(jī)發(fā)光晶體管111具有襯底112，輔助電極113和絕緣層118 層疊在該襯底上。隨后，在絕緣層118上部分地形成陽(yáng)極115。此外， 在絕緣層118上形成發(fā)光材料層116，使得發(fā)光材料層116覆蓋陽(yáng)極 115。在發(fā)光材料層116上形成陰極117。在陽(yáng)極115上形成陽(yáng)極緩沖 層119。陽(yáng)極緩沖層119具有讓空穴通過而從陽(yáng)極115到到達(dá)發(fā)光材 料層116的功能，但抑制電子從發(fā)光材料層116到陽(yáng)極115。在有機(jī) 發(fā)光晶體管lll中，也可通過改變?cè)谳o助電極113和陽(yáng)極115之間施 加的電壓來控制溝道寬度，并可通過控制在陽(yáng)極115和陰極117之間 施加的電壓來改變電荷生成量。

發(fā)明內(nèi)容
在上述文件和上述專利出版物中，參照?qǐng)D21所述，由SIT結(jié)構(gòu)和 有機(jī)電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)復(fù)合成的有機(jī)發(fā)光晶體管中，在陽(yáng)極115和陰 極117之間施加某個(gè)電壓(-Vdl <0)時(shí)，在陰極117相對(duì)的陽(yáng)極115 表面上生成許多空穴，并且這些空穴向陰極117流動(dòng)(形成電荷流動(dòng))。 這里，為得到更大的電流(即得到更大的發(fā)光)在陽(yáng)極115和陰極117 之間施加電壓Vd- -Vd2<< -Vdl時(shí)，陽(yáng)極115和陰極117之間的 電荷生成及電荷流占主導(dǎo)。因此，無法通過控制在輔助電極113與陽(yáng) 極115之間施加的電壓(Vg)來控制電荷生成量，因而難以控制發(fā)光量。
本發(fā)明是為解決上述問題而完成的。本發(fā)明的目的是提供一種垂 直型有機(jī)發(fā)光晶體管元件及其制造方法，有助于進(jìn)行陽(yáng)極與陰極之間 的電流控制。
本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括襯底；在襯底的上表 面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在 絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，第一電核二菱蓋預(yù)定大小的 區(qū)域；在第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，電荷注入抑制 層在平面圖中具有與第 一電極相同的大??；在絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè) 第一電極的區(qū)域和電荷注入抑制層的上表面上設(shè)置的電荷注入層；在 電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置 的第二電極層。
或者，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括襯底；在襯底 的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣 膜；在絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，第一電極覆蓋預(yù)定 大小的區(qū)域；在第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，電荷注 入抑制層在平面圖中具有與第一電極相同的大?。辉诮^緣膜的上表面 側(cè)未設(shè)第一電極的區(qū)域設(shè)置的電荷注入層；在電荷注入層的上表面上 和電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè) 置的第二電極層。
或者，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括襯底；在村底 的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣 膜；在絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，第一電極覆蓋預(yù)定 大小的區(qū)域；在第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，電荷注 入抑制層在平面圖中具有與第一電極相同的大小；在絕緣膜的上表面 側(cè)未設(shè)第 一 電極的區(qū)域^殳置的電荷注入層；在電荷注入層的上表面上 和電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在電荷注入抑制層的上 表面?zhèn)群桶l(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層。
根據(jù)具有任何上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，通過在第一電極 和第二電極之間施加恒定電壓，同時(shí)在輔助電極與第一電極之間施加
可變電壓，可控制發(fā)光量。
根據(jù)具有任何上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，由于在第一電極 上設(shè)置了在平面圖中具有與第一電極相同大小的電荷注入抑制層，因 此，在第一電極和第二電極之間施加恒定電壓時(shí)，抑制在笫一電極的 上表面上電荷(空穴或電子)的生成，并且抑制電荷流向第二電極。例 如，在第一電極上生成的電荷主要在兩個(gè)邊緣表面(兩個(gè)側(cè)面)生成， 各邊緣表面的面積小，未i殳電荷注入抑制層。由此生成的電荷;波高效 地注入與兩個(gè)邊緣表面相鄰的電荷注入層，并且隨后流(移)向第二電 極。因此，在第一電極和第二電極之間施加恒定電壓的條件下，可抑 制在第一電極和第二電極之間的電流值。因此，可通過控制在輔助電 極與第一電極之間施加的電壓，控制在第一電極和第二電極之間流動(dòng)
的電流，^v而可控制發(fā)光量。
在上述說明中，電荷注入層的厚度最好大于第一電極的厚度。這 時(shí)，第一電極的至少一個(gè)邊緣部分最好與電荷注入層接觸。而且在這 種情況下，可在分層結(jié)構(gòu)之間形成一個(gè)或多個(gè)發(fā)光層，每層由第一電 極和電荷注入抑制層構(gòu)成，以形成矩陣圖案配置的元件。更具體地i兌， 電荷注入層厚度最好大致等于或大于第 一 電極和電荷注入抑制層的 總厚度。
另外，在絕緣膜與第一電極及電荷注入層之間，可設(shè)置由與電荷 注入層相同材料或不同材料構(gòu)成的第二電荷注入層。這種情況下，電 荷也可在第一電極的絕緣膜側(cè)的表面上生成。也可通過在輔助電極與 第一電極之間施加的電壓，控制在第一電極的絕緣膜側(cè)表面上生成的 電荷流，從而可控制在第一電極和第二電極之間的電流，也就是說， 可控制發(fā)光量。
另外，最好在發(fā)光層與第二電極層之間設(shè)置用于第二電極層的第 三電荷注入層。這種情況下，根椐與第一電極相鄰而設(shè)的電荷注入層 相同的原理，由于第三電荷注入層與第二電極相鄰而設(shè)，有助于對(duì)發(fā) 光層的電荷注入。
此外，這種情況下，最好在發(fā)光層與笫三電荷注入層之間設(shè)置電 荷輸送層，以改進(jìn)電荷輸送性能。
另外，電荷注入抑制層優(yōu)選由絕緣材料構(gòu)成，更優(yōu)選由光阻材料 構(gòu)成。這種情況下，容易完成在第一電極上形成電荷注入抑制層的步 驟。另外，可提高電荷注入抑制層形成的尺寸精度。
例如，第一電極可作為陽(yáng)極使用，笫二電極可作為陰極使用?；?者，第一電極可作為陰極使用，第二電極可作為陽(yáng)極使用。無論第一 電極和第二電極具有哪個(gè)極性，通過控制在輔助電極與第一電極之間 施加的電壓(柵極電壓)，可靈敏地改變電荷量。因此，可控制在第一 電極和第二電極之間的電流，從而可靈敏地控制發(fā)光量。
另外，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管，包括具有上述任一特征 的有機(jī)發(fā)光晶體管元件；笫一電壓供給單元，配置成在有機(jī)發(fā)光晶體 管元件的第一電極和第二電極之間施加恒定電壓；以及第二電壓供給 單元，配置成在有機(jī)發(fā)光晶體管元件的第一電極與輔助電極之間施加 可變電壓。
根據(jù)本發(fā)明，通過第一電壓供給單元和第二電壓供給單元，可在 第一電極和第二電極之間施加恒定電壓，并且在第一電極與輔助電極 之間施加可變電壓。因此，可靈敏地改變電荷量，以控制第一電極和200680051941.1
說明書第6/31頁(yè)
第二電極之間的電流，并可靈敏地控制發(fā)光量。
另外，本發(fā)明是一種發(fā)光顯示裝置，包括以矩陣圖案配置的多個(gè) 發(fā)光部分，其中，多個(gè)發(fā)光部分各自具有含上述任一特征的有機(jī)發(fā)光 晶體管元件。
根據(jù)發(fā)光顯示裝置，容易控制發(fā)光量，從而容易進(jìn)行亮度調(diào)整。 另外，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法，該制造方
法包括如下步驟準(zhǔn)備襯底，在其上表面輔助電極層和絕緣膜已依次 形成；在絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，第一電極在平面圖 中具有預(yù)定大?。辉诘谝浑姌O的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，電荷 注入抑制層在平面圖中具有與第一電極相同的大小，電荷注入抑制層 由可通過光照射去除的(正型)光敏材料構(gòu)成；在絕緣膜的上表面?zhèn)任?設(shè)第 一 電極的區(qū)域和電荷注入抑制層的上表面上設(shè)置電荷注入層；在 電荷注入層的上表面上設(shè)置發(fā)光層；以及在發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置第 二電極層；其中，在設(shè)置第一電極的步驟中，使用不透過光敏材料的 曝光波長(zhǎng)的材料作為形成第一電極的材料；設(shè)置電荷注入抑制層的步 驟包括如下步驟在絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置光敏材料 以覆蓋第一電極；使光敏材料從襯底側(cè)曝光，以僅在未設(shè)第一電極的 區(qū)域去除絕緣膜的上表面?zhèn)鹊墓饷舨牧稀?br> 或者，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法，該制造方 法包括如下步驟準(zhǔn)備襯底，其上已依次形成輔助電極層和絕緣膜； 在絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，第一電極在平面圖中具有 預(yù)定大??；在第一電極的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，以使電荷注 入抑制層在平面圖中具有與第一電極相同的大小，電荷注入抑制層由 可通過光照射去除的光敏材料構(gòu)成；在絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)第一電 極的區(qū)域設(shè)置電荷注入層；在電荷注入抑制層的上表面上和電荷注入 層的上表面上設(shè)置發(fā)光層；以及在發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置第二電極 層；其中，在設(shè)置第一電極的步驟中，使用不透過光敏材料的曝光波 長(zhǎng)的材料作為形成第 一電極的材料；以及設(shè)置電荷注入抑制層的步驟
14 包括如下步驟在絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置光敏材料以 覆蓋第一電極；以及使光敏材料從襯底側(cè)曝光，以僅在未設(shè)第一電極 的區(qū)域去除絕緣膜的上表面?zhèn)鹊墓饷舨牧稀?br> 或者，本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法，制造方法 包括如下步驟準(zhǔn)備襯底，其上已依次形成輔助電極層和絕緣膜；在 絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，第一電極在平面圖中具有預(yù) 定大小；在第一電極的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，電荷注入抑制 層在平面圖中具有與第一電極相同的大小，電荷注入抑制層由可通過 光照射去除的光敏材料構(gòu)成；在絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)第一電極的區(qū) 域設(shè)置電荷注入層；在電荷注入層的上表面上設(shè)置發(fā)光層；以及在電 荷注入抑制層的上表面?zhèn)群驮诎l(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置第二電極層；其 中，在設(shè)置第一電極的步驟中，使用不透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的材 料作為形成第一電極的材料；設(shè)置電荷注入抑制層的步驟包括如下步 驟在絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置光敏材料以覆蓋第 一 電 極；以及使光敏材料從襯底側(cè)曝光，以僅在未設(shè)第一電極的區(qū)域去除 絕緣膜的上表面?zhèn)鹊墓饷舨牧稀?br> 根據(jù)有機(jī)發(fā)光晶體管元件的任何上述制造方法，可容易且精確地 形成電荷注入抑制層。
在上述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法中，設(shè)置電荷注入層的 步驟最好通過如掩沖莫淀積法或噴墨法等圖案化工藝實(shí)施，且電荷注入 層的厚度不小于第一電極的厚度。更具體地說，在電荷注入層由低分 子材料形成時(shí)，最好通過掩才莫淀積法等來形成圖案。在電荷注入層由 聚合物(高分子)材料形成時(shí)，最好通過噴墨法等來形成圖案。根據(jù)這 些方法，電荷注入層可在相鄰的第一電極之間形成，以形成元件。另 外，發(fā)光層可在相鄰的分層結(jié)構(gòu)之間形成，各分層結(jié)構(gòu)由第一電極和 電荷注入抑制層構(gòu)成，以形成矩陣圖案配置的元件。
另外，最好在設(shè)置第一電極的步驟前，進(jìn)行在絕緣膜的上表面上 設(shè)置由與電荷注入層相同材料或不同材料構(gòu)成的第二電荷注入層的
步驟。
另外，本發(fā)明是一種有機(jī)晶體管元件，包括村底；在襯底的上 表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜； 在絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，第一電極覆蓋預(yù)定大小 的區(qū)域；在第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，電荷注入抑 制層在平面圖中具有與第一電極相同的大??；在絕緣膜的上表面?zhèn)任?設(shè)第 一電極的區(qū)域設(shè)置的有機(jī)半導(dǎo)體層；以及在有機(jī)半導(dǎo)體層的上表 面?zhèn)仍O(shè)置的笫二電極層。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖視圖； 圖2是概念地表示圖1的有機(jī)發(fā)光晶體管元件中電荷流動(dòng)的說明
圖3A到3C是分別表示本發(fā)明其它實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元 件的示意剖視圖4是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖 視圖5是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖 視圖6是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖 視圖7是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖 視圖8是示出本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)晶體管元件的示意剖視圖； 圖9A到9F是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造 方法的工序圖IOA到IOF是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件 制造方法的工序圖11是表示一例構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件
的電才及布置的平面圖12是表示另一例形成本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元 件的電極布置的平面圖13是表示一例其中嵌有本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管 元件的發(fā)光顯示裝置的概略圖14是表示一例有機(jī)發(fā)光晶體管的示意電路圖，包括為發(fā)光顯示 裝置中的各像素(單位元件)而設(shè)的本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體 管元件；
圖15是另一例有機(jī)發(fā)光晶體管的示意電路圖，包括為發(fā)光顯示裝 置中的各像素(單位元件)而設(shè)的本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管 元件；
圖16A是實(shí)施例1的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖視圖16B是實(shí)施例1的有機(jī)發(fā)光晶體管元件獲得的亮度(強(qiáng)度)曲線
圖17A是實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的示意剖視圖17B是實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光晶體管元件獲得的亮度(強(qiáng)度)曲線
圖18是關(guān)于實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光晶體管元件和比較例1的有機(jī)發(fā) 光晶體管元件的所測(cè)量的柵極電壓VG與漏極電流密度之間的關(guān)系的 曲線圖19是示出相對(duì)于一個(gè)實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光晶體管元件和比較例2 的有機(jī)發(fā)光晶體管元件測(cè)量的柵極電壓VG與漏極電流密度之間關(guān)系 的圖形；
圖20表示一例由SIT結(jié)構(gòu)和有機(jī)EL(電致發(fā)光)元件的結(jié)構(gòu)復(fù)合 成的傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光晶體管的示意剖視圖；以及
圖21表示另一例由SIT結(jié)構(gòu)和有機(jī)EL(電致發(fā)光)元件的結(jié)構(gòu)復(fù) 合成的傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光晶體管的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)根據(jù)其實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1至圖7表示本發(fā) 明的有機(jī)發(fā)光晶體管元件30的各實(shí)施方式。本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光晶體 管元件是具有有機(jī)EL元件的結(jié)構(gòu)和垂直型FET結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)型有機(jī) 發(fā)光晶體管元件。
圖1所示的實(shí)施方式至少包含村底1;在襯底1上表面上設(shè)置 的輔助電極層2;在輔助電極層2上表面上設(shè)置的絕緣膜3;在絕緣 膜3上表面上局部地設(shè)置的第一電極4，以覆蓋預(yù)定大小區(qū)域；在第 一電極4上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層5,電荷注入抑制層5在平 面圖中具有與第一電極4相同的大??；在絕緣膜3上表面上未設(shè)第一 電極4的區(qū)域和電荷注入抑制層5上表面上設(shè)置的電荷注入層12;在 電荷注入層12上表面上設(shè)置的發(fā)光層11;以及在發(fā)光層11上表面上 設(shè)置的第二電極層7。
在本說明書中，電荷注入層12和發(fā)光層11統(tǒng)稱為有機(jī)層6。根 據(jù)需要，電荷輸送層(下述)也可包括在有機(jī)層6中。
在圖1的實(shí)施方式中，電荷注入層12和第一電極4的邊緣部分(端 面)4a相互接觸。在第一電極4的邊緣部分4a,電荷(空穴或電子)通過 施加在第一電極4與輔助電極2之間的柵極電壓VG生成。電荷在第 一電極4與第二電極7之間施加的漏極電壓VD的作用下從第一電極 4向第二電極7輸送。
在本實(shí)施方式中(雖然其它實(shí)施方式也相同)，通過在第一電才及4 與第二電極7之間施加恒定電場(chǎng)(漏極電壓VD)和改變?cè)谳o助電極2 與第一電極4之間施加的4冊(cè)極電壓VG,可控制電荷的生成量。生成 的電荷輸送到發(fā)光層11 ，并且與笫二電極7供給的電荷復(fù)合而發(fā)光(發(fā) 射光)。因此，在電荷的生成量^皮控制時(shí)，發(fā)光量得到控制。
可通過在第一電極4上設(shè)置電荷注入抑制層5，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光量的 這種控制。如圖2所示，在第一電極4與第二電極7之間施加恒定電 壓(漏極電壓VD)時(shí)，由于存在電荷注入抑制層5，因此，抑制了在第
一電極4上表面上生成的電荷向第二電極7的流動(dòng)。只有不在電荷注 入抑制層5覆蓋范圍內(nèi)的面積小的邊緣部分(端面)4a生成的電荷流向 第二電極7。因此，在第一電極4與第二電極7之間施加恒定電壓(漏 極電壓VD)的情況下，抑制了在第一電極和第二電極之間的電流。因 此，通過控制在輔助電極2與第一電極4之間施加的電壓(柵4及電壓 VG)，有助于電荷的生成，從而可控制電荷生成量，于是可控制發(fā)光 量。
至于電極極性，第一電極4可構(gòu)成為陽(yáng)極，第二電極7可構(gòu)建為 陰極?；蛘?，第一電極4可構(gòu)成為陰極，第二電極7可構(gòu)建為陽(yáng)極。 無論第一電極4和第二電極7各具何種極性，均可通過控制在輔助電 極2與第一電極4之間施加的電壓來靈敏地改變電荷量。因此，可控 制在第一與第二電極之間的電流，從而可控制發(fā)光量。
此處，在第一電極4為陽(yáng)極，第二電極7為陰極時(shí)，與第一電極 4相鄰的電荷注入層是空穴注入層。隨后，如果設(shè)置與第二電極7相 鄰的另一電荷注入層14(第三電荷注入層)(參見圖6),則電荷注入層 14是電子注入層。另一方面，在第一電極為陰極，第二電極7為陽(yáng)極 時(shí)，與笫一電極4相鄰的電荷注入層是電子注入層。隨后，如果設(shè)置 與第二電極7相鄰的另一電荷注入層14(參見圖6)，則電荷注入層14 是空穴注入層。
重要特征是第一電極4在絕緣膜3上表面?zhèn)刃纬?其間可設(shè)置第二 電荷注入層參見圖5)，并且第一電極4的邊緣部分4a構(gòu)成為與電 子電荷注入層12相接(相鄰)。其它特征可以有各種更改。例如，可采 用如圖3A到圖7所示的各種實(shí)施方式。
例如，關(guān)于具有電荷注入層12和發(fā)光層11的有機(jī)層6的結(jié)構(gòu)形 式，有(i)如圖l所示，電荷注入層12可形成為具有不小于第一電極 4厚度Tl,并且也不小于第一電極4和電荷注入抑制層5的總厚度 T2的厚度T3; (ii)如圖3A所示，電荷注入層12可形成為具有大致與 第一電極4厚度Tl相同的厚度；以及(iii)如圖3B所示，電荷注入層
12可形成為具有大致與第一電極4和電荷注入抑制層5的總厚度T2 相同的厚度。在上述的任一實(shí)施方式中，第一電極4的邊緣部分4a 可與電荷注入層12"f妻觸。
另外，例如，如圖3C所示，電荷注入層12可形成為具有大致與 第一電極4厚度T1相同的厚度，且發(fā)光層11可在電荷注入層12上 形成，具有大致與電荷注入抑制層5厚度相同的厚度。(如圖3C所示， 發(fā)光層的最大厚度可基本上與電荷注入抑制層5的厚度相同。發(fā)光層 的厚度可以比電荷注入抑制層5的厚度薄。)圖3C的有機(jī)發(fā)光晶體 管元件的第一電極的邊緣部分4a同樣也可與電荷注入層12接觸。另 外，在圖3C的實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件中，發(fā)光層11在疊層 結(jié)構(gòu)體8之間形成，每個(gè)結(jié)構(gòu)體由第一電極4和電荷注入抑制層5構(gòu) 成，從而可實(shí)現(xiàn)矩陣圖案布置的元件。
例如，有機(jī)層6的分層形式作為示例有如圖1至圖3C所示， 電荷注入層12和發(fā)光層11依次在絕緣膜3上形成的雙層結(jié)構(gòu)；如圖 4和5所示，第二電荷注入層12'和電荷注入層12及發(fā)光層1依次在 絕緣膜3上形成的三層結(jié)構(gòu)；如圖6所示，電荷注入層12和發(fā)光層 11及電荷注入層14依次在絕緣膜3上形成的三層結(jié)構(gòu)；如圖7所示， 電荷注入層12和電荷輸送層13及發(fā)光層11依次從絕緣膜3側(cè)形成 的三層結(jié)構(gòu)。有機(jī)層6的結(jié)構(gòu)并不限于此。根據(jù)需要，可設(shè)置電荷輸 送層等。另外，電荷注入層材料和/或電荷輸送層材料可包括在發(fā)光層 11中，以使發(fā)光層11的單層能夠具有電荷注入層和/或電荷輸送層的 功能。
如上所述，在圖4和圖5所示的各實(shí)施方式中，電荷注入層12' 和電荷注入層12及發(fā)光層11在絕緣膜3上依次形成。也說是說，在 這些實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件30、 40中，在絕緣膜3與第一 電極4及電荷注入層12之間設(shè)置了由與電荷注入層12相同或不同材 料構(gòu)成的電荷注入層12'。在有機(jī)發(fā)光晶體管元件30、 40中，由于還 設(shè)置了電荷注入層12'，因此也可在絕緣膜3側(cè)的第一電極4的表面生
成電荷。生成的電荷受在輔助電極2與第一電極4之間施加的電壓控 制。因此，可控制在第一與第二電極之間的電流，從而可控制發(fā)光量。
各實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件可以為頂面發(fā)射型發(fā)光(光發(fā) 射)晶體管元件或底面發(fā)射型發(fā)光晶體管元件。每層的透光率根據(jù)采用 的類型設(shè)計(jì)。有機(jī)發(fā)光晶體管元件的各剖視圖對(duì)應(yīng)于有機(jī)發(fā)光晶體管 的一個(gè)像素。因此，如果發(fā)光層的形成可為每個(gè)像素發(fā)出預(yù)定顏色的 光，則能夠形成彩色顯示器等發(fā)光顯示裝置。
另外，如圖8所示，本發(fā)明的特征可用于有機(jī)晶體管元件。在圖 8的有機(jī)晶體管元件70中，在與第二電極7相對(duì)的第一電極4上形成 電荷注入抑制層5。因此，可抑制(控制)流向有機(jī)半導(dǎo)體層15(例如， 電荷注入層或電荷輸送層)的電荷量。(通過抑制電荷從第一電極4的 上表面直接流向第二電極7，可改善有機(jī)晶體管元件的控制特征。)
<有機(jī)發(fā)光晶體管元件之結(jié)構(gòu)>
如下說明各實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件中的層和電極。 村底1不受特別限制，而是可根據(jù)要層疊的層材料等進(jìn)行適當(dāng)?shù)?選擇。例如，它可從諸如金屬等各種材料中選擇，例如，鋁、玻璃、 石英或樹脂。若為具有從襯底側(cè)射出光的底面發(fā)射結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光晶 體管元件，則襯底最好由透明或半透明材料形成。另一方面，若為具 有從第二電極7 —側(cè)射出光的頂部透過結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光晶體管元件， 則無需使用透明或半透明材料。也說是說，襯底l可由不透明材料形 成。
最好能使用通常已用作有機(jī)EL器件襯底的各種材料。例如，視 應(yīng)用而定，可選擇柔性材料或剛性材料或其它材料。具體而言，可使 用由諸如以下材料等構(gòu)成的襯底玻璃、石英(硅石)、聚乙烯、聚丙 烯、聚對(duì)苯二曱酸乙二酯、聚曱基丙烯酸酯、聚曱基丙烯酸曱酯、聚 丙烯酸甲酯、聚酯和聚^友酸酯。
襯底1可具有單獨(dú)的形狀或持續(xù)的形狀(薄膜或SUS巻(薄SUS 巻))。具體而言，可才是供的實(shí)施例有卡狀、薄膜狀、圓盤片狀等等。
作為電極，設(shè)置有輔助電極2、第一電極4和第二電極7。作為用 于各電極的材料，可使用金屬、導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電聚合物等。
第一電極4以預(yù)定大小局部地設(shè)置在絕緣膜3上表面?zhèn)?。該預(yù)定 大小不受特別限制。例如，設(shè)置了線寬約1至500 pm，線距約1至 500 pm的梳狀電極4(在圖11中示為疊層結(jié)構(gòu)體8),這在下面參照?qǐng)D 11描述。或者，可設(shè)置具有格柵寬約1至500 pm和格柵距約1至500 Hm的格柵狀電極4(在圖12中示為X方向上的疊層結(jié)構(gòu)體8x和Y方 向上的疊層結(jié)構(gòu)體8y),這在下面參照?qǐng)D12描述。第一電極4的形狀 并不限于梳狀形或格柵狀形，而可為各種形狀，如菱形或圓形。其線 寬和線距也不受特別限制。另外，線寬和/或線距可以不一致。
作為形成輔助電極2的材料，例如有ITO(銦錫氧化物)、氧化銦、 IZO(銦鋅氧化物)、Sn02和ZnO等透明導(dǎo)電膜；如金和鉻等具有大的 功函數(shù)的金屬；如銀和鋁等一般的金屬；以及如聚苯胺、聚乙炔、聚 烷基噻吩衍生物及聚硅烷衍生物等導(dǎo)電聚合物。輔助電極2設(shè)置在襯 底1上表面?zhèn)?。阻擋層?或平滑層可設(shè)置在襯底1與輔助電極2之間。
作為陰極形成第一電極4或第二電極7的材料，例如有如鋁和 銀等單金屬；如MgAg等鎂合金；如AlLi、 AlCa和AlMg等鋁合金； 如Li和Ca等堿金屬材料；如LiF等堿金屬合金；以及具有小功函數(shù) 的其它金屬材料。
另一方面，作為陽(yáng)極形成第一電極4或笫二電極7材料，例如有 與用于輔助電極2和上述陰極的電極形成材料，它們是與4妄觸陽(yáng)極的 有機(jī)層(電荷注入層或發(fā)光層)某個(gè)材料產(chǎn)生"歐姆接觸"的金屬。此類 材料最好是如金和鉻等具有大功函數(shù)的金屬；如ITO(銦錫氧化物)、 氧化銦、IZO(銦鋅氧化物)、Sn02和ZnO等透明導(dǎo)電膜；以及如聚苯 胺、聚乙炔、聚烷基噻吩衍生物及聚硅烷衍生物等導(dǎo)電聚合物。
輔助電極2、第一電極4和第二電極7每個(gè)可以為由任何上述材 料構(gòu)成的單層電極或由多個(gè)上述材料構(gòu)成的多層電極。
此處，如下所述，在可通過光照射去除的光敏材料用作電荷注入抑制層5的材料時(shí)，優(yōu)選使用不透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的材料作為 用于第一電極4的材料，并且優(yōu)選使用透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的材 料作為輔助電極2的材料。
每個(gè)電極的厚度不受限制，但通常在10到1000 nm范圍內(nèi)。 有機(jī)發(fā)光晶體管元件是底面發(fā)射型時(shí)，最好是位于發(fā)光層11下方 的電極是透明或半透明的。另一方面，有機(jī)發(fā)光晶體管元件是頂面發(fā) 射型時(shí)，最好是位于發(fā)光層11上方的電極是透明或半透明的。任何 上述透明導(dǎo)電膜、金屬薄膜和導(dǎo)電聚合物薄膜可用作透明電極材料。 此處，"下方"和"上方"在附圖平面的垂直方向上定義。
上述各個(gè)電極根據(jù)諸如真空淀積等真空工藝、濺鍍或CVD或涂 層工藝形成。每個(gè)電極的厚度(薄膜厚度)取決于用于電極的材料。例 如，最好厚度在約10 nm到約1000 nm范圍內(nèi)。此處，在諸如發(fā)光層 11和/或電荷注入層12等有機(jī)層上形成電極時(shí)，可在有機(jī)層上i殳置保 護(hù)層(未示出)以減少在電極形成時(shí)對(duì)有機(jī)層的損壞。在通過'減鍍法等 在有機(jī)層上形成電極的情況下，保護(hù)層可在電極形成之前設(shè)置。例如， 真空淀積薄膜或?yàn)R鍍薄膜最好通過由金、銀、鋁等構(gòu)成的半透明薄膜 形成，或者通過由ZnS、 ZnSe等構(gòu)成的非有機(jī)半導(dǎo)體薄膜形成，這在 形成薄膜時(shí)很少會(huì)損壞有機(jī)層。保護(hù)層的厚度最好在約1至500 nm 范圍內(nèi)。
絕緣層3在輔助(補(bǔ)助)電極2上形成。絕緣層3可從諸如二氧化 硅、氮化硅或三氧化二鋁等非有機(jī)材料或有機(jī)材料形成，有機(jī)材料包 括諸如聚氯丁烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚曱醛、聚氯乙烯、聚偏二 氟乙烯、氰乙基普魯多糖、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯苯酚、聚砜、 聚-友酸酯或聚酰亞胺或在本領(lǐng)域常用的市售的抗蝕劑材料。絕緣膜3 可以為由任何上述材料構(gòu)成的單層絕緣膜，或者由多個(gè)上述材料構(gòu)成 的多層絕緣膜。此處，如下所述，在可通過光照射去除的光^U才料用 作電荷注入抑制層5的材料時(shí)，最好使用透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的 材料作為絕緣膜3的材料。
具體而言，在本發(fā)明中，鑒于制造成本和/或制造簡(jiǎn)易性，最好使 用在本領(lǐng)域常用的抗蝕劑材料。預(yù)定的圖案可通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂 法、鑄造法、提拉法、印花法、噴墨法、光刻法等形成。由上述非有
機(jī)材料構(gòu)成的絕緣膜3可通過諸如CVD等現(xiàn)有圖案化工藝形成。絕 緣膜3的厚度最好較薄。但是，如果厚度太薄，則輔助電極2與第一 電極4之間的漏極電流往往會(huì)很大。因此，厚度通常在大約0.001 pm 到5.0pm范圍內(nèi)。
在有機(jī)發(fā)光晶體管元件為底面發(fā)射型時(shí)，絕緣膜3位于發(fā)光層11 下方。因此，絕緣膜3優(yōu)選為透明或半透明的。另一方面，在有機(jī)發(fā) 光晶體管元件是頂面發(fā)射型時(shí)，絕緣膜3無需是透明或半透明的。
電荷注入抑制層5在第一電極4上設(shè)置，并且用于抑制在與第二 電極7相對(duì)的第一電極4上表面生成的電荷(空穴或電子)流向第二電 極7。在本發(fā)明中，在與第二電極7相對(duì)的第一電極4上表面上設(shè)置 電荷注入抑制層5。因此，電荷(電荷流)主要在邊緣部分4a生成，而 邊緣部分面積小，并且不在電荷注入抑制層5覆蓋范圍內(nèi)。在第一電 極4邊緣部分4a生成的電荷(電荷流)量由在輔助電極2與第一電極4 之間施加的柵極電壓VG控制。另外，在邊緣部分4a生成的電荷(電 荷流)通過在第 一 電極4與第二電極7之間施加的漏極電壓VD而移向 第二電極7。因此，通過控制在輔助電極2與第一電極4之間施加的 柵極電壓VG，可控制在第一電極4與第二電極7之間流動(dòng)的電流。 因此，發(fā)光量可受到控制。
只要可抑制上述效應(yīng)，電荷注入抑制層5可用各種材料中的任一 種形成。對(duì)電荷注入抑制層5有用的薄膜，包括有非有機(jī)或有機(jī)絕緣 膜。例如，電荷注入抑制層5可以是諸如二氧化硅、氮化硅或三氧化 二鋁等非有機(jī)絕緣材料薄膜，或者是傳統(tǒng)的有機(jī)絕緣材料薄膜，傳統(tǒng) 的有機(jī)絕緣材料包括諸如聚氯丁烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚甲醛、 聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、氰乙基普魯多糖、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 乙烯苯酚、聚砜、聚碳酸酯或聚酰亞胺。電荷注入抑制層5可以為由
任何上述材料構(gòu)成的單層電荷注入抑制層，或者由多個(gè)上述材料構(gòu)成
的多層電荷注入抑制層。電荷注入抑制層5通過諸如真空淀積等真空 工藝、濺鍍或CVD或涂層工藝形成。電荷注入抑制層5的厚度取決 于用于電荷注入抑制層5的材料。例如，最好是厚度在大約0.001 nm 到約10nm范圍內(nèi)。
電荷注入抑制層5最好由容易獲得、容易形成且容易精確成型的 絕緣材料構(gòu)成。具體而言，優(yōu)選使用由可通過光照射去除的光敏材料 構(gòu)成的薄膜，更具體地說使用正型樹脂膜。在正型光敏材料用作電荷 注入抑制層5的材料時(shí)，光敏材料在絕緣膜3上設(shè)置以覆蓋第一電極 4，并且隨后從村底1側(cè)曝光。因此，只有在第一電極4之間設(shè)置的 正型光敏材料可容易且精確地被去除。因此，在平面圖中具有與第一 電極4同樣大小的電荷注入抑制層5可大小精確地在第一電極4上形 成。
電荷注入抑制層5至少會(huì)在與第二電極7相對(duì)的第一電極4上表 面上形成。此處，第一電極4的邊緣部分4a布置為與電荷注入層12 接觸。為滿足此要求，最好在第一電極4上形成電荷注入抑制層5, 以使電荷注入抑制層5在平面圖中具有與第一電極4相同的大小。此 處，"相同的大小"不但包括完全相同的大小，而且包括可實(shí)現(xiàn)共同效 應(yīng)的大小。由于上方的電荷注入抑制層5已形成，因此，電荷(電荷流) 不在與第二電極7相對(duì)的第一電極4上表面生成。但是，電荷(電荷流) 在面積小的邊緣部分4a生成。因此，通過控制在輔助電極2與第一電 極4之間施加的電壓(4冊(cè)極電壓)，可靈敏地更改電荷生成量(生成的空 穴)。因此，可控制在第一與第二電極之間的電流，從而可控制發(fā)光量。
如上所迷，有機(jī)層6至少包含電荷注入層12和發(fā)光層11。需要 時(shí)，可添加電荷輸送層等?；蛘?，有才幾層6可具有含電荷注入材術(shù)+的 發(fā)光層ll。有機(jī)層6不受特別限制，只要這些條件得到滿足。也說是 說，可采用上述各種方式。作為有機(jī)層6的組成部分，各層形成為適 合的厚度(例如，在O.l nm到1 j^m范圍內(nèi))，具體視元件的結(jié)構(gòu)和/或
材料種類而定。此處，如果有機(jī)層每層的厚度太大，則可能需要大電 壓以得到預(yù)定的光發(fā)射，這在光發(fā)射效率方面較差。另一方面，如杲 有機(jī)層每層的厚度太小，則會(huì)生成針孔等，這導(dǎo)致在施加電場(chǎng)時(shí)亮度 不足。
通常在有機(jī)EL器件中用作發(fā)光層的任何材料均可用于發(fā)光層 11。例如，可使用顏料發(fā)光材料、金屬絡(luò)合物發(fā)光材料、聚合物發(fā)光 材料等。
發(fā)光顏料例如包括環(huán)戊二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三 苯基胺衍生物、噁二唑類衍生物、吡唑并唾啉衍生物、二苯乙烯苯^f汙 生物、聯(lián)苯乙烯衍生物、硅雜環(huán)戊烯衍生物、p塞吩環(huán)狀化合物、吡啶 環(huán)狀化合物、紫環(huán)酮衍生物、芘衍生物、低聚漆汾衍生物、三富馬酰 胺(triftimanylamine)衍生物、噁二唑二聚物及吡唑啉二聚物。發(fā)光 金屬絡(luò)合物的，例如有喹啉酚根合鋁絡(luò)合物、苯并喹啉鈹絡(luò)合物、苯 并噁唑鋅絡(luò)合物、苯并噻唑鋅絡(luò)合物、偶氮曱基(azomethyl)鋅絡(luò)合 物、卟啉鋅絡(luò)合物及銪絡(luò)合物。發(fā)光金屬絡(luò)合物的其它，例如有具有 諸如鋁、鋅或鈹?shù)却祟惤饘倩蛑T如鋱、銪或鏑等稀土金屬為中心金屬， 以及噁二哇、瘞二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑或會(huì)淋結(jié)構(gòu)為配體的 金屬絡(luò)合物。發(fā)光聚合物的，例如有聚對(duì)苯撐乙烯衍生物、聚瘞吩衍 生物、聚對(duì)苯撐衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚乙烯p卡唑、 聚藥酮衍生物、聚藥衍生物、聚#喔啉衍生物及這些衍生物的共聚物。
諸如摻雜物等添加物可添加到發(fā)光層11以使改進(jìn)光發(fā)射效率或 更改透過波長(zhǎng)。在此處有用的摻雜物的，例如有芘衍生物、香豆素衍 生物、紅熒烯衍生物、會(huì)吖衍生物、只夕7l/々厶(squaleum)衍生 物、卟啉衍生物、苯乙烯染料、丁省衍生物、吡唑啉衍生物、十環(huán)烯、 p分噁漆酮、喹喔啉衍生物、呼唑衍生物及芴衍生物。
對(duì)形成電荷注入層12有用的材料，例如有上表面作為發(fā)光材料實(shí) 施例列舉的復(fù)合物。對(duì)電荷注入層12有用的其它材料包括苯胺、星 狀胺、酞菁、聚并苯、諸如釩基氧化物、氧化鉬、氧化釕和氧化鋁等
氧化物及無定形碳、聚苯胺、聚苯胺等的衍生物。
用于第二電極的電荷注入層14(參見圖6)可在第二電極7發(fā)光層 11側(cè)上形成。第二電極7用作陰極時(shí)可用于形成電荷(電子)注入層14 的材料，例如有作為用于發(fā)光層11發(fā)光材料實(shí)施例的上述復(fù)合物及 堿金屬、堿金屬卣化物、具有堿金屬的有機(jī)絡(luò)合物等等，如鋁、氟化 鋰、鍶、氧化鎂、氟化鎂、氟化鍶、氟化鈣、氟化鋇、氧化鋁、氧化 鍶、鈣、聚曱基丙烯酸甲酯、降鉀樹脂、鋰、銫及氟化銫。
第一電極4用作陽(yáng)極時(shí)可用于形成電荷(空穴)輸送層13的材料， 例如有通常用作正空穴轉(zhuǎn)移材料的那些材料，如酞菁、萘酞菁、卟啉、 噁二唑、三苯基胺、三唑、咪唑、咪哇啉酮、p比哇啉、四氬。末哇、腙、 均二苯代乙烯、并五苯、聚噻吩、丁二烯及這些復(fù)合物的衍生物。也 可使用可通過商業(yè)途徑得到的聚(3,4)乙烯基二氧噻汾/聚磺苯乙烯(縮 寫PEDOT/PSS,由拜爾^>司生產(chǎn)，商品名Baytron P AI4083，作 為一種水溶液銷售)及諸如此類作為對(duì)形成電荷輸送層13有用的材
料。含有上表面列舉的任何復(fù)合物的電荷輸送層形成涂覆液用于形成 電荷輸送層13。電荷輸送層可包含到發(fā)光層11中，或者包含到電荷 注入層12中。
此外，雖然圖中未示出，但電荷輸送層可在發(fā)光層11第二電極側(cè) 上形成。第二電極7用作陰極時(shí)可用于形成電荷(電子)輸送層的材料， 例如有通常用作電子輸送材料的那些材料，如蒽醌二甲烷 (anthraquinodimethane)、亞藥基甲烷、四氰基乙烯、藥酮、二苯并 苯醌噁二哇、蒽酮、二氧化漆響、聯(lián)苯醌、苯醌、丙二腈(marononitrile )、 二硝基苯、硝基蒽醌、順丁烯二酸酐、菲四羧酸及這些復(fù)合物的衍生 物。^^有上表面列舉的任何復(fù)合物的電荷輸送層形成涂覆液用于形成 電荷(電子)輸送層。電荷輸送層可包含到發(fā)光層11中，或者包含到電 荷注入層12中。
諸如低聚物或樹枝狀材料等發(fā)光材料或電荷傳遞/注入材料可包 含在根據(jù)需要由發(fā)光層11、電荷注入層12、電荷輸送層13等復(fù)合成
的有機(jī)層中。真空淀積工藝用于形成構(gòu)成有機(jī)層的每個(gè)層?；蛘撸?過在諸如曱苯、氯仿、二氯曱烷、四氫呋喃或二氧雜環(huán)乙烷等此類溶 劑中溶解或分散形成每層的材料來準(zhǔn)備涂覆液，該液體可通過涂液器 等涂敷或印制以形成每個(gè)層。
如上所述，視相應(yīng)的分層(層疊)方式而定，有機(jī)層6通過發(fā)光層 形成材料、電荷注入層形成材料、電荷輸送層形成材料和/或其他等形 成。這里，有機(jī)層6由間壁(未示出)分成幾個(gè)區(qū)域，并在預(yù)定位置形 成。這些間壁(未示出)分割而形成用于在包括有機(jī)發(fā)光晶體管元件的 發(fā)光顯示裝置平面中相應(yīng)發(fā)光顏色的區(qū)域。通常用作間壁材料的任何 傳統(tǒng)的材料可用作這些間壁的材料，例如，感光樹脂、活性能量射束 可固化樹脂、熱固化樹脂、熱塑性樹脂等。用于所采納間壁材料的適 合方法可用作形成間壁的方法。例如，厚薄膜印刷法或感光樹脂的成 型法可用于形成間壁。
在圖3C所示的實(shí)施方式中，電荷注入抑制層5 ^h口厚以使與第 二電極7接觸。這種情況下，由第一電極4和電荷注入抑制層5復(fù)合 成的疊層結(jié)構(gòu)體8'用作間壁。在其它實(shí)施方式中，對(duì)于由第一電極4 和電荷注入抑制層5復(fù)合成的疊層結(jié)構(gòu)體，電荷注入抑制層5的厚度 形成得薄，例如，如圖3A所示。因此，通過為由間壁(未示出)圍繞(分 割)的區(qū)域設(shè)置相應(yīng)顏色的有機(jī)EL發(fā)光層，形成了光發(fā)射部分。另夕卜， 圖3A所示結(jié)構(gòu)可布置在圖3C所示結(jié)構(gòu)圍繞的區(qū)域內(nèi)。這種情況下， 圖3C的疊層結(jié)構(gòu)體8'用作間壁，并且通過為由其它間壁(未示出)圍繞 (分割)的區(qū)域設(shè)置相應(yīng)顏色的有機(jī)EL發(fā)光層，光發(fā)射部分得以形成。
<有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法>
下面將說明根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法實(shí)施方 式。圖9A到9F是示出本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造 方法的工序根據(jù)本實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造方法至少包含如下步 驟準(zhǔn)備村底l，其上依次形成輔助電極層2和絕緣膜3(參見圖9A);
在絕緣膜3上局部地設(shè)置第一電極4，以使第一電極4具有預(yù)定大小(參 見圖9B);在第一電極4上設(shè)置電荷注入抑制層5，以使電荷注入抑 制層5在平面圖中具有與第 一電極4相同的大小(參見圖9C和9D); 在絕緣膜3上表面?zhèn)任丛O(shè)第一電極4的區(qū)域和電荷注入抑制層5上表 面上設(shè)置電荷注入層12(參見圖9F);在電荷注入層12上設(shè)置發(fā)光層 ll(參見圖9F);以及在發(fā)光層11上設(shè)置第二電極層7。
在上述步驟中，在第一電極4上形成電荷注入抑制層5的步驟中， 如上所述的各種材料可用作電荷注入抑制層材料。最好將可通過光照 射去除的光敏材料(正型抗蝕劑)用作電荷注入抑制層5的材料。這種 情況下，優(yōu)選使用不透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的材料為第一電極4的 材料。在絕緣膜3整個(gè)區(qū)域上設(shè)置光敏材料以覆蓋第一電極(參見圖 9C)后，光敏材料從襯底1側(cè)曝光(參見圖9D)。因此，只可去除在絕 緣膜3上設(shè)置的正型光敏材料(參見圖9E)。結(jié)果，只有在絕緣膜3上 設(shè)置的正型光敏材料可容易且精確地去除。
不透過光敏材料的曝光波長(zhǎng)的材料包括諸如鋁(Al)、金(Au)、 鉻(Cr)、鉑(Pt)和鈦(Ti)等金屬和由其上表面或下表面層疊有 金(Au)、鋁(Al)等的ITO或IZO構(gòu)成的透明電極。在由這些材 料構(gòu)成的第一電極4是陽(yáng)極時(shí)，最好是第一電極4包括由易于將電荷 (空穴)注入與第一電極4接觸的電荷(空穴)注入層的材料構(gòu)成的一個(gè) 層，這些材料具體而言是金(Au)、鉻(Cr)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、 ITO或IZO。另一方面，在第一電極是陰極時(shí)，最好是第一電極4包 括由易于將電荷(電子)注入與第一電極4的電荷(電子)注入層接觸的 材料構(gòu)成的一個(gè)層。
也說是說，如圖9C所示，正型抗蝕劑5'在絕緣膜3上設(shè)置以覆 蓋第一電極4。之后，如圖9D所示，正型抗蝕劑5'的曝光波長(zhǎng)光線從 村底1側(cè)照射到正型抗蝕劑5',使得在第一電極4之間設(shè)置的正型抗 蝕劑5'被曝光。隨后，如圖9E所示，暴露的正型抗蝕劑5'被顯現(xiàn)， 使得僅在第一電極之間設(shè)置的正型抗蝕劑54皮去除。因此，電荷注入 抑制層5可在第一電極4上形成，以使電荷注入抑制層5在平面圖中 具有與第 一電極4相同的大小。
圖9A到9F對(duì)應(yīng)于圖1所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件10的制造方法。 但是，圖3A到3C所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件可以用相同的方式制造。
在制造圖3A所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件20A時(shí)，通過諸如摘一莫淀 積法或噴墨法等圖案化工藝形成電荷注入層12，這樣，電荷注入層 12的厚度T3不小于第一電極4的厚度Tl,并且大致與第一電極4的 厚度T1相同。之后，形成發(fā)光層11以均勻覆蓋電荷注入層12的上 表面和電荷注入抑制層5的上表面。
在制造圖3B所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件20B時(shí)，通過諸如掩沖莫淀 積法或噴墨法等圖案化工藝形成電荷注入層12，這樣，電荷注入層 12的厚度T3大致與第一電極4和電荷注入抑制層5的總厚度T2相 同。之后，形成發(fā)光層ll以均勻覆蓋電荷注入層12的上表面和電荷 注入抑制層5的上表面。
在制造圖3C所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件20C時(shí)，通過諸如l^;漠淀 積法或噴墨法等圖案化工藝形成電荷注入層12，這樣，電荷注入層 12的厚度T3大致與第一電極4的厚度Tl相同。之后，通過諸如掩 模淀積法或噴墨法等圖案化工藝形成發(fā)光層11，這樣，電荷注入層 12和發(fā)光層11的總厚度不超過第一電極4和電荷注入抑制層5的總 厚度，而是與其大致相同。
在如上所述圖3A到3C所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件的制造方法中， 在電荷注入層由低分子材料形成時(shí)，最好是通過掩模淀積法等執(zhí)行形 成圖案執(zhí)行，并且在電荷注入層由聚合物(高分子)材料形成時(shí)，最好 是形成圖案通過噴墨法等執(zhí)行。通過此類方法，電荷注入層12可在 相鄰的第一電極4， 4之間形成以形成元件。另外，如圖3C所示，發(fā) 光層11可在相鄰疊層結(jié)構(gòu)體8之間形成以實(shí)現(xiàn)矩陣圖案配置的元件， 而每個(gè)分層結(jié)構(gòu)由第一電才及4和電荷注入抑制層5組成。
圖IOA到IOF是示出圖4所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造方法實(shí)施
例的流程圖。4.在如圖IOA到10F所示的此制造方法中，在設(shè)置第 一電極4的步驟前，執(zhí)行設(shè)置由與絕緣膜3上表面上電荷注入層12 相同材料或不同材料構(gòu)成的第二電荷注入層12'的步驟。其它特征與圖 9A到9F所示制造方法相同。相同步驟的說明被省略。
如關(guān)于圖9A到9F的說明中所述，對(duì)于通過將正型抗蝕劑暴露在 襯底1側(cè)光線下以只去除絕緣膜3上設(shè)置的正型抗蝕劑的步驟，最好 是預(yù)先在絕緣膜3上形成的第二電荷注入層12'由透過正型抗蝕劑的 曝光波長(zhǎng)的材料構(gòu)成。
圖5到7所示有機(jī)發(fā)光晶體管元件和圖9所示有機(jī)晶體管元件也 可通過大致與上述步驟相同的步驟制造。
根據(jù)上述制造方法，電荷注入抑制層5在第一電極4上形成時(shí)， 設(shè)置正型光敏材料以覆蓋第一電極4,并隨后從襯底l側(cè)曝光。因此， 只可容易且精確地去除在第一電極4,4之間的絕緣膜3上設(shè)置的正型 光敏材料。
<有機(jī)發(fā)光晶體管和發(fā)光顯示裝置>
下面將說明有機(jī)發(fā)光晶體管和發(fā)光顯示裝置的實(shí)施方式。本發(fā)明 不受如下說明的限制。
在本實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管中，多個(gè)有機(jī)發(fā)光晶體管元件在 片狀襯底上以矩陣圖案配置。本實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管包括多 個(gè)有機(jī)發(fā)光晶體管元件；第一電壓供給單元，配置成在每個(gè)有機(jī)發(fā)光 晶體管元件的第一電極4與第二電極7之間施加恒定電壓(漏極電壓 VD);以及第二電壓供給單元，配置成在每個(gè)有機(jī)發(fā)光晶體管元件的 第一電極4與輔助電極2之間施加可變電壓(柵極電壓VG)。
圖11和12是示出本實(shí)施方式有機(jī)發(fā)光晶體管中包括的有機(jī)發(fā)光 晶體管元件電極布置實(shí)施例的平面圖。圖11是配置圖，其中以梳狀 形成由第一電極4和電荷注入抑制層5復(fù)合成的疊層結(jié)構(gòu)體8。圖12 是配置圖，其中以格柵狀形狀形成分層結(jié)構(gòu)，。圖11所示電極布置 包括在平面圖中垂直方向延伸的輔助電極2、具有從垂直于輔助電極
2的一側(cè)橫向延伸的梳狀形狀的疊層結(jié)構(gòu)體8(第一電極4)及從垂直于 輔助電極2的另一側(cè)橫向延伸并與疊層結(jié)構(gòu)體8重疊的第二電極7。 在圖12所示電極布置中，除圖11所示梳狀形狀的疊層結(jié)構(gòu)體8外， 設(shè)置了在X方向上延伸的疊層結(jié)構(gòu)體8x和在Y方向上延伸的疊層結(jié) 構(gòu)體8y,這形成了格柵方式。此處，圖11和12的布置只是實(shí)施例。
在本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置中，多個(gè)發(fā)光部分以矩形方式布置。 多個(gè)發(fā)光部分各自具有含本發(fā)明特征的有機(jī)發(fā)光晶體管元件。
圖13是示出其中嵌有本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光晶體管元件 的發(fā)光顯示裝置實(shí)施例的概略圖。圖14是示出有機(jī)發(fā)光晶體管一個(gè) 實(shí)施例的示意電路圖，包括根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式為發(fā)光顯示裝置 中的各像素(單位元件)設(shè)置的有機(jī)發(fā)光晶體管元件。此處說明的發(fā)光 顯示裝置是一個(gè)實(shí)施例，其中每個(gè)像素(單位元件)180具有一個(gè)開關(guān) 晶體管。
圖13和14中所示的每個(gè)像素180連接到交叉布置的第一開關(guān)線 187和第二開關(guān)線188。如圖13所示，第一開關(guān)線187和笫二開關(guān)線 188連接到電壓控制電路164。電壓控制電路164連接到圖像信號(hào)供 給源163。另外，在圖13和14中，附圖標(biāo)記186表示地線，并且附 圖標(biāo)記189表示恒定電壓施加線。
如圖14所示，第一開關(guān)晶體管183的源極193a連接到第二開關(guān) 線188,第一開關(guān)晶體管183的柵極194a連接到第一開關(guān)線187，并 且第一開關(guān)晶體管183的漏極195a連接到有4幾發(fā)光晶體管140的輔助 電極2和電容器185的一端以保持電壓。保持電壓的電容器185的另 一端接地186。有機(jī)發(fā)光晶體管140的第二電極7也接地186。有機(jī) 發(fā)光晶體管140的第一電極4連接到恒定電壓施加線189。
下面將說明圖14所示的電路動(dòng)作。電壓施加到第一開關(guān)線187 時(shí)，該電壓就被加到第一開關(guān)晶體管183的柵極194a。因此，源極193 和漏極195a ^皮電連接。在這種情況下，電壓施加到第二開關(guān)線188 時(shí)，該電壓就^皮加到漏極195a，因此，電荷存儲(chǔ)在保持電壓的電容器 185中。因此，即使施加到第一開關(guān)線187或第二開關(guān)線188的電壓 斷開，在電容器185中存儲(chǔ)的電荷消失前，也可繼續(xù)向有機(jī)發(fā)光晶體 管140的輔助電極2施加一定的電壓。另一方面，在電壓施加到有機(jī) 發(fā)光晶體管140第一電極4時(shí)，第一電極4和第二電極7電連接，因 此，電流從恒定電壓供給線189通過有機(jī)發(fā)光晶體管140流到地線 186。因此，有機(jī)發(fā)光晶體管140變亮(發(fā)光)。
圖15是有機(jī)發(fā)光晶體管另一實(shí)施例的示意電路圖，包括根據(jù)本發(fā) 明一個(gè)實(shí)施方式為發(fā)光顯示裝置中的各像素(單位元件)設(shè)置的有機(jī)發(fā) 光晶體管元件。此處說明的發(fā)光顯示裝置是一個(gè)實(shí)施例，其中每個(gè)像 素(單位元件)181有兩個(gè)開關(guān)晶體管。
圖15所示的每個(gè)像素181以與圖14所示情況相同的方式連接到 交叉布置的第一開關(guān)線187和第二開關(guān)線188。如圖13所示，第一開 關(guān)線187和第二開關(guān)線188連接到電壓控制電路164。電壓控制電路 164連接到圖像信號(hào)供給源163。另夕卜，在圖15中，附圖標(biāo)記186表 示地線，附圖標(biāo)記209表示電流供給線，附圖標(biāo)記189表示恒定電壓 施力口線。
如圖15所示，笫一開關(guān)晶體管183的源極193a連接到第二開關(guān) 線188，第一開關(guān)晶體管183的柵極194a連接到第一開關(guān)線187，并 且第一開關(guān)晶體管183的漏極195a連接到第二開關(guān)晶體管184的柵極 194b和電容器185的一端以保持電壓。保持電壓的電容器185的另一 端接地186。第二開關(guān)晶體管184的源極193b連接到電流源209,并 且第二開關(guān)晶體管184的漏極195b連接到有機(jī)發(fā)光晶體管140的輔 助電極2。有機(jī)發(fā)光晶體管140的第二電極7連接到地線186。有機(jī) 發(fā)光晶體管140的第一電極4連接到恒定電壓施加線189。
接著，將說明圖15所示的電路動(dòng)作。電壓施加到第一開關(guān)線187 時(shí)，該電壓被加到第一開關(guān)晶體管183的柵極194a。因此，源極193 和漏極195a電連4妻。在這種情況下，電壓施加到第二開關(guān)線188時(shí)， 該電壓^L加到漏極195a，因此，電荷存儲(chǔ)在保持電壓的電容器185中。
因此，即使施加到第一開關(guān)線187或第二開關(guān)線188的電壓斷開，在 電容器185中存儲(chǔ)的電荷消失前，也可繼續(xù)向第二開關(guān)晶體管184的 柵極194b施加一定的電壓。由于電壓施加到第二晶體管184的柵極 194b，因此，源極193b和漏極195b電連接。因此，電流從恒定電壓 供給線189通過有機(jī)發(fā)光晶體管140流到地線186。因此，有機(jī)發(fā)光 晶體管140變亮(發(fā)光)。
圖13所示圖像信號(hào)供給源163包括或連接到圖像信息的重現(xiàn)裝 置，或者將輸入電磁信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。圖像信息重現(xiàn)裝置包 括或連接到記錄圖像信息的圖像信息介質(zhì)。圖像信號(hào)供給源163配置 成將已從圖像信息重現(xiàn)裝置或從將輸入電磁信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝 置發(fā)送的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓控制裝置164可接受的電信號(hào)方式。電壓 控制裝置164還將轉(zhuǎn)換來自圖像信號(hào)供給源163的電信號(hào)，計(jì)算哪個(gè) 像素180、 181將發(fā)光及像素將發(fā)光多長(zhǎng)，并隨后確定施加到第一開 關(guān)線187和第二開關(guān)線188的電壓、電壓施加時(shí)長(zhǎng)及其定時(shí)。因此， 發(fā)光顯示裝置可基于圖像信息顯示所需的圖像。
相鄰的小像素分別發(fā)出RGB三種顏色，即基于紅色的顏色、基 于綠色的顏色和基于藍(lán)色的顏色時(shí)，就可得到彩色圖像顯示裝置。
<實(shí)施例>
如下說明實(shí)施例和比較例。 (實(shí)施例1)
絕緣膜3是通過旋涂法，在玻璃襯底1上由基于PVP的抗蝕劑(由 TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商品名TMR-P10)形成，厚 度為300nm，襯底具有由ITO薄膜形成的100 nm厚的輔助電極2。
接著，通過使用掩才莫的真空淀積法，由金形成第一電極4(陽(yáng)級(jí))(其 厚度為30nm)。隨后，為覆蓋第一電極4，通過旋涂法在絕緣膜3上 涂正型抗蝕劑(由TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商品名 TMR-PIO)。隨后，包括405 nm和436 nm波長(zhǎng)的曝光從村底1側(cè)射出， 以使第一電極4(陽(yáng)極)之間的正型抗蝕劑膜被曝光。隨后，通過堿性顯
影液(商品名NMD-3)顯影而形成正型抗蝕劑膜。因此，只在第一電 極4上形成作為電荷注入抑制層5的抗蝕劑膜(其厚度為100 nm),并 且抗蝕劑膜的其余部分被去除。
隨后，通過真空淀積法，在疊層結(jié)構(gòu)體8之間的絕緣膜3上淀積 作為電荷(空穴)注入層12的并五苯(厚度50 nm),而每個(gè)疊層結(jié)構(gòu)體8 由第一電極4和電荷注入抑制層5組成。隨后，通過真空淀積法，淀 積作為電荷(空穴)輸送層13的a-NPD(厚度40 nm),以覆蓋電荷注入 層12和電荷注入抑制層5。此外，通過真空淀積法，由三(會(huì)啉酚根) 合鋁(厚度60 nm)形成的發(fā)光層11/由氟化鋰(厚度1 nm)形成的電子注 入層14/由鋁(厚度100 nm)形成的第二電極7依次層疊。于是，制成 如圖16A所示實(shí)施例1的有才幾發(fā)光晶體管元件。
雖然在實(shí)施例1的有機(jī)發(fā)光晶體管元件第一電極4與第二電極7 之間施加-10 V(漏極電壓VD)的電壓，但在輔助電極2與第一電極4 之間施加的另一電壓(柵極電壓VG)會(huì)變化。圖16B是表示所獲得的 亮度變化的曲線圖。
根據(jù)圖16B的結(jié)果，在10 V的柵極電壓亮度設(shè)為基準(zhǔn)，可知在 -40 V柵極電壓VG時(shí)亮度增大50倍。此處，亮度的測(cè)量是通過 MINOLTA出品的亮度計(jì)(商品名CS-100A)在室溫和大氣條件下測(cè)量 得出。
(實(shí)施例2)
絕緣膜3是通過旋涂法，在玻璃襯底1上由基于PVP的抗蝕劑(由 TOKYO OHKAKOGYO CO. Ltd.制造，商品名TMR-P10)形成，厚 度為300 nm,襯底具有由ITO薄膜形成的厚度為100nm的輔助電極 2。
接著，通過使用掩;f莫的真空淀積法，依次層疊由并五苯(厚度 50 nm)形成的電荷(空穴)注入層12'/由金(厚度30 nm)形成的第一電極 4(陽(yáng)極)/由二氧化硅(厚度100 nm)形成的電荷(空穴)注入抑制層5/在疊 層結(jié)構(gòu)體8之間由并五苯(厚度50 nm)形成的電荷(空穴)注入層12，每個(gè)疊層結(jié)構(gòu)體由第一電極4和電荷注入抑制層5組成/由a-NPD(厚度 90 nm)形成的電荷(空穴)輸送層13/由三(喹啉酚根)合鋁(厚度60 nm) 形成的發(fā)光層11/由氟化鋰(厚度1 nm)形成的電子注入層14/由鋁(厚度 100nm)形成的第二電極7。于是，制成如圖17A所示的實(shí)施例2的有 機(jī)發(fā)光晶體管元件。
實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的亮度變化以與實(shí)施例1相同的 方式測(cè)量。圖17B是示出所獲得的亮度變化的曲線圖。
根據(jù)圖17B，在10V的柵極電壓下的亮度設(shè)為基準(zhǔn)時(shí)，可知在-20 V柵極電壓VG下的亮度增大30倍。
(實(shí)施例3)
絕緣膜3是通過旋涂法，在玻璃襯底1上由基于PVP的抗蝕劑(由 TOKYO OHKAKOGYO CO. Ltd.制造，商品名TMR-P10)形成，厚 度為300 nm，該襯底1具有由ITO薄膜形成的厚度為100 nm的輔助 電極2。
接著，通過使用掩才莫的真空淀積法，由金(Au)形成第一電極4(陽(yáng) 級(jí))(其厚度為30 nm)。隨后，為覆蓋第一電極4，通過旋涂法在絕緣 膜3上涂敷正型抗蝕劑(由TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商 品名TMR-PIO)。隨后，包括405 nm和436 nm波長(zhǎng)的曝光/人襯底1 側(cè)射出，以使第一電極4(陽(yáng)極)之間的正型抗蝕劑膜被曝光。隨后，通 過堿性顯影液(商品名NMD-3)顯影。因此，只在第一電極4上形成 作為電荷注入抑制層5的抗蝕劑膜(其厚度為100 nm)，并將抗蝕劑膜 的其它部分去除。
隨后，通過噴墨法，在疊層結(jié)構(gòu)體8之間的絕緣膜3上淀積作為 電荷(空穴)注入層12的聚3-己基噻汾(厚度80 nm),而各疊層結(jié)構(gòu)體 由第一電極4和電荷注入抑制層5組成。隨后，通過真空淀積法淀積 作為電荷(空穴)輸送層13的a-NPD(厚度40 nm)，以覆蓋電荷注入層 12和電荷注入抑制層5。此外，通過真空淀積法，依次層疊由三 啉酚根)合鋁(厚度60nm)形成的發(fā)光層11/由氟化鋰(厚度1 nm)形成 的電子注入層14/由鋁(厚度100nm)形成的第二電極7。因此，制成實(shí) 施例3的有機(jī)發(fā)光晶體管元件。實(shí)施例3的剖面結(jié)構(gòu)類似于圖16A中 所示實(shí)施例1的剖面結(jié)構(gòu)。 (實(shí)施例4)
絕緣膜3是通過旋涂法在玻璃村底1上由基于PVP的抗蝕劑(由 TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商品名TMR-P10)形成，厚 度為300 nm,該村底1具有由ITO薄膜形成的厚度為100 nm的輔助 電極2。
接著，通過使用掩;f莫的真空淀積法，依次由并五苯(厚度50 nm) 淀積為電荷(空穴)注入層12'，并且由金(厚度30 nm)淀積為第一電極 4(陽(yáng)極)。隨后，為覆蓋第一電極4，通過旋涂法在電荷注入層12'上涂 正型抗蝕劑(由TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商品名 TMR-PIO)。隨后，包括405 nm和436 nm波長(zhǎng)的曝光從村底1側(cè)射出， 以使第一電極4(陽(yáng)極)之間的正型抗蝕劑膜被曝光。隨后，通過堿性顯 影液(商品名NMD-3)形成正型抗蝕劑膜。因此，只在笫一電極4上 形成作為電荷注入抑制層5的抗蝕劑膜(其厚度為100 nm),并且去除 抗蝕劑膜的其它部分。
隨后，通過掩沖莫真空淀積法，在疊層結(jié)構(gòu)體8之間的電荷注入層 12'上淀積作為電荷注入層12的并五苯(厚度80 nm)，而各疊層結(jié)構(gòu)體 由第一電極4和電荷注入抑制層5組成。隨后，通過真空淀積法依次 層疊由a-NPD(厚度40nm)形成的電荷輸送層13/由三(會(huì)啉酚根)合 鋁(厚度60nm)形成的發(fā)光層11/由氟化鋰(厚度1 nm)形成的電子注入 層14/由鋁(厚度100nm)形成的第二電極7。因此，制成實(shí)施例4的有 機(jī)發(fā)光晶體管元件。實(shí)施例4的剖面結(jié)構(gòu)類似于圖17A中所示的實(shí)施 例2的剖面結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例5)
絕緣膜3是通過旋涂法在玻璃村底1上由基于PVP的抗蝕劑(由 TOKYO OHKAKOGYO CO. Ltd.制造，商品名TMR-P10)形成，厚
度為300 nm，該村底1具有由ITO薄膜形成的厚度為100 nm的輔助 電極2。
接著，通過使用掩才莫的真空淀積法，由金形成第一電極4(陽(yáng)級(jí))(其 厚度為30nm)。隨后，為覆蓋第一電極4通過旋涂法在絕緣膜3上涂 正型抗蝕劑(由TOKYO OHKA KOGYO CO. Ltd.制造，商品名 TMR-PIO)。隨后，包括405 nm和436 nm波長(zhǎng)的曝光從襯底1側(cè)射出， 以使第一電極4(陽(yáng)極)之間的正型抗蝕劑膜被曝光。隨后，通過堿性顯 影液(商品名NMD-3)形成正型抗蝕劑膜。因此，只在第一電極4上 形成作為電荷注入抑制層5的抗蝕劑膜(其厚度為300 nm),抗蝕劑膜 的其它部分^L去除。
隨后，通過旋涂法在疊層結(jié)構(gòu)體8之間的絕緣膜3上淀積作為電 荷注入層12的聚3-己基瘞吩(厚度80nm)，而各疊層結(jié)構(gòu)體由第一電 極4和電荷注入抑制層5組成。隨后，通過真空淀積法，金(厚度70 nm) 淀積為第二電極7。因此，制成實(shí)施例5的有機(jī)發(fā)光晶體管元件。實(shí) 施例5的剖面結(jié)構(gòu)就是圖8所示的剖面結(jié)構(gòu)。
(比較例1)
比較例1的有機(jī)發(fā)光晶體管元件以與實(shí)施例2相同的方式制造， 1旦未淀積作為電荷注入抑制層5的二氧化硅(Si02)。 (比較例2)
比較例2的有機(jī)晶體管元件以與實(shí)施例5相同的方式制造，但未 設(shè)置作為電荷注入抑制層5的正型抗蝕劑。
<柵極電壓VG與漏才及電流密度之間的關(guān)系>
圖18是表示對(duì)于實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光晶體管元件和比較例1的有 機(jī)發(fā)光晶體管元件測(cè)量后得到的柵極電壓VG與漏極電流密度之關(guān)系 的曲線圖。
在圖18中，符號(hào)"A"示出不包含電荷注入抑制層5的比較例1的 結(jié)果，符號(hào)"x"示出包含電荷注入抑制層5的實(shí)施例2的結(jié)果。附加于 結(jié)果數(shù)據(jù)的-2V到-10V的電壓值是在第 一電極4與第二電極7之間
施力口的電壓。
根據(jù)圖18可知，與不包括電荷注入抑制層5的情況(符號(hào)"A")相 比，在包含電荷注入抑制層5的情況(符號(hào)"x")下電流密度可通過柵極 電壓VG靈敏地控制。
這里，上述測(cè)量是在以下測(cè)量條件下通過KEITHLEY制造的源表 (商品名6430)執(zhí)行在手套箱中；在Ar氣氛中；濕度和/或氧濃度 不超過O.l ppm。
圖19是表示對(duì)于實(shí)施例5的有機(jī)發(fā)光晶體管元件和比較例2的有 機(jī)發(fā)光晶體管元件測(cè)量后得到的柵極電壓VG與漏極電流密度之關(guān)系 的曲線圖。
圖19中，實(shí)線示出包含電荷注入抑制層5的比較例5的結(jié)果，虛 線示出不包含電荷注入抑制層5的實(shí)施例2的結(jié)果。圖19中所示的 電壓值是在輔助電極2與第一電極4之間施加的柵極電壓VG。
如圖19所示，與比較例2有機(jī)晶體管元件(虛線)相比，在實(shí)施例 5的有機(jī)晶體管元件(實(shí)線)中即使施加大的漏極電壓VD ( - IOV)時(shí)漏 極電流也很小。因此知道，從第一電極4上表面向第二電極7的電流 受到抑制。因此可知，在實(shí)施例5的有機(jī)晶體管元件中，可通過柵極 電壓VG靈敏地控制漏極電流。
這里，上述測(cè)量也是在以下測(cè)量條件下通過KEITHLEY制造的源 表(商品名6430)執(zhí)行在手套箱中；在Ar氣氛中；濕度和/或氧濃 度不超過O.l ppm。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括襯底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注入抑制層在平面圖中具有與所述第一電極相同的大小；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域和所述電荷注入抑制層的上表面上設(shè)置的電荷注入層；在所述電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層。
2. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括 襯底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第 一 電極相同的大??；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置的電荷 注入層；在所述電荷注入抑制層的上表面上和所述電荷注入層的上表面 上設(shè)置的發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層。
3. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括 襯底5在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第 一 電極相同的大??；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第 一 電極的區(qū)域設(shè)置的電荷 注入層；在所述電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及置的第二電極層。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 所述電荷注入層的厚度大于所述第一電極的厚度。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 由與所述電荷注入材料相同或不同的材料構(gòu)成的第二電荷注入層設(shè)置在所述絕緣膜與所述第 一電極及所述電荷注入材料之間。
6. 如權(quán)利要求l至5中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 所述第二電極層用的第三電荷注入層設(shè)置在所述發(fā)光層與所述第二電極層之間。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 電荷輸送層設(shè)置在所述發(fā)光層與所述第三電荷注入層之間。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 所述電荷注入抑制層由絕緣材料構(gòu)成。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 所述第一電極作為陽(yáng)極使用，而所述第二電極作為陰極使用。
10、如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所迷的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中 所述笫一電極作為陰極使用，而所述第二電極作為陽(yáng)極使用。
11. 一種有機(jī)發(fā)光晶體管，包括如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件； 配置成在所述有機(jī)發(fā)光晶體管元件的第一電極與所述第二電極之間施加恒定電壓的第一電壓供給單元；以及配置成在所述有機(jī)發(fā)光晶體管元件的第一電極與所述輔助電極之間施加可變電壓的第二電壓供給單元。
12. —種發(fā)光顯示裝置，包括以矩陣圖案配置的多個(gè)發(fā)光部分，其中所述多個(gè)發(fā)光部分各自具有如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的 有機(jī)發(fā)光晶體管元件。
13. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造方法，該方法用于制造如權(quán)利 要求1所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中包括如下步驟準(zhǔn)備其上已依次形成輔助電極層和絕緣膜的襯底；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，使所述第一電擬^ 在平面圖中具有預(yù)定大小；在所述第一電極的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，使所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第一電極相同的大小，所述電荷注入 抑制層由可通過光照射去除的光敏材料構(gòu)成；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域和所述電荷 注入抑制層的上表面上設(shè)置電荷注入層；在所述電荷注入層的上表面上設(shè)置發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置第二電極層，其中在設(shè)置所述第一電極的所述步驟中，使用不透過所述光敏材料的 曝光波長(zhǎng)的材料作為形成第一電極的材料；并且 設(shè)置所述電荷注入抑制層的步驟包括如下步驟 在所述絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置所述光敏材料，以 覆蓋所述第一電極；以及將所述光敏材料從所述襯底側(cè)曝光，以僅在所述絕緣膜的上表面 側(cè)未設(shè)所述第一電極的區(qū)域去除所述光敏材料。
14. 一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造方法，該方法用于制造如權(quán)利 要求2所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中包括如下步驟準(zhǔn)備其上已依次形成輔助電極層和絕緣膜的襯底；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，使所述第一電極 在平面圖中具有預(yù)定大?。辉谒龅谝浑姌O的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，使所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第一電極相同的大小，所述電荷注入 抑制層由可通過光照射去除的光敏材料構(gòu)成；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置電荷注 入層；在所述電荷注入抑制層的上表面上和所述電荷注入層的上表面 上設(shè)置發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置第二電極層， 其中在設(shè)置所述第一電極的所述步驟中，使用不透過所述光敏材料的 曝光波長(zhǎng)的材料作為形成第一電極的材料；并且設(shè)置所述電荷注入抑制層的步驟包括如下步驟在所述絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置所述光敏材料，以 覆蓋所述第一電極；以及將所述光敏材料從所述村底側(cè)曝光，以僅在所述絕緣膜的上表面 側(cè)未設(shè)所述第一電極的區(qū)域去除所述光敏材料。
15. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件制造方法，該方法用于制造如權(quán)利 要求3所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件，其中包括如下步驟準(zhǔn)備其上已依次形成輔助電極層和絕緣膜的襯底； 在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置第一電極，以使所述第一電 極在平面圖中具有預(yù)定大??；在所述第一電極的上表面上設(shè)置電荷注入抑制層，使所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第一電極相同的大小，所述電荷注入 抑制層由可通過光照射去除的光敏材料構(gòu)成；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置電荷注入層；在所述電荷注入層的上表面上設(shè)置發(fā)光層；以及 在所述電荷注入抑制層的上表面?zhèn)群退霭l(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè) 置第二電極層； 其中在設(shè)置所述第一電極的所述步驟中，使用不透過所述光敏材料的 曝光波長(zhǎng)的材料作為形成所述笫一電極的材料；并且設(shè)置所述電荷注入抑制層的步驟包括如下步驟在所述絕緣膜的上表面?zhèn)却笾抡麄€(gè)區(qū)域上設(shè)置所述光敏材料，覆 蓋所述第一電極；以及將所述光敏材料從所述襯底側(cè)曝光，以僅在未設(shè)所述第一電極的 區(qū)域去除所述絕緣膜的上表面?zhèn)壬系乃龉饷舨牧稀?br> 16. 如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的 制造方法，其中設(shè)置所述電荷注入層的步驟用如掩模淀積法或噴墨法等圖案化 工藝執(zhí)行；并且所述電荷注入層形成為具有所述第一電極的厚度以上的厚度。
17. 如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的有機(jī)發(fā)光晶體管元件的 制造方法，其中在設(shè)置所述第一電極的步驟前，執(zhí)行在所述絕緣膜的上表面上設(shè) 置由與所述電荷注入層相同或不同的材料構(gòu)成的第二電荷注入層的 步驟。
18. —種有機(jī)晶體管元件，包括 村底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第 一 電極相同的大小；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置的有機(jī) 半導(dǎo)體層；以及在所述有機(jī)半導(dǎo)體層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層。
19. 一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括 村底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層；在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第 一 電極相同的大小；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域和所述電荷 注入抑制層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層；其中所述發(fā)光層包含電荷注入層材料。
20. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括 襯底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層； 在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜； 在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第一電才及相同的大??；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置的發(fā)光 層；以及在所述發(fā)光層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的第二電極層， 其中所述發(fā)光層包含電荷注入層材料。 21. —種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括 襯底；在所述襯底的上表面?zhèn)仍O(shè)置的輔助電極層； 在所述輔助電極層的上表面?zhèn)仍O(shè)置的絕緣膜； 在所述絕緣膜的上表面?zhèn)染植康卦O(shè)置的第一電極，所述第一電極 覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在所述第一電極的上表面上設(shè)置的電荷注入抑制層，所述電荷注 入抑制層在平面圖中具有與所述第 一 電極相同的大??；在所述絕緣膜的上表面?zhèn)任丛O(shè)所述第一電極的區(qū)域設(shè)置的發(fā)光 層；以及J主入抽法"盡 置的第二電極層， 其中所述發(fā)光層包含電荷注入層材料-
全文摘要
本發(fā)明是一種有機(jī)發(fā)光晶體管元件，包括襯底；在襯底上表面上設(shè)置的輔助電極層；在輔助電極層的上表面上設(shè)置的絕緣膜；在絕緣膜的上表面上局部地設(shè)置的第一電極，該第一電極覆蓋預(yù)定大小的區(qū)域；在第一電極的上表面上設(shè)置的電荷抑制層，該電荷注入抑制層在平面圖中具有與第一電極相同的大??；在絕緣膜的上表面上未設(shè)第一電極的區(qū)域和電荷注入抑制層的上表面上設(shè)置的電荷注入層；在電荷注入層的上表面上設(shè)置的發(fā)光層；以及在發(fā)光層上設(shè)置的第二電極層。
文檔編號(hào)H01L27/32GK101375426SQ20068005194
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者中村健二, 半田晉一, 吉澤淳志, 小幡勝也, 秦拓也, 遠(yuǎn)藤浩幸 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社