有機發光電晶體元件及其製造方法

2023-10-30 04:26:17 2

專利名稱：有機發光電晶體元件及其製造方法
技術領域：
0001
本發明涉及有機發光電晶體元件及其製造方法。更具體地說，在 垂直型有機發光電晶體元件中，本發明涉及有機發光電晶體元件及其 製造方法，其中促進了在陽極與陰極之間的電流控制。
背景技術：
0002
有機電致發光元件具有容易的結構，所以作為薄型、輕量、大面 積、低成本的下一代顯示器的發光元件而被期待，近年來，人們正致 力於其研究。作為用於驅動有機EL元件的驅動方式，可以認為在 動作速度及功耗方面，使用薄膜電晶體(TFT: Thin Film Transistor)的有 源矩陣方式的場效應型電晶體(FET: Thin FilmTransistor)是有效的。而 對於構成薄膜電晶體的半導體材料，除了對矽半導體及化合物半導體 等無機半導體材料正在研究之外，近年來，對於使用有機半導體材料 的有機薄膜電晶體(有機TFT)的研究也在努力進行。有機半導體材料作 為下一代的半導體材料而被期待，但與無機半導體材料相比，存在電 荷遷移率低、電阻高的問題。
0003
對於場效電晶體，其結構為垂直布置的垂直型FET結構類型靜電 感應電晶體(SIT)淨支認為具有優勢，因為電晶體的溝道寬度可縮短，其 整個表面的電極可有效利用，能夠實現快速響應和/或功率增強，並且 可使界面的影響變小。0004
因此，近年來基於靜電感應電晶體(SIT)的上述有利特徵，對由此 類SIT結構和有機電致發光元件結構複合成的有機發光電晶體進行了 研發(例如，KazuhiroKudo所著"有機電晶體的當前條件和未來展望" (Current Conditions and Future Prospects of Organic Transistor), J. Appl. Phys. Vol. 72， No. 9, pp. 1151-1156 (2003); JP誦A-2003-324203(特別 是權利要求1); JP-A-2002-343578(特別是圖23》。
0005
圖21是示意剖視圖，示出在上述文件"有機電晶體的當前條件和 未來展望"(Current Conditions and Future Prospects of Organic Transistor) 中所述的由SIT結構和有機電致發光元件結構複合成的有機發光晶體 管一個實施例。如圖21所示，有機發光電晶體101具有垂直型FET 結構，其中，由透明電極膜構成的源電極103、其中嵌有狹縫狀肖特 基電極105的空穴轉移層104、發光層106及漏電極107已按此先後 順序層積在玻璃襯底102上。
0006
如上所述，在複合型有機發光電晶體101中，狹縫狀肖特基電極 105嵌入空穴轉移層104中。在空穴轉移層104與柵電極105之間形 成肖特基結，從而在空穴轉移層104中形成耗盡層。耗盡層的擴展根 據柵極電壓(在源電極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，並且，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。
0007
圖22是示意剖^見圖，示出JP-A-2002-343578中所述一例由FET 結構和有機電致發光元件結構複合成的有機發光電晶體。如圖21所
示，該有機發光電晶體111具有襯底112,輔助電極113和絕緣層118 層積在該村底上。隨後，在絕緣層118上部分地形成陽才及115。此外， 在絕緣層118上形成發光材料層116,使得發光材料層116覆蓋陽極115。在發光材料層116上形成陰極117。在陽極115上形成陽極緩衝 層119。陽極緩衝層119具有讓空穴通過而從陽極115到到達發光材 料層116的功能，但抑制電子從發光材料層116到陽極115。在有機 發光電晶體lll中，也可通過改變在輔助電極113和陽極115之間施 加的電壓來控制溝道寬度，並可通過控制在陽極115和陰極117之間 施加的電壓來改變電荷生成量。

發明內容
0008
在上述文件和上述專利出版物中，參照圖22所述，由SIT結構和 有機電致發光元件結構複合成的有機發光電晶體中，在陽極115和陰 極117之間施加某個電壓(-Vdl < O)時，在陰極117相對的陽極115表 面上生成許多空穴，並且這些空穴向陰極117流動(形成電荷流動)。這 裡，為得到更大的電流(即得到更大的亮度)在陽極115和陰極117之間 施加電壓Vd = -Vd2 << -Vdl時，陽極115和陰極117之間的電荷生成 及電荷流佔主導。因此，無法通過控制在輔助電極113與陽極115之 間施加的電壓(Vg)來控制電荷生成量，因而難以控制發光量。
0009
本發明是為解決上述問題而完成的。本發明的目的是提供一種垂 直型有機發光電晶體元件及其製造方法，有助於進行陽極與陰極之間 的電流控制。
0010
本發明的有機發光電晶體元件，包括襯底；在上述襯底的上表 面側設置的第一電極層；在第一電極層的上表面側在平面圖中、以預 定大小局部地設置的，且按照絕緣層、輔助電極層及電荷注入抑制層 的順序具有的疊層結構體；至少在未設有上述疊層結構體的第一電極 層的上表面側設置的有機EL層；以及在上述有機EL層的上表面側設 置的第二電極層。
0011
或者，本發明是一種有機發光電晶體元件，包括襯底；在襯底 的上表面側按預定圖案設置的第一電極層；在未設有第一電極層的上 述村底的上表面側使笫 一電極層在平面圖中被夾於中間而設置，且按 照絕緣層、輔助電極層及電荷注入抑制層的順序具有的疊層結構體； 至少在第一電極層的上表面側設置的有機EL層；以及在上述有機EL 層的上表面側設置的第二電極層，調整第一電極層的厚度和上述絕緣
層的厚度，使第一電極層與上述輔助電極層不相接觸。
0012
在本說明書中所謂r使第一電極層在平面圖中被夾於中間」，是 指包括第一電極層以與疊層結構體(絕緣層)相接觸的狀態被夾於中
間；第一電極層以嵌入疊層結構體(絕緣層)內的狀態被夾於中間；以 及第一電極以不與疊層結構體(絕緣層)相接觸的狀態被夾於中間的所 有情況。另外，以上的狀態在第一電極層的兩對側可以分別不同。
0013
在有機EL層中通過從第一電極層和第二電極層注入的電荷複合 而產生發光現象。根據本發明，通過在第一電極層與第二電極層的中 間區域設有輔助電極層，使輔助電極層與第一電極層之間的施加電壓 變化，從而能夠使第一電極層和第二電極層中的電荷生成量增加或減 少。由此，最後能夠控制發光量。
0014
另外，根據本發明，輔助電極層被絕緣層和電荷注入抑制層夾於 中間。由此，在輔助電極層的上表面及下表面可抑制電荷(空穴或電子) 產生與消失。所以，輔助電極層上的可變電壓對於第一電極層和第二 電極層的電荷生成量將產生更大的影響。
0015
根據以上特徵，本發明的有機發光電晶體元件適合用作在第一電 極層與第二電極層之間施加恆定電壓的常開方式的發光元件。並且， 再通過控制施加在輔助電極層與笫一電極層之間的電壓，能夠控制第
一電極和第二電極之間流過的電流(電荷生成量)，從而能夠控制發光
0016
上述有機EL層最好至少具有電荷注入層和發光層。或者，上述 有機EL層最好至少具有包含電荷注入材料的發光層。
0017
另外，最好在笫一電極層與i殳於第一電極層上的上述有機EL層 和/或上述疊層結構體之間再設置第二電荷注入層。
0018
另外，優選在上述有機EL層與笫二電極層之間設置第二電極層 用的第三電荷注入層。
0019
另外，上述電荷注入抑制層優選由絕緣材料(更優選為正型抗蝕劑 膜)構成。在這種情況下，可在輔助電極層上精確且容易地形成面向第 二電極層的電荷注入抑制層。
0020
例如，第一電極(層)作為陽極使用，笫二電極(層)作為陰極使用。 或者，第一電極(層)作為陰極使用，第二電極(層)作為陽極使用。在笫 一電極和第二電^ l具有任何極性時，通過控制施加在輔助電極(層)與 第一電極之間的電壓(柵極電壓)，也能夠使電荷量敏感地變化。由此， 能夠控制在第一電極和第二電極之間流過的電流，從而能夠敏感地控 制發光量。
0021
另外，本發明是一種有機發光電晶體，其中包括具備上述任一 特徵的有機發光電晶體元件；在上述有機發光電晶體元件的第一電極 (層)與第二電極(層)之間施加恆定電壓的第一電壓供給單元；以及在上 述有機發光電晶體元件的第 一 電極(層)與輔助電極(層)之間施加可變 電壓的第二電壓供給單元。
0022
根據本發明，通過第一電壓供給單元和第二電壓供給單元，可在 第一電極與第二電極之間施加恆定電壓，並可在第一電極與輔助電極
之間施加可變電壓。其結果是可使電荷量敏感地變化，可控制第一 電極和第二電極之間流過的電流，並可敏感地控制發光量。
0023
另外，本發明是一種發光顯示裝置，包括以矩陣圖案配置的多個 發光部，其中上述多個發光部各自包括具有上述任一特徵的有機發 光電晶體元件。
0024
根據這種發光顯示裝置，容易進行發光量控制，從而容易進行亮
度調整。
0025
另外，本發明是一種有機發光電晶體元件的製造方法，該製造方 法包括如下步驟準備在其上已形成第一電極層的襯底；在第一電極 層的上表面側局部地設置按照在平面圖中由預定大小構成的絕緣層、 輔助電極層和電荷注入抑制層的順序具有的疊層結構體；在未設有上 述疊層結構體的第一電極層的上表面側設置有機EL層；以及在上述 有機EL層的上表面側設置第二電極層。
0026
或者，本發明是一種有機發光電晶體元件的製造方法，該製造方 法包括如下步驟準備其上已按預定圖案形成第一電極層的襯底；在 未形成第一電極層的區域設置疊層結構體，疊層結構體依次設有絕緣 層、輔助電極層及電荷注入抑制層，以使第一電極層在平面圖中被夾 於中間；在第一電極層的上表面側:沒置有機EL層；以及在上述有機 EL層的上表面側設置第二電極層，調整第一電極層的厚度和上述絕緣 層的厚度，使第一電極層不與上述輔助電極層接觸。
0027
根據以上的有機發光電晶體元件的製造方法中的任一方法，在由 絕緣層/輔助電極/電荷注入抑制層構成的疊層結構體彼此之間，能夠容
易且高精度地形成有機EL層。另外，可實現按以矩陣圖案配置的元 件。
0028
最好在設置上述疊層結構體的步驟中使用可通過光照射去除的光 敏材料作為上述電荷注入抑制層的材料，並用不透過上述光敏材料的 曝光波長的材料作為上述絕緣層和上述輔助電極層的一層或兩層材 料，並將該光敏材料設置在第一電極層上，然後從上述襯底側進行曝 光，以覆蓋上述輔助電極層，從而僅除去設置於第一電極上的該光敏 材料，形成上述.電荷注入抑制層。
0029
在這種情況下，能夠容易且高精度地形成電荷注入抑制層(能夠容
易且高精度地除去不需要的部分)。
0030
另外，最好在設置上述有機EL層的步驟中上述有機EL層採用掩 模澱積法或噴墨法等圖案化工藝而形成。更具體地說，如果用低分子 材料形成上述有機EL層，則優選採用掩才莫澱積法等進行圖案形成， 如果用高分子材料形成上述有4幾EL層，則優選採用噴墨法等進行圖 案形成。通過這些方法，在由絕緣層/輔助電極/電荷注入抑制層構成的 疊層結構體彼此之間可形成有機EL層，可實現按以矩陣圖案配置的元件。
0031
另外，最好在第一電極層上或襯底上設置疊層結構體的絕緣層之 前，在第一電極層上預先設置由與電荷注入層相同的材料或不同的材 料構成的第二電荷注入層。
0032
另外，本發明是一種有機電晶體元件，其中包括襯底；在襯底 的上表面側設置的第一電極層；在第一電極層的上表面側局部地設置 疊層結構體，在平面圖中該疊層結構體覆蓋預定大小的面積，該疊層 結構體依次包括絕緣層、輔助電極層及電荷注入抑制層；至少在未設有上述疊層結構體的區域在第一電極層的上表面側設置的有機半導體
層；以及在上述有機半導體層的上表面側設置的笫二電極層。
0033
另外，本發明是一種有機電晶體元件，其中包括襯底；在襯底 的上表面側按預定圖案設置的第一電極層；在上述村底的上表面側未 設有第一電極層的區域設置的疊層結構體，在平面圖中該疊層結構體 將第一電極層^f皮夾於中間，該疊層結構體依次包括絕緣層、輔助電極 層及電荷注入抑制層；至少在第 一電極層的上表面側設置的有機半導 體層；以及在上述有機半導體層的上表面側設置的第二電極層。第一 電極層的厚度和上述絕緣層的厚度調整為使第一電極層不與上述輔助 電極層接觸。


0034
圖1是表示本發明的一實施方式的有機發光電晶體元件的示意剖 視圖2是示意表示圖1的有機發光電晶體元件中電荷流動的說明圖； 圖3A至圖3C是分別表示本發明的其他一些實施方式的有機發光
電晶體元件的示意剖—見圖4是表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體元件的示意
剖4見圖5是表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體元件的示意 剖一見圖6是表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體元件的示意 剖^見圖7是表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體元件的示意 剖4見圖8^^表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體元件的示意
剖視圖9A及圖9B是表示本發明的其他一些實施方式的有機發光晶體 管元件的示意剖一見圖IOA及圖IOB是表示本發明的一些實施方式的有機電晶體元件 的示意剖-見圖IIA至圖IIF是表示本發明的一實施方式的有機發光電晶體元 件製造方法的流程圖12A至圖12F是表示本發明的另一實施方式的有機發光電晶體 元件製造方法的流程圖13是表示一例構成本發明的一實施方式的有機發光電晶體元 件的電極配置的平面圖14是表示另一例構成本發明的一實施方式的有機發光電晶體 元件的電極配置的平面圖15是表示一例內置本發明的一實施方式的有機發光電晶體元 件的發光顯示裝置的略圖16是表示一例作為發光顯示裝置內的各像素(單位元件)而設置 的，且具有本發明的一實施方式的有機發光電晶體元件的有機發光晶 體管的電路略圖17是表示另 一例作為發光顯示裝置內的各像素(單位元件)而設 置的，且具有本發明的一實施方式的有機發光電晶體元件的有機發光 電晶體的電路略圖18是實施例1的有機發光電晶體元件的示意剖視圖19是實施例2的有機發光電晶體元件的示意剖視圖20是實施例3的有機發光電晶體元件的示意剖視圖21是表示一例由SIT結構和有機EL(電致發光)器件結構複合成 的傳統的有機發光電晶體的示意剖視圖；以及
圖22是表示另一例由SIT結構和有機EL(電致發光)器件結構複合 成的傳統的有才幾發光電晶體的示意剖視圖。
具體實施例方式
0035
現根據其實施方式對本發明進行詳細說明。圖1到圖9表示本發 明的有機發光電晶體元件的各實施方式。本發明的有機發光電晶體元 件是具有有機EL器件結構和垂直型FET結構的場效應型有機發光晶 體管元件。
0036
本發明的有機發光電晶體元件按照第一電極(層)4和疊層結構體8 的結構，大致區分為圖1至圖7所示的實施方式1與圖8及圖9所示 的實施方式2，但它們具有同一技術思想。
0037
如圖1至圖7所示，實施方式1的有機發光電晶體元件10至少包 括襯底l;在襯底1上設置的第一電極4;在笫一電極4上設置的、 在平面圖中由預定大小構成的疊層結構體8;在第一電極4上至少在 未設有疊層結構體8的區域設置的有機EL層6;以及在有機EL層6 上設置的第二電極(層)7。疊層結構體8由絕緣膜3、輔助電極(層)2及 電荷注入抑制層5依次層疊而構成。
0038
另一方面，如圖8及圖9所示，實施方式2的有機發光電晶體元 件70， 70A, 70B至少包括村底1;在村底1上按預定圖案設置的第 一電極4;在未形成第一電極4的襯底1使第一電極4上在平面圖中 夾於中間而設置的疊層結構體8;至少在笫一電極4上設置的有機EL 層6;以及在有機EL層6上設置的第二電極7。疊層結構體8由絕緣 膜3、輔助電極(層)2及電荷注入抑制層5依次層疊而構成。在實施方 式2中第一電極4的厚度(T5)和絕緣膜3的厚度調整到使第一電極4 與輔助電極2不相接觸。這裡，有機EL層6僅設置第一電極4上未設 有疊層結構體8的區域，或者可i殳置在疊層結構體8的一部分或全部 以及第一電極4上。
0039
上述的實施方式1及實施方式2的有機發光電晶體元件均具有由 在平面圖中相同大小的絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5依 次疊層而成的疊層結構體8。另外，輔助電極2的邊緣部2a與有機EL 層6構成為相互^"觸。
0040
在有機EL層6中，從第一電極(層)4和第二電極(層)7注入的電荷 (空穴及電子)複合而產生發光現象。在有機發光電晶體元件10中輔助 電極2設置在第一電極4與第二電極7的中間區域，通過改變在輔助 電極2與第一電極4之間施加的電壓(柵極電壓VG)，可使第一電極4 和第二電極7上的電荷生成量增加或減少。由此，能夠控制發光量。
0041
另外，如圖所示，輔助電極2由絕緣膜3和電荷注入抑制層5夾 於中間，於是，在輔助電極2的上表面及下表面電荷(空穴或電子)的產 生與消失受到抑制。所以，輔助電極2上的可變電壓0冊極電壓VG) 可對於第一電極4和笫二電極7上的電荷生成量將產生更大的影響。
0042
這種發光量控制通過在第一電極4和第二電極7的中間區域設置 使輔助電極2被絕緣膜3和電荷注入抑制層5夾於中間的疊層結構體 8而實現。例如，如果以第一電極4為陽極，以第二電極7為陰極， 在兩者之間施加恆定電壓(漏極電壓VD),則一旦在輔助電極2與第一 電極4之間沿增加電荷生成量的方向施加柵極電壓VG,則空穴流動(圖 2中的箭頭21)就增大(圖2中的箭頭22),而一旦在輔助電極2與第一 電極4之間沿減小電荷生成量的方向施加柵極電壓VG,則空穴流動 就減小(圖2中的箭頭23)。即在第一電極和第二電極之間施加恆定電 壓的常開方式的發光元件中，通過設置這種輔助電極2，與第一電極4 之間施加可變電壓，能夠控制第一電極和第二電極之間流過的電荷量， 由此，能夠控制有機EL層6中的發光亮度。具體地說，在第一電極 和第二電極之間施加恆定電壓的常開方式的發光元件中， 一旦在輔助
電極2與第一電極4之間沿增加電荷生成量的方向施加柵極電壓VG, 則有機EL層6的亮度就上升，變亮， 一旦在輔助電極2與第一電極4 之間沿減小電荷生成量的方向施加柵極電壓VG,則有機EL層6的亮 度就下降，變暗。
另外，如果不僅在輔助電極和第一電極之間進行電壓控制，而且 也使第一電極和第二電極之間的電壓變化，則能夠實現更多H級的 亮度控制，能夠使更精細的圖像得以實現。
0043
對於電極的極性，由第一電極4構成為陽極，第二電極7構成為 陰極。或者也可以由第一電極4構成為陰極，笫二電極7構成為陽極。 無論第一電極4和第二電極7具有何種極性，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，使電荷量敏感地變化，由此，能 夠控制第一電極和第二電極之間流過的電流，從而控制有機EL層6
的亮度。
0044
這裡，在第一電極4是陽極、第二電極7是陰極時，在與笫一電 極4相接觸的一側設置的電荷注入層12最好是空穴注入層(參照圖1 至圖9)。然後，若與第二電極7鄰接地設置電荷注入層14(第三電荷注 入層)(參照圖6),則電荷注入層14是電子注入層。另一方面，在第一 電極4是陰極、第二電極7是陽極時，與第一電極4鄰接的電荷注入 層12是電子注入層。然後，若與第二電極7鄰接而設置電荷注入層 14(參照圖6)，則電荷注入層14是空穴注入層。
0045
在本發明的有機發光電晶體元件中，重要的特徵是有機發光晶體 管元件設有疊層結構體8，其中，依次層疊在平面圖中具有相同大小 的絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5，並且輔助電極2的邊緣 部2a與有機EL層6構成為相互4妄觸。其它特徵可作各種變更。例如， 對於有機EL層6的方式沒有特別限定，因此可具有各種方式。
0046
作為有機EL層6的方式，例如，如圖1至圖3C所示，從第一電 極4側依次形成電荷注入層12和發光層11的雙層結構；如圖4及圖5 所示，從第一電極4側依次由第二電荷注入層12'、電荷注入層12及 發光層11構成的3層結構；如圖6所示，從第一電極4側依次形成電 荷注入層12、發光層11及電荷注入層14的3層結構；如圖7所示， 從第一電極4側依次形成電荷注入層12、電荷輸送層13及發光層11 的3層結構等。有機EL層6的緒構不限於以上方式。若有需要，也可 設置電荷輸送層等。另外，可在發光層11中包含電荷注入層材料和/ 或電荷輸送層材料，從而發光層11可具有與電荷注入層和/或電荷輸 送層相同功能。
0047
如上所述，在圖4及圖5所示的各實施方式中，從第一電極4側 依次形成電荷注入層12'、電荷注入層12及發光層11。即在這些實施 方式的有機發光電晶體元件30， 40中，在第一電極4與疊層結構體
構成的電荷注入層12'。在有機發光電晶體元件30， 40中，通過在疊 層結構體8下方的第一電極4上再設置電荷注入層12'，電荷可在疊層 結構體8的第一電極4側的表面產生。該生成電荷也可通過在輔助電 極2與第一電極4之間施加的電壓而控制。於是，第一電極和第二電 極之間的電流受到控制，從而能夠控制發光量。 0048
12的情況而言，如圖1至圖3C所示，對電荷注入層12的厚度並沒有 特別限定。例如，(i)如圖l所示，電荷注入層12的厚度T3可大於疊 層結構體8的總厚度T2，以使電荷注入層12覆蓋整個疊層結構體8， (ii)如圖3A所示，電荷注入層12的厚度T3可與絕緣膜3的厚度大致 相等，(iii)如圖3B所示，電荷注入層12的厚度T3可與絕緣膜3和輔
助電極2的總厚度T2大致相等，(iv)如圖3C所示，電荷注入層12 的厚度T3可與疊層結構體8的厚度T2大致相等。
0049
另外，例如，如圖3C所示，在疊層結構體8形成得具有這樣的 厚度，致使疊層結構體8與第一電極4和第二電極7都接觸時，在疊 層結構體8之間形成有機EL層6，從而可實現按以矩陣圖案配置的元 件。
0050
另一方面，如圖8及圖9所示，實施方式2的有機發光電晶體元 件70, 70A， 70B至少包括襯底l;在襯底1上按預定圖案設置的第 一電極4;在村底1上未形成第一電極4的區域設置的疊層結構體8， 以致在平面圖中疊層結構體8將第一電極4夾於中間；至少在第一電 極4上設置的有機EL層6;以及在有機EL層6上設置的第二電極7。 疊層結構體8由絕緣膜3、輔助電極(層)2及電荷注入抑制層5依次疊 層而構成。在實施方式2中，第一電極4的厚度(T5)與絕緣膜3的厚 度調整為使第一電極4不與輔助電極2接觸。
0051
更具體地說，在圖8所示的有機發光電晶體70中，在平面圖中， 襯底1上的第一電極4以與其兩對側的絕緣膜3， 3的相"t妻觸的方式而 夾於中間。在圖9A所示的有機發光電晶體70A中，在平面圖中，襯 底1上的第一電極4以嵌入其兩對側的絕緣膜3， 3內的方式淨皮夾於中 間。在圖9B所示的有機發光電晶體70B中，在平面圖中，襯底1上 的笫一電極4以與其兩對側的絕緣膜3， 3不相接觸(分離)的方式被夾 於中間。即在本發明的實施方式2的有機發光電晶體中，所謂「使第 一電極(層)4在平面圖中^^夾於中間而設置的疊層結構體8」是指包括 以上所有的方式，另外，第一電極4的兩對側可釆用不同的方式。
0052
實施方式2的有機發光電晶體元件70， 70A, 70B是在村底l上
將第一電極4和疊層結構體8圖案化而形成。更具體地說，如上所述， 在襯底1上未形成第一電極4的區域r使第一電極4在平面圖中被夾 於中間j而形成疊層結構體8。對於其它的結構，與用圖1至圖7說 明的結構相同，因此，這裡省略其說明。另外，在實施方式2的有機 發光電晶體元件70, 70A, 70B中，襯底1的表面至絕緣膜3上表面 的距離T4須大於襯底1的表面至第一電極4上表面的距離 T5(T4〉T5)(參照圖8)。按照這種關係，第一電極4不會與輔助電極2 接觸，而且能夠使輔助電極2的邊緣部2a與包含電荷注入層12或電 荷注入材料的有機EL層6接觸。
0053
各實施方式的有機發光電晶體元件既可以是頂面發射型發光晶體 管元件，也可以是底面發射型發光電晶體元件。各層的光透過性依據 採用哪種方式而設計。另外，有機發光電晶體元件的各剖視圖對應於 有機發光電晶體的1個像素。所以，如果發光層形成為按各像素髮出 預定顏色的光，則能夠形成彩色顯示器等發光顯示裝置。
0054
(有機電晶體元件)
另外，如圖IOA及圖IOB所示，本發明的特徵也可以用於有機晶 體管元件。
0055
例如，圖10A所示的實施方式l的有機電晶體元件80A至少包括 襯底l;在村底1上設置的第一電極4;在第一電極4上設置的，在平 面圖中覆蓋預定大小的區域的疊層結構體8;至少在第一電極4上未 設有疊層結構體8的區域上設置的有機半導體層15;以及在有機半導 體層15上設置的第二電極(層)7。疊層結構體8由絕緣膜3、輔助電極 (層)2及電荷注入抑制層5依次疊層而構成。在這種有機電晶體元件 80A中，流入有機半導體層15的電荷量(電流)可受到控制。
0056
或者，圖10B所示的實施方式2的有機電晶體元件80B至少包括 村底1;在村底1上按預定圖案設置的第一電極4;在村底1上未形成 第一電極4的區域設置的疊層結構體8,使得在平面圖中疊層結構體8 將第一電極4夾於中間；至少在第一電極4上設置的有機半導體層15; 以及在有機半導體層15上設置的第二電極7。疊層結構體8由絕緣膜 3、輔助電極(層)2及電荷注入抑制層5依次疊層而構成。另外，第一 電極4的厚度與絕緣膜3的厚度調整為使第一電極4與輔助電極2不 相接觸。在這種有機電晶體元件80B中，流向有機半導體層15的電荷 量(電流)能得到控制。
0057
這裡，如果需要，有機半導體層15中也可包含電荷注入層和電荷 輸送層。另外，在圖IOA及圖IOB的例中，有機半導體層15具有能 使其覆蓋疊層結構體8的厚度。另外，在實施方式2的有機電晶體中 也與用圖8、圖9A及圖9B說明的實施方式2的有機發光電晶體的情 況相同，所謂r使第一電極4在平面圖中被夾於中間而設置的疊層結 構體8j包括使第一電極4以與疊層結構體8(絕緣膜3)相接觸的方 式夾於中間的情況；使第一電極4以嵌入疊層結構體8(絕緣膜3)內的 方式被夾於中間的情況；以及使第一電極4以不與疊層結構體8(絕緣 膜3)相接觸的方式夾於中間的情況，另外，在第一電極4的兩對側可 以有不同的方式。
0058
(有機發光電晶體元件的結構)
以下，說明構成各實施方式的有機發光電晶體元件的層與電極。
0059
襯底l沒有特別限定，可通過疊層的各層材料等適當選定。例如， 可從鋁等金屬、玻璃、石英或4對脂等各種材料中選擇。在使光從村底 側出射的底面發射結構的有機發光電晶體元件的情況下，優選用透明 或半透明的材料形成村底。而在使光從第二電極7側出射的頂面發射
結構的有機發光電晶體元件的情況下，不一定需要用成為透明或半透 明的材料。即也可以用不透明材料形成襯底1。
0060
最為理想的是，採用通常已用作有機EL元件的襯底的各種材料。 例如，可按用途選擇柔性材料或剛性材料或其他材料。具體地說，可 使用由玻璃、石英(矽石)、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二曱酸乙二醇酯、 聚甲基丙烯酸酯、聚曱基丙烯酸曱酯、聚丙烯酸曱酯、聚酯、聚碳酸 酯等材料製作的村底。
0061
襯底1的形狀可以是單片狀，也可以是連續狀(薄膜及sus巻材(薄
sus巻材》。作為具體的形狀，可以有例如卡片狀、薄膜狀、碟片狀、
晶片狀等。
0062
作為電極，設有輔助電極2、第一電極4和第二電極7。作為各電 極的材料，可使用金屬、導電性氧化物、導電性高分子等。
0063
第一電極4設置在襯底1上。在上述實施方式l中，在第一電極 4上以預定大小設置由絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5構成 的疊層結構體8。在上述實施方式2中，在襯底1上未形成第一電極4 的區域以預定大小設置由絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5 構成的疊層結構體8，以從兩對側將第一電極4夾於中間。
0064
上述的預定大小並沒有特別限定，例如，如下參照圖13所述，線 寬約1 500pm,線距約1 500nm的梳狀疊層結構體8;例如，如下參 照圖14所述，格柵寬約1 50(Him,格柵距約1 500nm的格柵形疊層 結構體8(在圖14中表示為X方向的疊層結構體8x與Y方向的疊層結 構體8y)。另外，疊層結構體8的形狀不限定於梳狀及格柵狀，可以按 照菱形及圓形等各種形狀形成。對於線寬及距離，也沒有特別限定。 另外，線寬和/或距離可以不相一致。 0065
輔助電極2形成與有機EL層6的肖特基接觸。因此，如果有機 EL層6具有空穴注入層或空穴注入材料，則最好用功函數小的金屬來 形成輔助電極2。另一方面，如果有機EL層6具有電子注入層或電子 注入材料，則最好用功函數大的金屬來形成輔助電極2。作為輔助電 極2的形成材料，例如可包括以鋁、銀等單金屬；MgAg等鎂合金； AlLi、 AlCa、 AlMg等鋁合金；以及以Li、 Ca為代表的鹼金屬類、LiF 等鹼金屬類的合金之類的功函數小的金屬等。另外，如果可形成與電 荷(空穴、電子)注入層的肖特基接觸，則可使用ITO(銦錫氧化物)、 氧化銦、IZO(銦鋅氧化物)、Sn02、 ZnO等透明導電膜；金、鉻之類的 功函數大的金屬；以及聚苯胺、聚乙炔、聚烷基漆吩衍生物、聚矽烷 衍生物之類的導電性高分子等。
0066
對於將第一電極4或第二電極7形成為陰極有用的材料，能夠列 舉鋁、銀等單金屬；MgAg等鎂合金；AlLi、 AlCa、 AlMg等鋁合金； 以及以Li、 Ca為代表的鹼金屬類、LiF等鹼金屬類的合金之類的功函 數小的金屬等。
0067
另 一方面，對於將第一電極4或第二電極7形成為陽極有用的材
之外，可包括與該陽極相接觸的有機EL層6(電荷注入層12或發光層 12)的一些材料形成歐姆接觸的金屬。這類金屬優選例包括金、鉻之 類的功函數大的金屬材料；ITO(銦錫氧化物)、氧化銦、IZO(銦鋅氧化 物)、Sn02、 ZnO等透明導電膜；以及聚苯胺、聚乙炔、聚烷基噻吩衍 生物、聚矽烷衍生物之類的導電性高分子。
0068
笫一電極4設置在村底1的上表面側。在襯底l與第一電極4之 間也可以設置阻擋層及平滑層等。
另外，輔助電極2設置在絕緣膜3上，絕緣膜3以預定的形狀設 置在笫一電極4上或村底1上，在平面圖中具有與絕緣膜3相同的形 狀。這裡，所謂「相同形狀」是指除了包括形狀完全相同之外，還包 括其形狀相似到產生相同效果的情況。第二電極7設置成使有機EL 層6與第一電極4夾於中間
0070
輔助電極2、第一電極4和第二電極7可以是分別用上述電極材 料形成的單層結構的電極，或者是從多種電極材料形成的疊層結構的 電極。
0071
另外，如下所述，如果使用可通過光照射去除的光敏材料作為電 荷注入抑制層5的形成材料，則最好用不透過該光敏材料的曝光波長 的材料作為輔助電極2的形成材料，並最好用透過該光敏材料的曝光 波長的材料作為第一電才及4的形成材料。另外，各電極的厚度沒有特 別限定，通常在10 1000nm的範圍內。
0072
如果有機發光電晶體元件是底面發射結構，則比發光層11更位於 下側的電極最好為透明或半透明。另一方面，如果有機發光電晶體元 件是是頂面發射結構，則比發光層11更位於上側的電極最好為透明或 半透明。作為透明的電極材料，可使用上述的透明導電膜、金屬薄膜、 導電性聚合物膜。這裡，所謂下側、上側在附圖平面中的垂直方向中 定義。所謂兩對側(右側、左側)在附圖平面中的橫向中定義。
0073
上述各電極採用真空澱積、濺射、CVD等真空工藝或塗敷而形成。 各電極的厚度(膜厚)也隨使用的電極材料不同而不同，但最好是約 10nm至約1000nm。這裡，如果在發光層11和/或電荷注入層12等有 機EL層6上形成電極，則在電極形成時，為了減輕對有機EL層6造 成損傷，也可以在有機EL層6上設置保護層(未圖示)。在釆用濺射法等在有機EL層6上形成電極時，保護層可在電極形成前預先設置。 例如，最好在其成膜時形成對有枳^EL層6不易損傷的材料，如Au、 Ag、Al等半透明膜以及ZnS、ZnSe等無機半導體膜等蒸鍍膜或濺射膜。 保護層的厚度最好在約lnm至約500nm的範圍。
0074
絕緣膜3設置在笫一電極4上(實施方式l)或者襯底1上(實施方 式2)上，以預定大小/形狀設置在預定區域。該預定大小沒有特別限定。 如上所述，可以設置線寬約1 500nm、線距約l~500nm的梳狀絕緣膜 3以及格柵寬約l~500pm、格柵距約l~500|im的格柵形絕緣膜3。絕 緣膜3的形狀不限定於梳狀及才各4冊狀，也可以為菱形和圓形等各種形 狀。其線寬及線距也沒有特別限定。此外，各線寬和/或線距也可以不 相一致。
0075
例如，絕緣膜3可採用Si02、 SiNx、八1203等無機材料以及聚氯丁 二烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化甲烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙 烯、氰乙基普魯蘭、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯酚、聚碸、聚碳酸酯、 聚醯亞胺等有機材料；以及通常使用的市售的抗蝕劑材料形成。絕緣 膜3可以是用上述各種材料形成的單層結構的絕緣膜，或是用多種上 述材料形成的疊層結構的絕緣膜。這裡，如下所述，如果使用可通過 光照射去除的光敏材料作為電荷注入抑制層5的形成材料，則最好用 透過該光每文材料的曝光波長的材神+作為絕緣膜3和該絕緣膜3上以相 同大小形成的輔助電極2這二者或二者之一的形成材料。
0076
特別地，在本發明中根據製造成本和/或製造容易性的觀點，最好 使用本領域常用的抗蝕劑材料。預定圖案可釆用絲網印刷法、旋塗法、 澆注法、引上法(Czochralskimethod)、轉印法、噴墨法、光刻法等形成。 由上述無機材料形成的絕緣膜3可用CVD法等現有的圖案化工藝形 成。絕緣膜3的厚度越薄，越優選，但如果該厚度過薄，則輔助電極
2與第一電極4之間的漏電流容易增大，因此，該厚度通常在約10nm 至500nm的範圍內。
0077
另外，如果有機發光電晶體元件是底面發射型，則絕緣膜3位於 發光層ll之下。所以，絕緣膜3最好為透明或半透明。另一方面，如 果是頂面發射型，則絕緣膜3不必為透明或半透明。
0078
在輔助電極2上按在平面圖中與輔助電極2相同大小設置電荷注 入抑制層5。電荷注入抑制層5的作用是在第一電極4和輔助電極2 之間施加電壓後，使在與第二電極7相對的輔助電極2的上表面產生 的朝向第二電極7的電荷(空穴或電子)流動受到抑制。
0079
本發明中，由於在輔助電極2的上表面以在平面圖中相同的大小 設置電荷注入抑制層5，在第 一電極4和輔助電極2之間施加電壓後， 輔助電極2中產生的電荷(電荷流)在未被電荷注入抑制層5覆蓋的小面 積的邊緣部2a上產生。輔助電極2的邊緣部2a中的電荷(電荷流)生成 量由施加在輔助電極2與第一電極4之間的柵極電壓VG控制。另夕卜， 邊緣部2a上產生的電荷(電荷流)依據其極性，按照施加在第一電極4 與第二電極7之間的漏極電壓VD,向第二電極7或笫一電極4移動。 其結果是該移動電荷與通過第一電極4和第二電極7之間施加電壓 而產生的電荷相加，從而總電荷量改變。另一方面，在第一電極4上 也產生電荷，這些電荷也與通過第一電極4和第二電極7之間施加電 壓而產生的電荷相加，從而總電荷量改變。
0080
如果第一電極4和輔助電才及2之間產生的電荷極性與第一電極4 和第二電極7之間產生的電荷極性相同，則上述總電荷量沿增加的方 向變化。而如果極性相反，則上述總電荷量沿減小的方向變化。即在 第一電極和第二電極之間施加恆定電壓的常開方式的發光元件中，一
旦在輔助電極2與第一電極4之間沿增加電荷生成量的方向施加柵極 電壓VG，則有機EL層6中發光亮度就上升、變亮， 一旦在輔助電極 2與第一電極4之間沿減小電荷生成量的方向施加柵極電壓VG，則有 才幾EL層6中發光亮度就下降、變暗。另外，如果在通過輔助電極2 和第一電極4之間的電壓控制之外，還使第一電極4和第二電極7之 間的電壓變化，則可實現大灰度級的亮度，從而可形成更精細的圖像。
0081
只要能發揮上述作用，電荷注入抑制層5可採用各種材料形成。 用於電荷注入抑制層5的膜例如可包括無機膜及有機絕緣膜。例如， 可以用Si02、 SiNx、 Al203等無機絕緣材料形成，或用一般的有機絕 緣材料，例如聚氯丁二烯、聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚氧化曱烯、聚 氯乙烯、聚偏二氟乙烯、氰乙基普魯蘭、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯 酚、聚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺等有機絕緣材料形成。另外，電荷注 入抑制層5可以是用上述各種材料形成的單層結構的電荷注入抑制 層，或是用多種材料形成的疊層結構的電荷注入抑制層。電荷注入抑 制層5採用真空澱積、濺射、CVD等真空工藝或塗敷而形成，其膜厚 也隨所用材料等的不同而不同。例如，在約0.001拜至約lO^im的範 圍內。
0082
電荷注入抑制層5最好由取得容易、成膜容易且高精度圖案化容 易的絕緣材料形成。特別地，最好使用由可通過光照射去除的光敏材 料構成的膜，更具體地說，最好使用正型樹脂膜。在使用正型光敏材 料作為電荷注入抑制層5的形成材料時，在第一電極4上的整個面上 設置光敏材料而覆蓋輔助電極2，然後從村底1側曝光。由此，能容 易且高精度地僅除去直接設置在第一電極4上的正型光敏材料。其結 果是可在輔助電極2上以高精度尺寸形成在平面圖中與輔助電極2 相同大小的電荷注入抑制層5。
0083
如上所述，有機EL層6至少具有電荷注入層12和發光層11。或 者，有機EL層6可包括至少包含電荷注入物質的發光層11。只要滿 足這些條件，對有機EL層6並無特別限定。即上述的各種方式均可 採用。構成有機EL層6的各層可按照元件結構和/或結構材料的種類 等，以適當的厚度(例如在O.lnm至lnm範圍內)形成。另外，如果構 成有機EL層6的各層的厚度過厚，則需要大的施加電壓來得到預定 的光發射，發光效率變差。另一方面，如果構成有機EL層6的各層 的厚度過薄，則會產生針孔等缺陷，結果，施加電場後無法得到足夠
的亮度。
0084
任何通常用作有機EL元件的發光層的形成材料可用於為發光層 11。例如，可使用色素髮光材料、金屬鉻合物系發光材料、聚合物發 光材料等。
0085
作為色素髮光材料，例如包括環戊二烯衍生物、四苯丁二烯衍 生物、三苯胺衍生物、噁二唑4汙生物、吡唑會啉衍生物、二苯乙烯基 苯衍生物、二苯乙烯芳撐衍生物、矽雜環戊二烯衍生物、噻吩環化合 物、吡咬環化合物、紫環酮衍生物、菲衍生物、低聚瘞"^f汙生物、三 富馬醯胺衍生物、噁二唑二聚物、吡唑啉二聚物等。另外，作為金屬 鉻合物發光材料，例如包括鋁羥基喹啉鉻合物、苯並會啉鈹鉻合物、 苯並唑鋅鉻合物、苯並噻唑鋅鉻合物、偶氮甲基鋅鉻合物、吟啉鋅鉻 合物、銪鉻合物等。此外，作為金屬鉻合物系發光材料，能夠列舉具 有A1、 Zn或Be等或Tb、 Eu或Dy等稀土類金屬作為中心金屬，具有 噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯並咪唑、會啉結構等作為配合基 的金屬鉻合物等。另外，作為聚合物發光材料，例如包括聚對苯撐 亞乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚對苯撐衍生物、聚矽烷衍生物、聚 乙炔衍生物、聚乙烯呼唑、聚芴酮衍生物、聚芴衍生物、聚喹喔啉衍 生物及其共聚物等。0086
以提高發光效率及使發光波長變化等為目的，也可以在發光層11 中加入如摻雜劑等添加劑。作為這裡使用的摻雜劑，例如包括菲衍 生物、香豆素4汙生物、紅熒烯布f生物、會吖咬酮衍生物、吡哇啉衍生 物、吟啉衍生物、苯乙烯色素、苯四烯衍生物、吡唑啉衍生物、十環 烯、吩噁漆酮、全喔啉衍生物、葉唑衍生物及芴衍生物等。
作為形成電荷注入層12的材料，包括以上作為發光層11的發光 材料而例示的化合物。其他可用於電荷注入層12的材料包括苯胺、 星形胺、酞青、聚烯烴、氧化釩、氧化鉬、氧化釕、氧化鋁等的氧化 物、無定形碳、聚苯胺、聚噻吩等衍生物等。
0087
另夕卜，在第二電極7的發光層11側也可設置第二電極用的電荷注 入層14(參照圖6)。例如，作為以第二電極7為陰極時的電荷(電子)注 入層14的形成材料，除了作為發光層11的發光材料而例示的化合物 之外，還有鹼金屬、鹼金屬的卣化物、含有鹼金屬的有機絡合物等， 例如鋁、氟化鋰、鍶、氧化鎂、氟化鎂、氟化鍶、氟化釣、氟化鋇、 氧化鋁、氧化鍶、鉤、聚曱基丙烯酸酯、聚苯乙烯磺酸鈉、鋰、銫、 氟化銫等鹼金屬類、鹼金屬類的卣化物、鹼金屬的有機鉻合物等。
0088
作為以第一電極4為陽極時的電荷(空穴)輸送層13(參照圖7)的形 成材料，包括酞青、萘酞菁、卟啉、噁二唑、三苯胺、三唑、咪唑、 咪唑啉酮、吡唑啉、四氫咪唑、腙、茛、並五苯、聚噻吩、丁二烯等 的衍生物等以及作為空穴輸送材料而通常使用的材料。另外，也可使 用作為電荷輸送層13的形成材津鬥而有市售的，例如聚(3, 4)乙撐二鞋 噻吩/聚苯乙烯磺酸酯(筒稱PEDOT/PSS,拜爾公司製造，商品名 BaytronPAI4083，作為水溶液市售)等。電荷輸送層13使用^^有這種 化合物的電荷輸送層形成用塗^t液形成。這些電荷輸送材料可以混入 發光層11內，或混入電荷注入層12內。
0089
另外，雖然未圖示，但在發光層11的第二電極7側也可以設置電 荷輸送層。例如，作為以第二電極7為陰極時的該電荷(電子)輸送層的 形成材料，可使用作為蒽喹啉並二曱烷、甲醇芴、四氰乙烯、芴酮、 二苯酚合併醌噁二唑、蒽酮、二氧呋喃、二苯酚合併醌、苯醌、丙二 腈、二硝基苯、硝基蒽醌、無水順式丁烯二酐、茈四羧酸等的衍生物 等以及作為電子輸送材料而通常使用的材料。該電荷(電子)輸送層使 用含有這種化合物的電荷輸送層形成用塗敷液形成。另外，這些電荷 輸送材料既可以混入上述發光層11內，也可以混入上述電子注入層 12內。
0090
在由上述的發光層ll、電荷注入層12、電荷輸送層13等構成的 有機EL層中，可根據需要而^^有低聚或樹枝狀材料等發光材料或電 荷輸送/注入材料。構成有機EL層的各層可用真空澱積法形成。或者， 可將形成各層的材料溶解或分散在甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷、四氯 呋喃、二噁烷等溶劑中，調整塗敷液，再使用塗敷裝置等塗敷或通過 印刷該塗敷液等而形成。
0091
如上所述，按照各種疊層方式，有機EL層6可通過發光層形成 材料、電荷注入層形成材料、電荷輸送層形成材料等而形成。這裡， 有機EL層6被間壁(未圖示)分隔，按每個預定區域形成。間壁(未圖示) 在具有有機發光電晶體元件的發光顯示裝置的平面上，形成按各發光 顏色被分隔的區域。作為間壁的材料，可使用傳統上用作間壁材料的 各種材料，例如感光性樹脂、活性能量射束可固化樹脂、熱可固化樹 脂、熱可塑性樹脂等。作為間壁的形成方法，可採用適於間壁材料的 方法。例如，間壁可通過厚膜印刷法及使用感光性抗蝕劑膜的圖案化 工藝而形成。
0092
在圖3C所示的實施方式中採用加厚的結構，使電荷注入抑制層5 與第二電極7接觸。在這種情況下，由絕緣膜3、輔助電極2及電荷 注入抑制層5構成的疊層結構體8作為間壁而起作用。在其它一些實 施方式中，如圖3A所示，將疊層結構體8形成得薄而使其不與第二 電極7接觸。於是，對間壁(未圖示)圍住(分割)的各區域設置各種顏 色的發光層，從而形成發光部。
0093
(有機發光電晶體元件的製造方法)
以下，說明本發明的有機發光電晶體元件製造方法的實施方式。 圖IIA至圖IIF是表示本發明的實施方式1的一實施方式的有機發光 電晶體元件製造方法的流程圖。
0094
本實施方式的有機發光電晶體元件的製造方法至少包括如下步 驟準備其上已形成第一電極4的村底1(參照圖11A);在第一電極4 上形成疊層結構體8，該疊層結構體8具有預定大小，由絕緣膜3、輔 助電極2及電荷注入抑制層5依次疊層而形成(參照圖IIB至圖11E); 在第一電極4上未設有疊層結構體8的區域設置有機EL層6(參照圖 11F);以及在有機EL層6上設置第二電極7(參照圖IIF)。
0095
在上述各步驟中的第一電極4上設置疊層結構體8的步驟中，(i) 可通過掩4莫澱積法分別直接形成絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑 制層5的圖案，(ii)如圖IIC至圖IIE所示，如果使用可通過光照射 去除的光敏材料(正型抗蝕劑)作為電荷注入抑制層5的形成材料，並用 不透過該光敏材料的曝光波長的材料形成絕緣膜3和在絕緣膜3上以 相同大小形成的輔助電極2這二者或二者之一，並用透過該光敏材料 的曝光波長的材料形成第一電極4，則在設置該光敏材料而覆蓋由絕 緣膜3和輔助電極2構成的疊層體之後，從襯底1側進行曝光，從而 可僅除去第一電極4上設置的光敏材料。由此，能夠僅在該疊層體上
容易且高精度地形成設有光敏材料的疊層結構體8。
0096
作為不透過光^t材料的曝光波長的材料，除了A1、 Au、 Cr、 Pt、 Ti等金屬之外，也可以在透明電才及的ITO及IZO的上表面或下表面疊 層Au、 AI等。另外，輔助電極2可包括由Au、 Cr、 Pt、 Ti、 ITO和 IZO中的任一種材料形成的至少一層。
0097
即如圖11C所示，首先，在第一電極4上設置正型抗蝕劑膜5'， 以覆蓋輔助電極2。然後，如圖IID所示，從襯底l側照射正型抗蝕 劑膜5'的曝光波長的光，使第一電極上設置的正型抗蝕劑膜5'曝光。 接著，如圖IIE所示，使曝光後的正型抗蝕劑膜5'顯影，僅除去直接 設置在第一電極4上的正型抗蝕劑膜5'。這樣，電荷注入抑制層5可 在輔助電極2上形成，該電荷注入抑制層5在平面圖中具有與輔助電 極2相同的大小。
0098
圖IIA至圖IIF對應於圖1所示的有機發光電晶體元件10的製造 方法，但是，對於圖3A至圖3C所示的有機發光電晶體元件，也能夠 同樣地製造。
0099
在製造圖3A所示的有機發光電晶體元件20A時，用掩才莫澱積法 或噴墨法等圖案化工藝形成電荷注入層12,使得其厚度T3與絕緣膜3 的厚度大致相等。然後，形成發光層11而均勻地覆蓋電荷注入層12 上表面及電荷注入抑制層5上表面。
0100
另外，在製造圖3B所示的有機發光電晶體元件20B時，釆用掩 ;漠澱積法或噴墨法等圖案化工藝，形成電荷注入層12,使得其厚度T3 例如與絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5的總厚度(疊層結構 體8的總厚度)大致相等。然後，形成發光層11而均勻地覆蓋電荷注 入層12上表面及電荷注入抑制層5上表面。 0101
另外，在製造圖3C所示的有機發光電晶體元件20C時，採用掩 模澱積法或噴墨法等圖案化工藝，形成電荷注入層12，使得電荷注入 層12的厚度T3與絕緣膜3及輔助電極2的疊層體的厚度大致相等。 然後，採用摘3莫澱積法或噴墨法等圖案化工藝，形成發光層ll,使得 電荷注入層12與發光層11的總厚度不超過但大致等於疊層結構體8 的總厚度。
0102
如上所述，在製造圖3A至圖3C所示的有機發光電晶體元件的方 法中，在用低分子材料形成構成有機EL層6的各層時，優選採用掩 模澱積法等進行圖案形成，在用高分子材料形成構成有機EL層6的 各層時，優選採用噴墨法等進行圖案形成。通過這些方法，可在相鄰 的疊層結構體8， 8之間形成有機EL層6，從而形成元件。另外，例 如，如圖3C所示，在疊層結構體8之間形成有機EL層6，可實現按 以矩陣圖案配置的元件。
0103
圖12A至圖12F是一例表示圖4所示的有機發光電晶體元件的制 造方法的流程圖。如圖12A至圖12F所示，在這種製造方法中設置絕 緣膜3的步驟之前，進行在第一電極4的上表面預先設置由與電荷注 入層12同一材料或不同材料構成的第二電荷注入層12'的步驟。其它 與圖IIA至圖IIF所示的製造方法相同。省略對共同的步驟說明。
0104
如對於圖IIA至圖IIF的說明中所闡述那樣，對於從襯底l側進 行曝光，僅除去笫一電極4上設置的正型抗蝕劑膜的步驟，第一電極 4上預先形成的電荷注入層12'最好用透過正型抗蝕劑的曝光波長的材
料形成。
0105
另外，本發明的實施方式2的有機發光電晶體元件(圖8、圖9A 及圖9B所示的有機發光電晶體元件70, 70A, 70B)的製造方法至少包
括如下步驟準備在其上已按預定圖案形成第一電極4的襯底1;在 襯底1的上表面側未形成第一電極4的區域設置疊層結構體8，使得 疊層結構體8在平面圖中具有預定大小並將第一電極4夾於其中，疊 層結構體8依次包括絕緣膜3、輔助電極2及電荷注入抑制層5;在第 一電極4的上表面側設置有機EL層6;以及在有機EL層6的上表面 側設置第二電極7。另外，上述製造方法的特徵在於第一電極4的 厚度和絕緣膜3的厚度調整為使得第 一電極4與輔助電極2不相接觸。 實施方式2的有機發光電晶體元件的製造方法與實施方式1的有機發 光電晶體元件的製造方法不同點在於在村底1上未形成第一電極4 的區域形成疊層結構體8，以使第一電極4在平面圖中夾於中間。但 是，其它步驟均相同。
0106
圖5至圖7的有機發光電晶體元件及圖10的有機發光電晶體元件 也可通過與上述工藝大致相同的步驟製造。
0107
根據以上的製造方法，在由絕緣膜3和輔助電極2構成的疊層體 上形成電荷注入抑制層5時，正型光敏材料設置成覆蓋該疊層體，然 後從襯底1側進行曝光，從而能夠容易且高精度地僅除去在疊層體之 間設置的正型光敏材料。
0108
(有機發光電晶體及發光顯示裝置)
以下，說明本發明的有機發光電晶體及發光顯示裝置的實施方式， 但本發明不受以下說明的限制。
0109
本實施方式的有機發光電晶體是在薄片狀襯底上以矩陣圖案配置 的有機發光電晶體元件。本實施方式的有機發光電晶體包括多個有 機發光電晶體元件；在各有機發光電晶體元件的第一電極4與笫二電 極7之間施加恆定電壓(漏極電壓Vo)的第一電壓供給單元；以及在各
有機發光電晶體元件的第一電極4與輔助電極2之間施加可變電壓(柵
極電壓VG)的第二電壓供給單元。
0110
圖13及圖14是表示本實施方式的有機發光電晶體中包含的有 機發光電晶體元件的電極配置例的平面圖。圖13是以梳狀形成由絕 緣膜3、輔助電極2和電荷注入抑制層5構成的疊層結構體8時的配 置圖，圖14是以格柵狀形成該疊層結構體時的配置圖。圖13所示 的電極配置包括由在平面圖中沿垂直方向延伸的第一電極4;與第 一電極4正交的、從一側橫向延伸的梳狀疊層結構體8(包含輔助電 極2);與第一電極4正交並與疊層結構體8重疊，從另一側4黃向延 伸的第二電極7。在圖14所示的電極配置中設有形成為格柵狀的X 方向的疊層結構體8x和Y方向的疊層結構體8y，取代圖13的梳狀 疊層結構體8。這裡，圖13及圖14的配置僅為示例。
0111
在本實施方式的發光顯示裝置中，以矩陣圖案配置有多個發光部。 多個發光部各包括具有本發明特徵的有機發光電晶體元件。
0112
圖15是表示一例內置本發明的一實施方式的有機發光電晶體元 件的發光顯示裝置的略圖。圖16是表示一例作為發光顯示裝置內的各 像素(單位元件)而設置的、具有本發明的一實施方式的有機發光晶體 管元件的有機發光電晶體的電路略圖。這裡說明的發光顯示裝置是一 例各像素(單位元件)180具有1個開關電晶體的情況。
0113
圖15及圖16所示的各像素180均與縱橫地配置的第一開關線187 和第二開關線188連"l矣。如圖15所示，第一開關線187和第二開關線 188均與電壓控制電路164連接。電壓控制電路164與圖像信號供給 源163連4矣。此外，在圖15及圖16中，附圖標記186是地線，附圖 標記189是恆壓施加線。
0114
如圖16所示，第一開關電晶體183的源極193a與笫二開關線188 連接，第一開關電晶體183的柵極194a與第一開關線187連接，第一 開關電晶體183的漏極195a與有機發光電晶體140的輔助電極2及電 壓維持用電容器185的一端連接。電壓維持用電容器185的另一端與 地線186連接。有機發光電晶體140的第二電極7也與地線186連接。 有機發光電晶體140的第一電極4與恆壓施加線189連接。
0115
以下，說明圖16所示的電路動作。 一旦在笫一開關線187上施加 電壓，電壓就施加到第一開關電晶體183的柵極194a。由此，在源極 193a與漏極195a之間形成導通。在此狀態下， 一旦在第二開關線188 上施加電壓，電壓就施加在漏極195a上，電荷就被儲存在電壓維持用 電容器185中。由此，即使施加在第一開關線187或第二開關線188 上的電壓關斷，在有機發光電晶體140的輔助電極2上也將繼續施加 電壓，直至電壓維持用電容器185中儲存的電荷消失為止。另一方面， 通過在有機發光電晶體140的第一電極4上施加電壓，使笫一電極4 與第二電極7之間導通，電流從恆壓供給線189通過有機發光電晶體 140流入地線186，從而有機發光電晶體140發光。
0116
圖17是表示另一例作為發光顯示裝置內的各像素(單位元件)而設 置的、具有本發明的一實施方式的有機發光電晶體元件的有機發光晶 體管的電路略圖。這裡說明的發光顯示裝置是各像素(單位元件)181具 有2個開關電晶體的情況。
0117
與圖16的情況同樣，圖17所示的各像素181均與縱4黃地配置的 第一開關線187和第二開關線188連接。如圖15所示，第一開關線 187和笫二開關線188均與電壓控制電路164連接。電壓控制電路164 與圖像信號供給源163連接。此外，在圖17中，附圖標記186是地線， 附圖標記209是電流供給線，附圖標記189是恆壓施加線。
0118
如圖17所示，第一開關電晶體183的源極193a與笫二開關線188 連接，笫一開關電晶體183的柵才及194a與第一開關線187連接，第一 開關電晶體183的漏極195a與第二開關電晶體184的柵極194b及電 壓維持用電容器185的一端連接。電壓維持用電容器185的另一端與 地線186連《1妄。第二開關電晶體184的源極193b與電流源209連接， 第二開關電晶體184的漏極195b與有機發光電晶體140的輔助電極2 連接。有機發光電晶體140的第二電極7與地線186連接。有機發光 電晶體140的第一電極4與恆壓施加線189連接。
0119
接著，說明圖17所示電路的動作。在第一開關線187上施加電壓 時，電壓就加在第一開關電晶體183的柵極194a上。由此，在源極 193a與漏極195a之間形成導通。在此狀態下，在第二開關線188上施 加電壓時，電壓就施加在漏極195a上，電荷就儲存在電壓維持用電容 器185中。由此，即使笫一開關線187或第二開關線188上施加的電 壓關斷，第二開關電晶體184的柵極194b上也被繼續施加電壓，直至 電壓維持用電容器185儲存的電荷消失為止。由於第二電晶體184的 姍極194b上加有電壓，源極193b與漏極195b之間電連接。於是，電 流就從恆壓供給線189通過有機發光電晶體140流入地線186，從而 有機發光電晶體140變亮(發光)。
0120
圖15所示的圖像信號供給源163中包括或被連接到圖像信息重現 裝置或將輸入的電磁信息轉換成電信號的裝置。該圖像信息重現裝置 包括或被連接到已記錄圖像信息的圖像信息介質。圖像信號供給源163 配置成將電信號再轉換成可由電壓控制裝置164接收的電信號，該電 信號來自圖像信息重現裝置或來自將被輸入的電磁信息轉換成的電信 號的裝置。電壓控制裝置164還將來自圖像信號供給源163的電信號 轉換，計算哪個像素180, 181應發光多少時間，並確定施加在第一開
關線187和第二開關線188上的電壓、施加電壓的時間和定時。由此， 發光顯示裝置就能按圖像信息來顯示所要的圖像。
0121
若鄰近的各微小像素各自發出RGB三種顏色，即以紅色為基色的 顏色、以綠色為基色的顏色和以藍色為基色的顏色，則彩色顯示的圖 像顯示裝置就得以實現。
0122
<實施例》
以下說明實施例。
0123
(實施例1)
在具有厚度為100nm的ITO膜作為第一電極4(陽極)的玻璃襯底l 上，通過濺射SiO2而形成100nm厚度的層狀絕緣層。接著，在該層狀 絕緣層上通過濺射Al而形成30nm厚度的層狀輔助電極。然後，按厚 度2nm塗敷刻蝕用抗蝕劑膜(東京應化工業林式公司製造，商品名 OFPR800),進行曝光及顯影，形成梳狀的抗蝕劑膜圖案，用它作為掩 模，以磷酸硝酸=4 : 1的混合溶液蝕刻Al,按100nm的寬度dl形 成梳狀輔助電極2。然後，以梳狀抗蝕劑膜作為掩才莫對層狀絕緣膜3 進行幹刻蝕，形成在平面圖中與輔助電極2相同大小的、厚度100nm 的梳狀絕緣膜3。然後，用剝離液(東京應化工業林式公司製造，商品 名；剝離液104)剝離刻蝕用抗蝕劑膜。其後，為了覆蓋第一電極4及 輔助電極2，採用旋塗法，按100nm厚度形成基於PVP的抗蝕劑膜(東 京應化工業林式^^司製造，商品名TMR-PIO)。然後，對它曝光及顯 影，形成在平面圖中與輔助電極2相同大小的電荷注入抑制層5。
0124
接著，在第一電極4上未形成由絕緣膜3、輔助電極2及電荷注 入抑制層5構成的疊層結構體8的區域用旋塗法塗敷電荷注入材料， 即聚藥(AMERICAN DYE SOURCE公司製造，商品名聚[(9,9-二辛
基芴-2,7-二基)-co-(N,N'-二辛基)-N，N'-二(對丁基苯)1，4-二絲-苯)])]， (Poly [(9 ， 9-dioctylfluorenyl-2 , 7-diyl)畫co-(N ， N'陽diphenyl) -N ， N'-di(p-butylphenyl) 1,4-diamino-benzene)])按疊層結構體8(由絕緣膜3 、 輔助電極2及電荷注入抑制層5構成的疊層體)的厚度以上的厚度 250nm，形成電荷注入層12。
0125
然後，釆用真空澱積法再成膜a-NPD(厚度40nm)作為電荷(空穴) 輸送層13，以覆蓋電荷注入層12。然後，採用真空澱積法依次層疊作 為發光層11的Alq3(厚度60nm)/作為電子注入層14的Lif(厚度lnm)/ 作為第二電極7的Al(厚度100nm)。由此，製成圖18所示的實施例1 的有機發光電晶體元件。
0126
(實施例2)
採用噴墨法塗敷電荷注入材料，即聚藥(AMERICAN DYE SOURCE製造，商品名聚[(9,9-二辛基藥-2,7-二基)-co-(N,N'-二辛 基)國N,N'-二(對丁基苯)1,4-二樣-苯)〗)〗(Poly [(9， 9-dioctylfluorenyl-2， 7-diyl) -co-(N , N'-diphenyl) -N , N'-di(p-butylphenyl) 1 , 4-diamino-benzene)])),按疊層結構體8(由絕緣膜3、輔助電極2及電 荷注入抑制層5構成的疊層體)的厚度以下的厚度200nm，形成電荷注 入層12。其餘按照與實施例1同樣的方式，製成圖19所示的實施例2
的有機發光電晶體元件。
0127
(實施例3)
在第一電極4上形成層狀絕緣層之前，採用旋塗法在第一電極4 上按厚度80nm形成聚(3、 4)乙烯二羥噻吩/聚苯乙烯磺酸酯(簡稱 PEDOT/PSS，拜爾公司製造，商品名BaytronPCH8000),作為電荷(空 穴)注入層12'。其餘按照與實施例1同樣的方式，製成圖20所示的實 施例3的有機發光電晶體元件。
權利要求
1.一種有機發光電晶體元件，包括:襯底；在所述襯底的上表面側設置的第一電極層；在所述第一電極層的上表面側局部地設置的疊層結構體，所述疊層結構體在平面圖中覆蓋預定大小的區域，且所述疊層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層；在所述第一電極層的上表面側至少在未設有所述疊層結構體的區域設置的有機EL層；以及在所述有機EL層的上表面側設置的第二電極層。
2. —種有機發光電晶體元件，包括 襯底；在所述襯底的上表面側按預定圖案設置的第一電極層； 在所述襯底的上表面側未^殳有第一電極層的區域設置的疊層結構 體，所述疊層結構體在平面圖中將所述第一電極層夾於中間，且所述 疊層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層； 至少在所述第一電極層的上表面側設置的有機EL層；以及 在所述有機EL層的上表面側設置的第二電極層， 其中所述第一電極層的厚度和所述絕緣層的厚度被調整為使所述第一 電極層不與所述輔助電極層相4秦觸。
3. 如權利要求1或2所述的有機發光電晶體元件，其中 所述有機EL層至少包含電荷注入層和發光層。
4. 如權利要求1或2所述的有機發光電晶體元件，其中 所述有機EL層至少具有包含電荷注入材料的發光層。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的有機發光電晶體元件，其中 在所述第一電極層與設在所述第一電極層上的所述有機EL層和/ 或所述疊層結構體之間還設有第二電荷注入層。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的有機發光電晶體元件，其中 在所述有機EL層與所述第二電極層之間設有所述第二電極層用的第三電荷注入層。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的有機發光電晶體元件，其中 所述電荷注入抑制層由絕緣材料構成。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的有機發光電晶體元件，其中 所述第一電極層作為陽極使用，而所述第二電極層作為陰極使用。
9. 如權利要求1至7中任一項所述的有機發光電晶體元件，其中 所述第一電極層作為陰極使用，而所述第二電極層作為陽極使用。
10. —種有機發光電晶體，包括如權利要求1至9中任一項所述的有機發光電晶體元件； 在所述有機發光電晶體元件的所述第一電極層與所述第二電極層之間施加恆定電壓的第一電壓供給單元；以及在所述有機發光電晶體元件的所述第一電極層與所述輔助電極層之間施加可變電壓的第二電壓供給單元。
11. 一種包含以矩陣圖案配置的多個發光部的發光顯示裝置，其中所述多個發光部各具有如權利要求1至9中任一項所述的有機發 光電晶體元件。
12. —種有機發光電晶體元件的製造方法，該方法用於製造如權 利要求1所述的有機發光電晶體元件，其中包括如下步驟準備其上已形成第 一 電極層的襯底；在所述第一電極層的上表面側局部地設置疊層結構體，以使該疊 層結構體在平面圖中具有預定大小，所述疊層結構體依次包含絕緣層、 輔助電極層和電荷注入抑制層；在第 一 電極層的上表面側未設有所述疊層結構體的區域設置有機 EL層；以及 在所述有機EL層的上表面側設置第二電極層。
13. —種有機發光電晶體元件的製造方法，該方法用於製造如權 利要求2所述的有機發光電晶體元件，其中包括如下步驟準備其上已按預定圖案形成第一電極層的襯底；在所述襯底的上表面側未形成所述第一電極層的區域設置疊層結 構體，以使該疊層結構體在平面圖中將第一電極層夾於中間，所述疊 層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層；在所述第一電極層的上表面側設置有機EL層；以及在所述有機EL層的上表面側設置第二電極層，其中所述第一電極層的厚度和所述絕緣層的厚度^f皮調整為使所述第一 電極層不與所述輔助電極層相接觸。
14. 如權利要求12或13所述的有機發光電晶體元件的製造方法， 其中在設置所述疊層結構體的步驟中， 層的材料，使用不透過所述光敏材料的曝光波長的材料作為形成所述絕緣層 和所述輔助電極層這二者或二者之一的材料，並且在所述光敏材料設置在所迷第一電極層的上表面側而覆蓋所述輔 助電極層後，所述光敏材料被從所述村底側曝光，從而僅除去直接設 於所述第 一電極上的所述光敏材料，以形成所述電荷注入抑制層。
15. 如權利要求12至14中任一項所述的有機發光電晶體元件的 製造方法，其中在設置所述有機EL層的步驟中，所述有機EL層用掩模澱積法或 噴墨法等圖案化工藝形成。
16. 如權利要求12至15中任一項所述的有機發光電晶體元件的 製造方法，其中 在所述第一電極層或所述^H"底上設置所述疊層結構體的所述絕緣 層之前，預先在所述第一電極層上設置由與所迷電荷注入層相同的材 料或不同的材料構成的第二電荷注入層。
17. —種有機電晶體元件，包括 襯底；在所述襯底的上表面側設置的第 一 電極層； 在所述第一電極層的上表面側局部地設置的疊層結構體，該疊層 結構體在平面圖中覆蓋預定大小的區域，且所述疊層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層；在第一電極層的上表面側至少在未設有所述疊層結構體的區域設 置的有機半導體層；以及在所述有機半導體層的上表面側設置的第二電極層。
18. —種有機電晶體元件，包括 村底；在所述襯底的上表面側按預定圖案設置的第 一 電極層； 在所述村底的上表面側未i殳有所述笫一電極層的區域設置的疊層 結構體，該疊層結構體在平面圖中將所述第一電極層夾於中間，且所述疊層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層； 至少在所述第 一電極層的上表面側設置的有機半導體層；以及 在所述有機半導體層的上表面側設置的第二電極層， 其中所述第 一 電極層的厚度和所述絕緣層的厚度被調整為使所述第一 電^ L層不與所述輔助電極層相4秦觸。
全文摘要
本發明是一種有機發光電晶體元件，其中包括襯底；在上述襯底的上表面側設置的第一電極層；在第一電極層的上表面側局部地設置的疊層結構體，該疊層結構體在平面圖中覆蓋預定大小的區域，且上述疊層結構體依次包含絕緣層、輔助電極層和電荷注入抑制層；至少在未設有上述疊層結構體的第一電極層的上表面側設置的有機EL層；以及在上述有機EL層的上表面側設置的第二電極層。
文檔編號H05B33/22GK101375428SQ200780003749
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月26日 優先權日2006年1月27日
發明者中村健二, 半田晉一, 吉澤淳志, 小幡勝也, 秦拓也, 遠藤浩幸 申請人:大日本印刷株式會社;日本電氣株式會社