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有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 外国出願あり

国内特許コード P140010278
整理番号 272
掲載日 2014年2月19日
出願番号 特願2004-013529
公開番号 特開2005-209455
登録番号 特許第4530334号
出願日 平成16年1月21日(2004.1.21)
公開日 平成17年8月4日(2005.8.4)
登録日 平成22年6月18日(2010.6.18)
発明者
  • 安達 千波矢
  • 菅沼 直俊
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 日本電信電話株式会社
発明の名称 有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置 外国出願あり
発明の概要 【課題】有機半導体層内における正孔および電子の再結合または光電変換を効率的に生じさせることができる有機半導体装置を提供する。また、特性の変更が可能であり、融通性の高い有機半導体装置を提供する。
【解決手段】有機半導体層1の一方側に正孔注入電極8および電子注入電極9が間隔をあけて配置されている。有機半導体層1の反対側に、ゲート絶縁膜7を挟んで、正孔注入電極8および電子注入電極9にそれぞれ対向するように、正孔側ゲート電極5および電子側ゲート電極6が配置されている。ゲート制御回路12によって正孔側ゲート電極5および電子側ゲート電極6に個別に制御電圧Vgp,Vgnを印加することにより、注入されるキャリヤのバランスを適切に定めることができ、高効率の発光動作が可能になる。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要



有機半導体装置の典型例である有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機半導体層中における電子および正孔の再結合に伴う発光現象を利用した発光素子である。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機半導体発光層と、この有機半導体発光層に電子を注入する電子注入電極と、上記有機半導体発光層に正孔を注入する正孔注入電極とを備えている(特許文献1参照)。





発光効率を高めるためには、有機半導体層に注入されるキャリヤ(正孔および電子)のバランスを適切に定める必要がある。そのため、有機半導体層、正孔注入電極および電子注入電極の各材料の組み合わせを適切に選択し、かつ、正孔注入電極および電子注入電極の配置を適切に定めなければならないが、実際には、適切な材料等の選択は困難である。

また、有機半導体層を、外部からの光の照射によって正孔および電子の対を生成する光電変換機能を有する感光層として用いて、光センサを構成することが考えられる。この場合にも、所望の感度を得るためには、有機半導体層および一対の電極の各材料の組み合わせを適切に選択する必要があり、かつ、それらの配置を適切に定めなければならないと考えられるが、所望の特性を得るための設計が困難である。





さらに、発光動作を行う装置の場合も、光検出を行う装置の場合も、発光特性や受光特性を変動させることができず、用途ごとに装置の設計を行わなければならない。

【特許文献1】

開平5-315078号公報

産業上の利用分野



この発明は、有機半導体層と、この有機半導体層との間で正孔および電子をそれぞれ授受する一対の電極とを備えた有機半導体装置、ならびにそれを用いた表示装置および撮像装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電子および正孔が移動可能なバイポーラ性の有機半導体層と、
この有機半導体層との間で正孔を授受する正孔授受電極と、
この正孔授受電極との間に所定の間隔を開けて設けられ、上記有機半導体層との間で電子を授受する電子授受電極と、
絶縁層を挟んで上記有機半導体層の上記正孔授受電極寄りの領域に対向し、上記有機半導体層内における正孔の分布を制御する正孔側ゲート電極と、
絶縁層を挟んで上記有機半導体層の上記電子授受電極寄りの領域に対向し、上記有機半導体層内における電子の分布を制御する電子側ゲート電極とを含むことを特徴とする有機半導体装置。

【請求項2】
上記有機半導体層は、バイポーラ性有機半導体材料からなっていることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。

【請求項3】
上記有機半導体層は、N型有機半導体層とP型有機半導体層とを積層した積層構造膜であることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。

【請求項4】
上記有機半導体層は、上記正孔授受電極と上記電子授受電極との間の位置に接合部を有するN型有機半導体層およびP型有機半導体層を含む接合膜構造を有していることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。

【請求項5】
上記有機半導体層は、N型有機半導体材料およびP型有機半導体材料の混合物からなっていることを特徴とする請求項1記載の有機半導体装置。

【請求項6】
上記正孔授受電極は、上記有機半導体層に正孔を注入する正孔注入電極であり、
上記電子授受電極は、上記有機半導体層に電子を注入する電子注入電極であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機半導体装置。

【請求項7】
上記有機半導体層は、層内における正孔および電子の再結合による発光を生じる有機半導体発光層であることを特徴とする請求項6記載の有機半導体装置。

【請求項8】
上記正孔側ゲート電極および電子側ゲート電極に対して独立に制御電圧を与える制御回路をさらに含むことを特徴とする請求項6または7記載の有機半導体装置。

【請求項9】
請求項6ないし8のいずれかに記載の有機半導体装置を基板に上に複数個配列して構成される表示装置。

【請求項10】
上記有機半導体層は、外部からの光照射を受けて電子および正孔の対を生じさせる有機半導体感光層であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機半導体装置。

【請求項11】
請求項10記載の有機半導体装置を基板上に複数個配列して構成される撮像装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004013529thum.jpg
出願権利状態 登録
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