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発光トランジスタ

国内特許コード P140010341
掲載日 2014年2月25日
出願番号 特願2011-553869
登録番号 特許第5678338号
出願日 平成23年2月9日(2011.2.9)
登録日 平成27年1月16日(2015.1.16)
国際出願番号 JP2011052760
国際公開番号 WO2011099525
国際出願日 平成23年2月9日(2011.2.9)
国際公開日 平成23年8月18日(2011.8.18)
優先権データ
  • 特願2010-028600 (2010.2.12) JP
発明者
  • 山雄 健史
  • 堀田 収
  • 櫻井 陽一
  • 牧野 吉剛
  • 寺▲崎▼ 皓平
  • 岡田 哲周
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 発光トランジスタ
発明の概要 本発明は、発光強度、狭線化の程度、その再現性、及び素子の安定性に優れる有機発光トランジスタであって、更に、発光強度、狭線化の程度を、再現性よく、容易に制御することができる有機発光トランジスタを提供する。
発光層、発光層に電気的に接続されたドレイン電極及びソース電極、発光層に絶縁体層を介して接続されたゲート電極を含む発光トランジスタであって、発光層は、有機半導体材料でできており、周期的構造を有し、ゲート電極に交流が印加される発光トランジスタは、発光強度、狭線化の程度、その再現性、素子の安定性に優れ、更に、容易に、発光強度、狭線化の程度を、再現性よく、制御することができる。
従来技術、競合技術の概要


有機半導体材料を用いる3端子の発光素子として、有機発光電界効果トランジスタ(Organic Light-Emitting Field-Effect Transistor:OLEFET)が知られている。



非特許文献1は、OLEFETと幅2~3μm、高さ30nmの凸部のある回折格子を組み合わせた素子を例示する。基板としてガラス基板を用い、その上に五酸化二タンタル(Ta2O5)を用いて回折格子の溝と垂直方向に凸部が並ぶ回折格子が構築されている。その回折格子上の凸部を含む10μmを、電極間隔として空けるようにソース電極及びドレイン電極として金が積層されている。金電極と回折格子上に有機半導体層として電子と正孔を共に流す両極性のポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-オルト-ベンゾチアジアゾール)poly(9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole)を、スピンコートを用いてアモルファス膜として製膜し、その有機半導体薄膜上に、ゲート絶縁膜としてポリメタクリル酸メチル樹脂が使用され、ゲート絶縁膜上のゲート電極として、金又は銀が使用されている。



非特許文献1は、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極に、電界を印加すると、回折格子の無い素子にくらべ、回折格子の有る素子ではスペクトルがより細くなることを開示する。しかしこの変化が、狭線化といえるか否かは不明であり、仮に狭線化といえたとしても、その程度は不十分である。更に、その再現性も不明である。
また、非特許文献1では回折格子を有する素子において、電気的に励起してもレーザー発振の徴候を示さないことを開示する。この理由として、非特許文献1で例示された素子では、生成される励起子の濃度がレーザーの発振閾値に対して要求される励起子の濃度と比較して、4桁程度低いことも開示する。



特許文献1は、有機半導体材料の平板状結晶と回折格子を有する有機光学デバイスは、水銀ランプ等の低エネルギーの光を照射すると、発光し、その発光した光が増幅し、狭線化することを開示する。しかし、特許文献1の有機光学デバイスによる光の狭線化は光励起によるものであり、電流注入における光の狭線化については何ら開示していない。



特許文献2は、有機半導体材料からなる発光層、発光層に電気的に接続されたソース電極とドレイン電極の2つの電極、発光層に絶縁体を介して接続されたゲート電極を備えた有機電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極に直流電界を印加し、ゲート電極に交流電界を印加することで、有機電界効果トランジスタの駆動回路の電源構成を容易にしながら、発光層からの発光強度を高めることができることを開示する。
しかし、特許文献2の有機電界効果トランジスタによる発光及びその発光した光の狭線化の再現性(又は信頼性)は何ら開示されていない。



【特許文献1】
JP2010-15874A
【特許文献2】
WO2009/099205A1
【非特許文献1】
M.C. Gwinner, S. Khodabakhsh, M.H. Song, H. Schweizer, H. Giessen and H. Sirringhaus, Adv. Funct. Mater., 19 (2009) 1360-1370.

産業上の利用分野



本発明は、発光トランジスタ、その製造方法、及び増幅又は狭線化した光を発する方法に関する。本発明は、より具体的には、有機半導体材料でできている発光層を有し、周期的構造が形成されており、ゲート電極に交流が印加される発光トランジスタ、その製造方法、及び増幅又は狭線化した光を発する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機半導体材料でできている発光層、
発光層に電気的に接続されたドレイン電極及びソース電極、
発光層に絶縁体層を介して接続されたゲート電極、及び
発光層又は発光層に接する絶縁体層に接する周期的構造を有し、
ゲート電極に交流が印加される発光トランジスタであって、
ソース電極とドレイン電極の共にチャンネルと接する端部が形成する一対の二本の線分で挟まれた領域又はこの二本の線分を延長して形成される二本の直線で挟まれた領域と、少なくとも一部重複する発光層又は絶縁体層に、周期的構造は形成され、
ソース電極とドレイン電極間の発光層から発生した光は、発光層の主平面と平行な方向に設けられた周期的構造の継続する方向に通過する際に、増幅又は狭線化して、発光層の主表面と平行な方向に出射する、発光トランジスタ。

【請求項2】
発光層は、有機半導体材料の平板状結晶を含む請求項1に記載の発光トランジスタ。

【請求項3】
周期的構造は、一次元もしくは二次元回折格子、フォトニック結晶、多層膜から成る群から選択される少なくとも一種である請求項1又は2に記載の発光トランジスタ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011553869thum.jpg
出願権利状態 登録
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