具有改善性能的发光晶体管的利记博彩app
【专利说明】具有改善性能的发光晶体管
【背景技术】
[0001] 基于有机发光二极管（OLED)的显示技术的商业化证明了基于有机半导体的器件 的光产生潜能。尽管如此，器件的复杂性、前板元件和背板元件之间的有效集成W及激子泽 火过程和光子损失过程仍然限制OL邸的效率和亮度。
[0002] 有机发光晶体管（OLET)是近期开发的结合薄膜晶体管的开关机构和电致发光器 件的光电器件。虽然电荷传输垂直于OL邸中的有机层发生，但是大多数电流水平地流过 OLET中的半导体层。因此，OLET中的光W条带沿着发射层发射，而不是如常规的OL邸那样 均匀地通过电极区域。OLET的平面传输几何结构制止了OL邸结构中固有的有害的光子损 失和激子巧灭机制。因此，相同的有机电致发光的发光材料已显示出达到比等同的OL邸中 的外量子效率巧犯）高得多的外量子效率。
[0003] 具体地，已报道S层异质结构的OLET具有约5%的最大的E犯。所报道的S层异 质结构的OLET自下而上包括透明衬底、栅电极、栅介质、由=层有机层叠加组成的有源层， W及在有源层的顶部的源电极和漏极电极。=层的有源层包括夹在电子传输（n型）半导 体和空穴传输（P型）半导体之间的发光主客矩阵（li曲t-emittinghost-guestmatrix)。 然而，因为仅有一小部分电流被转变成激子，所W该器件结构的一个缺点是其有限的亮度。
[0004] 因此，在本领域中对开发可提供改善的亮度的新的OLET器件结构存在需求。
【发明内容】
[0005] 根据上文，本发明提供了具有新的结构的发光晶体管，该发光晶体管能带来增强 的器件亮度，具体地，经由在电荷注入电极（针对特定电荷的载流子）和电荷传输层（针对 相反电荷的载流子）之间结合一个或多个电绝缘元件来产生增强的器件亮度，W有利于电 荷定位且进而有利于载流子复合，W及激子形成。
[0006] 本发明还设及制造本文所描述的OLET的方法。例如，一个或多个电绝缘元件可通 过选自由W下组成的组的工艺被结合到本文的OLET的通道层内；热蒸发、瓣射、原子层沉 积、化学气相沉积、溶液处理、旋转涂覆、喷雾涂覆、狭缝模具式涂覆（slotdiecoating)和 印刷。
[0007] 上述方面W及本发明的其他特征和优势将从W下附图、描述、实施例和权利要求 中得到更全面的理解。
【附图说明】
[000引应理解，W下描述的附图仅仅是为了阐释的目的。附图不必按比例，通常重点在于 阐释本发明的原理。附图不旨在W任何方式限制本发明的范围。
[0009] 图1显示了（a)底栅顶接触式发光晶体管10a、化）底栅底接触式发光晶体管10b、 (C)顶栅底接触式发光晶体管10c和（d)顶栅顶接触式发光二极管lOd的横截面视图，其中 通道层8包括S层的异质结构，该S层的异质结构包括第一电荷传输子层8a、第二电荷传 输子层8c和夹在其之间的发射子层8b。
[0010] 图2显示了w下发光晶体管的横截面视图；(a)底栅顶接触式发光晶体管20a，其 包括电绝缘元件22和24,其中电绝缘元件22和24W及空穴和电子电极12和14与不同的 电荷传输子层接触；化）底栅顶接触式发光晶体管20b，其包括电绝缘元件22和24,其中电 绝缘元件22和24W及空穴和电子电极12和14与电荷传输子层的相对表面接触；（C)顶 栅底接触式发光晶体管20c，其包括电绝缘元件22和24,其中电绝缘元件22和24W及空 穴和电子电极12和14与电荷传输子层的相对表面接触；W及（d)顶栅底接触式发光晶体 管20d，其包括电绝缘元件22和24,其中电绝缘元件22和24W及空穴和电子电极12和14 与不同的电荷传输子层接触。
[0011] 图3显示了根据本发明的（a)底栅发光晶体管30a和化）顶栅发光晶体管30b的 横截面视图，其中源触点（sourcecontact)和漏极触点（化aincontact)(空穴和电子电 极12,14)相互垂直抵消。
[001引图4阐释了根据本发明的0LET的不同的实施方式，其中空穴电极12位于空穴传 输子层8a内，并且电子电极14位于（a和b)发射子层8b内，位于（C)电子传输子层8c内， 或者位于（d)通道层的顶上，与电子传输子层8c接触。
[001引图5阐释了根据本发明的0LET的不同的实施方式，其中空穴电极12位于发射子 层8b内，与空穴传输子层8a接触，并且电子电极14位于（a)空穴传输子层8a内，位于化） 发射子层14内，但不与空穴传输子层8a接触，位于（C)电子传输子层8c内，或者位于（d) 通道层8的顶上。
[0014]图6阐释了根据本发明的0LET的不同的实施方式，其中空穴电极12位于空穴传 输子层8a内，并且电子电极14位于（a)电子传输子层8c内，位于化和C)发射子层8b内， 或者位于（d)通道层8的顶上。在该些实施方式中，空穴传输子层8a是顶部子层，并且电 子传输子层8c与栅绝缘（介电）层6接触。
[001引图7阐释了根据本发明的0LET的不同的实施方式，其中空穴电极12位于通道层 8的顶上，与空穴传输子层8a化oletransportlayer8a)接触，并且电子电极位于（a)电 子传输子层8c内，位于化和C)发射子层8b内，或者位于（d)空穴传输子层8a内。在该 些实施方式中，空穴传输子层8a是顶部子层，并且电子传输子层8c与介电层6接触。
[0016] 图8比较了（a)常规的具有平面空穴电极和电子电极的^层0LET与化）根据本 发明的具有非平面空穴电极和电子电极的=层0LET的电荷传输机制/光产生机制。
[0017] 图9阐释了非平面源-漏极电场可W如何带来增加的激子形成。
[001引图10阐释了根据本发明的具有电绝缘元件的S层0LET可W如何因在空穴电极和 电子电极之间的通道区域内（具体地，在两个电绝缘元件之间的孔内）的电荷定位而产生 减小的泄漏电流和增强的激子形成。
[0019] 图11阐释了根据本发明的不具有电绝缘元件的0LET的通道层内的电荷载流子和 激子的假设分布。
[0020] 图12阐释了根据本发明的具有电绝缘元件的0LET的通道层内的电荷载流子和激 子的假设分布。与图11中阐释的器件相比，预期更高的激子密度（星形）在本文的0LET 的电绝缘元件22和24之间的孔内。
[0021] 图13阐释了根据本发明的具有电绝缘元件的0LET可W如何通过改变电绝缘元件 的长度（且进而改变电绝缘元件之间的孔的位置）来对产生光的位置进行更精确的空间控 制。
[0022] 图14提供了根据本发明的具有一对非平面空穴电极12和电子电极14W及一对 对应的非平面电绝缘元件22和24的底栅OLET的示意图。
[002引图15阐释了根据本发明的（a)底栅OLET和化）顶栅OLET，其中一对非平面电绝 缘元件22和24置于发射子层8b内。
[0024] 图16阐释了根据本发明的两种不同的底栅OLET，其中电绝缘元件22和电绝缘元 件24与发射子层8b的不同侧面接触。具体地，电绝缘元件22被沉积在空穴传输子层8a 上，并且电绝缘元件24被沉积在发射子层8b上，与电子传输子层8c接触。如图16a中所 示的，电绝缘元件中的至少一个可W与空穴电极和电子电极中的一个相接触地放置。
[0025] 图17阐释了根据本发明的两种不同的顶栅OLET，其中电绝缘元件22和电绝缘元 件24与发射子层8b的不同侧面接触。具体地，电绝缘元件22被沉积在空穴传输子层8a 上，并且电绝缘元件24被沉积在发射子层8b上，与电子传输子层8c接触。如图17a中所 示的，电绝缘元件中的至少一个可W与空穴电极和电子电极中的一个相接触地放置。
[0026] 图18阐释了根据本发明的OLET的不同的实施方式，其中电绝缘元件22和24与 发射子层8b-起形成单一的平面子层。图18a显示了具有非平面的空穴电极和电子电极 的底栅OLET。图18b显示了具有平面的空穴电极和电子电极的底栅OLET。图18c显示了 具有平面的空穴电极和电子电极的顶栅OLET。图18d显示了具有非平面的空穴电极和电子 电极的顶栅OLET。
[0027] 发巧详巧
[002引在整篇申请中，当组合物被描述为具有、包括或包含特定组分时，或者当方法被描 述为具有、包括或包含特定工艺步骤时，考虑的是本发明的组合物还基本上由或者由所列 举的组分组成，并且本发明的方法还基本上由或者由所列举的工艺步骤组成。
[0029] 在本申请中，当要素或组分被表示为包括在和/或选自所列举的要素或组分的列 表中时，应理解，所述要素或组分可W是所列举的要素或组分中的任何一个，或者可选自由 所列举的要素或组分中的两个或更多个组成的组。而且，应理解，无论本文中是明确的还是 隐含的，本文描述的组合物、装置或方法的要素和/或特征可W按多种方式组合而不偏离 本发明的主旨和范围。
[0030] 除非另外具体说明，否则术语"包括"、"包含"、"包括"或"具有"的使用通常应被 理解为开放式的并且非限制性的。
[0031] 除非另外具体说明，否则本文中单数的使用包括复数（反之亦然）。另外，当术语 "约"在数值之前使用时，除非另外具体说明，否则本发明还包括特定的数值本身。如本文所 使用的，除非另外表明或推论，否则术语"约"是指离标称值± 10%的变动。
[0032] 应理解，只要本发明保持可实行，步骤的顺序或者执行某些动作的顺序是不重要 的。而且，两个或更多个步骤或动作可W同时进行。
[003引如本文所使用，"P型半导体材料"、"P型半导体"或"P型0SC"是指W空穴作为主 要电流或电荷载流子的半导体材料或半导体化合物。在一些实施方式中，当P型半导体材 料被沉积在衬底上时，它可提供超过约l(T5cm2/Vs的空穴迁移率。在场效应器件的情况下， P型半导体还可展现大于约10的电流开/关比（currenton/offratio)。在某些实施方 式中，P型0SC可按高于或约为-6. 4V的最高占据分子轨道（HOMO)能量为特征，优选地W 高于或约为-6. 2V的最高占据分子轨道能量为特征，且更优选地W高于或约为-6.OV的最 高占据分子轨道能量为特征。
[0034] 如本文所使用，"n型半导体材料"、"n型半导体"或"n型0SC"是指W电子作为主 要电流或电荷载流子的半导体材料或半导体化合物。在一些实施方式中，当n型半导体材 料被沉积在衬底上时，它可提供超过约l(T5cmVVs的电子迁移率。在场效应器件的情况下，n 型半导体还可展现大于约10的电流开/关比。在某些实施方式中，n型0SC可按低于或约 为-3. 2V的最低未占分子轨道（LUM0)能量为特征，优选地W低于或约为-3. 6V的最低未占 分子轨道能量为特征，且更优选地W低于或约为-4. 0V的最低未占分子轨道能量为特征。
[0035] 如本文所使用，"迁移率"是指速度的测量，电荷载流子（例如，在P型半导体材料 的情况下的空穴（或正电荷的单元）W及在n型半导体材料的情况下的电子）在电场的影 响下W所述速度移动通过材料。该一参数（其取决于器件的构造）可利用场效应器件或空 间电荷电流测量来确定。
[0036] 如本文所使用，"可溶液处理的"是指可用于多种液相工艺中的化合物、材料或组 合物，所述液相工艺包括旋转涂覆、印刷（如；喷墨印刷、丝网印刷、移印、胶版印刷、凹版印 刷、柔性版印刷、石版印刷、块印刷及类似方式）、喷雾涂覆、电喷射涂覆、滴落铸造、浸溃涂 覆，W及刮刀涂覆。
[0037] 参照附图，其中在各幅附图中同样的参考数字表示同样的元件，常规的有机发光 晶体管（0LET)典型地具有堆叠结构，该堆叠结构包括衬底2、栅电极4、禪合到栅电极的栅 绝缘（介电）层6、有源通道层8,W及均与所述有源通道层接触的空穴电极12和电子电极 14。空穴电极12和电子电极14位于相同的平面上并且W限定通道区域的长度（L)的距离 间隔开。有源通道层可包括一个或多个有机半导体材料，该些有机半导体材料可W单独地 或组合地执行电子传输、空穴传输和发光的功能。例如，在图1中所示的=层异质结构0LET 中，有源通道层8可包括子层8a和8cW及子层8b，所述子层8a和8c分别适合于允许相对 类型的电荷载流子的传输，所述子层8b适合于促进空穴和电子的复合W产生光。
[003引空穴电极、电子电极和栅电极可相对于通道层具有不同的布置。图la显示了底栅 顶接触式0LET10a，其中栅电极4位于通道层8的下面（与衬底