[發明專利]具有改善性能的發光晶體管

在審

• 申請號: 201380053654.4
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104718638A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: A·菲奇提
• 申請（專利權）人: 破立紀元有限公司
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 尹吉偉

背景技術

基于有機發光二極管(OLED)的顯示技術的商業化證明了基于有機半導體的器件的光產生潛能。盡管如此，器件的復雜性、前板元件和背板元件之間的有效集成以及激子淬火過程和光子損失過程仍然限制OLED的效率和亮度。

有機發光晶體管(OLET)是近期開發的結合薄膜晶體管的開關機構和電致發光器件的光電器件。雖然電荷傳輸垂直于OLED中的有機層發生，但是大多數電流水平地流過OLET中的半導體層。因此，OLET中的光以條帶沿著發射層發射，而不是如常規的OLED那樣均勻地通過電極區域。OLET的平面傳輸幾何結構制止了OLED結構中固有的有害的光子損失和激子猝滅機制。因此，相同的有機電致發光的發光材料已顯示出達到比等同的OLED中的外量子效率(EQE)高得多的外量子效率。

具體地，已報道三層異質結構的OLET具有約5％的最大的EQE。所報道的三層異質結構的OLET自下而上包括透明襯底、柵電極、柵介質、由三層有機層疊加組成的有源層，以及在有源層的頂部的源電極和漏極電極。三層的有源層包括夾在電子傳輸(n型)半導體和空穴傳輸(p型)半導體之間的發光主客矩陣(light-emitting?host-guest?matrix)。然而，因為僅有一小部分電流被轉變成激子，所以該器件結構的一個缺點是其有限的亮度。

因此，在本領域中對開發可提供改善的亮度的新的OLET器件結構存在需求。

發明內容

根據上文，本發明提供了具有新的結構的發光晶體管，該發光晶體管能帶來增強的器件亮度，具體地，經由在電荷注入電極(針對特定電荷的載流子)和電荷傳輸層(針對相反電荷的載流子)之間結合一個或多個電絕緣元件來產生增強的器件亮度，以有利于電荷定位且進而有利于載流子復合，以及激子形成。

本發明還涉及制造本文所描述的OLET的方法。例如，一個或多個電絕緣元件可通過選自由以下組成的組的工藝被結合到本文的OLET的通道層內：熱蒸發、濺射、原子層沉積、化學氣相沉積、溶液處理、旋轉涂覆、噴霧涂覆、狹縫模具式涂覆(slot?die?coating)和印刷。

上述方面以及本發明的其他特征和優勢將從以下附圖、描述、實施例和權利要求中得到更全面的理解。

附圖說明

應理解，以下描述的附圖僅僅是為了闡釋的目的。附圖不必按比例，通常重點在于闡釋本發明的原理。附圖不旨在以任何方式限制本發明的范圍。

圖1顯示了(a)底柵頂接觸式發光晶體管10a、(b)底柵底接觸式發光晶體管10b、(c)頂柵底接觸式發光晶體管10c和(d)頂柵頂接觸式發光二極管10d的橫截面視圖，其中通道層8包括三層的異質結構，該三層的異質結構包括第一電荷傳輸子層8a、第二電荷傳輸子層8c和夾在其之間的發射子層8b。

圖2顯示了以下發光晶體管的橫截面視圖：(a)底柵頂接觸式發光晶體管20a，其包括電絕緣元件22和24，其中電絕緣元件22和24以及空穴和電子電極12和14與不同的電荷傳輸子層接觸；(b)底柵頂接觸式發光晶體管20b，其包括電絕緣元件22和24，其中電絕緣元件22和24以及空穴和電子電極12和14與電荷傳輸子層的相對表面接觸；(c)頂柵底接觸式發光晶體管20c，其包括電絕緣元件22和24，其中電絕緣元件22和24以及空穴和電子電極12和14與電荷傳輸子層的相對表面接觸；以及(d)頂柵底接觸式發光晶體管20d，其包括電絕緣元件22和24，其中電絕緣元件22和24以及空穴和電子電極12和14與不同的電荷傳輸子層接觸。

圖3顯示了根據本發明的(a)底柵發光晶體管30a和(b)頂柵發光晶體管30b的橫截面視圖，其中源觸點(source?contact)和漏極觸點(drain?contact)(空穴和電子電極12，14)相互垂直抵消。

圖4闡釋了根據本發明的OLET的不同的實施方式，其中空穴電極12位于空穴傳輸子層8a內，并且電子電極14位于(a和b)發射子層8b內，位于(c)電子傳輸子層8c內，或者位于(d)通道層的頂上，與電子傳輸子層8c接觸。

圖5闡釋了根據本發明的OLET的不同的實施方式，其中空穴電極12位于發射子層8b內，與空穴傳輸子層8a接觸，并且電子電極14位于(a)空穴傳輸子層8a內，位于(b)發射子層14內，但不與空穴傳輸子層8a接觸，位于(c)電子傳輸子層8c內，或者位于(d)通道層8的頂上。