有机电致发光晶体管制造技术

技术编号:15530344 阅读:23 留言:0更新日期:2017-06-04 17:29
本发明专利技术涉及具有改进的光发射特征的有机电致发光晶体管。更具体地,本发明专利技术有机电致发光晶体管具有包括至少一个n型半导体材料层、至少一个p型半导体材料层和布置在该p型半导体材料层与该n型半导体材料层之间的至少一个发射材料层的发射双极通道,其中该n型半导体材料包含由式(N‑1)表示的电子传输化合物:

Organic electroluminescent transistor

The present invention relates to organic electroluminescent transistors having improved light emission characteristics. More specifically, the invention of organic light-emitting transistor with bipolar emitter comprises at least one n type semiconductor material layer and at least one p type semiconductor material layer and arranged between the P type semiconductor material layer and the N type semiconductor material layer and at least one emitting material layer channel, wherein the N type a semiconductor material comprising by type (N 1) electron transport compound represented by the:

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机电致发光晶体管
技术介绍
有机电致发光场效应晶体管也称为OLET(有机发光晶体管),为组合薄膜晶体管与电致发光装置的开关装置的相对最新型装置。虽然电荷传输垂直于OLED(有机发光二极管)中的有机层发生,但大部分电流水平流动穿过OLET中的半导体层。因此,OLET中的光可沿着发射层以条带形式发射,而非如常规的OLED中均匀地穿过电极区。OLET的平面传输几何结构有助于抑制有害的光子损失和OLED架构中固有的激子淬灭机制。因此,相同有机电致发光材料已经显示在OLET中达到比在等效OLED中高得多的外量子效率(EQE)和发光度。欧洲专利第EP1609195号描述具有可通过一层或数个共平面层有机半导体实现的双极通道的OLET。关于此类OLET的功能特征及其优于OLED的优点的其他详情可见于Capelli等人,“Organiclight-emittingtransistorswithanefficiencythatoutperformstheequivalentlight-emittingdiodes,”NatureMaterials,第9卷,第496-503页(2010)。迄今为止,OLET的各种研究和表征已显示可在偏压条件下获得增强的发光度,其中充电电流转换成光发射的效率往往会极低(1×10-1%量级)。相反地,装置效率通常可通过调节偏压条件而达到最大,但对发光度具有不利影响。此类限制显著降低现有技术OLET在同时需要高亮度和高效率的应用中的有用性。电致发光强度的进一步提高(自纳瓦(nW)级至微瓦(μW)级而不改变装置几何结构)也是所希望的。
技术实现思路
因此,本专利技术教导内容的目的是要提供一种有机电致发光晶体管,其可克服上文提及的先前技术中的缺点,特别地是使OLET及含有其的装置的光发射效率和亮度同时达到最大。一般而言,本专利技术教导内容涉及一种有机电致发光晶体管,其具有至少一个介电层、至少一个控制电极、至少一个空穴电极、至少一个电子电极和具有发射双极通道的组装件,其中该介电层布置在该控制电极和该组装件之间,且其中该发射双极通道包括至少一个n型半导体材料层、至少一个p型半导体材料层和布置在该p型半导体材料层和该n型半导体材料层之间的至少一个发射材料层。特别地n型半导体材料包含由式(N-1)表示的电子传输化合物:其中:X选自由O、S和Se组成的组;Ar和Ar'在每次出现时独立地为相同或不同的单环芳基或杂芳基;R1和R2独立地为相同或不同的选自由-CN、Ra、-C(O)Rb和-C(O)ORb组成的组的吸电子基团;其中Ra为由至少一个氟或氰基取代的C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基;和Rb选自由H、C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基组成的组,其中C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基各自任选被一或多个氟和/或氰基取代;和m和m'独立地为1或2。在优选的实施方案中,Ar和Ar'为苯基,和R1和R2为C1-20氟烷基。在一些实施方案中,p型半导体材料可包含空穴传输化合物,如低聚噻吩、并苯或稠合杂芳烃。低聚噻吩的实例包括二噻吩和四噻吩。并苯的实例包括并五苯和蒽。稠合杂芳烃(特别是包含至少一个噻吩环的稠合杂芳烃)的实例包括噻吩并噻吩、苯并噻吩、萘并噻吩、苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩和二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩。上述p型半导体材料的实例任选可被烃基α-和/或ω-取代。在一些实施方案中,发射层可为由主体基质化合物和客体发射体组成的掺合物材料。优选主体基质化合物包括咔唑衍生物,如4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、4'-双(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-联苯(NP4-CBP)和4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)。优选客体发射体包括基于铱的发射体,如三(1-苯基异喹啉)铱(III)(Ir(piq)3)、三(2-苯基吡啶)铱(III)(Ir(ppy))和双(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)铱(III)(FIrpic)。更优选,发射层可为选自由以下所述组成的组的掺合物材料:4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三(1-苯基异喹啉)铱(III)(TCTA:Ir(piq)3)、4,4'-双(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-联苯:三(1-苯基异喹啉)铱(III)(NP4-CBP:Ir(piq)3)、4,4'-双(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-联苯:三(2-苯基吡啶)铱(III)(NP4-CBP:Ir(ppy))和4,4'-双(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-联苯:双(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)铱(III)(NP4-CBP:FIrpic)。在各种实施方案中,有机电致发光晶体管可包括选自由空穴注入子层、电子注入子层和钝化层组成的组的一或多个额外层。例如,空穴注入子层可插入于空穴电极和p型半导体材料层之间,和/或电子注入子层可插入于电子电极和n型半导体材料层之间。在一些实施方案中,空穴电极可与p型半导体材料层接触且电子电极可与n型半导体材料层接触。本专利技术教导内容的上述以及其他特征和优点将由以下附图、说明书、实施例和权利要求而更清楚地理解。所提交的权利要求为本说明书的整体部分并且以引用的方式引入本文中。附图说明图1为根据本专利技术教导内容的一个实施方案的有机电致发光场效应晶体管(OLET)的截面视图,其包括基板(1)、控制电极(2)、介电层(3)、包含发射双极通道的组装件,该发射双极通道包括第一类型半导体材料层(4)、发射材料层(5)、第二类型半导体材料层(6)和电子电极和空穴电极(7和7')。图2描绘如由具有图1中所示的架构和引入由式I表示的电子传输化合物作为n型半导体材料的第一例举的OLET所获得,在不同栅极-源极电压VGS值下漏极-源极电流IDS(左侧标度-黑色曲线)和电致发光光学输出功率EL(右侧标度-灰色曲线)作为漏极-源极电压VDS的函数的图线。图3描绘如由第一例举的OLET所获得,当漏极接触点维持在-100V的恒定偏压电压和源极接触点接地(VDS=-100V)时,漏极-源极电流IDS(左侧标度-黑色曲线)和电致发光光学输出功率EL(右侧标度-灰色曲线)作为栅极-源极电压VGS的函数的图线。图4描绘如由第一例举的OLET所获得,当漏极接触点维持在-100V的恒定偏压电压和源极接触点接地(VDS=-100V)时,外量子效率EQE(左侧标度-黑色曲线)和电致发光光学输出功率EL(右侧标度-灰色曲线)作为栅极-源极电压VGS的函数的图线。图5描绘如由具有图1中所示的架构和引入由式I表示的电子传输化合物作为n型半导体材料的第二例举的OLET所获得,在不同栅极-源极电压VGS值下漏极-源极电流IDS(左侧标度-黑色曲线)和电致发光光学输出功率EL(右侧标度-灰色曲线)作为漏极-源极电压VDS的函数的图线。图6描绘如由第二例举的OLET所获得,当漏极接触点维持在-100V的恒定偏压电压和源极接触点接地(VDS=-100V)时,漏极-源极电流IDS(左侧标度-黑色曲线)和电致发光光学输出功率EL(右侧标度-灰色曲线)作为栅极-源极电压VGS的函数的图线本文档来自技高网...
有机电致发光晶体管

【技术保护点】
一种有机电致发光晶体管,其包含:至少一个介电层;至少一个控制电极;至少一个空穴电极;至少一个电子电极;和包含发射双极通道的组装件,其中:该介电层布置在该控制电极和该组装件之间;该发射双极通道包含至少一个n型半导体材料层、至少一个p型半导体材料层和至少一个布置在该p型半导体材料层与该n型半导体材料层之间的发射材料层;该n型半导体材料包含由式(N‑1)表示的电子传输化合物:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 EP 14425099.0;2014.07.24 US 62/028,3991.一种有机电致发光晶体管,其包含:至少一个介电层;至少一个控制电极;至少一个空穴电极;至少一个电子电极;和包含发射双极通道的组装件,其中:该介电层布置在该控制电极和该组装件之间;该发射双极通道包含至少一个n型半导体材料层、至少一个p型半导体材料层和至少一个布置在该p型半导体材料层与该n型半导体材料层之间的发射材料层;该n型半导体材料包含由式(N-1)表示的电子传输化合物:其中:X选自由O、S和Se所组成的组;Ar和Ar'在每次出现时独立地为相同或不同的单环芳基或杂芳基;R1和R2独立地为相同或不同的吸电子基团,其选自由-CN、Ra、-C(O)Rb和-C(O)ORb所组成的组;其中Ra为以至少一个氟或氰基取代的C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基;和Rb选自由H、C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基所组成的组,其中该C1-20烷基、该C2-20烯基和该C2-20炔基各自任选以一或多个氟和/或氰基取代;和m和m'独立地为1或2。2.如权利要求1的晶体管,其中该电子传输化合物由式(N-2)表示:3.如权利要求1的晶体管,其中该电子传输化合物由式(N-3)表示:其中n为1至12(包括端点)范围内的整数。4.如权利要求1至3中任一项的晶体管,其中Ar和Ar'在每次出现时独立地选自由以下所述组成的组:苯基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、噻二唑基、呋喃基、恶唑基、异恶唑基、恶二唑基、吡咯基、三唑基、四唑基、吡唑基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基和吡嗪基。5.如权利要求4的晶体管,其中该电子传输化合物由式(N-4)表示:6.如权利要求5的晶体管,其中该电子传输化合物为2,5-双(4-(全氟辛基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩(N-F2-6):或2,5-双(4-(三氟甲基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩(N-F2-6-CF3):7.如权利要求1至6中任一项的晶体管,其中该p型半导体材料包含选自由低聚噻吩、并苯和稠合杂芳烃组成的组的空穴传输化合物。8.如权利要求1至6中任一项的晶体管,其中该p型半导体材料包含选自由以下所述组成的组的空穴传输化合物:二噻吩、四噻吩、噻吩并噻吩、苯并噻吩、萘并噻吩、苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩和二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩,其各自可任选以烃基α-取代和/或ω-取代。9.如权利要求1至6中任一项的晶体管,其中该p型半导体材料包含由式(P-1)、(P-2)、(P-3)、(P-4)、(P-5)或(P-6)表示的空穴传输化合...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·法彻蒂H·乌斯塔M·单蒂V·柏恩杜C·索尔达诺M·穆西尼
申请(专利权)人:ETC有限责任公司飞利斯有限公司
类型:发明
国别省市:意大利,IT

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1