电致发光有机晶体管制造技术

一种电致发光有机晶体管（1），其中存在由多层p-型和n-型半导体材料（15、15’、15’’、15’’’）及至少两层发射材料（16、16’、16’’）构成的半导体异质结构（12），所述半导体材料层分别用于空穴和电子在所述异质结构（12）中的传导，而每个发射材料层都位于所述p-型半导体材料层之一和所述n-型半导体材料层之一（15、15’、15’’、15’’’）之间并且与之直接接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电致发光有机晶体管（1），其中存在由多层p-型和n-型半导体材料（15、15’、15’’、15’’’）及至少两层发射材料（16、16’、16’’）构成的半导体异质结构（12），所述半导体材料层分别用于空穴和电子在所述异质结构（12）中的传导，而每个发射材料层都位于所述p-型半导体材料层之一和所述n-型半导体材料层之一（15、15’、15’’、15’’’）之间并且与之直接接触。【专利说明】电致发光有机晶体管
本专利技术涉及电致发光有机晶体管(在本领域中以首字母缩写称为OLET =OrganicLight-Emitting Transistor)。
技术介绍
近年来，在有机晶体管工程领域中对于使用由两种或多种材料形成的异质结构的兴趣不断增长。在Advanced Materialsl996年第8卷第853-855页上由Dodabalapur等人所写的标题为 “Molecular orbital energy level engineering in organictransistors”的科技出版物显示了包括由涂覆有有机n-型半导体(即能够传输电子的半导体)的有机P-型半导体(即能够携带空穴的半导体)的结构的双极行为的可能性。这些结构通常定义为P-η异质结构。但是，在该出版物中，只假设采用这种行为对发光设备发展的可能性，而没有解决这种应用的具体技术问题，也没有识别出最适合这种目的的异质结构的结构和成分特点。从专利申请US2008/0116450知道一种包括第一电极、第二电极和半导体结构的电致发光设备，其中半导体结构包括具有更高电荷移动性的两层半导体材料和位于上述两层之间的、具有较低电荷移动性的一层半导体材料。与简单的p-n-型异质结构相比，这种类型结构的使用被描述为足以提高电荷传输，因此重组处理速率提高而且设备效率提高。无论如何，这个专利申请也间接地提出了提高设备照明效率的问题并且描述了包括一个叠在另一个之上、电极插在半导体结构之间的三个半导体结构的电致发光设备。但是，具有带插入电极的二极管分层结构的设备具有与有机层厚度限制关连的显著的技术可行性问题。在Organic Electronics2008年第9卷第323-327页发表的由Wei等人所写的标题为“Integrating organic light-emitting diode and field-effect transistor in asingle device”的科技出版物教导了使用具有FET结构的0LED，以便控制和操纵到达OLED堆叠的发射层的电荷载体，其目的是避免使用OLET结构并且因此克服在有些OLET结构中出现的边缘发射和漏极电极附近的光淬灭(quenching)。无论如何，由于使用OLED作为发射结构，因此由Wei等人描述的设备没有考虑到有效的驱动电路简化。在Nature Materials2010年第9卷第496-503页由Capelli等人所写的标题为“Organic light-emitting transistors with an efficiency that outperforms theequivalent light-emitting diodes”的科技出版物公开了 OLET设备中三层异质结构的使用，特征在于位于P-型半导体层和η-型半导体层之间的一层发射材料r (即，由于电荷重组过程而具有发光属性)的存在。虽然，与现有技术的体系架构相比，这种体系架构已经示出了关于发光效率的显著改进，但它仍然显示出与栅极电压的阈值关联的、与可以注入半导体结构的电流密度关联的及与亮度关联的技术问题。该已知结构的技术特点与大部分商业应用不兼容。这些限制都被本专利技术克服。因此，目前需要开发具有改进的电致发光特征，尤其是能够更有效地累积并更好地平衡电荷、具有更高亮度和效率的有机晶体管。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供关于现有技术而言改进的电致发光有机晶体管。所述目的是利用其主要特征在第一个权利要求中公开而其它特征在其余权利要求中公开的电致发光有机晶体管实现的。根据本专利技术的电致发光有机晶体管的第一个优点在于，由于电荷更有效的累积而允许实现施加到控制电极(称为术语“栅极”)的电压阈值减小，及由于多个半导体结构的存在而允许相应更高的电荷密度。特别地，第一种类型的电荷在多层结构中的累积便于第二种类型的电荷在多层结构中的注入和累积，因而关于一种结构(例如只有其中施加相同电压的三层)提高可获得的电荷密度和平衡。根据本专利技术的电致发光有机晶体管实际上还允许电流流量与所使用的半导体结构数量成比例增长，既由于更大的电荷密度又由于其最好的平衡而允许所发射光强度的最大化，并且允许发射层r个数的增加并由此允许发射材料体积的增加。根据本专利技术的电致发光有机晶体管特征还在于各层之间出色的电荷平衡。令人吃惊的是，已经发现连接到单对源极和漏极电极的多个半导体结构的存在没有由于界面入射现象(incidence of interface phenomena)的增加而不利地影响横向电场。相反并且非预期地，发现根据本专利技术的晶体管的功能可以通过半导体层和形成所述层的材料的数量的合适选择来保持，而不用使用周期性地位于半导体结构中的多个电极，而是通过专门与所述多个半导体结构中第一或最后一层接触来定位所述电极，或者另选地与所述第一和最后一层都接触，因而还获得以上提到的关于电荷累计和平衡及电流流量增加的优点。从结构性的观点看，这是有可能的，因为与现有技术相比，根据本专利技术的设备具有特征在于重复的r发射类型层存在的半导体结构，每一层都设置成与至少一个P-型半导体材料层和至少一个η-型半导体材料层接触。根据本专利技术的电致发光有机晶体管的半导体结构可以包括，例如，五至十一个如上定义的半导体层，其中有至少两个发射半导体层r和至少三个是η-型或P-型的半导体层。优选地，所述半导体结构包括5个半导体层。【专利附图】【附图说明】参考附图，从以下对其实施例的具体且非限制性描述，根据本专利技术的设备的进一步的优点和特征将对本领域技术人员变得显然，附图中:图1示出了根据本专利技术最通用的实施例的电致发光有机晶体管的示例性截面图；图2示出了根据本专利技术第一种实施例的电致发光有机晶体管的示意性截面图；图3示出了根据本专利技术第二种实施例的电致发光有机晶体管的示意性截面图。附图的特征不是按比例绘制的，而是它们的尺寸为了增加图的清晰度被放大或缩小。具体实施例参考图1，显示根据本专利技术的电致发光有机晶体管I包括至少一个控制电极10，第一层介电材料11淀积在其上面。晶体管还包括半导体结构12和一对电极，所述一对电极包括适于把第一种类型的电荷(例如电子)注入所述半导体结构的源极电极13及适于把第二种类型的电荷(例如空穴)注入所述半导体结构的漏极电极14。所述第一层介电材料11位于控制电极10和所述半导体结构12之间，即，根据本领域中称为“底栅/顶接触”的晶体管结构。根据本专利技术，电致发光有机晶体管I的半导体结构12包括至少一个P-型半导体材料层、至少一个η-型半导体材料层及至少两层发射材料，其中每层发射材料都设置成与一个P-型半导体材料层并与一个η-型半导体材料层直接接触。因此，半导体结构包括在图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致发光有机晶体管，包括：?至少一个控制电极；?半导体结构；?至少一个第一介电材料层，位于所述至少一个控制电极和所述半导体结构之间；?至少一个源极电极，适于把第一种类型的电荷注入所述半导体结构；?至少一个漏极电极，适于把第二种类型的电荷注入所述半导体结构；其特征在于?所述半导体结构包括至少一个p?型半导体材料层、至少一个n?型半导体材料层及至少两个发射材料层，其中每个发射材料层都直接与一个p?型半导体材料层和一个n?型半导体材料层接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·卡佩尔利，M·姆西尼，
申请(专利权)人：ETC有限责任公司，
类型：
国别省市：