有机半导体电致发光三极管及其制法制造技术

本发明专利技术所述的有机半导体电致发光三极管是一种只使用有机半导体材料和金属电极制成的新的发光三极管其结构由有机静电感应三极管和有机电致发光器件所组成；有机静电感应三极管由透明电极层、二层有机半导体材料夹金属栅极形成的肖特基型栅极层、金属电极层所组成的纵形结构，二层有机半导体材料作为载流子传送层；透明电极层和金属电极层中，一个为源电极，另一个为漏电极，由有机发光材料制成的发光层加在其中一个电极层与肖特基型栅极层之间，形成了层叠式结构的全有机半导体材料的电致发光三极管显示器件，采用真空蒸发法此种特殊工艺制作而成。本发明专利技术所述的有机半导体电致发光三极管驱动电压低、发光强度可精细控制、可高速动作，电子、光学特性良好稳定。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由有机静电感应三极管和有机电致发光器件复合而成的全有机电致发光器件。
技术介绍
以硅为代表的无机半导体电子元件已微细加工至亚微米、深亚微米，其芯片的技术水准所能达到集成度已趋向于物理加工的极限；有机电子元器件具有大面积、低成本、丰富的材料选择性等优点，其开发研究已有数十年的历史。目前美、日、欧等发达国家研究的有机薄膜三极管是采用有机半导体场效应三极管结构，但是其由于有机半导体的载流子浓度和迁移率很小，导致其工作特性如开关速度低、驱动电压高等而难于实用化，尚难作为实用的电子器件。在光电子器件及平板显示器领域中，目前广泛采用的电致发光器件由半导体材料做成，无机半导体材料发光效率高，但有难于作成大面积的显示器，制造工艺复杂等缺点。针对现有技术所存在的问题来研制一种新的将有机静电感应三极管和有机电致发光器件复合而成的有机半导体电致发光三极管是十分必要的。
技术实现思路
鉴于上述现有技术所存在的问题来专利技术是为了提供一种由有机静电感应三极管和有机电致发光器件复合而成的有机半导体电致发光三极管，实现了低驱动电压、发光强度可精细控制、高速动作等特性，具有良好稳定的电子、光学特性。本专利技术所述的有机半导体电致发光三极管，其结构在于由有机静电感应三极管和有机电致发光器件所组成；有机静电感应三极管由透明电极层、二层有机半导体材料夹金属栅极形成的肖特基型栅极层、金属电极层所组成的纵形结构，二层有机半导体材料作为载流子传送层；透明电极层和金属电极层中，一个为源电极，另一个为漏电极，由有机发光材料制成的发光层加在其中一个电极层与肖特基型栅极层之间，形成了层叠式结构的全有机半导体材料的电致发光三极管显示器件。本专利技术所述的一种有机半导体电致发光三极管的制法，其特征在于采用真空蒸发法制作，首先将有机发光材料蒸发制作在玻璃基板上的透明电极上，制成发光材料层；然后将第一层有机半导体材料蒸发制作在有机发光材料蒸发膜上；在有机半导体材料蒸发膜上制作金属栅极；在金属栅极上蒸发制作第二层有机半导体材料，形成二层有机半导体材料夹金属栅极的肖特基型栅极层；最后制作金属蒸发膜电极，即金属电极层。制作时，基板温度为室温，真空度为10-6～10-5Torr。本专利技术将有机静电感应三极管与有机电致发光器件复合，组成全有机电致发光器件。由有机静电感应三极管驱动并控制有机电致发光器件的发光强度，实现有机电致发光器件发光强度的精细控制。采用真空蒸发法可完成元件的制作。纵形结构的静电感应三极管，由于源极与漏极、栅极与源、漏极间距离非常短，而使其动作特性具有高速、大功率的优点；而有机电致发光器件的与无机场致发光材料相比，有机电致发光器件制备工艺方式多样，材料成本低，可制成多色和全色显示器件，适于大面积等，具有无机材料不可比拟的优越性，特别是有机发光器件的驱动电压低，可与集成电路相匹配，另外，有机发光器件柔软性好、可加工成不同形状乃至于可卷曲器件。本专利技术所述的有机半导体电致发光三极管具有如下优点1、低驱动电压、高发光强度；2、高速动作；3、具有良好稳定的电子、光学特性；4、具有有机静电感应三极管与有机电致发光器件两种器件的综合特性。附图说明本专利技术共有两张附图，其中图1有机半导体电致发光三极管剖视结构示意2本专利技术实施例中的有机半导体电致发光三极管剖视结构示意3本专利技术实施例中的梳状栅极制作示意图其中1、透明电极层 2、金属电极层 3、发光材料层 4、二层有机半导体材料 5、金属栅极 6、玻璃基板 7、金蒸发膜 8、酞氰铜(CuPc)蒸发膜 9、铝蒸发膜 10、喹啉铝蒸发膜 11、铝蒸发源 12、试样基板13、掩膜板 L1、蒸发源与掩膜板的距离 L2、掩膜板与试样基板的距离D1(D2)、铝蒸发膜部分 D3、没有铝的区域具体实施方式本专利技术所述的有机半导体电致发光三极管及其制法的具体实施方式如附图2、附图3所示，其结构由肖特基栅极有机静电感应三极管和有机电致发光器件复合而成肖特基栅极有机静电感应三极管是二层半导体材料酞氰铜(CuPc)蒸发膜8中间夹铝栅极的三明治结构，栅极为梳状铝蒸发膜9，源极和漏极之一采用与酞氰铜蒸发膜8成欧姆性接触的金蒸发膜7，另一个为透明电极1，有机发光材料为喹啉铝(Alq3)。由有机发光材料喹啉铝制成的发光材料层加在电极层与肖特基型栅极层之间，形成了层叠式结构的全有机电致发光器件，由有机静电感应三极管驱动并控制有机电致发光器件的发光强度。本专利技术所述的有机半导体电致发光三极管采用真空蒸发法制作，制作工序如下1、将厚度约为100nm的有机发光材料喹啉铝蒸发制作在玻璃基板上的透明电极1上，制成喹啉铝蒸发膜10；2、将第一层厚度约为200nm的酞氰铜蒸发制作在喹啉铝蒸发膜10上；3、在铝蒸发源11和试样基板12间放置梳状成型掩膜板13，在酞氰铜膜上制作梳状铝栅极；4、在栅极上蒸发制作的第二层酞氰铜，膜厚约为200nm；5、最后制作金蒸发膜电极7。制作时基板温度为室温，真空度为10-6～10-5Torr，酞氰铜的蒸发温度为420℃，蒸发速度为2nm/min。在有机静电感应三极管的制做上，适宜的梳状铝栅极结构控制非常重要，因为较厚的铝蒸发膜部分与两侧的酞氰铜膜形成肖特基壁垒，阻止电流从源极流向漏极。换言之，梳状栅极的这两部分区域不能有效控制有机静电感应三极管的动作电流。而其动作电流由没有铝的区域流过。梳状铝栅极结构中，图3中的铝蒸发膜部分D1、D2和没有铝的区域D3各部分宽度通过设计调节图中两个铝蒸发源11的距离d、蒸发源11与掩膜板13的距离L1，掩膜板13与试样基板12的距离L2来控制。本实施例中，铝膜的厚度为50～500nm，分为连续部分和非连续部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机半导体电致发光三极管，其特征在于由有机静电感应三极管和有机电致发光器件所组成；有机静电感应三极管由透明电极层（１）、二层有机半导体材料（４）夹金属栅极（５）形成的肖特基型栅极层、金属电极层（２）所组成的纵形结构，二层有机半导体材料（４）作为载流子传送层；透明电极层（１）和金属电极层（２）中，一个为源电极，另一个为漏电极，由有机发光材料制成的发光材料层（３）加在其中一个电极层与肖特基型栅极层之间，形成了层叠式结构的全有机半导体材料的电致发光三极管显示器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机半导体电致发光三极管，其特征在于由有机静电感应三极管和有机电致发光器件所组成；有机静电感应三极管由透明电极层(1)、二层有机半导体材料(4)夹金属栅极(5)形成的肖特基型栅极层、金属电极层(2)所组成的纵形结构，二层有机半导体材料(4)作为载流子传送层；透明电极层(1)和金属电极层(2)中，一个为源电极，另一个为漏电极，由有机发光材料制成的发光材料层(3)加在其中一个电极层与肖特基型栅极层之间，形成了层叠式结构的全有机半导体材料的电致发光三极管显示器件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东兴，
申请(专利权)人：大连铁道学院，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]