[发明专利]具有分布式光发射的有机发光二极场效应晶体管

说明书

本发明涉及具有分布式光发射的有机发光场效应晶体管。

在本说明书和所附的权利要求中，术语分布式光发射是指长度大于或等于20μm的光发射。

有机电致发光场效应晶体管，也称为OLET(有机发光晶体管)是一种相对最新类型的器件，其具有使得它们尤其令人感兴趣的特征和潜力。特别地，与OLED(有机发光二极管)相比，二极OLET具有提高的效率和亮度，以及使用低成本的生产工艺的可能性，一旦它们被优化了的话。

可在欧洲专利No EP 1609195 Bl中发现关于二极OLET器件的结构的进一步的细节；可在2010年由Nature Materials，第9卷，第496-503页公布的文章Organic light-emitting transistors with an efficiency that outperforms the equivalent light-emitting diodes(功效优于相当的发光二极管的有机发光晶体管)中发现关于这些器件的潜力和功能特征的进一步细节。迄今为止，所有研究和表征表明这些器件具有提高的照度，但集中在二极(这意味着它携带两种载荷子)通道内部的受约束且非常小的区域内，其中它们彼此重组，其结果是发射光辐射线。特别地，迄今为止生产的二极OLET，例如在以上提及的文章中阐述的那些具有最多10μm宽的照明区域。

这一空间受约束的发射在有机-电子器件的全部组内没有引起问题，和例如在传感器件领域中，它可以是一种优势。这一用途例如描述于国际专利申请WO2010049871中。尽管如此，但当需要大或分布式光源时，这限制了可能的应用场所，例如在电致发光显示技术，所谓的护理生物医疗应用点，在光芯片上集成的具有高亮度的光源的环境发光场所中。

在Jung Hwa Seo等人的文章“Solution-processed organic light-emitting transistors incorporating conjugated polyelectrolytes(掺入共轭聚电解质的溶液加工的有机发光晶体管)”中，Adv.Funct.Mater.2011,21，第3667-3672页，和在Edinazar B.Namdas等人的文章Organic light emitting complementary inverters(有机发光互补倒相器),Applied Physics Letters 96,043304(2010)中公开了三层OLET器件。正如同一文章中强调的，这些器件生成空间受约束的照度且不适合于生成扩散的照度，和这限制了它们相关使用的可能性。

本发明的目的因此是克服现有技术的问题，从而涉及场效应晶体管的照明区域的有限延伸，和根据第一方面，本发明在于有机二极发光场效应晶体管，它具有在彼此上层叠的层的结构，包括：

门电极，

叠置在所述门电极上的介电层，

叠置在所述介电层上的二极通道，它分别包括其能带通过它的最高占据分子轨道HOMO-SCp和最低未占据分子轨道LUMO-SCp来确定的P-型半导体层，其能带通过它的最高占据分子轨道HOMO-SCn和最低未占据分子轨道LUMO-SCn来确定的N-型半导体层，和其能带通过它的最高占据分子轨道HOMO-R和最低未占据分子轨道LUMO-R来确定的在所述P-型半导体层和所述N-型半导体层之间插入的允许异号的载荷子重组而采用的发光层；

适合于注射第一类型电荷的源电极和适合于注射第二类型电荷的漏电极，所述源电极和漏电极与所述P-型或N-型半导体层的相同层接触，所述半导体层的其他层与介电层接触。

新型的场效应晶体管能生成分布式光发射，因为二极通道的各层被实现(realize)，使得在所述半导体层(SCn；SCp)之一和所述发光层(R)之间的界面处，有效的场效应迁移率值(m2)与在所述半导体层(SCp；SCn)的其他层和所述介电层(Die)之间的界面处，有效的场效应迁移率值(m1)之比的范围为0.05-20；

在其中P-型半导体层(SCp)与介电层(Die)接触的情况下：

-HOMO-R和HOMO-SCn的能级之差为0.2 eV至1 eV，

-LUMO-R和LUMO-SCn的能级之差为0.2 eV至0.8 eV，

-HOMO-R和HOMO-SCp的能级之差为0 eV至0.5 eV，

-LUMO-R和LUMO-SCp的能级之差为-1 eV至0 eV；

在其中N-型半导体层(SCn)与介电层(Die)接触的情况下：