專利名稱：納米管使能、柵極電壓控制的發(fā)光二極管的制作方法
納米管使能、柵極電壓控制的發(fā)光二極管相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2007年9月10日提交的美國臨時申請No. 60/971，147的權(quán)益，要求 2008年8月1日提交的美國臨時申請No. 61/085,670的權(quán)益，并且是2007年6月29日提 交的國際申請NO.PCT/US2007/072501的部分延續(xù)，該國際申請要求2006年6月29日提交 的美國臨時申請No. 60/817，521的權(quán)益，以上所有申請的全部內(nèi)容，包括任何附圖、表格或 圖表，在此納入本文作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)光晶體管將發(fā)光二極管(LED)的可見光發(fā)射特性與晶體管的開關(guān)特性相結(jié)合。 作為驅(qū)動元件，已經(jīng)提出了橫向(例如，場效應(yīng)晶體管(FET))和縱向(例如，靜電感應(yīng)晶體 管)型的晶體管。使用標準FET結(jié)構(gòu)的橫向型晶體管要求高的驅(qū)動電壓，這是因為相對較 長的溝道長度、較低的發(fā)光效率和較小的孔徑比這些因素。使用有機靜電感應(yīng)晶體管的縱 向型晶體管具有相對較高的電流、較高的速度以及較低的操作電壓，但是通常要求使精細 柵極結(jié)構(gòu)的制造達到高的開/關(guān)比。在常規(guī)的基于納米管網(wǎng)絡(luò)的場效應(yīng)晶體管中，納米管網(wǎng)絡(luò)通過金屬源極和漏極電 極在兩側(cè)直接接觸。為了觀測到對通過源極-漏極電極之間的納米管的電流的顯著的柵極 感應(yīng)調(diào)制，常規(guī)的納米管網(wǎng)絡(luò)的表面密度需要非常接近其滲透極限(percolation limit)。 這是因為，場效應(yīng)晶體管的網(wǎng)絡(luò)的納米管是半導(dǎo)性和金屬性納米管的混合，而僅僅半導(dǎo)性 納米管的載流子密度受到柵極場的可觀的調(diào)制。如果納米管表面密度遠在滲透閾值之上， 那么在源極和漏極電極之間會有大量的純金屬性納米管電流通路。這會導(dǎo)致即使在柵極場 調(diào)制半導(dǎo)性納米管以使其電導(dǎo)最小化(“關(guān)”狀態(tài))時也有顯著的源極-漏極電流。當柵 極場使半導(dǎo)性納米管電導(dǎo)最大化(“開”狀態(tài))時，總體的源極-漏極電導(dǎo)增大。然而，如 果納米管表面密度遠在滲透閾值之上，“開”狀態(tài)電流的增大僅僅是“關(guān)”狀態(tài)電流的一部 分。僅在納米管表面密度非常接近滲透閾值且在否則為純金屬性納米管電流通路的部分的 絕大多數(shù)被半導(dǎo)性納米管中斷時，“開”狀態(tài)電流才會比“關(guān)”狀態(tài)電流的數(shù)量級更大。薄膜晶體管(TFT)為目前的和新出現(xiàn)的包括液晶顯示技術(shù)和有機發(fā)光顯示技術(shù) 的有源矩陣顯示器提供了驅(qū)動電路。這些器件中的主導(dǎo)的有源半導(dǎo)體是非晶硅，然而為了 實現(xiàn)廉價，在過去20年中，基于溶液的處理技術(shù)、噴墨構(gòu)圖、以及在柔性塑料襯底上進行構(gòu) 造將許多研究集中到有機半導(dǎo)體上作為替代。目前存在大范圍的小分子有機和聚合物化合 物，這些化合物已經(jīng)證實了跨導(dǎo)。不幸的是，這些化合物的電子遷移率最初比商業(yè)使用的數(shù) 量級低5-6個數(shù)量級，現(xiàn)在也維持在過低的數(shù)量級。這樣低的遷移率可以通過將源極和漏 極電極靠近在一起、減小半導(dǎo)體溝道長度(圖7A中的CJ而進行補償，但是這樣會顯著增 加構(gòu)圖器件的成本，從而大大消除了該動機。Ma等人在Appl. Phys. Lett. 2004，85，5084中公開了一種新的TFT架構(gòu)，以規(guī)避目 前的有機半導(dǎo)體的遷移率限制。該器件依靠超薄(<20nm)的鋁源極電極，該源極電極需要 仔細的局部氧化。盡管該優(yōu)化的器件呈現(xiàn)出約6個數(shù)量級的電流調(diào)制，但是該低功函數(shù)的
4鋁源極電極需要n型有源溝道，這將該器件限制于使用C6(l作為溝道材料。Li等人在Appl. Phys. Lett. 2007，91，083507中公開了有機半導(dǎo)體并五苯的使用，但是這要求在局部氧化的 鋁源極電極頂上有附加的7nm氧化釩層。由于形成局部氧化的、超薄鋁源極電極很難進行 商業(yè)生產(chǎn)，抑制了對有機有源層(active layer)的選擇，并且易于電遷移，因此，希望以不 會遮蔽柵極場而形成電極的其它方式限制器件壽命。因此，仍然需要這樣一種發(fā)光晶體管， 其易于并能夠有效制造，并且可以使用低工作電壓的簡化電子驅(qū)動方案，從而需要更少的 能量消耗，并提供更長且更可靠的器件壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例涉及一種發(fā)光晶體管，該發(fā)光晶體管包括柵極電極，用于提供柵 極場；第一電極，其包含稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)，用于注入電荷(空穴或電子)；第二電極，用于注 入互補電荷(分別為電子或空穴)；以及電致發(fā)光半導(dǎo)體層，其被設(shè)置在所述納米管網(wǎng)絡(luò)和 電子注入層中間。例如，可以通過柵極場調(diào)制空穴注入?？昭ê碗娮咏Y(jié)合而形成光子，從而 使得電致發(fā)光半導(dǎo)體層發(fā)射可見光。本發(fā)明的實施例允許容易地調(diào)制跨過單壁碳納米管(SWNT)與兩個不同有機半導(dǎo) 體之間的結(jié)的電子接觸勢壘。具體實施例涉及兩種器件縱向場效應(yīng)晶體管和縱向發(fā)光晶 體管。通過納米管的具體特性而容易地便利的縱向架構(gòu)允許使用低遷移率的半導(dǎo)體，這樣 的低遷移率的半導(dǎo)體在其它情況下被認為不適于場效應(yīng)晶體管。對于發(fā)光晶體管，柵極控 制允許使用新的像素驅(qū)動方案，并增加器件壽命。


圖1示出本公開的器件的示例性實施例。圖2示出在1x1微米尺度下，位于硅晶片頂上的稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)的示例性實施例 的原子力顯微鏡(AFM)圖像。圖3是在實驗期間本公開的器件的示例性實施例，在該實驗中，柵極場由離子液 體(ionic liquid)提供，并且半導(dǎo)體是p摻雜的硅。圖4示出對于0. 1和0. 3伏特的兩個不同的源極漏極電勢，將相同柵極電壓施加 到每個納米管網(wǎng)絡(luò)_硅界面時的ISD的調(diào)制。圖5是本公開的器件的第二示例性實施例的局部截面圖。圖6示出圖5的器件的轉(zhuǎn)換曲線。這些圖并沒有按照比例繪制。并且，在說明或討論中使用方向術(shù)語(例如，上方、 之上、左面、右面、下方、之下等等)時，這些術(shù)語僅用于便于理解而不是作為限制。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以容易地理解，器件的元件可以有其它朝向。圖7示出標準現(xiàn)有技術(shù)TFT(7A)器件和VFET(7B)器件，而特定器件(C)采用根據(jù) 本發(fā)明實施例的納米管網(wǎng)絡(luò)，其中彎曲的線條代表滲透納米管網(wǎng)絡(luò)，以及器件的布線圖。圖 7A示出在標準TFT中的短溝道長度Q要求源極電極和漏極電極的緊湊構(gòu)圖，這是VFET中 所規(guī)避的問題。標準TFT中的電流與溝道寬度Cw成比例，而在VFET中，其與源極電極和漏 極電極之間的重疊區(qū)域CA成比例。圖8示出僅僅空穴的VFET的晶體管特性，其中圖8A示出對于兩種材料系統(tǒng)，源極-漏極電流作為柵極電壓的函數(shù)。PF-9HK器件具有顯然比NPD器件更大的滯變 (hysteresis)。箭頭指示柵極電壓掃描方向。圖8B示出PF-9HK VFET的輸出曲線，圖8C 示出在指定為鄰近每個曲線的柵極電壓下的NPD VFET。圖9示出在縱向位置y= lnm處取得的在不同柵極電壓Ve =-IV、-10V和-20V 下HOMO相對于水平位置x的圖，其中柵極氧化物與聚合物溝道之間的界面被定義為y = 0。 在聚合物溝道和納米管接觸中的平衡費米能級為Ef = 0(水平的雙點劃線)?？v向箭頭指 示每個電壓下的勢壘高度4bp。納米管直徑為5nm，其中心位于x = 0，y = 2.5nm處。插圖 示出模擬的結(jié)構(gòu)和坐標。在納米管內(nèi)部(|x| <2.5nm)，電子勢能(&軌道帶的對稱點)被 標畫出。圖10A示出對于圖10B中所示的V0LET疊層，在所指示的柵極電壓下亮度相對于 漏極電壓的圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例旨在發(fā)光晶體管，所述發(fā)光晶體管具有選通電場(gating electric field)，以控制包含稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)的第一電極與電致發(fā)光半導(dǎo)性層之間的電 子傳輸。納米管網(wǎng)絡(luò)包含開放的空間(open space)，其允許柵極場穿入到電致發(fā)光層中。 柵極場控制向電致發(fā)光層中的電流注入，從而控制從器件輸出的可見光。例如，該技術(shù)的適 當應(yīng)用包括照明、顯示和標牌(sign)。選通電場用于通過控制向半導(dǎo)性層中的電流注入來調(diào)制對在稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)與 半導(dǎo)性層之間的電子傳輸?shù)膭輭尽Ｈ绻雽?dǎo)性層是電致發(fā)光材料，那么器件變?yōu)闁艠O電壓 控制的發(fā)光二極管(GLED)，也稱為發(fā)光晶體管。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的器 件。該實施例包括透明襯底層101。層102為透明柵極電極，其頂上是絕緣柵極電介質(zhì)層
103。在柵極電介質(zhì)層頂上繪制的彎曲線條表示第一電極，該第一電極包含稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)
104。第一電極被涂覆有電致發(fā)光材料層105，接著是第二電極106和保護電極層107，其中， 例如，在本發(fā)明許多實施例中，第一電極注入空穴，第二電極注入電子。應(yīng)該理解，本發(fā)明的 替代實施例的器件包括用于注入電子的第一電極和用于注入空穴的第二電極?？傮w而言， 這里描述的本發(fā)明的實施例針對空穴注入的第一電極和電子注入的第二電極，但本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以構(gòu)想出具有相反結(jié)構(gòu)的器件。在一個實施例中，使得納米管網(wǎng)絡(luò)104相對于電子注入層106和保護電極層107 是電正性的。從納米管網(wǎng)絡(luò)104注入的空穴和從第二電極106注入的電子在電致發(fā)光層 105中結(jié)合而產(chǎn)生光子。納米管的高的縱橫比(長度對直徑)允許網(wǎng)絡(luò)是電滲透的(電互 連的)，但同時是稀釋的，從而在納米管之間具有基本開放的空間。在此使用的稀釋納米管 網(wǎng)絡(luò)是這樣的網(wǎng)絡(luò)，其具有足夠的開放的空間，以允許在諸如電致發(fā)光材料層105的有源 層與柵極電介質(zhì)層103之間有一些接觸。這些開放的空間允許柵極場穿入到電致發(fā)光層 105中，而沒有由取代納米管網(wǎng)絡(luò)的鄰接電極所可能導(dǎo)致的全面的靜電屏蔽。柵極場調(diào)制納 米管附近的和納米管上的電致發(fā)光材料105中的載流子密度，從而改變對在兩種材料之間 的空穴傳輸?shù)膭輭尽艠O場由此控制向電致發(fā)光層105中的空穴注入，從而控制從器件輸 出的光。電滲透的稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)可以容易地通過美國專利申請公開
6No.US2004/0197546(‘546申請)中描述的方法來制造，該申請教導(dǎo)了電滲透的稀釋納米管 網(wǎng)絡(luò)的制造。圖2示出在硅晶片的頂上的稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)104的示例性實施例的原子力顯 微鏡(AFM)圖像，包括電互連的納米管之間的開放的空間?！?46申請中描述的制造方法允 許精細地控制構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)104的納米管的表面密度，從而允許精細地控制納米管之間的開放 空間的比例分數(shù)。優(yōu)化器件操作的納米管表面密度依賴于電致發(fā)光材料的特性并通過實驗 確定。圖3所示表明了通過在納米管半導(dǎo)體界面處的接觸勢壘的柵極場對空穴注入的 調(diào)制，圖中所示是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性器件，其中，通過離子液體而不是具有柵極 電介質(zhì)層的傳導(dǎo)性電極來提供柵極場，并且其中半導(dǎo)體是P摻雜的硅。該器件關(guān)于其縱向 中線對稱，因此僅標出了每個重復(fù)元件中的一個。層305是600nm絕緣氧化物層，該層已經(jīng) 從P摻雜的硅襯底層306的中間部分被蝕刻掉。預(yù)沉積到氧化物層上的鈀電極304提供與 納米管網(wǎng)絡(luò)301的電接觸。納米管網(wǎng)絡(luò)301覆蓋跨過接觸電極304，并且向下一直覆蓋到裸 硅306上，以提供納米管301與硅306之間的緊密接觸。分離的離子液體液滴302浸透每 個納米管網(wǎng)絡(luò)301。左面的納米管網(wǎng)絡(luò)301被指定為源極，右面的網(wǎng)絡(luò)301被指定為漏極。 每一側(cè)的納米管網(wǎng)絡(luò)301彼此沒有物理連接；它們在其最近的靠近點處分開大約lcm。在源 極與漏極網(wǎng)絡(luò)之間(經(jīng)由電極304)施加一個小電勢VSD，并且測量電流IsD。電流路徑通過 硅，因此通過每一側(cè)的納米管_硅界面。分離的電源經(jīng)由離子液體液滴302而向納米管網(wǎng) 絡(luò)301與硅襯底306之間的每個界面施加?xùn)艠O電勢。這些電源在一側(cè)(經(jīng)由Pd電極304) 電連接到納米管網(wǎng)絡(luò)301，在另一側(cè)電連接到僅接觸離子液體302的反電極303。圖4示出對于0. 1和0. 3伏特的兩個不同源極漏極電勢，將相同的柵極電壓施加 到每個納米管網(wǎng)絡(luò)_硅界面時對ISD的調(diào)制。柵極電壓明顯地調(diào)制跨過每個界面的傳輸勢 壘。對數(shù)電流標度表示調(diào)制的幅度。在圖3的實施例中，納米管網(wǎng)絡(luò)比圖2所示的更厚，并 具有比圖2所示更大的表面密度。不過，網(wǎng)絡(luò)301的多孔性和離子液體柵極電極的流動性 允許在每一側(cè)利用納米管網(wǎng)絡(luò)_硅界面，以實現(xiàn)效果。這里和下面描述的電流調(diào)制不應(yīng)與常規(guī)的基于納米管網(wǎng)絡(luò)的場效應(yīng)晶體管中所 看到的電流調(diào)制相混淆。本發(fā)明的納米管網(wǎng)絡(luò)并不像用于常規(guī)的基于納米管網(wǎng)絡(luò)的場效應(yīng) 晶體管的常規(guī)納米管網(wǎng)絡(luò)那樣靠近滲透極限。對于本發(fā)明的具體實施例，對納米管網(wǎng)絡(luò)電 導(dǎo)的直接調(diào)制對所產(chǎn)生的總體調(diào)制僅僅有一小部分貢獻。本發(fā)明的另一實施例具有圖5所示的器件幾何結(jié)構(gòu)，其中納米管網(wǎng)絡(luò)具有圖2所 示例的表面密度。圖5示例出本發(fā)明的器件的第二示例性實施例。在這種情況下，稀釋納 米管網(wǎng)絡(luò)503 (由彎曲線條表示)位于200nm厚的柵極電介質(zhì)SiOx層502的頂上，該層502 在用作柵極電極的P摻雜的Si襯底501上。有源半導(dǎo)體層504是電致發(fā)光聚合物，在示例 性實施例中，該聚合物是聚[(9，9- 二辛基芴基-2，7- 二基)-共-(9-己基-3，6-咔唑)] (PF-9HK)。頂接觸是鉬電極層505。其與圖1的器件的不同之處在于，鉬的費米能級更靠近 聚合物的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)，而不是其最低未占據(jù)分子軌道(LUM0)。如果沒有電子 注入到LUM0，器件被稱為“僅有空穴”器件(聚合物中的傳輸局限于HOMO)，并且不發(fā)光，不 需要圖1的柵極層和襯底層的透明性。該結(jié)構(gòu)對于證明柵極在調(diào)制跨過納米管-聚合物界 面的接觸勢壘中的效力非常有用。圖6示出圖5的器件的轉(zhuǎn)換曲線。柵極電勢在源極-漏極(納米管-鉬電極)電流中引起兩個數(shù)量級的改變。調(diào)制源極-漏極電流所需的大柵極電壓歸因于相對較厚的 200nm的SiOx柵極電介質(zhì)層。本發(fā)明的許多實施例包括使用透明襯底和透明柵極電極。使用電致發(fā)光半導(dǎo)體以 及低功函數(shù)的陰極允許器件起柵極電壓調(diào)制的發(fā)光二極管的作用。適當?shù)耐该饕r底包括例 如玻璃和塑料襯底。適當?shù)耐该鳀艠O電極包括諸如銦錫氧化物的透明導(dǎo)電氧化物或者諸如 ‘546申請中所述的透明納米管膜。例如，電致發(fā)光半導(dǎo)性材料的形式可以是聚合物、有機分 子、或者諸如GaN的常規(guī)的固態(tài)半導(dǎo)體的形式。大氣暴露的和/或用酸純化的碳納米管的功函數(shù)使其費米能級在_5eV附近。由 于該能量更靠近大部分電致發(fā)光(EL)材料的空穴能帶或H0M0，因此本發(fā)明的實施例很容 易制備，其中稀釋網(wǎng)絡(luò)由提供向這些材料中空穴注入的納米管制成。圖1的器件中的柵極 場由此調(diào)制對在納米管與EL材料之間的空穴注入的勢壘。在示例性實施例中，特別合適的 EL材料所具有的空穴能帶或HOMO能級在納米管費米能級附近。對于在其本征費米能級的 l_2eV之內(nèi)的狀態(tài)，納米管具有低密度電子狀態(tài)。這意味著，納米管費米能級可以通過電子 注入或抽取而移位，該電子注入或抽取是由源極-漏極電勢引起的局域電場或由選通電場 所感應(yīng)出的。因此，對于柵極感應(yīng)的調(diào)制，器件的示例性實施例使用這樣的EL材料，該ELM 料的空穴能帶或HOMO能級在-5eV的1到2eV之內(nèi)(具有約_3eV與_7eV之間的HOMO能 級)。對適當?shù)碾娭掳l(fā)光材料的另一考慮在于，其本征載流子密度并不是特別大。在本 征載流子密度很大的情況下，構(gòu)成對在納米管與EL材料之間的空穴傳輸?shù)膭輭镜暮谋M層 的寬度很薄，同時，大的載流子密度使得柵極場被屏蔽而不能以可觀的深度穿入到EL材料 中。這些效應(yīng)使得高載流子密度的EL材料情況下的柵極調(diào)制很小。此外，納米管可以使得柵極場從納米管直接上方(在納米管的最靠近頂接觸的側(cè) 上)的EL材料區(qū)域靜電屏蔽。這樣的屏蔽使得柵極場很難將納米管直接上方的通常開啟 的電流溝道關(guān)閉。在具體實施例中，經(jīng)由位于納米管側(cè)面(柵極場可到達此處)的電流通 路的通常為關(guān)閉的電流溝道可以被開啟。在具體實施例中使用的EL材料具有位于納米管 的費米能級之下的H0M0。EL材料的合適實例包括龐大數(shù)目的分子、聚合物和低聚Ji共軛有機材料，這些 材料被合成為使其H0M0能級從對于聚(3，4_亞乙基二氧噻吩)(PED0T)的相對真空的高 達-4.0eV到對于聚(二氰基噻吩)的低達-6. 7eV之間變化。在許多例子中，Ji共軛的聚 合物既是光致發(fā)光的，又是電致發(fā)光的，如表1中的材料所示例的那樣。本發(fā)明的一些實施 例涉及這樣的EL材料，其H0M0能級在-5. leV到-6. OeV的范圍內(nèi)，這被認為是相對較低 H0M0的材料。在這些實施例中，可以使聚合物和低聚物相對較純且空氣穩(wěn)定，并且本征載流 子濃度低，導(dǎo)致低的電荷遷移率。在-5. leV與-6. OeV之間，存在許多可利用的材料，有機 結(jié)構(gòu)中的微妙變化可使得H0M0能級被調(diào)整。表1.適合在柵極電壓控制的LED的實施例中使用的一系列代表性共軛聚合物和 低聚物的H0M0值。甲氧基 /EtHxOxy 聚(亞苯基亞乙烯基)(MEH-PPV) -5. leV 到 _5. 4eV噁二唑側(cè)基聚(亞苯基亞乙烯基)-5. 3eV低聚(9，9- 二 -n-正辛基芴_2，7_亞乙烯基)-5.3到_5. 5eV
8
聚(4-4，- 二亞苯基二苯基亞乙烯基)(PDPV)聚(9，9-二烷基芴)帶有BTD或喹噁啉的聚(二炔化物噻吩)二苯基噁二唑側(cè)基聚苯乙烯
-5. 4eV
-5. 6 到-5. 7eV
-5. 5 到-5. 7eV 5. 4 到-6. OeV除了聚合物材料之外，還有眾多小分子有機發(fā)射體，包括金屬螯合物、二苯乙烯基 苯和熒光染料，其具有適合用于本發(fā)明其它實施例中的器件功能的特性。表2中列出代表 性的材料及其HOMO能級。表2.適合用于柵極電壓控制的LED的實施例的一系列代表性小分子有機物的 HOMO 值。5，6，11，12-四苯基并四苯-5. 4eV雙(4，，6，- 二氟苯基吡啶)-4，9_雙-[4_(2，2_ 二苯基乙烯基)_苯基]-萘并[2，3_c][1，2，5]噻二唑_5. 8eV4,4 ‘-雙'2,2 ‘ -二苯基乙烯基'-1,1 ‘-螺二苯基 -5. 9eV摻入4，4，-N，N，_ 二咔唑聯(lián)苯中的fac三(2-苯基吡啶)銥[Ir(ppy)3] -6. 3eV用于電介質(zhì)層的代表性材料包括諸如寬范圍的絕緣陶瓷、玻璃、有機化合物、以及 自組裝單層、及其組合，其中絕緣陶瓷例如為Si0x、A1203、Si3N4、Y203、Ta205、PbTi0x、AlTi0x， 有機化合物例如為聚對亞苯基二甲基聚合物、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚乙烯基苯酚、聚甲基 丙烯酸甲酯、含氟聚合物。用于柵極電極的代表性材料可以包括用諸如Al、Sn、Y、Sc和Ga的金屬進行金屬 性摻雜的和未摻雜的諸如ZnO、ln203> Sn02、CdO的透明導(dǎo)電氧化物、及其任何組合。代表性 的材料還可包括諸如Al、Au、Ag、Pt、Pd、Cd、Ni和Ta的金屬及其任何組合、以及摻雜的半導(dǎo) 體，例如P或n摻雜的Si、p或n摻雜的GaAs。以上的代表性材料是器件可以起作用的代表性材料，但絕不是窮舉性的。取決于 所使用的具體的EL材料，本發(fā)明的具體實施例可以在層105與106之間引入電子傳輸層， 和/或在層104(納米管)與EL層105之間引入一個或多個空穴傳輸層。對于在層104與 EL層105之間引入空穴傳輸層的實施例，柵極場調(diào)制向第一空穴傳輸層中而不是向EL層中 的空穴注入。由柵極調(diào)制的向發(fā)光器件中的空穴注入所提供的優(yōu)點包括但不必限于提高的壽 命和簡化的電子驅(qū)動方案。因為由電遷移和發(fā)熱現(xiàn)象引起的高驅(qū)動電壓偏置對于LED器件 的發(fā)射壽命是有害的，所以，由空穴注入的柵極場增強所引起的驅(qū)動電壓偏置的降低可以 提高本發(fā)明的實施例的主題器件的實施例的壽命。此外，柵極電壓感應(yīng)的空穴注入提供了 另一種程度的對器件操作的電子控制，允許簡化電子裝置，以將用于根據(jù)本發(fā)明的實施例 的顯示器件應(yīng)用的像素打開和關(guān)閉。TFT是這樣一種場效應(yīng)晶體管(FET)，其中柵極場在有源層中感應(yīng)出載流子，允許 電流在源極電極與漏極電極之間流動。圖7A和圖7B以示意圖形式比較了常規(guī)現(xiàn)有技術(shù) TFT和根據(jù)本發(fā)明的實施例的TFT的結(jié)構(gòu)。與其中源極701、有源層702和漏極703相對于 電介質(zhì)704和柵極705共面的常規(guī)TFT相比，圖7B所示的結(jié)構(gòu)將源極711、有源層712和漏 極713相對于柵極電介質(zhì)714和柵極電極715縱向?qū)盈B，因此將其稱為縱向場效應(yīng)晶體管(VFET)。對于VFET結(jié)構(gòu)，連續(xù)的金屬源極電極會將柵極場完全屏蔽在有源層之外，因此其 操作的必要要求是，源極電極在某種意義上被滲透，使其對于柵極場為多孔的。在圖7B中 被示出為規(guī)則網(wǎng)格的源極電極711旨在傳達這一構(gòu)思，但是不應(yīng)按照字面理解。在本發(fā)明 的實施例中，如圖7C所示例的，柵極場多孔的(gate-field-porous)源極電極721是單壁 碳納米管的網(wǎng)絡(luò)。沒有示出沿著器件周邊將納米管源極電極連接到電源的接觸襯墊。該網(wǎng) 絡(luò)可以是遠在滲透閾值之上的稀釋層。注意到，對于VFET，溝道長度Q只是有源層722的 膜厚度，該厚度可以被制造地幾乎任意薄，而對于等同的漏極723、柵極電介質(zhì)724和柵極 電極725，不需要高分辨率的電極構(gòu)圖。圖8A和8B示出圖7C所示例的本發(fā)明的實施例的轉(zhuǎn)換(IDS對VJ和輸出(IDS對 VDS)曲線，其中使用聚[(9，9_二辛基-芴基-2，7-二基)-交替-共-(9-己基-3，6-咔唑)] (PF-9HK)作為有源半導(dǎo)體層，使用金作為漏極電極。圖8A還示出N，N' -二(1_萘基)_N， N' - 二苯基-1，1'-聯(lián)苯-1，4' -二胺)(NPD)用作有源半導(dǎo)體層的轉(zhuǎn)換曲線(圖8C中 的輸出曲線)。柵極電壓掃描將兩個溝道層中的電流都調(diào)制了兩個數(shù)量級。大的亞閾值斜率 是所使用的相對厚的Si02柵極電介質(zhì)的結(jié)果。為了避免柵極泄露，可以使用更厚的電介質(zhì) 層，避免與器件功能有關(guān)的復(fù)雜化。隨著電介質(zhì)做的更薄，器件特性可以得到改善。與其中 開啟電流與溝道寬度(線性維度)成比例的標準FET相比，本VFET中的電流與源極電極和 漏極電極之間的重疊面積(線性維度的平方)成比例。開啟電流也可以與源極電極中的納 米管密度成比例(直到一極限密度，在該極限密度下，柵極場開始被納米管本身所屏蔽)。大的滯變在圖8A的轉(zhuǎn)變曲線中很明顯，這有可能是由所采用的有源層中的電荷 捕獲所引起。NPD器件的滯變顯著小于基于PF-9HK的器件的滯變，這表明可以通過修改有 源層來減小滯變。在標準有機TFT中，源極電極和漏極電極的費米能級被選擇為與有源層材料的最 高占據(jù)分子軌道(HOMO)或最低未占據(jù)分子軌道(LUM0)嚴密對齊，分別產(chǎn)生空穴載流子(p 型)或電子載流子(n型)器件。對于某些標稱的源極-漏極電壓，柵極場調(diào)制在有源層/ 電介質(zhì)界面處的薄區(qū)域中的載流子密度，由此調(diào)制在源極與漏極之間流動的電流。比較而 言，對于本發(fā)明的實施例，VFET不同地進行操作，如通過實驗和理論模擬所表明的。盡管通 過模擬表明在VFET幾何結(jié)構(gòu)中，對于很薄的有源層，有可能在整個有源層的體中調(diào)制載流 子密度，但是得到的電流調(diào)制是有源層厚度的陡坡函數(shù)(steep function)，這是因為最靠 近柵極電極而產(chǎn)生的載流子將柵極場屏蔽在有源層的更深區(qū)域之外。對于厚度> lOOnm的 有源層，這樣的屏蔽會導(dǎo)致源極-漏極電流對柵極場只有很小的響應(yīng)。然而，對于> lOOnm 的有源層，觀察到了大的調(diào)制，其中柵極場杠桿臂(lever arm)對有源層厚度只有很弱的依 賴關(guān)系。因此，柵極誘導(dǎo)出對納米管與有源層之間的接觸勢壘的調(diào)制。已知柵極納米管網(wǎng) 絡(luò)顯示出跨導(dǎo)，然而，要獲得跨過納米管網(wǎng)絡(luò)的可觀的電流調(diào)制則要求納米管表面密度非 常接近于滲透極限，以便閾值滲透通路跨過半導(dǎo)性納米管而橋接(也就是，單獨考慮的話， 金屬性納米管必須位于滲透閾值之下)。如在本發(fā)明的許多實施例中，當?shù)湫偷卣季W(wǎng)絡(luò)中的 納米管的約1/3的金屬性管在滲透閾值之上時，半導(dǎo)性納米管的開啟僅占所觀察到的調(diào)制 的約67%。因此，器件用作p型、肖特基勢壘FET，其中電流調(diào)制歸因于對在納米管/有源 層界面處的接觸勢壘的柵極場感應(yīng)調(diào)制。對注入勢壘和柵極場對其的作用的模擬表明確實 是這樣的情況。
自洽地解出二維泊松方程，其中聚合物溝道的平衡載流子統(tǒng)計和結(jié)構(gòu)的納米管接 觸如圖9的插圖所示。為了簡化模擬并捕捉本質(zhì)的物理規(guī)律，考慮如下條件(i)納米管網(wǎng) 絡(luò)是稀疏的，以便在每個區(qū)域中研究單個納米管的靜電學(xué)，(ii)模擬與納米管長軸垂直的 縱向平面中的2D截面，(iii)納米管是單個的單壁金屬性管。半導(dǎo)性納米管或小的捆束具 有不同的狀態(tài)密度，但并不改變定性的結(jié)果。圖9示出隨柵極場變化的在納米管/有源層 界面處的能帶彎曲，顯示出勢壘調(diào)制。在本發(fā)明的實施例中，納米管的固有的低狀態(tài)密度(DOS)提供了一項或多項有利 特征。與具有高DOS的金屬相比，低DOS納米管的費米能級可以響應(yīng)于柵極場而經(jīng)歷可觀 的移位。因此，除了由柵極誘導(dǎo)的能帶彎曲所導(dǎo)致的接觸勢壘變薄之外，還降低了勢壘高度 (小bp)。對金屬性肖特基接觸處的接觸勢壘調(diào)制的文獻描述經(jīng)常隨意地、不正確地將其標 注為勢壘高度調(diào)制，而實際指的是歸因于能帶彎曲的勢壘寬度調(diào)制。金屬的高DOS不允許 費米能級進行勢壘高度改變所必需的移位。論及這些現(xiàn)象，從在Lonergan Science 1997， 278，2103中公開的對空氣敏感的、聚合物/無機(聚(吡咯)/n_磷化銦)接觸勢壘的電化 學(xué)誘導(dǎo)的勢壘高度調(diào)制可以察知真實的勢壘感度調(diào)制，但這種聚合物/無機系統(tǒng)不是金屬 性的。與Lonergan的系統(tǒng)不同，本發(fā)明中所采用的納米管是真正的金屬性系統(tǒng)。令人驚訝 的是，本發(fā)明的實施例中的基于納米管網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)在金屬性空氣穩(wěn)定材料中展示出這一新 奇的肖特基接觸勢壘調(diào)制。在本發(fā)明其他實施例中，具有該低DOS的在這里所描述的SWNT 網(wǎng)絡(luò)可被單石墨烯(graphene)膜、半導(dǎo)性納米線、或?qū)щ娂{米線替代，其中，例如，納米線 可以是硅。對于根據(jù)本發(fā)明的實施例的VFET，半導(dǎo)體層可以選自(1)至少一種線性縮合的 多環(huán)芳族化合物(并苯化合物)，其選自萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯、以及它們的衍生 物；(2)至少一種顏料，其選自基于銅-酞菁(CuPc)的化合物、偶氮化合物、基于茈的化合 物以及它們的衍生物；(3)至少一種低分子化合物，其選自腙化合物、基于三苯甲烷的化合 物、基于二苯甲烷的化合物、基于芪的化合物、芳基乙烯基化合物、基于吡唑啉的化合物、三 苯胺衍生物(TPD)、芳基胺化合物、低分子量芳基胺衍生物(a.-NPD)、2，2’，7，7’_四(二 苯基氨基)-9，9’ -螺二芴(螺-TAD)、N，N’ - 二(1_萘基)_N，N’ - 二苯基-4，4’ - 二氨基 聯(lián)苯(螺-NPB)、4，4，4 ” -三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]_三苯胺(mMTDATA)、2，2，，7， 7，-四(2，2-二苯基乙烯基)-9，9-螺二芴(螺-DPVBi)、4，4，- 二(2，2-二苯基乙烯基) 聯(lián)苯(DPVBi)、(8-羥基喹啉)鋁(Alq)、三(8_羥基喹啉)鋁(Alq3)、三(4_甲基_8羥基 喹啉)鋁(Almq3)以及它們的衍生物；以及(4)至少一種聚合物化合物，其選自聚(對亞 苯基亞乙烯基)(PPV)、含有二苯基的聚合物、具有二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基-PPV、苯 基-PPV、苯基/ 二烷氧基-PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5- (2’-乙基己氧基)-1，4-亞苯基亞 乙烯基)(MEH-PPV)、聚(亞乙基二氧基噻吩)(PED0T)、聚(苯乙烯磺酸)(PSS)、聚(苯胺) (PANI)、聚(N-乙烯基咔唑)、鹵代聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、 聚(烷基芴)、芘-甲醛樹脂、乙基咔唑-甲醛樹脂以及它們的改性物。本發(fā)明的實施例中所采用的納米管的柵極誘導(dǎo)的能帶彎曲和勢壘高度調(diào)制示于 圖9中，其模擬了距離柵極電介質(zhì)表面lnm的距離。效應(yīng)發(fā)生的程度取決于距柵極的距離。 納米管的自屏蔽減小了從最靠近電介質(zhì)層的納米管的底部側(cè)通到其頂部側(cè)的柵極杠桿臂。 這暗示了單獨的納米管比納米管捆束更優(yōu)選，因為捆束中的頂部納米管被下伏的納米管屏蔽在柵極場之外，從而顯著更少地參與調(diào)制。根據(jù)本發(fā)明的實施例的納米管網(wǎng)絡(luò)通過Wu等 人在Science 2004，305，1273中描述的過濾/轉(zhuǎn)移方法，使用脈沖激光汽化生成的納米管 而形成。所有高產(chǎn)率的納米管合成方法都產(chǎn)生變化直徑的捆束，而在表面活性劑中進行超 聲作用提供了一種捆束解體的措施。AFM成像和高度分析統(tǒng)計表明這些網(wǎng)絡(luò)包括這樣的捆 束，其直徑分布范圍為從1到9nm，峰值中心在 5nm處。在本發(fā)明的實施例中，有用的有源層材料所具有的HOMO位于可合理應(yīng)用的柵極 場的納米管費米能級的可及范圍之內(nèi)。如果有源層HOMO位于納米管費米能級之上，柵極場 必須在空穴積累層(反勢壘)處產(chǎn)生勢壘，而如果有源層HOMO位于納米管費米能級之下， 柵極必須減小以前存在的勢壘。網(wǎng)絡(luò)中成捆束的納米管可以對將產(chǎn)生有用跨導(dǎo)的有源層材 料施加更為嚴格的限制。對于具有通常為開啟的(反勢壘)能帶陣形(line-up)的有源 層，被屏蔽在柵極之外的捆束中的頂部納米管不能將其勢壘切換為關(guān)閉。因為屏蔽的納米 管允許電流流動與柵極場無關(guān)，因此這樣的通常為開啟的器件不能被有效地關(guān)閉，極大地 降低了開/關(guān)比。對于具有通常為關(guān)閉的能帶陣形的有源層，通過在捆束底部附近的納米 管而將電流切換為開啟。盡管捆束中頂部的納米管幾乎不參與切換，但是它們并不會劣化 開/關(guān)電流比。這些推論得到針對用作有源層的PF-9HK和NPD (H0M0分別為 5. 6eV和 5. 5eV)相對于酸純化的p摻雜SWNT (功函數(shù) 4. 9eV)所觀察到的較大的開-關(guān)比相比于 針對區(qū)域規(guī)則性(regio-regular)聚(3-己基噻吩)(H0M0 5. OeV)所觀察到的較差的 開-關(guān)比的支持。在本發(fā)明的實施例中，源極層中的單獨的(不成捆束的)納米管可以延伸有源層 的范圍，該有源層可用于具有4到6eV范圍的功函數(shù)的材料，其包括多數(shù)電活性的聚合物和 無機活性層。在該應(yīng)用中可以使用單層石墨烯來取代納米管，其中單層石墨烯可以為連續(xù) 的層。該石墨烯層非常薄，以使柵極場所誘導(dǎo)的石墨烯費米能級的變化引起有源層的勢壘 高度發(fā)生變化。金屬易于與具有共價特性的有源層形成鍵合。在頻繁觀察到的形成為金屬與半導(dǎo) 體之間的功函數(shù)差的勢壘高度不敏感(費米能級釘扎)中暗示了這樣的共價鍵。借助于其 高度鈍化的類似石墨烯的表面，原始的納米管并不容易形成共價鍵，而使得勢壘高度傾向 于柵極調(diào)制。對于納米管側(cè)壁上的缺陷，可以采取措施來來最小化或修復(fù)缺陷。在本發(fā)明 的實施例中，納米管所提供的另一項優(yōu)勢是，碳原子被保持在納米管側(cè)壁晶格中的強度使 得納米管不會受到電遷移的影響，這與在多數(shù)基于金屬接觸的電子和光電器件中觀察到的 壽命限制過程不同。此外，納米管接觸的準1D幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)致有利的結(jié)靜電學(xué)。在納米管表 面處的電場由于其納米級的半徑而顯著增強，該納米級半徑進一步減小了勢壘厚度，從而 促進從納米管接觸向有源溝道的載流子注入。最初由于其低H0M0而選擇的PF-9HK也是電致發(fā)光聚合物。對與電子注入的、 小功函數(shù)金屬的頂接觸的修改可以產(chǎn)生選通的(gated)有機發(fā)光二極管(0LED)，其中，例 如，從頂接觸注入的電子和來自納米管的空穴跨過聚合物帶隙而復(fù)合，從而產(chǎn)生光。本發(fā) 明的這樣的實施例允許通過所施加的柵極電壓來控制發(fā)光強度，這構(gòu)成縱向有機發(fā)光晶體 管(V0LET)。為了示例該設(shè)計的通用性，圖10示出了在圖10B示出的不同系統(tǒng)中的選通發(fā) 光，其中三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)作為光活性層901，NPD作為空穴輸送層902，PF-9HK 作為柵極空穴注入層903。對于圖10的器件，為了允許光的提取，柵極電極904是在透明
12襯底905上的IT0，原子層沉積160nm的鋁-鈦氧化物(AT0)柵極電介質(zhì)906，納米管網(wǎng) 絡(luò)907位于該電介質(zhì)906上。對于其中NPD層902直接接觸納米管907的根據(jù)本發(fā)明的 實施例的器件，光最初發(fā)射出去，但是顯示出迅速衰減的亮度，盡管使用與納米管907直接 接觸的NPD902的僅有空穴的VFET的長期穩(wěn)定操作。在本發(fā)明的一個實施例中，通過添加 PF-9HK作為接觸納米管907的層902而解決這一壽命問題。在各種實施例中，可以使用中 間層來增強調(diào)制勢壘的能力。圖10B中所示的器件被制造為混合的聚合物/小分子器件。 200nm 的 PF-9HK 層 903 從甲苯旋轉(zhuǎn)涂到納米管 907 上，NPD 902 (lOOnm)、Alqs903 (50nm)、 LiF 908 (lnm)和A1 909 (lOOnm)層都被熱蒸發(fā)。器件被制造為具有2x2mm2的像素。在該 示例性實施例中，由于納米管源極層的細薄，在-30V的漏極電壓下，幾乎不發(fā)生柵極調(diào)制， 可能是因為大的源極_漏極電壓克服了勢壘的大部分，在17. 3mA cm—2的電流下，亮度是 540Cd m_2，即，電流效率為3. lCd A—1，該值可與典型的IT0陽極、基于NPD/Alq3的器件 相比。對于制造的器件觀察到了在像素縮放中的亮點，這可能是由于位于納米管網(wǎng)絡(luò)之下 的顆粒導(dǎo)致源極-漏極溝道長度局部變薄。這樣的觀察與由于電活性層變薄而在源極電 極_漏極電極之間的直接電短路的器件的主要故障模式相一致。這里參照或引用的所有專利、專利申請、臨時申請和出版物的全部內(nèi)容通過參考 而納入本文，包括所有的附圖和表格，納入程度使得它們不與本說明書的明確教導(dǎo)相矛盾。應(yīng)該理解，這里描述的實例和實施例僅用于示例的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員會想到 考慮到這些實例和實施例而作出的各種修改或改變，這些修改或改變將被包含在本申請的 精神和范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種發(fā)光晶體管，包括柵極電極，其用于提供柵極場；第一電極，其中所述第一電極包括稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)；電介質(zhì)層，其被插入在所述柵極電極與所述第一電極之間，第二電極，其用于注入與由所述第一電極注入的電荷互補的電荷；以及電致發(fā)光半導(dǎo)體層，其被設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極之間，其中所述互補的電荷結(jié)合而產(chǎn)生光子，并且其中通過所述柵極場來調(diào)制所述第一電極與所述電致發(fā)光半導(dǎo)體層之間的電荷注入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述納米管網(wǎng)絡(luò)包括碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述納米管網(wǎng)絡(luò)包括單壁碳納米管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述第一電極注入空穴，所述第二電極注入電子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述柵極電極是透明的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光晶體管，其中所述柵極電極包括導(dǎo)電氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)光晶體管，其中所述柵極電極包括銦錫氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，還包括鄰近所述柵極電極而設(shè)置的透明襯底層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，還包括鄰近所述第二電極而設(shè)置的保護電極層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述第一電極和第二電極兩者都包括納米管 網(wǎng)絡(luò)，每一者連接到分離的電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述電致發(fā)光半導(dǎo)體層具有在約_3eV與 約-7eV之間的HOMO能級。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述納米管網(wǎng)絡(luò)包括成捆束的或多壁的納米 管，并且其中所述電致發(fā)光半導(dǎo)體層具有低于所述納米管網(wǎng)絡(luò)的費米能級的HOMO能級。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述電致發(fā)光半導(dǎo)體層包括甲氧基/EtHxOxy 聚(亞苯基亞乙烯基)(MEH-PPV)、噁二唑側(cè)基聚(亞苯基亞乙烯基)、低聚(9，9- 二 -n-正 辛基芴-2，7-亞乙烯基)、聚(4-4’ - 二亞苯基二苯基亞乙烯基)(PDPV)、聚(9，9-二烷基 芴)、帶有BTD或喹噁啉的聚(二炔化物噻吩)、二苯基噁二唑側(cè)基聚苯乙烯、5，6，11，12-四 苯基并四苯、雙(4，，6，- 二氟苯基吡啶)-4，9-雙-[4- (2，2- 二苯基乙烯基)_苯基]-萘并 [2，3-c] [1，2，5]噻二唑、4，4'-雙'2,2' -二苯基乙烯基'-1,1'-螺二苯基、摻入4， 4，-N，N，-二咔唑聯(lián)苯中的fac三(2-苯基吡啶)銥[Ir(ppy)3]。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述第二電極包括納米管網(wǎng)絡(luò)、金屬膜、半導(dǎo) 性膜或半導(dǎo)性納米線膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中在所述納米管網(wǎng)絡(luò)與所述電致發(fā)光層之間設(shè) 置一個或多個空穴傳輸層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述第一電極包括連續(xù)的、或構(gòu)圖的單層石墨火布。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光晶體管，其中所述第一電極包括連續(xù)的或構(gòu)圖的低載流子 密度和低電子狀態(tài)密度的材料，并且其中所述第一電極不完全將所述柵極場屏蔽在電致發(fā) 光半導(dǎo)體層之外。
18.—種縱向場效應(yīng)晶體管(VFET)，包括柵極電極，其用于提供柵極場；第一電極，其中所述第一電極包括具有低載流子密度和低電子狀態(tài)密度的傳導(dǎo)性材料；電介質(zhì)層，其被插入在所述柵極電極與所述第一電極之間，第二電極；以及半導(dǎo)體層，其被設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極之間，其中接觸勢壘調(diào)制包括通 過費米能級移位而在所述第一電極與所述半導(dǎo)體之間的肖特基接觸的勢壘高度(6bp)降 低。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的VFET，其中所述第一電極包括稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的VFET，其中所述稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)包括單壁碳納米管，其中所述 納米管的金屬性部分具有足夠的量以超過電滲透閾值。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的VFET，其中所述第一電極包括單層石墨烯、導(dǎo)電納米線網(wǎng)絡(luò)、或 半導(dǎo)性納米線網(wǎng)絡(luò)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的VFET，其中所述第二電極包括納米管網(wǎng)絡(luò)、金屬膜、半導(dǎo)性膜、 導(dǎo)電納米線網(wǎng)絡(luò)、或半導(dǎo)性納米線膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的VFET，其中所述半導(dǎo)體層選自(1)至少一種線性縮合的多環(huán) 芳族化合物(并苯化合物)，其選自萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯、以及它們的衍生物；(2) 至少一種顏料，其選自基于銅-酞菁(CuPc)的化合物、偶氮化合物、基于茈的化合物以及 它們的衍生物；(3)至少一種低分子化合物，其選自腙化合物、基于三苯甲烷的化合物、基 于二苯甲烷的化合物、基于芪的化合物、芳基乙烯基化合物、基于吡唑啉的化合物、三苯胺 衍生物(TPD)、芳基胺化合物、低分子量芳基胺衍生物(a.-NPD)、2，2’，7，7’ -四(二苯基 氨基)-9，9’ -螺二芴(螺-TAD)、N，N’ - 二(1-萘基)-N，N’ - 二苯基-4，4’ - 二氨基聯(lián)苯 (螺-NPB)、4，4，4”_ 三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]-三苯胺(mMTDATA)、2，2’，7，7’-四 (2，2-二苯基乙烯基)-9，9-螺二芴(螺-DPVBi)、4，4，- 二(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯 (DPVBi)、(8-羥基喹啉)鋁(Alq)、三(8_羥基喹啉)鋁(Alq3)、三(4_甲基_8羥基喹啉) 鋁(Almq3)以及它們的衍生物；以及⑷至少一種聚合物化合物，其選自聚(對亞苯基亞乙 烯基)(PPV)、含有二苯基的聚合物、具有二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基-PPV、苯基-PPV、 苯基/ 二烷氧基-PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5- (2’-乙基己氧基)-1，4-亞苯基亞乙烯基) (MEH-PPV)、聚(亞乙基二氧基噻吩)(PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸)(PSS)、聚(苯胺)(PANI)、 聚(N-乙烯基咔唑)、鹵代聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、聚(烷基 芴)、芘-甲醛樹脂、乙基咔唑-甲醛樹脂以及它們的改性物。
全文摘要
本發(fā)明的實施例涉及作為發(fā)光晶體管的縱向場效應(yīng)晶體管。該發(fā)光晶體管包括柵極電極，其用于提供柵極場；第一電極，其包括用于注入電荷的稀釋納米管網(wǎng)絡(luò)；第二電極，其用于注入互補的電荷；以及電致發(fā)光半導(dǎo)體層，其被設(shè)置在納米管網(wǎng)絡(luò)和電子注入層中間。通過所述柵極場來調(diào)制電荷注入。空穴和電子結(jié)合而形成光子，從而使得電致發(fā)光半導(dǎo)體層發(fā)出可見光。在本發(fā)明的其他實施例中，采用電極的縱向場效應(yīng)晶體管包括具有低狀態(tài)密度的傳導(dǎo)性材料，使得晶體管接觸勢壘調(diào)制包括通過費米能級移位而在具有低狀態(tài)密度的電極與鄰近的半導(dǎo)體之間的肖特基接觸的勢壘高度降低。
文檔編號H05B33/00GK101855938SQ200880115248
公開日2010年10月6日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者A·G·林茲勒, F·索, J·R·雷諾茲, M·A·麥卡錫, 劉波 申請人:佛羅里達大學(xué)研究基金公司