專利名稱：有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件復(fù)合而成的全有機(jī)電致發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
以硅為代表的無機(jī)半導(dǎo)體電子元件已微細(xì)加工至亞微米、深亞微米，其芯片的技術(shù)水準(zhǔn)所能達(dá)到集成度已趨向于物理加工的極限；有機(jī)電子元器件具有大面積、低成本、豐富的材料選擇性等優(yōu)點，其開發(fā)研究已有數(shù)十年的歷史。目前美、日、歐等發(fā)達(dá)國家研究的有機(jī)薄膜三極管是采用有機(jī)半導(dǎo)體場效應(yīng)三極管結(jié)構(gòu)，但是其由于有機(jī)半導(dǎo)體的載流子濃度和遷移率很小，導(dǎo)致其工作特性如開關(guān)速度低、驅(qū)動電壓高等而難于實用化，尚難作為實用的電子器件。在光電子器件及平板顯示器領(lǐng)域中，目前廣泛采用的電致發(fā)光器件由半導(dǎo)體材料做成，無機(jī)半導(dǎo)體材料發(fā)光效率高，但有難于作成大面積的顯示器，制造工藝復(fù)雜等缺點。針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題來研制一種新的將有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件復(fù)合而成的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題來發(fā)明是為了提供一種由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件復(fù)合而成的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管，實現(xiàn)了低驅(qū)動電壓、發(fā)光強度可精細(xì)控制、高速動作等特性，具有良好穩(wěn)定的電子、光學(xué)特性。
本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管，其結(jié)構(gòu)在于由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件所組成；有機(jī)靜電感應(yīng)三極管由透明電極層、二層有機(jī)半導(dǎo)體材料夾金屬柵極形成的肖特基型柵極層、金屬電極層所組成的縱形結(jié)構(gòu)，二層有機(jī)半導(dǎo)體材料作為載流子傳送層；透明電極層和金屬電極層中，一個為源電極，另一個為漏電極，由有機(jī)發(fā)光材料制成的發(fā)光層加在其中一個電極層與肖特基型柵極層之間，形成了層疊式結(jié)構(gòu)的全有機(jī)半導(dǎo)體材料的電致發(fā)光三極管顯示器件。本發(fā)明所述的一種有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管的制法，其特征在于采用真空蒸發(fā)法制作，首先將有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)制作在玻璃基板上的透明電極上，制成發(fā)光材料層；然后將第一層有機(jī)半導(dǎo)體材料蒸發(fā)制作在有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)膜上；在有機(jī)半導(dǎo)體材料蒸發(fā)膜上制作金屬柵極；在金屬柵極上蒸發(fā)制作第二層有機(jī)半導(dǎo)體材料，形成二層有機(jī)半導(dǎo)體材料夾金屬柵極的肖特基型柵極層；最后制作金屬蒸發(fā)膜電極，即金屬電極層。制作時，基板溫度為室溫，真空度為10-6～10-5Torr。
本發(fā)明將有機(jī)靜電感應(yīng)三極管與有機(jī)電致發(fā)光器件復(fù)合，組成全有機(jī)電致發(fā)光器件。由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管驅(qū)動并控制有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光強度，實現(xiàn)有機(jī)電致發(fā)光器件發(fā)光強度的精細(xì)控制。采用真空蒸發(fā)法可完成元件的制作。縱形結(jié)構(gòu)的靜電感應(yīng)三極管，由于源極與漏極、柵極與源、漏極間距離非常短，而使其動作特性具有高速、大功率的優(yōu)點；而有機(jī)電致發(fā)光器件的與無機(jī)場致發(fā)光材料相比，有機(jī)電致發(fā)光器件制備工藝方式多樣，材料成本低，可制成多色和全色顯示器件，適于大面積等，具有無機(jī)材料不可比擬的優(yōu)越性，特別是有機(jī)發(fā)光器件的驅(qū)動電壓低，可與集成電路相匹配，另外，有機(jī)發(fā)光器件柔軟性好、可加工成不同形狀乃至于可卷曲器件。本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管具有如下優(yōu)點1、低驅(qū)動電壓、高發(fā)光強度；2、高速動作；3、具有良好穩(wěn)定的電子、光學(xué)特性；4、具有有機(jī)靜電感應(yīng)三極管與有機(jī)電致發(fā)光器件兩種器件的綜合特性。


本發(fā)明共有兩張附圖，其中圖1有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管剖視結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明實施例中的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管剖視結(jié)構(gòu)示意3本發(fā)明實施例中的梳狀柵極制作示意圖其中1、透明電極層 2、金屬電極層 3、發(fā)光材料層 4、二層有機(jī)半導(dǎo)體材料 5、金屬柵極 6、玻璃基板 7、金蒸發(fā)膜 8、酞氰銅(CuPc)蒸發(fā)膜 9、鋁蒸發(fā)膜 10、喹啉鋁蒸發(fā)膜 11、鋁蒸發(fā)源 12、試樣基板13、掩膜板 L1、蒸發(fā)源與掩膜板的距離 L2、掩膜板與試樣基板的距離D1(D2)、鋁蒸發(fā)膜部分 D3、沒有鋁的區(qū)域具體實施方式
本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管及其制法的具體實施方式
如附圖2、附圖3所示，其結(jié)構(gòu)由肖特基柵極有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件復(fù)合而成肖特基柵極有機(jī)靜電感應(yīng)三極管是二層半導(dǎo)體材料酞氰銅(CuPc)蒸發(fā)膜8中間夾鋁柵極的三明治結(jié)構(gòu)，柵極為梳狀鋁蒸發(fā)膜9，源極和漏極之一采用與酞氰銅蒸發(fā)膜8成歐姆性接觸的金蒸發(fā)膜7，另一個為透明電極1，有機(jī)發(fā)光材料為喹啉鋁(Alq3)。由有機(jī)發(fā)光材料喹啉鋁制成的發(fā)光材料層加在電極層與肖特基型柵極層之間，形成了層疊式結(jié)構(gòu)的全有機(jī)電致發(fā)光器件，由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管驅(qū)動并控制有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光強度。本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管采用真空蒸發(fā)法制作，制作工序如下1、將厚度約為100nm的有機(jī)發(fā)光材料喹啉鋁蒸發(fā)制作在玻璃基板上的透明電極1上，制成喹啉鋁蒸發(fā)膜10；2、將第一層厚度約為200nm的酞氰銅蒸發(fā)制作在喹啉鋁蒸發(fā)膜10上；3、在鋁蒸發(fā)源11和試樣基板12間放置梳狀成型掩膜板13，在酞氰銅膜上制作梳狀鋁柵極；4、在柵極上蒸發(fā)制作的第二層酞氰銅，膜厚約為200nm；5、最后制作金蒸發(fā)膜電極7。制作時基板溫度為室溫，真空度為10-6～10-5Torr，酞氰銅的蒸發(fā)溫度為420℃，蒸發(fā)速度為2nm/min。
在有機(jī)靜電感應(yīng)三極管的制做上，適宜的梳狀鋁柵極結(jié)構(gòu)控制非常重要，因為較厚的鋁蒸發(fā)膜部分與兩側(cè)的酞氰銅膜形成肖特基壁壘，阻止電流從源極流向漏極。換言之，梳狀柵極的這兩部分區(qū)域不能有效控制有機(jī)靜電感應(yīng)三極管的動作電流。而其動作電流由沒有鋁的區(qū)域流過。梳狀鋁柵極結(jié)構(gòu)中，圖3中的鋁蒸發(fā)膜部分D1、D2和沒有鋁的區(qū)域D3各部分寬度通過設(shè)計調(diào)節(jié)圖中兩個鋁蒸發(fā)源11的距離d、蒸發(fā)源11與掩膜板13的距離L1，掩膜板13與試樣基板12的距離L2來控制。本實施例中，鋁膜的厚度為50～500nm，分為連續(xù)部分和非連續(xù)部分。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管，其特征在于由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件所組成；有機(jī)靜電感應(yīng)三極管由透明電極層(1)、二層有機(jī)半導(dǎo)體材料(4)夾金屬柵極(5)形成的肖特基型柵極層、金屬電極層(2)所組成的縱形結(jié)構(gòu)，二層有機(jī)半導(dǎo)體材料(4)作為載流子傳送層；透明電極層(1)和金屬電極層(2)中，一個為源電極，另一個為漏電極，由有機(jī)發(fā)光材料制成的發(fā)光材料層(3)加在其中一個電極層與肖特基型柵極層之間，形成了層疊式結(jié)構(gòu)的全有機(jī)半導(dǎo)體材料的電致發(fā)光三極管顯示器件。
2.一種有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管的制法，其特征在于采用真空蒸發(fā)法制作，首先將有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)制作在玻璃基板(6)上的透明電極(1)上，制成發(fā)光材料層(3)；然后將第一層有機(jī)半導(dǎo)體材料蒸發(fā)制作在有機(jī)發(fā)光材料蒸發(fā)膜上；在有機(jī)半導(dǎo)體材料蒸發(fā)膜上制作金屬柵極(5)；在金屬柵極(5)上蒸發(fā)制作第二層有機(jī)半導(dǎo)體材料，形成二層有機(jī)半導(dǎo)體材料(4)夾金屬柵極(5)的肖特基型柵極層；最后制作金屬蒸發(fā)膜電極，即金屬電極層(2)。制作時，基板溫度為室溫，真空度為10-6～10-5Torr。
全文摘要
本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管是一種只使用有機(jī)半導(dǎo)體材料和金屬電極制成的新的發(fā)光三極管其結(jié)構(gòu)由有機(jī)靜電感應(yīng)三極管和有機(jī)電致發(fā)光器件所組成；有機(jī)靜電感應(yīng)三極管由透明電極層、二層有機(jī)半導(dǎo)體材料夾金屬柵極形成的肖特基型柵極層、金屬電極層所組成的縱形結(jié)構(gòu)，二層有機(jī)半導(dǎo)體材料作為載流子傳送層；透明電極層和金屬電極層中，一個為源電極，另一個為漏電極，由有機(jī)發(fā)光材料制成的發(fā)光層加在其中一個電極層與肖特基型柵極層之間，形成了層疊式結(jié)構(gòu)的全有機(jī)半導(dǎo)體材料的電致發(fā)光三極管顯示器件，采用真空蒸發(fā)法此種特殊工藝制作而成。本發(fā)明所述的有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光三極管驅(qū)動電壓低、發(fā)光強度可精細(xì)控制、可高速動作，電子、光學(xué)特性良好穩(wěn)定。
文檔編號H01L51/40GK1534800SQ03108168
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者王東興 申請人:大連鐵道學(xué)院