背景技術：
：：有機電致發(fā)光場效應晶體管也稱為OLET(有機發(fā)光晶體管)，為組合薄膜晶體管與電致發(fā)光裝置的開關裝置的相對最新型裝置。雖然電荷傳輸垂直于OLED(有機發(fā)光二極管)中的有機層發(fā)生，但大部分電流水平流動穿過OLET中的半導體層。因此，OLET中的光可沿著發(fā)射層以條帶形式發(fā)射，而非如常規(guī)的OLED中均勻地穿過電極區(qū)。OLET的平面?zhèn)鬏攷缀谓Y構有助于抑制有害的光子損失和OLED架構中固有的激子淬滅機制。因此，相同有機電致發(fā)光材料已經顯示在OLET中達到比在等效OLED中高得多的外量子效率(EQE)和發(fā)光度。歐洲專利第EP1609195號描述具有可通過一層或數(shù)個共平面層有機半導體實現(xiàn)的雙極通道的OLET。關于此類OLET的功能特征及其優(yōu)于OLED的優(yōu)點的其他詳情可見于Capelli等人,“Organiclight-emittingtransistorswithanefficiencythatoutperformstheequivalentlight-emittingdiodes,”NatureMaterials,第9卷,第496-503頁(2010)。迄今為止，OLET的各種研究和表征已顯示可在偏壓條件下獲得增強的發(fā)光度，其中充電電流轉換成光發(fā)射的效率往往會極低(1×10-1％量級)。相反地，裝置效率通?？赏ㄟ^調節(jié)偏壓條件而達到最大，但對發(fā)光度具有不利影響。此類限制顯著降低現(xiàn)有技術OLET在同時需要高亮度和高效率的應用中的有用性。電致發(fā)光強度的進一步提高(自納瓦(nW)級至微瓦(μW)級而不改變裝置幾何結構)也是所希望的。技術實現(xiàn)要素：因此，本發(fā)明教導內容的目的是要提供一種有機電致發(fā)光晶體管，其可克服上文提及的先前技術中的缺點，特別地是使OLET及含有其的裝置的光發(fā)射效率和亮度同時達到最大。一般而言，本發(fā)明教導內容涉及一種有機電致發(fā)光晶體管，其具有至少一個介電層、至少一個控制電極、至少一個空穴電極、至少一個電子電極和具有發(fā)射雙極通道的組裝件，其中該介電層布置在該控制電極和該組裝件之間，且其中該發(fā)射雙極通道包括至少一個n型半導體材料層、至少一個p型半導體材料層和布置在該p型半導體材料層和該n型半導體材料層之間的至少一個發(fā)射材料層。特別地n型半導體材料包含由式(N-1)表示的電子傳輸化合物：其中：X選自由O、S和Se組成的組；Ar和Ar'在每次出現(xiàn)時獨立地為相同或不同的單環(huán)芳基或雜芳基；R1和R2獨立地為相同或不同的選自由-CN、Ra、-C(O)Rb和-C(O)ORb組成的組的吸電子基團；其中Ra為由至少一個氟或氰基取代的C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基；和Rb選自由H、C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基組成的組，其中C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基各自任選被一或多個氟和/或氰基取代；和m和m'獨立地為1或2。在優(yōu)選的實施方案中，Ar和Ar'為苯基，和R1和R2為C1-20氟烷基。在一些實施方案中，p型半導體材料可包含空穴傳輸化合物，如低聚噻吩、并苯或稠合雜芳烴。低聚噻吩的實例包括二噻吩和四噻吩。并苯的實例包括并五苯和蒽。稠合雜芳烴(特別是包含至少一個噻吩環(huán)的稠合雜芳烴)的實例包括噻吩并噻吩、苯并噻吩、萘并噻吩、苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩和二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩。上述p型半導體材料的實例任選可被烴基α-和/或ω-取代。在一些實施方案中，發(fā)射層可為由主體基質化合物和客體發(fā)射體組成的摻合物材料。優(yōu)選主體基質化合物包括咔唑衍生物，如4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯(lián)苯(NP4-CBP)和4,4'-雙(N-咔唑基)-1,1'-聯(lián)苯(CBP)。優(yōu)選客體發(fā)射體包括基于銥的發(fā)射體，如三(1-苯基異喹啉)銥(III)(Ir(piq)3)、三(2-苯基吡啶)銥(III)(Ir(ppy))和雙(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)銥(III)(FIrpic)。更優(yōu)選，發(fā)射層可為選自由以下所述組成的組的摻合物材料：4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三(1-苯基異喹啉)銥(III)(TCTA:Ir(piq)3)、4,4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯(lián)苯:三(1-苯基異喹啉)銥(III)(NP4-CBP:Ir(piq)3)、4,4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯(lián)苯:三(2-苯基吡啶)銥(III)(NP4-CBP:Ir(ppy))和4,4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯(lián)苯:雙(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)銥(III)(NP4-CBP:FIrpic)。在各種實施方案中，有機電致發(fā)光晶體管可包括選自由空穴注入子層、電子注入子層和鈍化層組成的組的一或多個額外層。例如，空穴注入子層可插入于空穴電極和p型半導體材料層之間，和/或電子注入子層可插入于電子電極和n型半導體材料層之間。在一些實施方案中，空穴電極可與p型半導體材料層接觸且電子電極可與n型半導體材料層接觸。本發(fā)明教導內容的上述以及其他特征和優(yōu)點將由以下附圖、說明書、實施例和權利要求而更清楚地理解。所提交的權利要求為本說明書的整體部分并且以引用的方式引入本文中。附圖說明圖1為根據(jù)本發(fā)明教導內容的一個實施方案的有機電致發(fā)光場效應晶體管(OLET)的截面視圖，其包括基板(1)、控制電極(2)、介電層(3)、包含發(fā)射雙極通道的組裝件，該發(fā)射雙極通道包括第一類型半導體材料層(4)、發(fā)射材料層(5)、第二類型半導體材料層(6)和電子電極和空穴電極(7和7')。圖2描繪如由具有圖1中所示的架構和引入由式I表示的電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第一例舉的OLET所獲得，在不同柵極-源極電壓VGS值下漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓VDS的函數(shù)的圖線。圖3描繪如由第一例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖4描繪如由第一例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖5描繪如由具有圖1中所示的架構和引入由式I表示的電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第二例舉的OLET所獲得，在不同柵極-源極電壓VGS值下漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓VDS的函數(shù)的圖線。圖6描繪如由第二例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖7描繪如由第二例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖8描繪如由具有圖1中所示的架構和引入由式I表示的電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第三例舉的OLET所獲得，在不同柵極-源極電壓VGS值下漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓VDS的函數(shù)的圖線。圖9描繪如由第三例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖10描繪如由第三例舉的OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖11描繪如由具有圖1中所示的架構和引入不在式I范圍內的第一比較性電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第一比較性OLET所獲得，在不同柵極-源極電壓VGS值下漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓VDS的函數(shù)的圖線。圖12描繪如由第一比較性OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖13描繪如由第一比較性OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖14描繪如由具有圖1中所示的架構和引入不在式I范圍內的第二比較性電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第二比較性OLET所獲得，在不同柵極-源極電壓VGS值下漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓VDS的函數(shù)的圖線。圖15描繪如由第二比較性OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。圖16描繪如由第二比較性OLET所獲得，當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的圖線。具體實施方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明教導內容的一個實施方案的有機電致發(fā)光晶體管(OLET)的結構。在此具體實施方案中，OLET包括充當支撐層的基板1，在基板1上面存在充當控制(或柵極)電極和可以是透明電極的電極2，和介電材料層3，在介電材料層3上面存在發(fā)光組裝件。發(fā)光組裝件一般包括第一類型電荷載流子傳輸層4、發(fā)射材料層5和第二類型電荷載流子傳輸層6。第一類型電荷載流子傳輸層4例如可以是由p型半導體材料制成的空穴傳輸層和第二類型電荷載流子傳輸層6可以是由n型半導體材料制成的電子傳輸層，但也可使用倒置式組裝件(其中層4為由n型半導體材料制成的電子傳輸層和層6為由p型半導體材料制成的空穴傳輸層)。實現(xiàn)空穴電極和電子電極7和7'以便將電荷載流子注入發(fā)光組裝件中。在所示實施方案中，空穴電極和電子電極直接與第二類型電荷載流子傳輸層6接觸。根據(jù)一些實施方案(未示出)，在層6為p型半導體材料層的實施方案中，注入子層(即空穴注入子層)可插入于空穴電極和層6之間。在層6為n型半導體材料層的實施方案中，注入子層(即電子注入子層)可插入于電子電極和層6之間。如本領域技術人員所理解，空穴電極和電子電極可分別取決于柵極電壓的極性而充當源極電極和漏極電極(或反之亦然)。簡言之，由于源極電極通常接地(0V)，若柵極電壓為-100V和漏極電壓為-80V，則源極電極為空穴電極(負偏壓)和漏極電極為電子電極(正偏壓)。另一方面，若柵極電壓為+100V，則源極電極為電子電極和漏極電極為空穴電極。OLET通常通過將第一適當偏壓電壓施加至柵極電極和注入來自電子電極的電子和來自空穴電極的空穴，同時維持后兩個電極之間的第二偏壓電壓來操作。在一些實施方案中，第一和第二偏壓電壓可為連續(xù)電壓。在其他實施方案中，第一和第二偏壓電壓可為脈沖電壓。代替圖1中描繪的底部柵極架構，OLET可具有頂部柵極架構。另外，空穴電極和電子電極和/或控制電極可具有如國際公開案第WO2014/035841號中所述的替代布置。具體地是空穴電極和電子電極可與發(fā)光組裝件的不同層接觸。例如，空穴電極可與p型半導體材料層接觸，而電子電極可與n型半導體材料層接觸。此外，如國際公開案第WO2013/018002號、第WO2013/017999號、第WO2014/035842號和第WO2013/018000號中所述，額外控制電極和/或額外介電材料層、發(fā)射材料層和/或電荷載流子傳輸材料層可引入至OLET中。任選地可存在鈍化層覆蓋發(fā)射雙極通道的頂表面。本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，若n型半導體材料層包括由式(N-1)表示的電子傳輸化合物，則上述有機電致發(fā)光晶體管可具有增強的光發(fā)射：其中：X選自由O、S和Se組成的組；Ar和Ar'在每次出現(xiàn)時獨立地為相同或不同的單環(huán)芳基或雜芳基；R1和R2獨立地為相同或不同的選自由-CN、Ra、-C(O)Rb和-C(O)ORb組成的組的吸電子基團；其中Ra為至少一個氟或氰基取代的C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基；和Rb選自由H、C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基組成的組，其中C1-20烷基、C2-20烯基和C2-20炔基各自任選被一或多個氟和/或氰基取代；和m和m'獨立地為1或2。例如，R1和R2可為選自由以下所述組成的組的Ra：(i)具有通式CxFyH2x+1-y或CxCNyH2x+1-y的被一或多個F或CN基團取代的C1-20烷基，限制條件為x為在1至20之間變化的整數(shù)，y為在1至41之間變化的整數(shù)和y≤2x+1；(ii)具有通式CxFyH2x-1-y或CxCNyH2x-1-y的被一或多個F或CN基團取代的C2-20烯基，限制條件為x為在2至20之間變化的整數(shù)，y為在1至39之間變化的整數(shù)和y≤2x-1；(iii)具有通式CxFyH2x-3-y或CxCNyH2x-3-y的被一或多個F或CN基團取代的C2-20炔基，限制條件為x為在2至20之間變化的整數(shù)，y為在1至37之間變化的整數(shù)和y≤2x-3。在一些實施方案中，R1和R2可為具有通式CxFyH2x+1-y的被一或多個F基團取代的C1-20烷基，限制條件為x為在1至20之間變化的整數(shù)，y為在1至41之間變化的整數(shù)和y≤2x+1。在特定實施方案中，R1和R2可為具有通式CnF2n+1的C1-18全氟烷基，限制條件為n為在1至20之間變化的整數(shù)。在替代實施方案中，R1和R2可為分別具有通式CnF2n-1或CnF2n-3的C2-20全氟烯基或全氟炔基，限制條件為n為在2至20之間變化的整數(shù)。在其他實施方案中，R1和R2可為-C(O)Rb或-C(O)ORb，其中Rb選自由以下所述組成的組：(i)H；(ii)具有通式CxFyH2x+1-y或CxCNyH2x+1-y的任選被一或多個F或CN基團取代的C1-18烷基，限制條件為x為在1至20之間變化的整數(shù)，y為在0至41之間變化的整數(shù)和y≤2x+1；(ii)具有通式CxFyH2x-1-y或CxCNyH2x-1-y的任選被一或多個F或CN基團取代的C2-18烯基，限制條件為x為在2至20之間變化的整數(shù)，y為在0至39之間變化的整數(shù)和y≤2x-1；和(iii)具有通式CxFyH2x-3-y或CxCNyH2x-3-y的被一或多個F或CN基團取代的C2-18炔基，限制條件為x為在2至20之間變化的整數(shù)，y為在0至37之間變化的整數(shù)和y≤2x-3。在優(yōu)選實施方案中，電子傳輸化合物可由式(N-2)表示：其中Ar、Ar'、R1、R2、m和m'如本文所定義。在更優(yōu)選實施方案中，電子傳輸化合物可由式(N-3)表示：其中n為在1至12(包括端點)、優(yōu)選4至12(包括端點)范圍內的整數(shù)，和其中Ar、Ar'、m和m'如本文所定義。在上述實施方案中的任一個中，Ar和Ar'在每次出現(xiàn)時可獨立地選自由以下所述組成的組：苯基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、噻二唑基、呋喃基、惡唑基、異惡唑基、惡二唑基、吡咯基、三唑基、四唑基、吡唑基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基和吡嗪基。在特定實施方案中，電子傳輸化合物可由式(N-4)表示：其中n為在1至12(包括端點)和優(yōu)選4至12(包括端點)范圍內的整數(shù)。在一個特定實施方案中，電子傳輸化合物可為2,5-雙(4-(全氟辛基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩(N-F2-6)：在另一個特定實施方案中，電子傳輸化合物可為2,5-雙(4-(三氟甲基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩(N-F2-6-CF3)：本發(fā)明者還已發(fā)現(xiàn)，若p型半導體材料層包括選自由低聚噻吩、并苯和稠合雜芳烴組成的組的空穴傳輸化合物，則上述有機電致發(fā)光晶體管可具有進一步增強的發(fā)射特性。在一些實施方案中，p型半導體材料可包括選自由以下所述組成的組的空穴傳輸化合物：二噻吩、四噻吩、噻吩并噻吩、苯并噻吩、萘并噻吩、苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩和二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩，其各自可任選被烴基α-和/或ω-取代。在一些實施方案中，p型半導體材料可包括由式(P-1)、(P-2)、(P-3)、(P-4)、(P-5)或(P-6)表示的空穴傳輸化合物：其中R3和R4獨立地為H或相同或不同的C1-20烷基。在特定實施方案中，p型半導體材料可包括選自由以下所述組成的組的空穴傳輸化合物：若發(fā)射材料包含如下文所提供的由式(H-1)(TCTA)、式(H-2)(NP4-CBP)或式(H-3)(CBP)表示的空穴基質化合物和由式(G-1)(FIrpic)、(G-2)(Ir(ppy))或(G-3)(Ir(piq)3)表示的客體發(fā)射體的摻合物，則也可獲得進一步增強的發(fā)射性能。在各種實施方案中，發(fā)射材料層可包括其總重量的5％至22％的客體發(fā)射體。例如，在發(fā)射材料發(fā)射藍光的實施方案中，發(fā)射材料可包括式(H-1)的芳胺基質化合物和式(G-1)的藍光發(fā)射體的摻合物：或式(H-2)的芳胺基質化合物和式(G-1)的藍光發(fā)射體的摻合物：或式(H-3)的芳胺基質化合物和式(G-1)的藍光發(fā)射體的摻合物：在發(fā)射材料發(fā)射綠光的實施方案中，發(fā)射材料可包括式(H-1)的芳胺基質化合物和式(G-2)的綠光發(fā)射體的摻合物：或式(H-2)的芳胺基質化合物和式(G-2)的綠光發(fā)射體的摻合物：或式(H-3)的芳胺基質化合物和式(G-2)的綠光發(fā)射體的摻合物：在發(fā)射材料發(fā)射紅光的實施方案中，發(fā)射材料可包括式(H-1)的芳胺基質化合物和式(G-3)的紅光發(fā)射體的摻合物：或式(H-2)的芳胺基質化合物和式(G-3)的紅光發(fā)射體的摻合物：或式(H-3)的芳胺基質化合物和式(G-3)的紅光發(fā)射體的摻合物：然而，發(fā)射材料可選自本領域技術人員已知的各種單組分主體發(fā)射材料和包括主體基質化合物和客體熒光或磷光發(fā)射體的摻合物材料。適合的有機電致發(fā)光材料包括已用于OLED應用的有機電致發(fā)光材料。例如，替代性發(fā)射材料可為主體三(8-羥基喹啉根基)鋁(Alq3)和客體4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對二甲基胺基苯乙烯基)-4H-哌喃(DCM)的摻合物。主體材料、客體發(fā)射體和單組分主體發(fā)射材料的各種實例描述于Chaskar等人,“BipolarHostMaterials:AChemicalApproachforHighlyEfficientElectrophosphorescentDevices,”Adv.Mater.,23(34):3876-3895(2011)；Tao等人,“Organichostmaterialsforphosphorescentorganiclight-emittingdiodes,”Chem.Soc.Rev.,40(5):2943-2970(2011)；Sasabe等人,“MultifunctionalMaterialsinHigh-PerformanceOLEDs:ChallengesforSolid-StateLighting,”Chem.Mater.,23(3):621-630(2011)；Tsuboi,“Recentadvancesinwhiteorganiclightemittingdiodeswithasingleemissivedopant,”J.Non-Cryst.Solids,356(37-40):1919-1927(201)；Singh等人,“Bio-organicoptoelectronicdevicesusingDNA,”Adv.Polym.Sci.,223(OrganicElectronics):189-212(2010)；Kappaun等人,“Phosphorescentorganiclight-emittingdevices:workingprincipleandiridiumbasedemittermaterials,”Int.J.Mol.Sci.,9(8):1527-1547(2008)；Tokito等人,“Phosphorescentorganiclight-emittingdevices:tripletenergymanagement,”Electrochemistry,76(1):24-31(2008)；Chen,“EvolutionofRedOrganicLight-EmittingDiodes:MaterialsandDevices,”Chem.Mater.,16(23):4389-4400(2004)；Liu等人,“Polyfluoreneswithon-chainmetalcenters,”Adv.Poly.Sci.,212(Polyfluorenes):125-144(2008)；Danev等人,“Vacuumdepositedpolyimide-aperfectmatrixfornanocompositematerials,”J.Optoelectron.Adv.Mater.,7(3):1179-1190(2005)；美國專利第5,747,183號；美國專利第5,683,823號；美國專利第6,626,722號；美國專利第7,074,502號；美國專利第7,671,241號；和美國專利第7,772,762號中。例如，一些例舉的主體發(fā)射材料包括基于咔唑衍生物、芴衍生物或9-萘基蒽衍生物的磷光主體發(fā)射化合物和基于有機金屬螯合物(如三(8-喹啉醇)鋁絡合物)的熒光主體發(fā)射化合物。一些例舉的主體材料包括聚合物，如聚(對亞苯基亞乙烯基)、聚(烷苯基苯基亞乙烯基)、聚(烷苯基苯基亞乙烯基-共-烷氧基亞苯基亞乙烯基)、聚芴、聚(正乙烯基咔唑)和其共聚物。各種咔唑化合物、三苯胺化合物(包括與惡二唑或苯并咪唑的雜混物)也已用作主體材料。一些例舉的客體發(fā)射體(發(fā)光染料或摻雜劑)包括熒光染料，如各種苝衍生物、蒽衍生物、紅螢烯衍生物、咔唑衍生物、芴衍生物和喹吖啶酮衍生物；和磷光發(fā)射體，如各種過渡金屬絡合物，包括Ir、Os或Pt。本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，當發(fā)射層選自由TCTA:Ir(piq)3、NP4-CBP:Ir(piq)3、NP4-CBP:Ir(ppy)和NP4-CBP:FIrpic組成的組時，通過本發(fā)明OLET的光發(fā)射被進一步增強。介電層可為選自由無機氧化物或氮化物、分子電介質、聚合電介質及其組合組成的組的電絕緣材料。在介電層為金屬氧化物或氮化物的實施方案中，此類介電材料可選自由SiO2、Si3N4、Al2O3、ZrOx、Al摻雜的ZrOx和HfOx組成的組。在介電層為分子電介質的實施方案中，此類電介質可為自組裝納米電介質。在介電層為聚合電介質的實施方案中，此類介電材料可選自由聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚酰亞胺、聚酯和氟聚合物組成的組。也可使用雜混有機/無機材料。在優(yōu)選實施方案中，介電層包含有機電介質，尤其聚合電介質。根據(jù)本發(fā)明教導內容的OLET可使用本領域技術人員已知的方法制造。例如，有機層(例如一些實施方案的發(fā)射材料層、p型和n型半導體材料層和有機介電層)可通過氣相方法，如化學氣相沉積或物理氣相沉積；以及溶液相方法，如印刷(例如柔版印刷、平版印刷、凹版印刷、噴墨、移印等)、滴鑄、狹縫涂布、浸涂、刀片刮抹、輥涂或旋涂形成?？昭?電子電極和柵極電極可使用常規(guī)工藝技術形成。例如，電接觸點中的任一個可經由掩模沉積，或可沉積，接著蝕刻或剝離(光刻)。適合的沉積技術包括由相同或不同金屬或金屬合金，如銅、鋁、金、銀、鉬、鉑、鈀、銅、鈦、鉻和/或鎳；透明導電氧化物，如錫摻雜的氧化銦(ITO)；或導電聚合物，如聚亞乙基二氧噻吩(polyethylenethioxythiophene)(PEDOT)電沉積、汽化、濺射、電鍍、涂布、激光切除和平版印刷。電荷載流子注入可通過使用用于注入電極(空穴電極或電子電極)的材料來促進，該材料具有低的抵抗電荷載流子類型分別注入空穴傳輸子層和電子傳輸子層的阻隔。例如，電子電極可包含選自由以下所述組成的組的一或多種元素：Au、Ca、Mg、Al、In和鈣鈦礦水錳礦(RE1-xAxMnO3，RE＝稀土元素，如La、Nd、Pr等，A＝堿金屬)。空穴電極可包含選自由以下所述組成的組的至少一種材料：Au、氧化銦錫、Cr、Cu、Fe、Ag、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)與聚(苯乙烯磺酸酯)的組合(PEDOT:PSS)和鈣鈦礦水錳礦(Re1-xAxMnO3)。在一些實施方案中，空穴電極和電子電極可由具有不同功函數(shù)的導體制成以促進空穴和電子注入。若存在，空穴注入子層和電子注入子層可通過自組裝硫醇鹽、膦酸鹽或脂族或芳族羧酸鹽；通過熱蒸發(fā)各種電荷轉移絡合物及其他雜芳族或有機金屬絡合物；或通過熱蒸發(fā)或濺射各種金屬氧化物、氟化物或碳酸鹽來制備?？昭ㄗ⑷胱訉雍碗娮幼⑷胱訉涌捎稍诳昭姌O和電子電極的能級與分別注入空穴傳輸子層和電子傳輸子層所需的能級之間提供電子能級階梯的材料制成。參見例如Li等人,“Lowoperating-voltageandhighpower-efficiencyOLEDemployingMoO3-dopedCuPcasholeinjectionlayer,”Displays,33(1):17-20(2012)；Wen等人,“Self-assembledofconductingpolymericnanoparticlesanditsapplicationforOLEDholeinjectionlayer,”EnergyProcedia,12:609-614(2011)；Zhang等人,“RoleofFe3O4asap-dopantinimprovingtheholeinjectionandtransportoforganiclight-emittingdevices,”IEEEJournalofQuantumElectronics,47(5):591-596(2011)；Choo等人,“Luminanceandchargetransportmechanismsforphosphorescentorganiclight-emittingdevicesfabricatedutilizingatris(2-phenylpyridine)iridium-dopedN,N'-dicarbazolyl-3,5-benzeneemittinglayer,”ThinSolidFilms,519(15):5253-5256(2011)；Tao等人,“Odd-evenmodulationofelectrodeworkfunctionwithself-assembledlayer:Interplayofenergybarrierandtunnelingdistanceonchargeinjectioninorganiclight-emittingdiodes,”O(jiān)rganicElectronics,12(4):602-608(2011)；Sung等人,“ACField-InducedPolymerElectroluminescencewithSingleWallCarbonNanotubes,”NanoLetters,11(3):966-972(2011)；Qiao等人,“Controllingchargebalanceandexcitonrecombinationbybipolarhostinsingle-layerorganiclight-emittingdiodes,”JournalofAppliedPhysics,108(3):034508/1-034508/8(2011)；Khizar-ul-Haq等人,“Blueorganiclight-emittingdiodeswithlowdrivingvoltageandenhancedpowerefficiencybasedonMoO3asholeinjectionlayerandoptimizedchargebalance,”JournalofNon-CrystallineSolids,356(20-22):1012-1015(2010)；Qi等人,“Analysisofmetal-oxide-basedchargegenerationlayersusedinstackedorganiclight-emittingdiodes,”JournalofAppliedPhysics,107(1):014514/1-014514/8(201)；Huang等人,“Materialsandinterfaceengineeringinorganiclight-emittingdiodes,”O(jiān)rganicElectronics,243-261(2010)；Helander等人,“ComparisonofAlq3/alkali-metalfluoride/Alcathodesfororganicelectroluminescentdevices,”JournalofAppliedPhysics,104(9):094510/1-094510/6(2008)；RoyChoudhury等人,“LiFasann-dopantintris(8-hydroxyquinoline)aluminumthinfilms,”AdvancedMaterials,20(8):1456-1461(2008)；Vacca等人,“Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(4-styrenesulfonate)ratio:Structural,physicalandholeinjectionpropertiesinorganiclightemittingdiodes,”ThinSolidFilms,516(12):4232-4237(2008)；Yang等人,“Improvedfabricationprocessforenhancinglightemissioninsingle-layerorganiclight-emittingdevicesdopedwithorganicsalt,”JapaneseJournalofAppliedPhysics,47(2,Pt.1):1101-1103(2008)；Kim等人,“UV-ozonesurfacetreatmentofindium-tin-oxideinorganiclightemittingdiodes,”JournaloftheKoreanPhysicalSociety,50(6):1858-1861(2007)；Prat等人,“Stable,highlyefficientandtemperatureresistantorganiclight-emittingdevices,”JapaneseJournalofAppliedPhysics,Part1:RegularPapers,BriefCommunications&ReviewPapers,”46(4A):1727-1730(2007)；Luo等人,“Improvingthestabilityoforganiclight-emittingdevicesbyusingahole-injection-tunable-anode-buffer-layer,”JournalofAppliedPhysics,101(5):054512/1-054512/4(2007)；Matsushima等人,“Charge-carrierinjectioncharacteristicsatorganic/organicheterojunctioninterfacesinorganiclight-emittingdiodes,”ChemicalPhysicsLetters,435(4-6):327-330(2007)；Kim等人,“ControllableworkfunctionofLi-Alalloynanolayersfororganiclight-emittingdevices,”AdvancedEngineeringMaterials,7(11):1023-1027(2005)；Kato,“DesigningInterfacesThatFunctiontoFacilitateChargeInjectioninOrganicLight-EmittingDiodes,”JournaloftheAmericanChemicalSociety,127(33):11538-11539(2005)；Veinot等人,“TowardtheIdealOrganicLight-EmittingDiode.TheVersatilityandUtilityofInterfacialTailoringbyCross-LinkedSiloxaneInterlayers,”AccountsofChemicalResearch,38(8):632-643(2005)；Oyamada等人,“Extrem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E約2.5％)，但通過使用由DNTT組成的p型半導體材料實現(xiàn)的電致發(fā)光并未與使用BTBT化合物一樣高。相比于實施例1-3中所獲得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)具有由不在式I內的n型半導體化合物組成的電子傳輸層的OLET具有顯著較低的光發(fā)射亮度和效率。這些比較裝置描述于實施例4和5中。實施例4(比較)在此實施例中測試的比較裝置引入R.Capelli等人,“Organiclight-emittingtransistorswithanefficiencythatoutperformstheequivalentlight-emittingdiodes,”NatureMaterials,第9卷,第496-503頁(2010)所報導的有機發(fā)光晶體管中所用的p型半導體材料(DH4T)、n型半導體材料(DFH4T，雙(氟烷基取代的)低聚噻吩)和發(fā)射材料(Alq3:DCM)。再次參照圖1，比較性OLET在玻璃基板(第一層1)上制造，在玻璃基板上提供由ITO(氧化銦錫)制成的透明控制電極2。由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)構成的450nm厚的介電層3通過旋涂在ITO電極上和在90℃下真空固化制造。有機發(fā)射雙極通道通過真空(10-7毫巴)升華在介電層上形成和包括以下各層：-沉積在介電層3上的n型半導體材料的電子傳輸層4，具體地為在基板維持在室溫時以速率升華的由DFH4T制成的15nm厚的膜層；-與空穴傳輸層4接觸的發(fā)射層5，具體地為由主體-客體系統(tǒng)構成的60nm厚的再組合層(其中客體發(fā)射體濃度為20％)。Alq3用作主體基質和其在基板維持在室溫時以速率升華。DCM用作客體發(fā)射體且其在基板維持在室溫時以速率升華；和-與發(fā)射層5接觸的空穴傳輸層6，在此情況下，在基板維持在室溫時以速率升華的45nm厚的DH4T膜。真空(10-6毫巴)沉積由銀(Ag)制成的金屬源極電極和漏極電極7和7'且其各自具有70nm的厚度。裝置通道長度(L)和通道寬度(W)分別為70μm和12mm。發(fā)現(xiàn)所得OLET具有以下特征參數(shù)：p型閾電壓＝-60V；p型遷移率＝5.3×10-1cm2/Vs；n型閾電壓＝23.7V；n型遷移率＝3.6×10-3cm2/Vs。該測試的OLET的電流-電壓曲線示于圖11和圖12中。圖11示出當源極接觸點接地時，在不同柵極-源極電壓(VGS)下漏極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓(VDS)的函數(shù)的變化。圖12示出當漏極接觸點維持在90V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝90V)時，漏極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓(VGS)的函數(shù)的變化。圖13示出當漏極接觸點維持在90V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝90V)時，外量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS的函數(shù)的變化的曲線。如圖13中所示，在此實施例中測試的引入此
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：中先前報導的材料的組合的比較性OLET展示出與實施例1-3的裝置相比顯著較低的亮度(EL<0.25μW)和效率(EQE<0.8％)。另外，最大亮度在當效率極低時的條件下獲得，且反之亦然(如由EQE和EL曲線的反向關系所指示，尤其在VGS＝20V與VGS＝60V之間)。實施例5(比較)制造具有發(fā)射雙極通道的第二比較性OLET，該發(fā)射雙極通道包括由DH4T構成的p型半導體材料層、由Alq3:PtOEP構成的發(fā)射層和由N-F4-1構成的n型半導體材料層。N-F4-1在結構上與由式(N-1)表示的化合物類似，不同之處在于N-F4-1具有三環(huán)(二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩)核而非如由式(N-1)表示的化合物中具有雙環(huán)核。先前報導已提出，二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩化合物具有比其雙環(huán)對應物高得多的遷移率。參見例如美國專利公開案第2013-0207081號。具體地為第二比較性OLET在玻璃基板(第一層1)上制造，在玻璃基板上提供由ITO(氧化銦錫)制成的透明控制電極2。由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)構成的450nm厚的介電層3通過旋涂在ITO電極上和在90℃下真空固化制造。有機發(fā)射雙極通道通過真空(10-7毫巴)升華在介電層上形成且包括以下各層：-沉積在介電層3上的由p型半導體材料構成的空穴傳輸層4，具體地為在基板維持在室溫時以速率升華的由DH4T制成的15nm厚的膜；-與空穴傳輸層4接觸的發(fā)射層5，具體地為由主體-客體系統(tǒng)構成的60nm厚的再組合層(其中客體發(fā)射體濃度為20％)。Alq3用作主體基質且其在基板維持在室溫時以速率升華。PtOEP用作客體發(fā)射體且其在基板維持在室溫時以速率升華；和-與發(fā)射層5接觸的電子傳輸層6，具體地為在基板維持在室溫時以速率升華的45nm厚的N-F4-1膜。真空(10-6毫巴)沉積由銀(Ag)制成的金屬源極電極和漏極電極7和7'且其各自具有70nm的厚度。裝置通道長度(L)和通道寬度(W)分別為70μm和12mm。發(fā)現(xiàn)所得OLET具有以下特征參數(shù)：p型閾電壓＝-55.2V；p型遷移率＝3.8×10-2cm2/Vs；n型閾電壓＝空；n型遷移率＝空。該測試的OLET的電流-電壓曲線示于圖14和圖15中。圖14示出當源極接觸點接地時，在不同柵極-源極電壓(VGS)下漏極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)作為漏極-源極電壓(VDS)的函數(shù)的變化。圖15示出當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，漏極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓(VGS)的函數(shù)的變化。圖16示出當漏極接觸點維持在-100V的恒定偏壓電壓和源極接觸點接地(VDS＝-100V)時，外量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)和電致發(fā)光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)作為柵極-源極電壓VGS變化的曲線。如圖16中所示，在此實施例中測試的引入此技術中先前報導的材料的組合的比較性OLET展示出與實施例1-3的裝置相比低得多的亮度(EL約0.30μW)和效率(EQE<0.9％)。另外，最大亮度在當效率極低時的條件下獲得，且反之亦然(如由EQE和EL曲線的反向關系所指示)。具體地為當EL在VGS＝-100V的條件下優(yōu)化至約0.30μW時，EQE僅約0.15％。相反地，當EQE在VGS＝-20V的條件下優(yōu)化至約0.9％時，EL僅約0.05μW。鑒于已報導二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩化合物具有比其雙環(huán)對應物(其可基于噻吩并噻吩核，如在一些實施方案中由式(N-1)表示的化合物)高得多的遷移率，此結果特別出人意料。因此，實施例1、2和3證明具有包括由式(N-1)的電子傳輸化合物組成的電子傳輸層的有機發(fā)射雙極通道的有機電致發(fā)光晶體管一般與實施例4和5中所述的分別引入替代性n型半導體化合物作為電子傳輸層的比較裝置相比，顯示較高源極-漏極電流和較高光學輸出功率(EL)。此外，實施例1、2和3的有機電致發(fā)光晶體管與實施例4和5中所述的比較裝置相比，顯示顯著較高的發(fā)射量子效率(EQE)值(參見圖4、7和10，左側標度)。實施例1、2和3的晶體管的EQE值在柵極偏壓掃描期間環(huán)繞恒定值波動(在最大EQE值的10-20％內波動)，同時實現(xiàn)最大亮度和最大效率。在實施例4(圖13，左側標度)中，在增加的柵極偏壓下觀察到EQE的實質上的劣化(出現(xiàn)相對于其最大值約40％的減小)。實施例5觀察到類似劣化。與通常在如SiOx的無機電介質用作介電層時顯示最佳裝置性能的常規(guī)OLET和OFET相比，實施例1、2和3中所說明的顯示此類高光學輸出功率和效率的裝置通過聚合電介質(PMMA)用作介電層的事實而更加出人意料。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3