KR20190086481A - 발광 장치 - Google Patents

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KR20190086481A
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정환 이
잔 제노에
폴 헤레만스
쎄드릭 롤린
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아이엠이씨 브이제트더블유
카톨리에케 유니버시테이트 루벤
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Abstract

발광 장치(100)에 있어서, 전하 캐리어의 수송 및 제1 타입 및 제2 타입의 전하 캐리어의 방사 재결합시의 광 방출을 위한 적어도 하나의 반도체층(106a-c)을 포함하는 활성층(106), 　 상기 활성층(106)의 상기 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제1 게이트층(102), 　 상기 활성층(106)의 상기 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제2 게이트층(104) 을 포함하고, 상기 제1 게이트층(102) 상에 제1 절연층(112)이 배치되고, 상기 제1 절연층(112) 상에 상기 제2 게이트층(104)이 패턴을 형성하고, 제2 절연층(114)는 상기 제2 게이트층(104) 상에 배치되고, 및 상기 활성층은 상기 제1 및 제2 절연층 상에 배치된다.

Description

발광 장치
본 발명은 발광 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 발광 트랜지스터에 관한 것이다.
전기 스위칭과 발광의 이중 기능을 결합한 유기 발광 트랜지스터(Organic light-emitting transistor)(OLET)는 전통적인 유기 발광 다이오드(OLED)를 능가하는 집중적인 광 발생을 위해 격리된 재결합 영역으로 다량의 전하 캐리어를 밀어 넣는 유망한 장치이다. 따라서, OLET은 강렬한 광 출력을 위한 잠재력을 가지며, 저비용 및 고휘도 디스플레이 및 궁극적으로는 전기적으로 펌핑 되는 유기 레이저에 응용할 수 있다.
OLET는 주입 접점(injecting contacts)을 방사 재결합 영역(radiative recombination zone)으로 수송하는 과정에서 게이트를 사용하므로 OLED와 다르다. 게이트는 게이트 유전체와 반도성 수송 재료(semiconducting transport material) 사이의 계면에 전하 캐리어를 선택적으로 축적시키는데 사용된다. 반도성 수송 재료(semiconducting transport material)에 의해 형성된 도전 채널은 장거리(수 ㎛) 및 재결합 영역으로 많은 양의 전하 캐리어를 구동하는데 사용된다. 결과적으로, 게이트의 사용은 일반적으로 OLED에서 달성되는 것보다 훨씬 더 높은 전류 밀도에서 장치의 빠른 스위칭을 가능하게 한다. 게다가, 장거리에서의 전하 수송은 주입 접점으로부터 멀리 떨어진 발광 재결합 영역(emissive recombination zone)의 위치를 허용하며, 이는 접촉-유도(contact-induced) 소광(quenching) 현상을 방지하기 때문에 광 출력에 유리하다.
많은 OLET 장치 토폴로지(topology) 및 재료 조합이 효율적인 발광 및 큰 구동 전류를 달성하기 위해 제안되었다. 이제 도 1a~1c를 참조하면, 3 개의 상이한 토폴로지가 논의될 것이다.
도 1a에 도시된 토폴로지와 유사한 토폴로지가 M. Ullah 등의 " RGB 유기 발광 트랜지스터의 밝기, 효율 및 스위칭의 동시 개선(Simultaneous Enhancement of Brightness, Efficiency, and Switching in RGB Organic Light Emitting Transistors)", Advanced Materials, Vol. 25, pages 6213-6218(2013))에 개시되어 있다. 도 1a는 단일 게이트 아키텍쳐(architecture)를 도시한다. 단일 게이트 아키텍쳐에 기초한 OLET 장치는 밝은 발광을 제공할 수 있지만, 높은 이동성을 갖는 최적화된 유기 수송층의 사용에도 불구하고, 높은 전류에서 구동될 때 정공-전자 전류 불균형(hole-electron current imbalance)을 겪는다. 단일 게이트 아키텍쳐에 있어서, 단일 게이트(single gate)(10)의 바이어스는 활성층(active layer)(13)에 전극(electrode)(11, 12)에 의해 주입되는 전하 캐리어의 두 타입에 대한 채널을 형성하는데 사용된다. 단일 게이트(single gate)(10)에 바이어스를 인가함으로써 p 및 n 전하 캐리어의 축적 채널의 동시 형성은 p-타입의 캐리어 축적의 임계치가 n-타입의 캐리어의 임계치를 훨씬 초과하는 경우에만 가능하다. 실험적으로 달성하기 어려울 수 있는 그러한 상황에서, 적당한 양극성 전류를 생성하면서, 채널을 가로 질러 평형 p- 및 n-타입 수송을 가능하게 하는 적당한 게이트 바이어스가 존재한다. 그러나 OLETs의 주요 매력은 높은 광 출력이다. 이상적으로는 채널의 중심에서 방사형으로 재결합하는 고밀도의 균형 전류가 필요하다. 단일 게이트 OLET 아키텍쳐에서 이러한 전류 밸런스는 두 타입의 전하 캐리어를 적절하게 축적한 경우에만 달성할 수 있다. 높은 광 출력을 얻기 위해 단일 게이트 OLET은 일반적으로 단일 게이트를 강하게 바이어스 하고 전체 채널에서 한 종의 캐리어 만 수송함으로써 균형에서 멀리 벗어난다. 그러한 경우에, 방사 재결합(radiative recombination)은 소수 전하 캐리어를 위한 주입 접점을 제공하는 전극 부근에서 발생한다. 전극의 주변은 다수의 캐리어가 접촉부로 상당히 누출되고 강한 여기자(exciton) 및 금속에 의한 빛의 소광(quenching) 때문에 효율적인 발광에 해를 끼친다. 또한, 단일 게이트 OLET에서 전자 및 정공 전류가 개별적으로 제어되지 않기 때문에 작은 바이어스 변화로 인해 발광 영역(emission zone)이 하나의 접점에서 다른 접점으로 예기치 않게 전환할 수 있다.
도 1b에 도시된 토폴로지와 유사한 토폴로지는 N. Suganuma 등의 " 스플릿 게이트 구조 및 PN-이종-경계 캐리어 재결합 사이트를 가지는 유기 발광 트랜지스터(Organic light-emitting transistors with split-gate structure and PN-hetero-boundary carrier recombination sites)"(Organic Electronics, Vol. 9, pages 834-838(2008))에 개시되어 있다. 도 1c에 도시된 토폴로지와 유사한 토폴로지가 W. S. C. Roelofs 등의 "유기 이중 게이트 전계 효과 트랜지스터에서의 전기 발광에 대한 기본적인 제한(Fundamental Limitations for Electroluminescence in Organic Dual-Gate Field-Effect Transistors)"(Advanced Materials, Vol. 26, 4450-4455 페이지(2014))에 개시되어 있다. 도 1b는 분할 게이트 아키텍쳐(architecture)를 도시하고 도 1c는 대향 게이트 아키텍쳐를 도시한다. 이 두 아키텍쳐에서 두 게이트는 전자와 정공의 수송을 독립적으로 제어하는데 사용된다. 단일 게이트 아키텍쳐에 비해 추가 게이트를 사용하면 p- 및 n-타입 전류를 분리하고 동시에 높은 전류 밀도에서 균형 잡힌 수송을 달성할 수 있는 새로운 자유도가 제공된다.
스플릿 게이트 OLET(split-gate OLET)는 활성층(active layer)(22)의 동일한 측면상에 두 개의 게이트(gate)(20, 21)를 제공하여 전하 캐리어가 전극(23, 24)에 의해 활성층(22)으로 각각 주입되는 채널을 형성한다. 스플릿 게이트 OLET 아키텍쳐는 주입 금속 전극(injecting metal electrode)으로부터 발광 영역(emission zone)을 멀리 배치할 수 있다. 불행히도, 스플릿 게이트(split gate)(20, 21) 사이에 작은 공간 갭을 갖는 스플릿 게이트 OLET 장치(split-gate OLET)를 제조하는 것은 어렵다. 따라서, 통상적으로 스플릿 게이트(20, 21) 사이의 약 1㎛의 갭이 존재할 것이고, 이는 활성층에서 상당한 길이의 채널이 게이트 되지 않으며 따라서 높은 저항성을 갖기 때문에 큰 전류의 수송을 복잡하게 할 것이다.
대향 게이트 OLET(opposing-gate OLET)는 전극(33, 34)에 의해 활성층(32)에 각각 주입되는 전하 캐리어 용 채널을 형성하기 위해 활성층(32)의 대향 측면상에 두 개의 게이트(30, 31)를 제공한다. 대향 게이트 OLET는 정공과 전자의 균형을 맞춘다. 그러나, 대향 게이트 사이에 존재하는 전기장은 전자와 정공을 분리하도록 끌어당기고, 대향 게이트 사이에서 활성층의 중심부로 재결합을 일으키기 위한 전하 주입을 강하게 반대하게 된다.
따라서, 발광 트랜지스터에 대한 아키텍쳐(architecture)의 개선이 필요하다.
따라서, 본 발명의 개념의 목적은 개선된 발광 트랜지스터를 제공하는 것이다. 고강도의 광 출력을 가능하게 하는 발광 트랜지스터를 제공하는 것이 본 발명의 특정 목적이다.
본 발명의 개념의 이들 및 다른 목적은 독립항에 정의된 본 발명에 의해 적어도 부분적으로 충족된다. 바람직한 실시예는 종속항에 개시된다.
본 발명의 제1 측면에 따른 발광 장치(light-emitting device)는 전하 캐리어(charge carrier)의 수송 및 제1 타입 및 제2 타입의 전하 캐리어의 방사 재결합(radiative recombination)시의 광 방출(emission of light)을 위한 적어도 하나의 반도체층을 포함하는 활성층(active layer), 상기 활성층의 상기 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제1 게이트층(first gate layer), 상기 활성층의 상기 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제2 게이트층(second gate layer)을 포함하고, 상기 제1 게이트층 상에 절연층(insulating layer)이 배치되고, 상기 절연층 상에 상기 제2 게이트층이 패턴을 형성하고, 제2 절연층(114)는 상기 제2 게이트층 상에 배치되고, 및 상기 활성층은 상기 제1 및 제2 절연층 상에 배치된다.
상기 절연층은 제1 절연층 일 수 있고, 상기 발광 장치는 상기 제2 게이트층 상에 배치된 제2 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 활성층은 상기 제1 및 제2 절연층 상에 배치될 수 있다.
본 발명 덕분에, 제1 및 제2 게이트층 사이에 제1 절연층을 배치함으로써 제1 및 제2 게이트층을 개별적으로 설계하는 것이 가능하다. 이는 제1 게이트층 및 제2 게이트층 각각이 아키텍처에서 자유롭게 설계될 수 있음을 의미한다. 두 개의 게이트는 각각의 타입의 전하 캐리어를 축적하기 위해 독립적으로 사용되어, 전하 캐리어를 방사 재결합이 일어나는 활성층의 영역으로 독립적으로 구동하는 두 개의 균형적 단일극 채널의 개방을 가능하게 한다. 제2 게이트층은 제1 절연층상에 배치되기 때문에, 제2 게이트층은 제1 게이트층과 중첩되도록 배치될 수 있다(층의 법선 방향을 따라 상부에서 보임). 이러한 중첩 배치에서, 아키텍쳐(architecture)는 전하 캐리어가 활성층의 채널을 통해 고밀도 전하 캐리어를 갖는 활성층에서 방사 재결합 영역으로 수송되는 것을 보장할 수 있다.
또한, 활성층이 제1 및 제2 게이트층 모두에 배치됨으로써, 활성층에서 전자 및 정공이 분리되지 않아, 높은 밀도의 전하 캐리어가 방사 재결합 영역(radiative recombination zone)에서 형성될 수 있다.
따라서, 발광 장치 덕분에, 높은 전류 레벨까지 전류 밸런스를 제공하는 것이 가능하고, 밀도가 높은 채널을 통해 전하 캐리어를 수송하고, 발광을 소광(quench)시키는 전극으로부터 방사 재결합 영역을 격리시킬 수 있다. 따라서, 발광 장치는 높은 전류에서 높은 외부 양자 효율(EQE)을 달성할 수 있고, 따라서 높은 광 출력을 달성할 수 있다.
제2 게이트층은 반드시 제1 게이트층과 중첩되도록 배치될 필요는 없다는 것을 알고 있어야 한다. 그러나, 제2 게이트층은 제2 게이트층을 제1 게이트층과 중첩되도록 배치할 수 있도록 자유롭게 설계될 수 있으며, 이는 전하 캐리어가 방사 재결합 영역으로 수송되는 것을 보장하는데 유리할 수 있다.
본 출원에서, 다른 층의 "상에" 또는 "위에" 배치된 층은 외부 기준(예를 들어, 접지)에 대하여 특정 관계로 배치되는 층으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이 용어는 발광 장치의 구조 내의 층 사이의 내부 관계를 정의하는 것으로 해석되어야 하며, 이는 예를 들어 층이 기판의 임의의 표면(상부, 하부 또는 측면) 상에 형성되는 순서와 관련될 수 있다. 따라서, 발광 장치가 층이 수직 스택을 형성하도록 배치된다면, 다른 층 "상에" 있는 층은 그 층이 스택의 상부 층임을 나타낸다. 또한, 하나의 층이 다른 층 상에 있도록 배치된 층은 수평 평면에서 동일한 연장부를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
본 출원에서, 제1 절연층 상에 패턴을 형성하는 제2 게이트층은 제1 절연층을 완전히 덮지 않는 제2 게이트층으로 해석되어야 한다. 오히려, 제2 게이트층은 수평면에서 상이한 연장을 갖는다(구조가 수직 스택으로서 배치되는 경우). 또한, "패턴 형성"이란 용어는 층 사이의 관계를 한정하는 것으로 해석되어야 하며, 제2 게이트층을 생성하기 위한 제조 단계에 대한 어떠한 제한도 의미해서는 안된다.
일 실시예에 따르면, 제1 게이트층 및 제2 게이트층은 활성층 내의 전하 캐리어의 각각의 타입의 밀도를 독립적으로 제어하도록 구성된다. 이는 전하 캐리어를 방사 재결합이 일어나는 활성층 영역으로 독립적으로 구동시키는 2 개의 균형적 단일극 채널(unipolar channel)의 개방을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 제2 게이트층은 제1 게이트층 위에 패턴을 형성하여, 제2 게이트층의 적어도 일부가 제1 게이트층과 중첩된다. 이것은, 제2 게이트층이 제1 층이 배치된 평면 상에 투영되면, 제2 게이트층의 적어도 일부가 제1 게이트층과 일치한다는 것을 의미한다. 즉, 중첩은 제2 게이트층이 발광 장치의 기판에 수직인 수직 방향으로 제1 게이트층의 위에 있다는 것을 의미한다.
이러한 배치 덕분에, 제1 및 제2 게이트층은 제1 게이트층과 중첩되는 제2 게이트층의 적어도 일부와 중첩되는 활성층의 방사 재결합 영역에 전하 캐리어의 수송이 달성되도록 보장되도록 상기 활성층과 관련되어 형성될 수 있다.
제2 게이트층은 제2 게이트층이 제1 게이트층의 전체가 중첩되도록 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 게이트층은 제1 게이트층보다 작은 확장부를 가질 수 있다. 그러나, 제2 게이트층 아래의 제1 게이트층은 활성층 내의 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도에 영향을 줄 수 있으므로, 그러한 배치는 최적이 아닐 수 있다.
제2 게이트층은 제2 게이트층이 제1 게이트층의 일부분만 중첩되도록 패턴을 형성할 수 있다. 이는 제1 게이트층의 일부가 제2 게이트층에 의해 중첩되지 않음을 의미한다. 그 다음, 제1 게이트층의 이 부분은 제1 게이트층의 이 부분과 중첩되는 활성층 내의 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 배치될 수 있다.
제2 게이트층은 제1 게이트층 위에 배치된 에지를 포함할 수 있으며, 상기 에지는 에지를 따라 게이트 중첩 라인을 정의한다. 따라서, 본 출원의 문맥에서 사용된 바와 같이, "게이트 중첩 라인(gate overlapping line)"이라는 용어는 제2 게이트층과 제1 게이트층의 중첩 영역의 에지로서 해석되어야 하고, 발광 장치의 상부에서 볼 때, 층의 법선 방향을 따라 배치된다. 따라서, 게이트 중첩 라인은 제1 게이트층과 중첩되는 제2 게이트층의 에지를 따를 수 있다. 게이트 중첩 라인은 서로 다른 형상(직선 또는 비 직선)을 가질 수 있으며, 후술되는 바와 같이 제2 게이트층의 패턴 및/또는 제1 게이트층의 패턴에 기초하여 불연속적 일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 발광 장치는 상기 활성층과 접하여 상기 활성층에 제1 타입의 전하 캐리어를 주입하는 제1 전극 및 상기 활성층과 접하여 상기 제2 타입의 전하 캐리어를 활성층에 주입하는 제2 전극을 더 포함한다.
전극은 활성층 상에 배치될 수 있으며, 전하 캐리어를 게이트층에 면하는 전극의 측면에서 활성층으로 주입하기 위해 유리할 수 있다. 그러나, 대안적으로 활성층은 활성층과 게이트층 사이에 전극이 배치되도록 전극 상에 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 전극 중 하나는 상기 활성층 상에 배치될 수 있고, 상기 활성층은 상기 제1 및 제2 전극 중 다른 하나에 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 전극은 활성층의 제1 반도체층(first semiconductor layer)에 제1 타입의 전하 캐리어를 주입하도록 배치되고, 제2 전극은 활성층의 제2 반도체층(second semiconductor layer)에 제2 타입의 전하 캐리어를 주입하도록 배치된다. 일 실시예에서, 제1 전극은 제1 반도체층과 관련하여 제1 반도체층 상에 또는 아래에 배치될 수 있는 반면, 제2 전극은 제2 반도체층과 관련하여 제2 반도체층의 상에 또는 아래에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 전극은 활성층의 동일층 상에 또는 아래에 배치될 필요가 없고, 각 전극의 배치는 전하 캐리어를 활성층에 주입하기 위한 원하는 특성을 제공하도록 적용될 수 있다. 제1 및 제2 전극은 각각의 제1 및 제2 반도체층과 어떠한 관계로도 배치될 수 있고, 전극은 활성층의 반도체층과 게이트층 사이에 있을 수도 있고 있지 않을 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층과 각각 접촉하여 배치될 수 있다. 또한, 전극과 반도체층 사이의 인터페이스에 하나 이상의 도펀트 층이 형성되어 반도체층으로의 전하 주입을 촉진시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 활성층은 제1 타입의 전하 캐리어를 수송하기 위한 적어도 제1 반도체층 및 제2 타입의 전하 캐리어를 수송하기 위한 제2 반도체층을 포함한다. 따라서, 제1 및 제2 반도체층은 각각 제1 및 제2 타입의 전하 캐리어의 수송에 특히 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 활성층은 제1 및 제2 타입의 전하 캐리어의 방사 재결합을 위한 제3 반도체층을 더 포함한다. 따라서, 제3 반도체층은 제3 반도체층에서 전하 캐리어의 재결합으로부터 생성된 높은 EQE를 제공하도록 적용될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 반도체층을 포함하는 활성층으로 덕분에, 각각의 층은 층에 대한 원하는 특성과 관련하여 적용될 수 있다. 그러나, 활성층은 세 개의 층으로 형성될 필요는 없지만, 단일 층, 두 개의 층 또는 심지어 세 개 이상의 층과 같은 다른 수의 층으로 형성될 수 있음을 알아야 한다. 또한, 활성층의 제1, 제2 및 제3 반도체층은 각각 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 반도체층 및 제2 반도체층 중 적어도 하나는 제1 또는 제2 전극 중 제1 전극으로부터 제1 또는 제2 전극 중 제2 전극을 향하는 방향으로 연장되는 패턴을 형성하고, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층 중 적어도 하나의 패턴은 상기 제2 게이트층의 에지와 중첩되도록 연장되고 상기 제1 또는 제2 전극 중 상기 제2 전극과 상기 제1 게이트층의 상기 제1 반도체층 및 제2 반도체층은 중첩되지 않는다.
제2 게이트층의 에지는 제2 게이트층과 제1 게이트층 사이의 중첩 에지를 정의할 수 있으며, 따라서 활성층의 방사 재결합 영역은 이 에지 위에 배치될 수 있다. 제1 전극으로부터 연장되어 제2 게이트층의 에지와 중첩되는 제1 반도체층에 의해, 제1 반도체층은 제1 타입의 전하 캐리어로 이루어진 제1 전극으로부터 방사 재결합 영역으로의 수송 채널(transport channel)을 제공할 수 있다. 제2 전극과 제1 반도체층이 중첩되지 않도록 제1 반도체층이 끝남으로써, 제1 반도체층(제1 타입의 전하 캐리어를 수송하는)은 제2 타입의 전하 캐리어를 제2 반도체층에 주입하도록 의도된 제2 전극에 영향을 받지 않을 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 제2 반도체층은 제2 전극의 전하 캐리어 수송 채널을 제1 전극의 영향을 받지 않고 방사 재결합 영역에 제공하는 유사한 방식으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 반도체층은, 상기 제1 및 제2 전극 및 상기 제3 반도체층 중 적어도 하나가 중첩되지 않도록 상기 제1 및 제2 전극 사이의 상기 제2 게이트층의 에지의 대향 측면 상에 연장되는 패턴을 형성한다. 따라서, 방사 재결합 영역은 제2 게이트층의 에지의 대향 측면 상의 제3 반도체층에 형성될 수 있다. 제3 반도체층은 전하 캐리어의 방사 재결합에 적용될 수 있으며, 따라서 전극으로부터 방사 재결합 영역으로의 전하 캐리어의 메인 수송에 관여하지 않을 수 있다. 따라서, 제3 반도체층은 전극과 제3 반도체층이 중첩되지 않고 제3 반도체층이 전극의 영향을 받지 않도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 게이트층 및 상기 제2 게이트층의 중첩은 상기 제1 게이트층의 에지 및 상기 제2 게이트층의 에지에 의해 정의되도록 상기 제1 게이트층은 기판 상에 패턴을 형성한다. 이것은 제1 게이트층 및 제2 게이트층 모두가 패터닝 될 수 있음을 의미한다. 따라서, 제1 및 제2 게이트층이 중첩되는 면적이 작도록 장치를 구성할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극과 상기 제1 게이트층 및 상기 제2 전극과 상기 제2 게이트층이 서로 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 이는 장치가 기생 커패시턴스의 영향을 적게 받는다는 것을 의미한다.
또한, 제1 게이트층이 기판 상에 패턴을 형성하기 때문에, 발광 장치는 장치를 제조하기 위한 온도 예산에 의해 허용되는 어떠한 기판 상에도 형성될 수 있다. 따라서, 발광 장치는 유리 및 종이, 얇은 금속 호일, 플라스틱 호일, 텍스타일 등과 같은 가요성 기판 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 제2 게이트층은 비직선(non-straight) 게이트 종첩 라인(gate overlapping line)이 정의되도록 패턴을 형성한다. 제1 및 제2 게이트층이 모두 패터닝 된 경우, 서로의 패턴 관계는 게이트 중첩 라인을 정의할 수 있다. 비직선 게이트 중첩 라인을 사용하여, 발광 재결합 영역은 발광 장치 내에 확대될 수 있고 게이트 중첩 라인에 대응하는 활성층의 발광 라인(emission line)은 장치의 채널 폭보다 길 수 있으며, 즉 제1 및 제2 전극 사이의 활성층의 연장부에 수직인 활성층의 방향으로의 발광 장치의 치수를 의미한다. 일 실시예에 따르면, 적어도 제2 게이트층은 활성층이 게이트 중첩 라인 위로 불연속적으로 배치되도록 활성층과 관련하여 게이트 중첩 라인을 규정하는 패턴을 형성한다. 이는 방사 재결합 영역이 활성층이 게이트 중첩 라인 위에 배치되는 부분들로 제한될 수 있고, 따라서 이러한 영역에 발광 집중이 제공될 수 있음을 의미한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 게이트층(102, 104)의 상부에서 볼 때 상기 제1 게이트층 패턴의 돌출부 및 상기 제2 게이트층 패턴의 돌출부가 서로를 향해 연장되고, 상기 제1 게이트층(102)과 상기 제2 게이트층 사이의 중첩은 불연속 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하는 돌출부의 단부에서 형성되도록 상기 제1 게이트층(102) 및 상기 제2 게이트층(104) 각각은 돌출부를 포함하는 패턴을 형성한다.
불연속 게이트 중첩 라인은 발광이 제1 게이트층과 제2 게이트층 사이의 중첩 위에 활성층의 섹션들에 집중될 수 있음을 의미할 수 있다. 실제로, 제1 및 제2 게이트층 패턴의 뾰족한 돌출부가 사용되면, 불연속 게이트 중첩 라인과의 활성층의 중첩은 광이 방출되는 하나 이상의 작은 스폿을 구성할 수 있다.
또한, 발광 영역을 규칙적으로 이격시킴으로써, 방출된 광의 공진 모드가 장치 내에서 유지될 수 있다. 이를 위해, 배치된 발광 영역을 분리하는 피치 거리는 방출된 광의 파장의 배수가 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 활성층은 제1 전극과 제2 전극 사이에서 연장되고, 상기 발광 장치는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 방향에 직교하는 방향에서 공진 발광을 위한 활성층의 반대 방향에 공진 구조를 더 포함한다.
발광 장치는 고강도 광 출력을 가능하게 할 가능성을 제공한다. 활성층의 대향 측면에 공진 구조를 배치함으로써, 발광 장치는 방사의 유도 방출(stimulated emission of radiation)을 제공하여 레이저를 형성하도록 추가로 배치될 수 있다. 상기 공진 구조는 상기 활성층의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 방사의 유도 방출은 활성층의 상부 표면을 통해 출력될 수 있다. 대안적으로, 공진 구조는 활성층의 수평 측면에 배치될 수 있고, 방사의 유도 방출은 활성층의 측면을 통해 출력될 수 있다. 공진 구조는 활성층의 측면에서 활성층에 형성되거나, 활성층에 인접한 층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 방사의 유도 방출을 위한 발광 장치가 제공되는데, 상기 장치는 전하 캐리어를 방사 재결합 영역으로 수송하기 위한 적어도 하나의 반도체층을 포함하는 활성층, 　상기 활성층의 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제1 게이트층, 상기 활성층의 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제2 게이트층을 포함하고, 상기 제1 게이트층 상에 절연층이 배치되고, 상기 제2 게이트층은 상기 절연층 상에 패턴을 형성하고, 　상기 활성층은 상기 제1 및 제2 게이트층 상에 배치되고, 상기 방사 재결합 영역은 상기 활성층에 제1 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위한 제1 전극 및 상기 활성층에 제2 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위한 제2 전극 사이의 상기 활성층(106)에 형성되고, 상기 발광 장치는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 활성층의 양측을 따라 고굴절율 영역과 저굴절율 영역이 교번하는 주기 구조(periodic structure)를 더 구비하고, 상기 주기 구조는 방사의 방출을 자극하기 위하여 상기 방사 재결합 영역으로부터 방출된 광을 상기 방사 재결합 영역으로 되돌리는 피드백을 제공한다.
상기 절연층은 제1 절연층이고, 상기 발광 장치는 상기 제2 게이트층 상에 배치된 제2 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 활성층은 상기 제1 및 제2 절연층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따라, 높은 강도의 광 출력을 위해 방사 재결합 영역에 전하 캐리어를 효과적으로 수송하도록 게이트층 및 활성층의 구조가 사용된다. 이러한 구조에 기초하여, 방사 재결합 영역으로 방출된 광의 피드백을 제공하여 방사 방출을 자극하고 발광 장치가 레이저 광을 출력하게 하는 공진 구조가 추가된다. 따라서, 저가 및 소형 레이저 장치가 제공될 수 있으며, 이는 다수의 응용에서 매우 유용할 수 있다.
본 발명의 개념의 추가 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 개념의 바람직한 실시예에 대한 다음의 예시적이고 비제한적인 상세한 설명을 통해 더 잘 이해될 것이다. 도면에서 달리 언급되지 않는 한 동일한 참조 번호들은 동일한 요소들에 대해 사용될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 발광 장치에 대한 토폴로지의 단면도이다.
도 2a 내지도 2f는 본 발명의 상이한 실시예에 따른 발광 장치의 토폴로지를 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 제2 게이트층의 패터닝 및 제1 및 제2 전극의 패터닝을 도시한 상이한 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 4는 게이트 중첩 라인을 패터닝 하기 위한 제2 게이트층의 패터닝을 도시하는 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 제2 게이트층의 패터닝과 관련하여 활성층의 패터닝을 도시하는 다른 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 게이트 중첩 라인의 패터닝을 위한 제1 및 제2 게이트층의 패터닝을 도시한 상이한 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 7은 발광 장치의 활성층 내의 층의 밴드 다이어그램 및 정렬을 도시하는 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 방사의 유도 방출을 제공하는 발광 장치의 토폴로지를 나타내는 개략도이다.
도 9a 내지 도 9c는 제1 실시예에 따른 적색을 방출하는 대향 게이트 유기 발광 트랜지스터의 전기 및 광학 특성을 나타내는 차트이다.
도 9d는 제1 실시예의 장치의 발광 영역을 도시하는 개략도이다.
도 10a 내지 도 10c는 제1 실시예에 따른 적색을 방출하는 대향 게이트 유기 발광 트랜지스터의 전기 및 광학 특성을 도시하는 차트이다.
도 10d는 제1 실시예의 장치의 발광 영역을 도시하는 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 2a를 참조하면, 발광 장치(light-emitting device)(100)가 먼저 일반적으로 설명될 것이다. 발광 장치(100)는 반도체 구조로 형성될 수 있으며, 따라서 기판 상에 다중 층을 형성함으로써 제조될 수 있다.
발광 장치(100)는 제1 게이트층(first gate layer)(102) 및 제2 게이트층(second gate layer)(104)을 포함할 수 있다. 발광 장치(100)는 또한 활성층(active layer)(106)을 포함한다. 제1 전극(first electrode)(108)은 제1 게이트층(102) 위에 배치될 수 있고, 제2 전극(110)은 제2 게이트층(104) 위에 배치될 수 있다. 제1 게이트층(102)은 활성층(106)에서 제1 타입의 전하 캐리어의 전도성 채널을 개방하기 위해 바이어스 될 수 있다. 유사하게, 제2 게이트층(104) 및 제2 전극(110)은 전도성 채널을 개방하기 위해 바이어스 될 수 있고 활성층(106)에 제2 타입의 전하 캐리어를 주입한다. 따라서, 활성층(106)은, 전하 캐리어가 광을 방출하는 동안 활성층(106)에서 만나고 재결합할 수 있도록, 제1 및 제2 타입의 전하 캐리어를 활성층(106)에서 서로를 향하여 수송되도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(112)은 제1 게이트층(102) 상에 배치될 수 있고, 제2 게이트층(104)은 제1 절연층(112) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 게이트층(102, 104)이 제1 절연층(112)에 의해 분리됨에 따라, 제2 게이트층(104)은 제1 게이트층(102)과는 별도로 형성되고 패터닝 될 수 있다.
활성층(106)이 제1 게이트층(102) 및 제2 게이트층(104) 위에 배치되고, 제1 및 제2 게이트층(104)이 활성층(106)에서 채널을 개방하도록 각각 바이어스 될 수 있도록, 상기 제2 게이트층(104) 상에는 제2 절연막(114)이 형성되고, 상기 제2 절연막(114) 상에는 상기 활성층(106)이 배치될 수 있다.
이러한 배치 덕분에, 제1 게이트층(102) 및 제2 게이트층(104)은 서로에 대해 자유롭게 설계될 수 있다. 따라서, 제1 게이트층(102)과 제2 게이트층(104)에 의해 형성된 각각의 게이트는 활성층(106) 내의 각 타입의 전하 캐리어의 축적 및 수송을 제어하기 위해 개별적으로 설계될 수 있다. 따라서, 전하 캐리어가 전극(108, 110) 사이의 활성층(106)의 방사 재결합 영역에서 방사적으로 재결합할 수 있도록, 각 타입의 전하 캐리어의 높은 전류가 활성층(106)에서 달성될 수 있고, 제1 및 제2 타입의 전하 캐리어가 활성층(106)에서 서로를 향해 수송되어 전하 캐리어가(108, 110) 사이의 활성층(106)에서 방사 재결합 영역(radiative recombination zone)을 형성한다.
활성층에서 전극(108, 110)에서 방사 재결합 영역으로 전하 캐리어의 수송을 제어하기 위하여, 제1 및 제2 게이트층(102, 104) 모두는 전극(108, 110)에서 방사 재결합 영역으로 연장되도록 배치된다. 전하 캐리어가 활성층(106)의 방사 재결합 영역에서 만나는 것을 용이하게 하기 위해, 제1 및 제2 게이트층(102, 104)은 중첩되도록(도 2a의 라인 N으로 나타낸 바와 같이, 층에 수직한 방향을 따라 상부에서 보았을 때) 또는 적어도 서로 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 이는 제1 및 제2 게이트층(102, 104)이 제1 절연층(112)에 의해 분리됨으로써 가능하다.
제2 게이트층(104)과 제1 게이트층(102) 사이의 중첩은 제1 게이트층(102)과 중첩되는 제2 게이트층(104)의 패턴의 에지(105)에 의해 정의될 수 있다. 이 에지(105)는 제2 게이트층(104)의 면에서의 라인 인 게이트 중첩 라인을 정의할 수 있다. 도 2a의 발광 장치(100)의 구조에서 게이트 중첩 라인의 위치는 층에 수직이고 게이트 중첩 라인과 교차하는 라인 N으로 표시된다.
도 2a를 구체적으로 참조하면, 여기에 도시된 발광 장치(100)의 제1 실시예가 보다 상세히 설명될 것이다. 발광 장치(100)는 제1 게이트층(102)을 포함한다. 전도성 기판(conducting substrate)(102)은 제1 게이트층(102)으로 사용될 수 있다. 그러나, 이하에 예시되는 바와 같이, 제1 게이트층(102)은 기판 상에 배치될 수 있고 기판과 분리될 수도 있다. 발광 장치(100)는 제1 게이트층(102) 상에 배치된 제1 절연층(first insulating layer)(112)을 더 포함한다. 제1 절연층(112)은 얇은 유전체 박막으로 형성될 수 있다.
발광 장치(100)는 제1 게이트층(102)의 일부분에만 중첩되도록 증착 되고 패터닝 될 수 있는 제2 게이트층(104)을 더 포함할 수 있다.
발광 장치(100)는 유전체 박막으로 형성될 수 있는 제2 절연층(second insulating layer)(114)을 더 포함할 수 있다. 제2 절연층(114)은 제2 게이트층(104) 및 제1 절연층(112)을 모두 덮도록 배치될 수 있는데, 이는 제2 절연층(114)의 패터닝이 필요하지 않을 수 있으므로 제2 절연층(114)이 기판 상에 쉽게 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
활성층(106)은 제2 절연층(114) 상에 배치될 수 있다. 활성층(106)은 전하 캐리어의 수송 및 전하 캐리어의 방사 재결합시 광 방출을 위한 단일 층일 수 있다. 그러나, 활성층(106)은 이하에서 더 설명되는 바와 같이 상이한 목적을 위해 복수의 층을 포함할 수도 있다.
전하 캐리어를 활성층(106)에 주입하기 위한 전극(108, 110)은 활성층(106) 상에 패터닝 된다. 제1 전극(108)은 제1 게이트층(102) 위에 위치하고 제2 전극(110)은 제2 게이트층(104) 위에 위치한다. 활성층(106)으로의 전하 캐리어의 주입을 용이하게 하기 위해, 상이한 금속/도핑 층이 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)을 형성하는데 사용될 수 있다.
제1 게이트층(102)은 단일 타입의 전하 캐리어의 도전 채널, 예를 들어, 도핑 된 채널을 개방하기 위해 바이어스 될 수 있다. n-타입의 전하 캐리어이다. 제1 전극(108)은 이 전하 캐리어를 활성층(106)에 주입하기 위해 바이어스 될 수 있다. 동일하게, 제2 게이트층(104) 및 제2 전극(110)은 채널을 개방하고 다른 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위해 바이어스 될 수 있다. p-타입의 전하 캐리어를 활성층(106)에 주입한다. 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)에 인가된 바이어스는 게이트 중첩 라인의 위에 및 전극(108, 110) 사이의 활성층(106)에 채널의 중심으로 향하는 두 타입의 전하 캐리어의 드리프트 전류를 생성하는 측면 전계를 생성한다. 재결합 영역은 주로 주입 전극(108, 110)으로부터 먼 게이트 중첩 라인 위의 활성층(106) 내의 위치에 위치한다. 게이트 중첩 라인 위의 활성층(106) 내의 위치를 넘어서는 전하 캐리어의 수송은 그 영역에서 대다수 존재하는 다른 타입의 전하 캐리어와의 재결합에 의해 제한된다. 대신에, 제1 게이트층(102) 및 제1 전극(108)은 채널을 개방하고 다른 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위해 바이어스 될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, p-타입의 전하 캐리어를 활성층(106)에 주입한다. 제2 게이트층(104) 및 제2 전극(110)은 채널을 개방하고 제1 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위해 바이어스 될 수 있다. n-타입의 전하 캐리어를 활성층(106)에 주입한다.
발광 장치(100)는 제1 게이트층(102) 및 제2 게이트층(104)과 각각 접촉하기 위해 유전체층을 통해 패터닝 될 수 있는 몇몇 비아홀(116, 118)을 더 포함할 수 있다.
발광 장치(100)의 하나 이상의 반도체층은 유기 반도체층에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 발광 장치(100)는 저비용 장치를 통해 고휘도로 발광할 수 있는 유기 발광 트랜지스터(OLET)를 형성할 수 있다. 따라서, 발광 장치(100)는 예를 들어, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 예를 들어 고휘도 디스플레이 또는 레이저 애플리케이션에서의 적용을 발견할 수 있다. 적어도 일부의 반도체층은 유기 화합물로 형성될 필요는 없지만, 발광 장치(100)는 저비용 장치에서 고휘도 광 출력의 이점을 여전히 제공할 수 있다. 따라서, 발광층(100)은 적어도 반도체층이 유기물일 필요는 없지만, 발광 장치(100)는 발광 트랜지스터를 제공하기 위한 유기 반도체층의 사용을 적어도 가능하게 하기 때문에 아래의 OLET로 언급될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제2 게이트층(104)은 제1 절연층(112)을 사이에 두고 제1 게이트층(102)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 제2 게이트층(104)은 실제로 제1 게이트층(102)과 실질적으로 중첩되도록 배치될 필요는 없지만, 발광 장치 구조는 아래의 중첩 게이트(overlapping gate) OLET, OG-OLET으로 지칭될 수 있다.
도 2a의 OLET 구성에서, 제1 게이트층(102), 제2 게이트층(104), 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)에 설정된 바이어스를 세밀하게 조절하면 정공과 전자 전류의 균형을 맞출 수 있다. 이 독립적인 제어는 최대 총 전류 레벨까지 달성될 수 있다. 높은 전류에서도 균형 잡힌 재결합 공정은 불리한 소광(quenching) 현상과 주입 전극 접점에서 멀리 떨어진 방출을 보장한다. 이들 모두는 더 높은 전류 레벨에서 보다 효율적인 장치에 공동으로 작용한다.
도 2a의 구성은 비교적 간단하다. 그러나, 이하 설명되는 바와 같이, 발광 장치(100)의 최적화를 위한 많은 경로를 개방하는, 장치 아키텍처에 많은 자유도가 존재한다. 추가적으로 또는 대안으로, 효과적인 OLET 작업을 보장하기 위해 재료 선택 및 최적화가 사용될 수 있다. 이것 또한 아래에서 논의될 것이다.
OG-OLET 장치 성능을 향상시키기 위해, 도 2a에 도시된 간단한 구조는 다수의 개선을 통해 더 정교해질 수 있다.
도 2a는 양극성 수송(ambipolar transport) 및 방사 재결합의 기능을 결합하는 단일 활성층(106)을 도시한다. 테트라신 다결정 박막(tetracene polycrystalline films), F8BT 중합체로도 알려진 폴리(poly)(9,9 dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) 및 5,5 "- 비스(비페닐릴(biphenylyl)) -2,2 ': 5', 2"-테르티오핀(terthiophene)(BP3T) 단결정과 같은 유기 반도체는 이러한 기능을 합리적인 효율성으로 결합할 수 있다.
그러나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 활성층(106)은 대신에 특정 기능에 특화될 수 있는 복수의 층을 사용할 수 있다. 따라서, 이러한 구성은 더 높은 효율을 촉진할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 활성층(106)은 정공 수송층(HTL)(106a), 발광층(EML)(106b) 및 전자 수송층(ETL)(106c)을 포함할 수 있다.
두 개의 수송층(106a, 106c)의 역할은 2 개의 전극으로부터 주입된 전하 캐리어를 게이트 중첩 라인 위의 재결합 영역으로 효율적으로 수송하는 것이다. 이것은 제1 게이트층(102), 제2 게이트층(104), 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)에 정확한 바이어스를 인가함으로써 촉진될 수 다.
EML(106b)의 역할은 게이트 중첩 라인 위의 재결합 영역에서 재결합이 효율적인 방사 프로세스를 통해 발생하도록 보장하는 것이다.
활성층(106)의 다층 토폴로지(topology)는 다음의 기능의 분리를 가능하게 한다: 아래에서 재료 선택에 대한 설명에서 설명했듯이 각 재료는 하나의 특수 기능을 수행할 수 있는 능력으로 선택될 수 있다. 게다가, 전하 수송 및 발광 경로를 이격시킴으로써, 본 실시예에서는 보다 낮은 폴라론-엑시톤 소광(polaron-exciton quenching)이 기대될 수 있다.
도 2b는 활성층(106)의 다층 토폴로지, 즉 HTL/EML/ETL의 가능한 조합을 도시한다. 그러나, 활성층(106)의 다층 토폴로지의 다른 조합이 사용될 수 있음을 알아야 한다. ETL/EML/HTL, ETL/HTL/EML, HTL/ETL/EML, EML/HTL/ETL, EML/ETL/HTL의 조합으로 다층 스택을 사용하면 재료를 적용하면서 효과적인 발광을 얻을 수 있다. 전극 및 활성층(106)의 토폴로지의 선택에 대한 바이어스 조건을 포함한다.
또한, 제1 게이트층(102) 및 제1 전극(108)은 HTL(106a) 및 제2 게이트층(104)에 정공을 주입하도록 구성될 수 있고, 제2 전극(110)은 ETL(106c)에 전자를 주입하도록 배치될 수 있음을 알아야 한다. 그러나, 제1 게이트층(102) 및 제1 전극(108)은 전자를 ETL(106c)에 주입하는 것으로서 설명되지만, 제2 게이트층(104) 및 제2 전극(110)은 정공 수송층(106a)에 정공을 주입하는 것으로 설명된다.
도 2a는 활성층(106)의 상부에 형성된 주입 전극(injecting electrode)(108, 110)을 도시한다. 이 대칭 구성은 제조가 간단하지만 양쪽 전하 캐리어 주입에 반드시 필요한 것은 아니다. 대조적으로, 도 2b의 OG-OLET은 비대칭 전극(108, 110)을 갖는다. 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)의 재료는 반드시 동일한 성질일 필요는 없으므로 제1 및 제2 전극(108, 110)을 별개의 단계로 형성하는 것이 적합할 수 있다. 제1 및 제2 전극(108, 110)이 별개의 단계로 형성된다면, 이들은 또한 OG-OLET 토폴로지에서 비대칭으로 배치될 수 있다.
따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(108)은 ETL(106c) 위에 형성될 수 있고 제2 전극(110)은 정공 수송층(106a) 위에 형성될 수 있다. 이 전극 비대칭성 및 위치 설정은 ETL(106c) 및 HTL(106a)에 각각 전자 및 정공을 효율적으로 주입하는데 사용될 수 있다. 토폴로지의 선택, 활성 재료 및 바이어스 조건에 따라, 주입 특성을 향상시키기 위해 전극(108, 110)의 상이한 재료 및 위치 설정이 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 2b의 정공 수송층(106a)상의 제2 전극(110)은 정공 수송층(106a) 아래 또는 정공 수송층(106b) 또는 정공 수송층(106c)의 상부에 위치할 수 있다. 도 2b의 ETL(106c)상의 제1 전극(108)은 또한 EML(106b) 또는 HTL(106a)의 상부 또는 HTL(106a)의 아래에 개별적으로 형성될 수 있다. 전극(108, 110)에 대한 재료의 선택은 전극(108, 110)의 일함수와 활성층(106)에서의 재료의 수송 에너지 레벨 간의 낮은 에너지 배리어의 형성에 의해 유도될 수 있다.
기생 누설 전류가 방사 재결합 프로세스에서 영향을 미치지 않으므로, 하나의 주입 전극 접점으로부터 다른 주입 전극 접점으로 흐르는 기생 누설 전류(parasitic leakage current)를 감소시키거나 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 기생 누설 경로(parasitic leakage path)는 두 개의 수송층(transport layer)(106a 및 106c) 중 적어도 하나가 두 개의 전극(108 및 110)을 연결할 때 가능해질 수 있다. 이러한 경우, 재결합 전류 경로로부터 분리된 상이한 인터페이스에서 각 타입의 전하 캐리어에 대한 전도 경로가 생성될 수 있다. 이러한 누설 경로로 손실된 전하 캐리어는 광 방출에 관여하지 않으므로, 전체 장치 효율이 감소될 수 있다. 이러한 기생 누설은 적어도 하나의 수송층(106a, 106c)에 패턴을 형성함으로써 감소될 수 있다. 도 2c에는 HTL(106a)의 패터닝이 도시되어 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이 패턴화 된 정공 수송층(106a)은 제2 게이트층(104)의 에지(105)와 중첩되도록 제2 전극(110)으로부터 연장된다. 따라서, HTL(106a)은 게이트 중첩 라인과 중첩되도록 연장되어, HTL(106a)은 방사 재결합 영역까지 연장된다. 　상기 정공 수송층(106a)은 게이트 중첩 라인을 약간 넘어 연장될 수 있지만, 상기 제1 전극(108)과 정공 수송층(106a)이 중첩되지 않도록 끝날 수 있다. 다시 말하면, HTL(106a)이 게이트 중첩 라인으로부터 제1 전극(108)을 향해 연장되는 도 2c에 표시된 거리 x는 0보다 클 수 있다 게이트 중첩 라인으로부터 제1 전극(108)의 에지까지의 거리에 상응하는 거리 y보다 짧다.
HTL(106a)의 패터닝 대신에, ETL(106c)은 유사한 방식으로 패터닝 되어 제1 전극(108)으로부터 연장되어 제2 게이트층(104)의 에지(105)와 중첩될 수 있지만, ETL(106c) 및 제2 전극 110은 중첩되지 않는다.
또한, 활성층 패터닝의 다수의 조합이 고려될 수 있고, OG-OLET의 효율을 개선시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2d에서, 또 다른 가능한 토폴로지가 도시되어 있는데, 여기서 EML(106b)은 게이트 중첩 라인의 반대 측면 상에 연장되고 제1 전극(108) 및 제2 전극(110) 모두로부터 멀어지는 좁은 영역으로 제한된다. 도 2d의 예에서, 활성층(106)의 토폴로지(topology)는 EML(106b) 내의 보다 낮은 에너지 위치에 의해 ETL(106c)에서의 전자의 더 낮은 트래핑에 기여할 수 있다. 또한, 많은 양의 전하 수송이 제2 절연층(114)과 ETL(106c) 사이의 계면에서 발생할 수 있으며, 이는 더 나은 수송을 제공하도록 설계될 수 있다.
도 2e에서, 활성층(106)의 세 개의 모든 반도체층(106a-106c)이 패터닝 된 또 다른 가능한 토폴로지(topology)가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 수송층(106a, 106c)은 모두 그들의 각각의 주입 전극들(110, 108)로부터 게이트 중첩 라인 위의 방사 재결합 영역까지 연장되나, 이 두 수송층(106a, 106c)은 누설 전류를 방지하기 위해 대향 전극(108, 110)에 도달하기 전에 끝난다. 또한, 본 실시예에서, EML(106b)은 ETL(106c)과 함께 패터닝 될 수 있으므로, 이들 층의 패터닝은 단일 패터닝 단계에서 수행될 수 있다.
따라서, 도 2e의 실시예에서, EML(106b) 및 ETL(106c)은 제2 전극(110)의 에지로부터 멀리에서 끝낼 수 있다. 다시 말하면, 게이트 중첩 라인으로부터 제2 전극(110)을 향한 ETL(106c)의 연장을 나타내는 도 2e의 거리 w는 0보다 클 수 있고, 게이트 중첩 라인으로부터 제2 전극(110)의 에지까지의 거리에 해당하는 거리 v보다 짧을 수 있다.
도 2e의 실시예의 간단한 구조는 ETL/EML 계면에서의 일정한 전자 축적 및 수송 및 게이트 중첩 라인 위의 방사 재결합 영역의 제한을 제공한다. 또한, 발광 장치(100)의 영역에서의 전류 수송을 제한하여 발광 장치(100) 외부의 누설 경로를 제한하기 위해, 예를 들어 발광 장치(100)가 기판 상에 발광 장치(100)의 어레이 내에 배치되는 경우, 활성층(106)의 외부 에지가 어쨌든 패턴화 될 필요가 있을 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 제1 게이트층(102)은 기판(substrate)(101) 상에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 게이트층(102)은 기판(101) 상에 패턴을 형성할 수 있으며, 이는 제1 게이트층(102)과 제2 게이트층(104) 사이의 연관 설계의 자유도를 증가시킨다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 두 개의 게이트층(102, 104)은 도 2f의 화살표 z로 표시된 바와 같이 제1 게이트층(102)의 에지(103)와 제2 게이트층(104)의 에지(105) 사이의 작은 영역과 중첩되도록 패터닝 될 수 있다.
패턴을 형성하는 제1 게이트층(1020 및 제2 게이트층(104)를 갖는 발광 장치(100)는 발광 장치(100)로 하여금 축소된 게이트-게이트 중첩 영역뿐 아니라 축소된 게이트-전극 중첩 영역을 갖는 아키텍쳐(architecture)을 가지게 할 수 있다(즉, 제1 전극(108)과 제1 게이트층(102)의 중첩 또는 제2 전극(110)과 제2 게이트층(104)의 중첩). 발광 장치(100)의 그러한 아키텍쳐는 기생 커패시턴스의 영향을 적게 받는다. 도 2f의 토폴로지(topology)는 이미 유익한 작은 게이트-게이트 중첩을 예시하였지만, 축소된 게이트-전극 중첩을 제공하도록 토폴로지가 더 적용될 수 있음을 알아야 한다. 이러한 발광 장치(100)는 더 높은 주파수에서 구동될 수 있으며, 이것은 많은 실제 응용에 관심의 대상이다.
또한, 제1 게이트층(102)이 기판(101)과 독립적인 층이 됨에 따라, OG-OLET 장치를 구성하는 층의 증착에 의해 설정된 온도 예산에 의해 허용되는 거의 모든 기판(101)상에서 OG-OLET 장치(100)가 프로세스 될 수 있다. 가능한 기판은 유리와 같은 투명 기판 및 종이, 얇은 금속 박막, 플라스틱 박막, 직물 등과 같은 가요성 기판을 포함한다. 게이트 중첩 라인은 제2 게이트층(104)의 평면에서 직선일 수 있다. 그러나, 후술되는 바와 같이, 발광 장치(100)의 토폴로지는 게이트 중첩 라인이 자유롭게 변경될 수 있게 하는 다수의 상이한 방식으로 변경될 수 있다. 도 3a 및 도 3b의 OG-OLET의 상부 도면에 도시된 바와 같이, 게이트 중첩 라인(OL으로 표시된)은 반드시 직선일 필요는 없다.
OG-OLET의 다음과 같은 평면도에서, 토폴로지의 일부 층의 도면이 표시되어 있지만 일부 층은 상위 레이어로 덮여 있을 수 있으므로 반드시 위쪽에서 볼 수 있는 것은 아니다(예를 들어, 제1 게이트층(102)이 제1 절연층(112) 아래에 있음).
도 3a는 인터디지털 핑거(interdigitated finger)가 있는 OG-OLET 장치를 나타낸다. 이 실시 예에서, 제2 게이트층(104) 및 제1 전극(108) 및 제2 전극(110)은 활성층(106)의 방사 재결합 영역이 형성될 수 있는 지그재그 타입의 채널을 형성하는 핑거 패턴(finger pattern)으로 구성된다. 도 3b에 도시된 다른 실시예에서, 원형 채널이 OG-OLET 설계에 제공되어, 활성층(106)의 원형 방사 재결합 영역이 정의될 수 있다.
제1 및 제2 게이트층(102, 104) 및 제1 및 제2 전극(108, 110)의 패턴은 다양한 다른 방식으로 변화될 수 있다는 것을 알아야 한다. 도 3a-b 또는 다른 토폴로지(topology)에 표시된 토폴로지를 형성하는데에는 몇 가지 이유가 있을 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(100)의 폼 팩터(form factor)를 작게 하여 광 출력을 좁은 영역에 집중시킬 수 있다. 또한, 토폴로지는 프린지 필드(fringe field)를 감소시키는 등의 발광 장치(100)의 정전기를 합리화하도록 설계될 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같은 원형 채널의 사용은 발광 장치의 구조에 기초하여 레이저를 제공하도록 활성층(106) 내의 방사의 유도 방출을 위한 원형 캐비티(circular cavity)를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 4 내지도 6을 참조하면, 발광 장치(100)의 발광 특성은 제1 및 제2 게이트층(102, 104) 중 하나 또는 둘 모두의 패턴을 형성하고/하거나 하나의 패턴을 형성함으로써 활성층(106)의 수송 및 발광층(106a-106c) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 발광이 활성층(106)의 트랜지스터 채널에 포함된 넓은 영역으로 퍼져 나가는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 장치 수명을 늘릴 필요가 있는 경우 관련성이 있다.
일부 실시예에서, 발광은 트랜지스터 채널에 포함된 작은 영역에 국한되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 이것은 단위 면적당 발광을 향상시키는데 관련될 수 있으며, 예를 들어 유도 방출(stimulated emission)(레이저 임계값)에 대한 임계값에 국부적으로 도달하기 위해서다. 또한, 발광 영역을 규칙적으로 이격시킴으로써, 방출된 광의 공진 모드가 장치 내에서 유지될 수 있다. 이를 위해, 배치된 발광 영역을 분리하는 피치 거리는 방출된 광의 파장의 배수가 될 수 있다.
재결합 영역의 국부화는 활성층(106)에서 방사 재결합 영역이 형성되는 곳에 영향을 미칠 수 있는 게이트 중첩 라인 OL의 형상을 조작함으로써 달성될 수 있다. 게이트 중첩 라인(OL)의 형상은 제1 전극(108)과 제2 전극(110) 사이의 영역에서 비직선형이 되도록 설계될 수 있다. 게이트 중첩 라인(OL)의 형상은 제1 게이트층(102)과 관련하여 제2 게이트층(104)의 형상을 패터닝함으로써 달성될 수 있다. 제1 게이트층(102)은 또한 제1 및 제2 게이트층(102, 104)의 패턴이 게이트 중첩 라인 OL의 원하는 형상을 함께 형성할 수 있도록 패터닝 될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 활성층(106)의 하나 이상의 수송 및 발광층(106a-106c)의 형태는 층(106a-106c)이 게이트 중첩 라인(OL)을 덮는 방식을 변경하여 방사 재결합 영역의 위치에 영향을 미치도록 패턴화 될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 방사 재결합 영역의 위치 파악에 영향을 주는 패터닝의 예를 도시한다. 도 4에서, 게이트 중첩 라인(OL)이 여기서는 직선 및 평행한 것으로 도시된 제1 전극(108)과 제2 전극(110) 사이의 활성층(106) 내의 채널의 큰 부분을 덮게 하여, 제1 게이트층(102)은 패터닝 되지 않고, 제2 게이트층(104)의 에지(105)는 주기 p를 갖는 정현파 형상을 갖는다. 이 예에서, 주기 p는 채널의 폭에 비해 게이트 중첩 라인(OL)의 길이를 증가시키기 위해 더 감소될 수 있다. 도 4에 도시된 토폴로지(topology)에서, 방사 재결합 영역은 채널 내로 보다 넓게 퍼지고 보다 큰 면적 방출이 얻어진다. 제2 게이트층(104)의 에지(105)의 다른 많은 형상이 게이트 중첩 라인(OL)을 변형시키는데 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 5a 내지 도 5d에는, 재결합 영역을 작은 영역들로 국한시키기 위한 실시예가 도시되어 있다. 도 5a 내지 도 5d에서, 제1 게이트층(102)은 패터닝 되지 않고, 제2 게이트층(104)은 동일한 형상의 게이트 중첩 라인(OL)을 규정하는 상이한 형상의 톱니 형상을 갖는다. 제1 게이트층(102)에 의해 게이트 된 ETL(106c) 또는 HTL(106a) 일 수 있는 활성 수송층(active transport layer)은 게이트 중첩 라인(OL)의 말단부만을 덮도록 패터닝 될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 구성에서, 방사 재결합 영역은 게이트 중첩 라인(OL)이 제1 게이트층(102)에 의해 게이트 된 활성 수송층에 의해 덮인 게이트 중첩 라인(OL) 위의 활성층(106)의 섹션으로 제한된다. 따라서, 발광은 활성층(106)의 그 부분으로 제한되어 발광 집중을 일으킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 부분적으로 원형, 직사각형, 예리한 핀 또는 다각형 모양과 같은, 제2 게이트층(104)의 톱니 모양의 치아 모양에 대한 가능한 구조를 도시한다. 많은 다른 형상들이 고려될 수 있고 반드시 톱니 형상을 갖는 제2 게이트층(104)을 반드시 포함할 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 또한, 패터닝 된 ETL(106c) 또는 HTL(106a)의 형상은 다양할 수 있으며 많은 다른 형상들이 고려될 수 있다.
도 6a 내지 도 6f에서, 재결합 영역을 작은 영역들에 국한시키기 위한 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 6a 내지 도 6f에서, 제1 게이트층(102) 및 제2 게이트층(104)은 서로에 대해 연장되는 돌출부를 갖는 특정 구조로 패터닝 되어, 제1 게이트층(102)과 제2 게이트층(104) 불연속 게이트 중첩 라인(OL)이 정의될 수 있다. 피치, 즉 연속적인 돌출부 사이의 거리는 도 6a에 도시된 바와 같이, 방출된 광의 파장의 배수에 상응하도록 선택될 수 있으며, 여기서 파장(10λ)의 10 배의 피치가 도시된다. 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같이, 제1 게이트층(102) 및 제2 게이트층(104)의 형상은 톱니 형상, 원형, 직사각형, 샤프 핀 또는 다각형 일 수 있어서, 날카로운 팁이 서로를 덮어 게이트 중첩 라인 OL은 아주 작은 부분을 갖는다. 활성층(106)의 하나 이상의 수송 및 발광층(106a-106c)은 상술한 바와 같이 재결합 전류를 감소시키도록 추가로 패터닝 될 수 있다. 이 경우, 전류는 작은 재결합 영역으로 효율적으로 수송되어, 불연속 게이트 중첩 라인 OL 부근에서 광 집중이 발생한다.
도 6f에 도시된 실시예에서, 제1 게이트층(102)의 돌출부는 제2 게이트층(104)의 돌출부의 길이 방향과 평행하지 않은 종 방향을 갖는다. 이것은 돌출부가 적어도 일부 중첩을 형성하기 위해 매우 정확하게 정렬될 필요가 없다는 것을 의미하며, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 그렇지 않으면 형상에 위험이 있을 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 게이트층(102, 104)의 패턴은 원하는 특성을 갖는 불연속 게이트 중첩 라인(OL)을 달성하기 위해 게이트층(102, 104)의 극도의 정확한 패터닝에 대한 요구없이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 활성층(106)은 HTL(106a), ETL(106c) 및 EML(106b)의 복수의 특수층(specialized layer)에 의해 형성될 수 있다. 각각의 층은 층과 관련된 기능에 특별히 적용될 수 있으므로, 재료 선택 및 박막 형성 기술에 대한 신중한 고려가 실행될 수 있다. 또한, 활성층(106) 내의 인접한 층 사이에 형성된 계면은 연관성이 있고 재료 선택에 대한 결정에 고려될 수 있다. 또한, 활성층(106)의 제2 절연층(114)과 수송 및 발광층(106a-c) 사이 및 활성층(106)의 금속 전극(108, 110)과 수송 및 발광층(106a-c) 신중한 인터페이스 엔지니어링이 필요하다. 다음에서, 재료 선택을 안내하는 많은 고려 사항이 요약되어 있다.
상기 정공 수송층(106a)은 큰 측면 p-타입의 이동도를 특징으로 하는 반도체 박막으로 형성될 수 있다. 유기 반도체, 예를 들어 테트라센 유도체(Tetracene derivatives), 펜타센 유도체(pentacene derivatives), 디나프토[2,3-b:2′,3′'-f]티에노[3,2-b]티오펜(DNTT) 유도체, [1]벤조티에노[3,2-b]벤조티오펜(BTBT) 유도체, 티오펜 유도체(thiophene derivatives), 안트라디티오펜 유도체(anthradithiophene derivatives), 비스(에틸렌디티오)테트라티아풀발렌(Bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene), 안트라[2,3-b:6,7-b']디티오펜(Anthra[2,3-b:6,7-b']dithiophene), 2,4-비스[4-(N,N-디벤질라미노)-2,6-디하이드로옥시페닐]스쿠아라인(2,4-Bis[4-(N,N-dibenzylamino)-2,6-dihydroxyphenyl]squaraine), 2-[(7-{4-[N,N-비스(4-메틸페닐)아미노]페닐}-2,1,3-벤조티아디아졸-4-일)메틸렌]프로판디니트릴(DTDCPB), 금속 프탈로시아닌 유도체, 코로닌 유도체, 5,5′'-비스(7-헥실-9H-플로렌-2-일)-2,2′'-비티오펜(DH-FTTF), 디벤조테트라티아풀발렌, 2-((7-(4-(디페닐아미노)페닐)벤조[c][1,2,5]티아디아졸-4-일)메틸렌)마로노니트릴(DPDCPB), 2-[[7-[5-[비스(4-메틸페닐)아미노]-2-티에닐]-2,1,3-벤조티아디아졸-4-일]메틸렌]프로판디니트릴(DTDCTB), 7,7′-[4,4-비스(2-에틸헥실)-4H-실롤로[3,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일]비스[6-플루오로-4-(5′'-헥실-[2,2′'-비티오펜]-5-일)벤조[c][1,2,5]티아디아졸] [DTS(FBTTh2)2], 4,4′-[4,4-비스(2-에틸헥실)-4H-실롤로[3,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일]비스[7-(5′'-헥실-[2,2′'-비티오펜]-5-일)-[1,2,5]티아디아졸[3,4-c]피리딘] [DTS(PTTh2)2], 5,5′'-디(9H-플로렌-2-일)-2,2′'-비티오펜(FTTF), 디케토피롤로피롤-티에노티오펜 공중합체(PDPP2T-TT-OD), 2,5-디-(2-에틸헥실)-3,6-비스-(5′′-n-헥실-[2,2′,5′',2′'′']테르티오펜-5-일)-피롤로[3,4-c]피롤레-1,4-디오네(SMDPPEH), 2,5-디옥틸-3,6-비스-(5′′-n-헥실-[2,2′,5′',2′'′']테르티오펜-5-일)-피롤로[3,4-c]피롤레-1,4-디오네(SMDPPO), 5,11-비스(트리에틸실리레티닐)안트라디티오펜(TES-ADT), 트리스[4-(5-디시아놈에틸이데넴에틸-2-티에닐)페닐]아민(TDCV-TPA), 폴리(9,9-디옥틸플로렌-알트-벤조티아디아졸레)(F8BT), 폴리(9,9-디옥틸플로렌-알트-비티오펜)(F8T2), 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 유도체(Poly(p-phenylene vinylene) derivatives), 폴리[(5,6-디하이드로-5-옥틸-4,6-디옥소-4H-티에노[3,4-C]피롤레-1,3-디일){4,8-비스[(2-butyl옥틸)옥시]벤조[1,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일}](PBDTBO-TPDO), 폴리[(5,6-디하이드로-5-옥틸-4,6-디옥소-4H-티에노[3,4-c]피롤레-1,3-디일)[4,8-비스[(2-에틸헥실)옥시]벤조[1,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일]] [PBDT(EH)-TPD(Oct)], 폴리[[5-(2-에틸헥실)-5,6-디하이드로-4,6-디옥소-4H-티에노[3,4-c]피롤레-1,3-디일][4,8-비스[(2-에틸헥실)옥시]벤조[1,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일]](PBDT-TPD), 폴리[1-(6-{4,8-비스[(2-에틸헥실)옥시]-6-메틸벤조[1,2-b:4,5-b′]디티오펜-2-일}-3-플루오로-4-메틸티에노[3,4-b]티오펜-2-일)-1-octanone](PBDTTT-CF), 폴리[[5-(2-에틸헥실)-5,6-디하이드로-4,6-디옥소-4H-티에노[3,4-c]피롤레-1,3-디일](4,4′'-디도데실[2,2′-비티오펜]-5,5′'-디일)](PBTTPD), 폴리[2,5-비스(3-테트라데실티오펜-2-일)티에노[3,2-b]티오펜](PBTTT-C14), 폴리[N-9′'-헵타데카닐-2,7-카르바졸-알트-5,5-(4′,7′'-디-2-티에닐-2′,1′',3′'-벤조티아디아졸레)](PCDTBT), 폴리[2,6-(4,4-비스-(2-에틸헥실)-4H-시클로펜타 [2,1-b;3,4-b′]디티오펜)-알트-4,7(2,1,3-벤조티아디아졸레)](PCPDTBT), 폴리[(5,6-디하이드로-5-옥틸-4,6-디옥소-4H-티에노[3,4-c]피롤레-1,3-디일)[4,4-비스(2-에틸헥실)-4H-실롤로[3,2-b:4,5-b′;]디티오펜-2,6-디일]](PDTSTPD), 폴리[2,7-(9,9-디옥틸플로렌e)-알트-4,7-비스(티오펜-2-일)벤조-2,1,3-티아디아졸레](PFO-DBT), 폴리({4,8-비스[(2-에틸헥실)옥시]벤조[1,2-b:4,5-b′]디티오펜-2,6-디일}{3-플루오로-2-[(2-에틸헥실)카르보닐]티에노[3,4-b]티오펜디일})(PTB7), 폴리(3-도데시l티오펜-2,5-디일)(P3DDT), 폴리[2,7-(9,9-디옥틸-디벤조시롤레)-알트-4,7-비스(티오펜-2-일)벤조-2,1,3-티아디아졸레](PSiF-DBT), 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트리메틸페닐)아민](PTAA), 폴리[[2,3-비스(3-옥틸옥시페닐)-5,8-퀴녹살린디일]-2,5-티오펜디일](TQ1), 폴리(2,3-디하이드로티에노-1,4-디옥신)-폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 1,4,5,8,9,11-헥사자트리페닐렌헥사카르보니트릴(HAT-CN), 트리스(4-카르바조일-9-일페닐)아민(TCTA), 4,4′'-사이클로헥실리딘비스[N,N-비스(4-메틸페닐)벤젠아민](TAPC), 1,3-비스(N-carbazolyl)벤젠(mcp)( 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene (mcp)), N,N′'-디(1-나프틸)-N,N′'-디페닐-(1,1′'-비페닐)-4,4′'-디아민(NPB), N,N,N′,N′'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤지딘(MeO-TPD), 4,4'-(디페닐실란디일)비스(N,N-디페닐라닐린)(TSBPA), N,N'-디-페닐-N,N'-디-[4-(N,N-디-페닐-아미노)페니]벤지딘(NPNPB) 등과 같은 유기 반도체는 기상 및 액상 기술을 사용한 박막 적층에 의하여 사용될 수 있다. 그러나, 정공 수송층(106a)에 사용되는 물질은 이들 예에 한정되지 않는다. 페로브스카이트(Perovskite) 및 오가노할라이드 페로브스카이트(organohalide perovskite) 재료, SnO 및 CuO와 같은 p-타입의 금속 산화물, 그래핀, 탄소 나노 튜브는 증기 또는 액상으로 성장할 수 있으며, 1cm2/Vs를 초과하는 적절한 p-타입의 이동도를 나타내는 박막을 형성할 수 있다.
HTL(106a)과 하부층 사이의 계면(interface)은 바람직하게는 전하 트래핑 이벤트를 제한하면서 높은 전하 축적 및 측면 수송(lateral transport)을 허용할 수 있다. HTL(106a)이 제2 절연층(114) 상에 도포될 때, 포스폰산(phosphonic acid) 또는 실란(silanes)의 자기 조립 단분자막(self-assembled monolayer)에 기초한 적절한 표면 처리가 사용될 수 있으며, 이것은 유리한 성장 및 전기적 결함의 감소를 제공할 수 있다. HTL(106a)이 EML(106b) 위에 적용될 때, HTL(106a)의 최고 점유 분자 궤도(highest occupied molecular orbital)(HOMO) 또는 가전자대와 EML(106b)의 HOMO 또는 가전자대 사이의 적절한 장벽(barrier)은 도 7에 도시된 바와 같은 전하 축적을 허용할 수 있다. 그러나, 장벽이 방사 재결합 영역에서 EML(106b)의 전하 주입을 방해하지 않도록 이 장벽은 너무 커서는 안된다.
HTL(106a)에 정공을 주입하는 제2 전극(110)의 재료 선택은 가능한 한 접촉 저항을 감소시키려는 의도로 유도될 수 있다. 이것은 금속의 신중한 선택과 접촉 도핑층(contact doping layers) 및 방법론의 사용을 안내할 수 있다. 도핑은 HTL(106a)과 금속 전극(110) 사이에 샌드위치 된 얇은 MoOx, ReOx, WOx, FeCl3, V2O5, SbCl5 또는 CuI 박막을 통해 달성될 수 있다.
2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 2,2′-(페르플루오로나프탈렌-2,6-디일idene)디마로노니트릴(F6-TCNNQ), C60F36, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ), 몰리브테늄(molybdenum) 트리스(1-(메톡시카르보닐)-2-(트리플루오로메틸)에탄-1,2-디티올렌) [Mo(tfd-CO2Me)3]( molybdenum tris(1-(methoxycarbonyl)-2-(trifluoromethyl)ethane-1,2-dithiolene) [Mo(tfd-CO2Me)3]) , 몰리브테늄 트리스(1,2-비스(트리플루오로메틸)에탄-1,2-디티올렌 [Mo(tfd)3]( molybdenum tris(1,2-bis(trifluoromethyl)ethane-1,2-dithiolene [Mo(tfd)3]), 몰리브테늄 트리스(1-(트리플루오로아세틸)-2-(트리플루오로메틸)에탄-1,2-디티올렌) [Mo(tfd-COCF3)3]( molybdenum tris(1-(trifluoroacetyl)-2-(trifluoromethyl)ethane-1,2-dithiolene) [Mo(tfd-COCF3)3]), 또는 1,4,5,8,9,11-헥사자트리페닐렌헥사카르보니트릴(HAT-CN)과 같은 유기 도펀트는 접촉 최적화를 위한 좋은 후보 물질이다. 그러나, 주입층에 사용되는 재료는 실시예에 한정되지 않는다.
ETL(106c)은 큰 횡방향 n-타입의 이동도를 특징으로 하는 반도성 필름으로 형성될 수 있다. 이상적으로, 이러한 이동성은 전술한 HTL(106a)의 그것과 일치해야 한다. 높은 이동도의 n-타입의 유기 반도체가 존재한다:
플러렌(C60) 유도체, N,N'-디메틸-3,4,9,10-페릴렌 디카르복시미드 유도체(N,N'-dimethyl-3,4,9,10-perylene dicarboximide derivatives), 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실릭 디안하드라이드 유도체(Perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride derivatives), 나프탈렌 유도체(Naphthalene derivatives), TCNQ 유도체, 페릴렌 유도체(Perylene derivatives), [6,6]-페닐 C61 부틸릭 엑시드 메틸 에스테르(PCBM) 유도체, 프탈로시아닌 유도체(phthalocyanine derivatives), 나프탈렌테트라카르복실릭 디안하드라이드 유도체(Naphthalenetetracarboxylic dianhydride derivatives), 폴리(2,5-디(3,7-디메틸옥틸옥시)시아노데레프타릴리딘)( Poly(2,5-di(3,7-dimethyloctyloxy)cyanoterephthalylidene)), 폴리(2,5-di(헥실옥시)시아노데레프타릴리딘)( Poly(2,5-di(hexyloxy)cyanoterephthalylidene)), 티아졸-티오펜 올리고머(Thiazole-thiophene oligomers), 티오펜 유도체(thiophene derivatives), 디페르플루오로헥실카르보닐(DFHCO) 유도체, 바토레난트롤린(Batho페나트롤린)(Bphen), 비스(8-하이드록시-2-메틸퀴놀린)-(4-페닐페녹시) 알루미늄(aluminum)(Balq), 2,7-디(2,2'-비피리딘-5-일)트리페닐렌(BPy-TP2), 2,2'-(4,4'-(페닐포스포릴)비스(4,1-페닐렌))비스(1-페닐-1H -벤조[d]이미다졸)(BIPO), 디페닐비스(4-(피리딘-3-일)페닐)실란(DPPS), 4,7-디페닐-2,9-비스(4-(1-페닐-1H -벤조[d ]이미다졸-2-일)페닐)-1,10-페나트롤린(DBimiBphen), 2,2′,2"-(1,3,5-벤지네트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸)(TPBi), 2,4,6-트리스[3-(디페닐포스피닐)페닐]-1,3,5-트리아진(PO-T2T), 4,6-비스(3,5-디-3-피리딜페닐)-2-메틸피리미딘(B3PYMPM), 4,6-비스(3,5-디(피리딘-2-일)페닐)-2-메틸피리미딘(B2PYMPM), 4,6-비스(3,5-디(피리딘-4-일)페닐)-2-메틸피리미딘(B4PYMPM), 4,6-비스(3,5-디(피리딘-3-일)페닐)-2-(피리딘-3-일)피리미딘(B3PYPPM), 1,3,5-트리(m-피리딘-3-일페닐)벤젠(TmPyPb), 2,4,6-트리스(3'-(피리딘-3-일)비페닐-3-일)-1,3,5-트리아진(TmPPPyTz), 1,3,5-트리(디페닐포스포릴-펜-3-일) 벤젠(TP3PO), 3,5-디(피렌-1-일)피리딘(PY1), PmPyPb, 트리스(8-하이드록시뮈놀리나토)알루미늄(aluminium)(Alq3), 바토쿠프로인(BCP), 8-하이드록시퀴놀리놀라토-리티움(Liq), 또는 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴리움(베릴리움)(Bepq2)는 기상 또는 액상 기술을 통하여 박막으로 프로세스 될 수 있다. 대안적으로 n-타입의 반도체는 ZnO, ZTO, IZO, IGZO, TiOx 또는 ZnON, 및 그라핀 또는 카본 나노튜브와 같은 무기 금속 산화물이다. 이들 박막은 기상 기술(스퍼터링) 똔느 액상 프로세스(나노파티클 분산 코팅, 졸겔 프로세스 등)으로 성장될 수 있다.
상기 예시된 무기물은 가공성이 우수하고 환경 손상에 덜 민감하다는 장점이 있다. 또한, 이하에서 설명되는 바와 같이, 이들 재료는 일반적으로 OG-OLET 구조에 기초한 레이저의 형성에 유기 반도체에 비해 높은 굴절률을 나타내며, OG-OLET 장치의 광학 공학에 유용할 수 있다.
ETL(106c)과 하부층 사이에 형성된 인터페이스는 유리하게는 전하 트래핑 이벤트를 제한하면서 높은 전하 축적 및 측방향 소송을 허용할 수 있다. 이는 포스폰산(phosphonic acid) 또는 실란(silanes)의 자기 조립 단분자막(self-assembled monolayer) 또는 폴리에틸렌이민에 톡실레이티드(PEIE) 중간층과 같은 높은 극성 중간층과 같은 적합한 전처리를 통해 세심한 계면 공학을 통해 달성될 수 있다. 전처리 물질은 전하 주입 또는 방출을 용이하게 하기 위해 양호한 성장, 전기적 결함의 감소 및 밴드 에너지 조정과 같은 계면 개선을 제공할 수 있다. HTL(106a)이 EML(106b) 위에 적용될 때, HTL(106a)의 최고 점유 분자 궤도(highest occupied molecular orbital)(HOMO) 또는 가전자대와 EML(106b)의 HOMO 또는 가전자대 사이의 적절한 장벽(barrier)은 도 7에 도시된 바와 같은 전하 축적을 허용할 수 있다. 그러나, 장벽이 방사 재결합 영역에서 EML(106b)의 전하 주입을 방해하지 않도록 이 장벽은 너무 커서는 안된다.
ETL(106c)에 전자를 주입하는 제1 전극(108)의 재료 선택은 가능한 한 접촉 저항을 감소시키려는 의도로 유도될 수 있다. 이것은 금속의 신중한 선택과 접촉 도핑층(contact doping layers) 및 금속 전극(108)과 ETL(106c) 사이에 샌드위치 된 얇은 Li, LiF, Ca, Yb, Mg, Cs, Rb, CsF, Cs2CO3, Rb2CO3, CsN3 박막을 기반으로 하는 방법론의 사용을 안내할 수 있다.
피로닌(pyronin) B 클로라이드(chloride), 8-하이드록시퀴놀리놀라토(Hydroxyquinolinolato)-리튬(lithium)(Liq), 2-(2-메톡시페닐(Methoxyphenyl))-1,3-디메틸(dimethyl)-1H-벤조이미다졸(benzoimidazol)-3-이늄(ium) 이오디드(iodide)(o-MeO-DMBI), 비스(Bis)(펜타메틸사이클로펜타디에닐(pentamethylcyclopentadienyl)) 코발트(cobalt)(II)(CoCp2), 펜타메틸사이클로펜타디에닐 사이클로펜타디에닐(cyclopentadienyl) 로디움(rhodium) 딤머(dimer), 메시틸렌(Mesitylene) 펜타메틸사이클로펜타디에닐(pentamethylcyclopentadienyl) 류테니움(ruthenium) 딤머(dimer), 또는 1,3-디메틸(Dimethyl)-2-페닐(phenyl)-2,3-디하이드로(dihydro)-1H-벤조이미다졸(benzoimidazole)(DMBI)과 같은 유기 도펀트는 또한 접촉 최적화를 위한 좋은 후보이다. 그러나, 주입층에서 사용되는 물질이 이 예에 한정되는 것은 아니다.
EML(106b)은 다수의 제약을 고려하여 설계될 수 있다. EML(106b)은 HTL(106a) 및 ETL(106c)로부터 재결합 영역으로의 효율적인 전하 주입을 가능하게 해야 한다.
엑시톤 형성(Exciton formation)은 빠르며, 광 발광(photoluminiscence)을 소광시키는 다른 가능한 모든 경로보다 방사 감쇄가 선호되어야 한다. 이를 위해, EML(106b)은 양극성 및 높은 형광 수율을 가지는 다음과 같은 순수한 물질, Alq3, F8BT, 안트라센 유도체(Anthracene derivatives), 테트라센 유도체(Tetracene derivatives), 펜타센 유도체(Pentacene derivatives), 4,4′-비스(N-카르바조릴)-1,1′-비페닐(CBP) 유도체, N,N' -디-(1-나프탈레닐)-N,N' -디페닐-[1,1':4',1'':4'',1'''-쿼터페닐]-4,4'''-디아민(4P-NPB), BeBq2, mcp, 3,3-디(9H-카르바졸-9-일)비페닐(mCBP), 1,3,5-트리스(카르바졸-9-일)벤젠(TCP), 비스(트리페닐시닐)벤젠 유도체(Bis(triphenylsilyl)benzene derivatives), 3,3'-(9H,9'H-3,4'-비카르바졸-9,9'-디일)디벤조니트릴레(3CN34BCz), 비스(트리페닐시릴) 유도체(Bis(triphenylsilyl) derivatives), MPMP, 9-(4-테르트 -부틸페닐)-3,6-비스(트리페닐시릴)-9H-카르바졸(CzSi), CzC, DFC, 1,1'-(2,5-디메틸-1,4-페닐렌)디피렌(DMPPP), 2,6-비스(3-(9H -카르바졸-9-일)페닐)피리딘(26DCzPPy), 9,9-디메틸-N,N -디페닐-7-(4-(1-페닐-1H-벤조[d ]이미다졸-2-일)페닐)-9H -플로렌-2-아민(EFIN), 3,5-비스(3-(9H -카르바졸-9-일)페닐)피리딘(35DCzPPy), 9,9-스피로비플로렌-2-일-디페닐-포스핀 옥사이드(SPPO1), 9,9'-(5-(트리페닐시릴)-1,3-페닐렌)비스(9H -카르바졸)(Simcp), 4,4,8,8,-12,12-헥사-p -토릴-4H -8H -12H -12C -아자디벤조[cd,mn ]피렌(FATPA), 4,7-디(9H -카르바졸-9-일)-1,10-페나트롤린(BUPH1), BCBP, PPT, 비스(3,5-디(9H-카르바졸-9-일)페닐)디페닐실란(SimCP2), 9,9',9”,9''',9'''',9'''''-((페닐실란트릴)트리스(벤젠-5,3,1-트리릴))헥사키스(9H-카르바졸)(SimCP3), 3,6-디(9-카르바조릴)-9-(2-에틸헥실)(TCz1), 3-(디페닐포스포릴)-9-(4-(디페닐포스포릴)페닐)-9H -카르바졸(PPO21), 3,6-비스[(3,5-디페닐)페닐]-9-페닐-카르바졸(CzTP), 디벤조{[f,f' ]-4,4',7,7'-테트라페닐}디인데노[1,2,3-cd :1',2',3'-lm ]페릴렌(DBP), 2,8-디(9H-카르바졸-9-일)디벤조[b,d]티오펜(DCzDBT), 4,4'-비스(2,2-디페닐에테닐)-1,1'-비페닐(DPVBi), 10-(4'-(디페닐아미노)비페닐-4-일)아크리딘-9(10H )-one(ADBP), 2,7-비스(디페닐포스포릴)-9,9'-스피로비플로렌(SPPO13), 1,4-비스((9H-카르바졸-9-일)메틸)벤젠(DCB), 비스-4-(N-카르바조릴)페닐)페닐포스핀 옥사이드(BCPO), 9,9-비스[4-(피레닐)페닐]-9H -플로렌(BPPF), POAPF, 2,7-비스(디페닐포스포릴)-9-페닐-9H -카르바졸(PPO27), 폴리[(9,9-비스(3'-(N,N -디메틸아미노)프로필)-2,7-플로렌)-알트-2,7-(9,9-디옥틸플로렌)](PFN-DOF), 2,7-비스(디페닐포스포릴)스피로[플로렌-7,11'-벤조플로렌](SPPO21), 디(9,9-스피로비플로렌-2-일)-페닐-포스핀 옥사이드(디스피로-PO), 4'' ,4'''-(페닐포스포릴)비스(N-1-나프틸-N-페닐-1,1':4',1''-테르페닐-4-아민)(NP3PPO), 4''' ,4''''-(페닐포스포릴)비스(N -1-나프틸-N -페닐-1,1':4',1'':4'',1'''-쿼터페닐-4-아민)(NP4PPO), 폴리[3-(카르바졸-9-일메틸)-3-메틸옥세탄](PCMO), 폴리[3-(카르바졸-9-일)-9-(3-메틸옥세탄-3-일메틸)카르바졸](PCOC), 9-(3,5-비스(디페닐포스포릴)페닐)-9H -카르바졸(CzPO2), 3,5-디(9H -카르바졸-9-일)비페닐(Ph-MCP), 9-페닐-3,6-비스(4-(1-페닐-1H -벤조[d ]이미다졸-2-일)페닐)-9H -카르바졸(CNBzlm), 9-(3-(9H -카르바졸-9-일)페닐)-3-(디페닐포스포릴)-9H -카르바졸(mCPPO1), 디페닐-4-트리페닐시릴페닐-포스핀 옥사이드(TSPO1), 1,3,5-트리(피렌-1-일)벤젠(TPB3), 비스(9,9-스피로비플로렌-3-일)-페닐포스판 옥사이드(SF3PO), 9,9-스피로비플로렌-4-일-디페닐-포스핀옥사이드(SPPO11), 9-(8-(디페닐포스포릴)디벤조[b,d ]푸란-2-일)-9H-카르바졸(DFCzPO), 디벤조푸란-4-일-디페닐-포스핀-옥사이드(DBFPPO), 9,9-디(9-메틸-카르바졸-3-일)-4,5-디아자플로렌(MCAF), 3-(3-(9H-카르바졸-9-일)페닐)벤조푸로[2,3-b ]피리딘(PCz-BFP), 폴리(9-비닐카르바졸) 유도체(Poly(9-vinylcarbazole) derivatives), 9-(4-(9H-피리도[2,3-b]indol-9-일)페닐)-9H-3,9'-비카르바졸(pBCb2Cz), 4,4′-비스비스(2,2-디페닐-에틴-1-일)-4,4′-디메틸페닐(p-DMDPVBi), 2,7-비스[9,9-디(4-메틸페닐)-플로렌-2-일]-9,9-디(4-메틸페닐)플로렌(TDAF), 트리스[4-(피레닐)-페닐]아민(TPyPA), 2-(9,9-스피로비플로렌-2-일)-9,9-스피로비플로렌(BSBF), 2-[9,9-디(4-메틸페닐)-플로렌-2-일]-9,9-디(4-메틸페닐)플로렌(BDAF), 2,7-비스(9,9-스피로비플로렌-2-일)-9,9-스피로비플로렌 (TSBF), 2,7-디피레닐-9,9-스피로비플로렌(스피로-파이), 2,2'-디피레닐-9,9-스피로비플로렌(2,2'-스피로-파이)로 형성될 수 있다.
대안적으로, EML은 복잡한 호스트-게스트 시스템으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 발광 4-(디카고메틸렌)-2-테르트-부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸주놀리딘-4-일-비닐)-4H-피란(DCJTB)(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran(DCJTB))으로 도핑된 Alq3 이다. 이 경우, 게스트 분자는 호스트 분자보다 높은 형광 효율을 가지고, 높은 형광 효율은 게스트 분자들 사이에서 응집(aggregation) 소광을 감소시키는 호스트 매트릭스의 게스트 도펀트를 희석시킴으로써 달성될 수 있다. 게스트 분자는 엑시톤이 형성되고 방사로 감쇄되는 발광 중심이다. 방사 감쇄는 형광, 인광, 지연 형광 또는 엑시머 방출로 얻을 수 있다. 형광 게스트 분자의 예로는 융합된 고리 방향족 화합물(fused-ring aromatic compound), 예컨대 루브렌(rubrene), 쿠마린(coumarin), 예컨대 5,12-디하이드로-5,12-디메틸퀴노[2,3-b]아크리딘-7,14-디오네(DMQA) 또는 2,3,6,7-테트라하이드로-1,1,7,7,-테트라메틸-1H ,5H ,11H -10-(2-벤조티아조릴)퀴놀리지노[9,9a ,1gh ]쿠마린(C545T), 또는 디-피란(di-pyran) 예컨데 DCJTB 또는 4-(디씨아노메틸렌)-2-메틸-6-(4-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM), 4,4'-비스(9-에틸-3-카르바조비닐렌)-1,1'-비페닐(BCzVBi), 1,4-비스[2-(3-N-에틸카르바조릴)비닐]벤젠(BCzVB)이나, 이에 한정되지 않는다.
인광 게스트 분자의 예는 다음과 같은 이리디움(III) 유도체, 예컨데 비스(1,2-디페닐-1H -벤조[d]이미다졸)(아세틸아세토네이트) 이리디움(III)( Bis(1,2-diphenyl-1H -benzo[d]imidazole)(acetylacetonate) iridium(III)), 비스(2-(3,5-디메틸페닐)-4-(트리플루오로메틸)피리딘) Ir(III)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디케토네이트)( bis(2-(3,5-dimethylphenyl)-4-(trifluoromethyl)pyridine) Ir(III) (2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-diketonate)), 비스(2-(3,5-디메틸페닐)-4-메틸피리딘) Ir(III)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디케토네이트)( Bis(2-(3,5-dimethylphenyl)-4-methylpyridine) Ir(III) (2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-diketonate)), 비스(2-(3,5-디메틸페닐)-4-페닐피리딘) Ir(III)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디케토네이트), 비스(2-(3,5-디메틸페닐)-4-프로필피리딘) Ir(III)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디케토네이트), 비스(2-(9,9-디에틸-플로렌-2-일)-1-페닐-1H-벤조[d ]이미다졸라토)(악틸아세도네이트)이리디움(III)( Bis(2-(9,9-diethyl-fluoren-2-yl)-1-phenyl-1H-benzo[d ]imidazolato)(actylacetonate)iridium(III)), 비스(2-(나프탈렌-2-일)피리딘)(아세틸아세토네이트)이리디움(III)(Bis(2-(naphthalen-2-yl)pyridine)(acetylacetonate)iridium(III)), 비스(2,4-디플루오로페닐피리디나토)(5-(피리딘-2-일)-1H-테트라졸레이트) 이리디움(III), 비스(2,4-디플루오로페닐피리디나토)테트라키스(1-피라조릴)보레이트 이리디움(III), 비스(2-벤조[b ]티오펜-2-일-피리딘)(아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스(2-메틸디벤조[f,h ]퀴녹살린)(아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스(2-페닐벤조티아졸라도)(아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스(2-페닐피리딘)(3-(피리딘-2-일)-2H -크로멘-2-오네이트)이리디움(III), 비스(2-페닐피리딘)(아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스(2-페닐피리딘)이리디움(III)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디케토네이트), 비스(2-페닐퀴놀린)(2-(3-메틸페닐)피리디네이트)이리디움(III), 비스(2-페닐퀴놀린)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디오네이트)이리디움(III), 비스(3,4,5-트리플루오로-2-(2-피리딜)페닐-(2-카르복시피리딜)이리디움(III), 비스(3,5-디플루오로-2-(2-피리딜)페닐-(2-카르복시피리딜)이리디움(III), 비스(3,5-디플루오로-4-씨아노-2-(2-피리딜)페닐-(2-카르복시피리딜) 이리디움(III), 비스(페닐이소퀴놀라인)(2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디오네이트) 이리디움(III), 비스[(4-n-헥실페닐)이소퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[1-(9,9-디메틸-9H-플로렌-2-일)-이소퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[2-(2-메틸페닐)-7-메틸-퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[2-(3,5-디메틸페닐)-4-메틸-퀴놀린](2,2,6,6-테트라메틸햅탄-3,5-디오네이트)이리디움(III)(Bis[2-(3,5-dimethylphenyl)-4-methyl-quinoline](2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dionate)iridium(III)), 비스[2-(3,5-디메틸페닐)-4-메틸-퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[2-(4-n-헥실페닐)퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[2-(9,9-디메틸-9H -플로렌-2-일)퀴놀린](아세틸아세토네이트)이리디움(III), 비스[4-테르트-부틸-2',6'-디플루오로-2,3'-비피리딘](아세틸아세토네이트)이리디움(III), fac-이리디움(III) 트리스(1-페닐-3-메틸벤지미다졸린-2-일이딘-C,C2')( fac-Iridium(III) tris(1-phenyl-3-methylbenzimidazolin-2-ylidene-C,C2')), fac-트리스(1,3-디페닐-벤지미다졸린-2-일이딘-C,C2')이리디움(III)( fac-Tris(1,3-diphenyl-benzimidazolin-2-ylidene-C,C2')iridium(III)), fac-트리스(2-페닐피리딘)이리디움(III), fac-트리스[(2,6-디이소프로필페닐)-2-페닐-1H -이미다조[e ]]이리디움(III), 이리디움(III) 비스(2-(2,4-디플루오로페닐)퀴놀린) 피콜리네이트, 이리디움(III) 비스(4-(4-테르트-부틸페닐) 티에노[3,2-c]피리디나토-N,C2') 아세틸아세토네이트(Iridium(III) bis(4-(4-tert-butylphenyl) thieno[3,2-c]pyridinato-N,C2') acetylacetonate), 메르-이리디움(III) 트리스(1-페닐-3-메틸벤지미다졸린-2-일이딘-C,C2')(mer-Iridium(III) tris(1-phenyl-3-methylbenzimidazolin-2-ylidene-C,C2')), 메르-트리스(1-페닐-3-메틸이미다졸린-2-일이딘-C,C(2)'이리디움(III), 트리스(2-(3-메틸페닐)-7-메틸-퀴놀라토)이리디움(Tris(2-(3-methylphenyl)-7-methyl-quinolato)iridium), 트리스(2-(4,6-디푸오로페닐)피리딘)이리디움(III), 트리스(2-페닐-3-메틸-피리딘)이리디움, 트리스[2-(4-n -헥실페닐)퀴놀린)]이리디움(III), 트리스[2-(4-n -헥실페닐)퀴놀린)]이리디움(III), 트리스[2-(피-토릴)피리딘]이리디움(III)(Tris[2-(p-tolyl)pyridine]iridium(III)), 트리스[2-페닐-4-메틸퀴놀린)]이리디움(III), 트리스[3-(2,6-디메틸피녹시)-6-페닐피리다진]이리디움(III)(Tris[3-(2,6-dimethylphenoxy)-6-phenylpyridazine]iridium(III)), 및 플라티늄 옥타에틸포르피린(Platinum octaethylporphyrin), Pt(II)(3-(트리프루오로메틸)-5-(2-피리딜)피라졸레이트)(피콜리네이트), Pt(II)(5,5′'-디(트리프루오로메틸)-3,3′'-비피라졸레이트)(2,2′'-비피리딘), Pt(II) 비스(3-(트리프루오로메틸)-5-(2-피리딜)-피라졸레이트)( Pt(II) bis(3-(trifl uoromethyl)-5-(2-pyridyl)-pyrazolate))와 같은 플라티늄(II) 유도체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
열적 여기에 의한 지연된 형광을 위한 도펀트 분자의 예는 2,8-디-테르트 -부틸-5,11-비스(4-테르트 -부틸페닐)-6(2,8-Di-tert -butyl-5,11-bis(4-tert -butylphenyl)-6), 12-디페닐테트라센(TBRb), (4s,6s)-2,4,5,6-테트라(9H-카르바졸-9-일)이소프탈로니트릴(4CzIPN), 1,3,5-트리스(4-(디페닐아미노)페닐)-2,4,6-트리씨아노벤젠(3DPA3CN), 1,4-비스(9,9-디메틸라크리단-10-일-피페닐)-2,5-비스(피토릴-메타노일)벤젠(AcPmBPX), 1,4-비스(9,9-페노악사진-10-일-피-페닐)-2,5-비스(피-토릴메타노일)-벤젠(PxPmBPX), 10-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘e(DMAC-TRZ), 10-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-10H -페노악사진(Phen-TRZ), 10,10'-(4,4'-(4-페닐-4H -1,2,4-트리아졸-3,5-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(10H -페노악사진)(2PXZ-TAZ), 10,10'-(4,4'-설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(10H -페노악사진)(PXZ-DPS), 10,10'-(4,4'-설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘)(DMAC-DPS), 10-페닐-10H ,10'H -스피로[아크리딘-9,9'-안트라센]-10'-오네(ACRSA), 2-(9- 페닐- 9H-카르바졸-3-일)-10,10- 디옥사이드-9H-티오산텐-9- one(TXO-PhCz), 2- [4-(디페닐아미노) 페닐]-10, 10- 디옥사이드-9H-티오산텐-9- one(TXO-TPA), 2,4,6-트리스[3-(디페닐포스피닐)페닐]-1,3,5-트리아진(CPC), 2,5,8,11-테트라-테르트 -부틸페릴렌(TBPe), 2,5-비스(4-(10H-페노악사진-10-일)페닐)-1,3,4-옥사디아졸(2PXZ-OXD), 2,7-비스(디페닐아미노)-10-페닐-10H -스피로(아크리딘-9,9'(4,5-디아자플로렌)(DPAA-AF), 3-(9,9-디메틸아크리딘-10(9H )-일)-9H -산텐-9-오네(ACRXTN), 3,6-디벤조yl-4,5-디(1-메틸-9-페닐-9H-카르바조일)-2-에티닐벤조니트릴(Cz-VPN), 4,4''-디-10H-페노악사진-10-일[1,1':2',1''-테르페닐]-4',5'-디카르보니트릴(Px-VPN), 4,5-디(9H-카르바졸-9-일) 프탈로니트릴(2CzPN), 5,10-비스(4-(1-페닐-1H -벤조[d]이미다졸-2-일)페닐)-5,10-디하이드로페나진(DHPZ-2BI), 9'- [4-(4, 6- 디페닐- 1,3,5- 트리아진- 2-일) 페닐]-3,3'', 6,6''-테트라페닐-9,3 ':6',9''-ter-9H-카르바졸(BDPCC-TPTA), 9'- [4-(4, 6-디페닐- 1, 3, 5-트리아진-2-일) 페닐] -9, 3':6', 9''-ter- 9H-카르바졸(BCC-TPTA), 9-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-3',6'- 디페닐-9H -3,9'-비카르바졸(DPCC-TPTA), 9-(4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페닐)-9H -카르바졸(Cab-Ph-TRZ), 9,10-비스[N,N -디-(p -토릴)-아미노]안트라센(TTPA), 9,9'-(4,4'-설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(3,6-디메톡시-9H -카르바졸)(DMOC-DPS), 9,9'-(4,4'-설포닐비스(4,1-페닐렌))비스(3,6-디-테르트 -부틸-9H -카르바졸)(CZ-PS), 9,9'-(5-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-1,3-페닐렌)비스(9H -카르바졸)(DCzTrz), 9,9',9''-(5-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,2,3-트릴) 트리스(3,6-디메틸-9H-카르바졸)(TmCzTrz), 9,9',9''-(5-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,2,3-트릴) 트리스(9H-카르바졸)(TCzTrz), 9,9',9'',9'''-((6-페닐-1,3,5-트리아진-2,4-디일)비스(벤젠-5,3,1-트릴))테트라키스(9H -카르바졸)(DDCzTrz), 비스(4-(9H -3,9'-비카르바졸-9-일)페닐)메타노네(CC2BP), 디벤조{[f,f']-4,4',7,7'-테트라페닐}디인데노[1,2,3-cd :1',2',3'-lm ]페릴렌(DBP)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 광 도트 또는 오가노할라이드 페로브스카이트 방출에 기초한 박막과 같은 무기 방출층은 OG-OLETs에 또한 사용될 수 있다.
호스트-게스트 시스템 방출층은 순수한 호스트 물질의 얇은 중간층 사이에 샌드위치 될 수 있다. 이것은 발광 호스트-게스트 시스템으로부터 수송층을 격리시키고 게스트 분자에 의한 전하 캐리어의 트래핑 및 소광(quenching)을 감소시킬 것이다. 따라서, 발광에 최적화된 호스트-게스트 시스템은 발광 중심으로의 전하 주입 및 전하 수송을 방해하지 않는다. 순수한 호스트 물질의 얇은 중간층은 EML(106b)의 한면에만 배치될 수 있음을 알아야 한다.
발광 장치(100)가 EML(106b)에서 발생된 광의 가능한 한 많은 광 출력을 위해서는, EML(106b)에 의한 자체 재흡수(self-reabsorption) 또는 전송층(106a, 106c)에 의한 재흡수를 감소시키는 것이 중요할 수 있다. 이와 관련하여, EML(106b)의 발광 스펙트럼과 수송층(106a, 106c)의 흡수 스펙트럼 사이의 무시할 수 있는 스펙트럼 중첩이 유리할 수 있다. 그러므로, 가시 스펙트럼과 같이 출력될 스펙트럼 범위 내에서 낮은 흡수를 갖는 넓은 밴드 갭 물질이 바람직하다.
전이 쌍극자 배향(transition dipole orientation)은 또한 원하는 적용에 따라 광 출력을 증가시키기 위해 고려될 수 있다. 기판(101)에 거의 평행한 전이 쌍극자 배향을 갖는 발광 물질은 기판(101)에 수직한 광의 출력에 적합하다. 유사하게, 기판(101)에 거의 직각인 전이 쌍극자 배향을 갖는 발광 물질은 기판(101)의 에지로부터 광을 출력하기에 좋다.
아래에서 논의되는 바와 같이, 활성층(106) 및 제2 절연층(114)의 수송층(106a, 106c) 및 방출층(106b)의 굴절률 뿐 아니라 두께는 층내에서의 광의 전파 및 장치(100)로부터의 광 출력에 영향을 줄 수 있다.
위에서 논의된 OG-OLET 토폴로지(topology)는 복잡한 광전자 장치 제작을 위한 여러가지 경로를 제공하며, 이는 장치의 다른 용도로 사용될 수 있다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 발광 장치(100)의 특정 용도가 논의될 것이다. 즉, 발광 장치(100)의 구조에 기초하여 레이저가 형성될 것이다. 전기적으로 펌핑 되는 유기 레이저는 전류 구동, 광 방출, 광학 캐비티에서의 포지티브 피드백 및 광 출력에 대한 우수한 특성을 결합한 장치 레이아웃을 필요로 할 수 있다. 유연성을 통해 OG-OLET 토폴로지(topology)는 이러한 모든 기능을 단일 장치에 통합할 수 있다.
포지티브 피드백은 방사 재결합 영역으로부터의 광 출력을 방사 재결합 영역으로 재지향 시키는 공진 구조에 의해 제공될 수 있다. 이러한 공진 구조는 방사 재결합 영역에 광 공동을 형성하기 위해 방사 재결합 영역의 대향 측면 상에 배치될 수 있다.
전하 캐리어가 전극(108, 110)으로부터 방사 재결합 영역으로 수송되기 때문에, 방출된 광이 제1 전극(108)과 제2 전극(110) 사이의 방향과 직교하는 방향으로 공진하도록 공진 구조가 배치될 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 방사 구조가 발광 장치(100)에 의해 형성된 수직 적층 체에서 상하 방향으로 공진하도록 활성층(106)의 바닥면 및 상부면에 공진 구조가 형성될 수 있다. 따라서, 공진 구조는 각각 활성층(106) 아래 및 활성층(106) 위에 하나 이상의 층을 순차적으로 형성함으로써 달성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 또 다른 실시예에서, 활성층(106)의 수평 측면은 공진 구조를 형성하도록 대신 설계된다. 도 8b는 도 8a에 도시된 평면 A와 B 사이의 장치의 단면을 도시한다. 또한, 도 8b는 공진 구조가 어떻게 형성되는지를 보다 상세하게 도시한다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 장치(100)에서, 굴절률이 높은 무기 금속 산화물은 분포 피드백 광 공진기 구조를 제공할 수 있다. 이 실시예에서, 도 2b의 OG-OLET 토폴로지는 OLET 채널의 측면에서 공진 구조를 구축하기 위해 확장된다.
이 실시예에서, ETL(106c)로서 사용되는 무기 금속 산화물은 광 피드백 구조뿐만 아니라 수송층으로서 사용될 수 있다. 무기 금속 산화물은 유기 재료와 비교하여 10 cm2/Vs를 초과하는 높은 전자 이동도 및 높은 굴절률을 가지므로, 발광 장치(100)의 토폴로지(topology)로부터 레이저를 형성하는데 특히 적합한 무기 금속 산화물을 사용하게 한다. 따라서, 금속 산화물 층은 높은 측방향 전자 이동성을 제공할뿐만 아니라, EML(106b)에 의해 인접하게 방출된 광이 트랩 되고 웨이브 가이드 될 수 있는 측면 안내 경로를 유도할 것이다. 금속 산화물에서의 광 트래핑은 주변 절연층(114) 및 활성층(106)의 다른 수송 및 발광층보다 높은 굴절률 n을 나타내는 이 층에 의해 촉진된다. 예를 들어, IGZO는 630nm에서 n = 2.0이고, 유기 반도체는 630nm에서 n = 1.7, Al2O3(게이트 절연 재료)는 1.76, SiO2(게이트 절연 재료)는 1.46이다. 금속 산화물과 주변 물질 사이의 굴절률의 차이가 클수록, 금속 산화물에 의해 형성된 수평 도파관에 더 많은 광이 트랩 될 것이다.
이 도파관(waveguide)은 피드백 구조(feedback structure)를 제공하기 위해 OLET 채널의 수평 측면에서 주기 구조(periodic structure)로 더 측 방향으로 패터닝 될 수 있다. 주기적인 간격은 발광 파장 λ의 광의 높은 반사를 도파로로 되돌리기 위해 발광 파장(λ/4)의 1/4로 조정될 수 있다. 이러한 공진 구조(resonating structure)는 도파관 내부의 좁은 파장 세트의 집중을 초래할 수 있다. 도파관으로부터 누출됨으로써, 농축된 광은 도파관 위의 EML(106b)에서 자극 방출을 트리거 하여 레이저 동작을 얻는다.
이하, 두 개의 예시적인 실시예가 상세히 설명될 것이다. 그러나, 이러한 예시적인 실시예는 가능한 구현예에 대한 상세한 설명으로서만 주어지며, 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 보호 범위를 어떤식으로든 제한하려는 것은 아니다.
예제1
도 2b에 도시된 토폴로지를 갖는 OG-OLET 장치가 준비되었다. 장치는 공통 제1 게이트층으로 작용하는 과하게 n-도핑 된 Si 웨이퍼로 만들어진 2 Х 2 cm2 기판에서 처리되었다. Si의 표면은 125nm 두께의 열 성장된 SiO2 유전체층으로 덮였다. 50 nm 두께의 몰리브덴 층을 진공 증착하고 리프트-오프(lift-off)를 통해 패터닝 하여 제2 게이트층을 형성하였다. 100 nm 두께의 Al2O3 게이트 절연층이 추가로 150 ℃에서 원자층 증착(atomic layer deposition)(ALD)에 의해 형성되었다. 마지막으로, 마지막 포토 리소그래피 단계가 Al2O3 층을 에칭하고 제2 게이트층에 비아 콘택을 형성하기 위해 수행되었다. 이 단계에서 제작된 샘플을 아래에서 OG-기판(OG-substrate)이라고 한다.
OG-기판은 아세톤 및 이소프로판올로 60 ℃의 초음파 처리조에서 순차적으로 세척되었다. 예비-세정된 기판을 UV-O3 플럭스로 15분 동안 처리하였다. 다음에, 2-프로판올 중 5 Х 10-3M 용액에 기판을 담그어 유전체 표면에 n-테트라데실포스폰산 자기 조립 단분자막(SAM)을 형성시켰다. 19 시간 후, OG-기판을 2-프로판올로 추가로 헹구고 핫 플레이트상에서 10분 동안 베이킹 하였다. SAM 처리된 기판의 접촉각은 약 110o이었다. 그 다음, 유기층을 1 Х 10-7Torr 이하의 기저 압력을 갖는 고진공 챔버에서 OG-기판상에서 열적으로 기상 증착시켰다. 이 장치는 HTL, Alq3(10nm) /1.4% DCJTB: Alq3(20nm)/Alq3(10nm), EML, DFH-4T(30nm) )를 ETL로 사용한다. DNTT 및 DFH-4T의 증착 동안, 기판 온도는 각각 80 ℃ 및 100 ℃로 유지되었다. 한편, 기판은 Alq3 및 DCJTB 층의 증발 중에 가열되지 않았다. 성장 속도는 DNTT와 DFH-4T에서는 0.3Ås-1, Alq3에서는 1Ås-1, DCJTB에서는 0.015Ås-1이었다. 전자 및 정공 소스 전극 모두에 대해, 60nm 두께의 금 층이 아래에 놓인 제2 게이트층 상에 정렬된 미세한 금속 마스크로 진공 증착 되었다. 증착 속도는 Au에 대해 1Ås-1이었고 기판 온도는 -5 ℃로 유지되었다. DNTT 층 상에 정공 컨택트가 형성되고, 전자 접촉은도 2b에서와 같이 비대칭 배치를 갖는 DFH-4T 층 상에 존재하며, 이는 수송층으로 효과적인 전하 주입을 달성한다. 채널 너비와 길이는 각각 47600 μm와 200 μm이다. 합리적인 면적에 걸쳐 이러한 폭을 수용하기 위해, 장치는 도 3a에 도시된 바와 같이 상호 맞물린 형상으로 구성되었다.
도 2b에서와 같이 패터닝 되지 않은 활성층을 갖는 OG-OLET 장치에서 얻어진 결과가 먼저 논의된다. HTL(DNTT) 및 ETL(DFH-4T)의 박막 트랜지스터 이동도는 독립적으로 측정되었으며 각각 1.5 cm2/Vs 및 0.3 cm2/Vs이다. n-타입의 이동도가 p-타입 보다 5 배 낮지만, OG-OLET을 가로 지르는 전류는 정공 전자 균형에 의해 특징지어지는 넓은 바이어스 창(bias window)이 존재한다. 이것은 제2 게이트(VGp) 및 전자 소스로 작용하는 제1 전극(VSn)에 대한 고정 바이어스에서 제1 게이트 바이어스(VGn)의 함수로서 적색-발광 OG-OLET의 전달 곡선을 나타내는 도 9a로부터 추측된다. 측정하는 동안 정공 소스 역할을 하는 두 번째 전극(VSp)은 접지되어 있으며 장치의 기준 전압을 정의한다(VSp = 0V). 양의 바이어스가 제2 게이트(VGp> 0)에 인가되면, 전자 전류만이 DFH-4T 층을 통해 흐르고, 제1 게이트 바이어스 VGn을 스위핑 하는 동안 발광은 검출되지 않는다. 그러나, 제2 게이트에 음의 바이어스 VGp <-10V가 인가됨에 따라, OG-OLET은 양극성 특성을 나타내고 적색 발광은 육안으로 명확하게 관찰된다. 특히, 제2 게이트의 VGp = -15V의 경우, 이 장치는 첫 번째 게이트에서 VGn = 5V에 위치한 전류에서 로컬 최대 값을 갖는 흥미로운 전류-전압 특성을 보여준다. 이 최대 값은 정공 전자 전류의 균형에 할당된다. 이전에 보고된 OLET에서 평형 수송의 전달 곡선 특성에서의 그러한 피크의 관찰은 관찰되지 않았다.
OG-OLET은 OG 바이어스에 의존하는 강도로 적색광을 방출한다. 도 9b 및 도 9c는 각각 VGn 및 VSn의 함수로서 대응하는 밝기 및 EQE를 나타낸다. 네거티브 바이어스가 게이트 및 첫 번째 전극인 VSn에 적용되면 장치는 단일 게이트 OLET로 동작한다. 정공 전용 전류는 전체 채널을 가로 지르고, 제1 전극의 바로 근처에서 전자와 재결합하여, 콘택의 에지에서 발광을 일으킨다. 이것은 싱글 게이트 OLET을 연상시키며, 250 cd m-2의 낮은 밝기와 0.1 %의 EQE를 초래한다. 반면에, OG-OLET 장치의 게이트 바이어스가 균형 있게(예를 들어, VGp <0 및 VGn> 0) 양 캐리어 종류의 수송을 선호하도록 조정될 때, 도 9d에서 알 수 있는 바와 같이, 발광 영역은 게이트 중첩 라인의 상부에서 채널의 중심으로 이동된다. 이 발광 영역은 금속 전극에서 매우 멀리 떨어져 있다. 발광 영역의 너비는 약 7 μm이다. VGp <0 및 VSn <0에서 고정 바이어스 하에서 VGn> 0을 스윕 할 때 발광 영역이 변하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 결과적으로, OG-OLET의 광 출력은 전극에서의 엑시톤 소광(exciton quenching)을 감소시킴으로써 향상된다. 밝기와 EQE는 도 9b와 같이 10V에서 1998 cd m-2와 1.2 %, 30V에서 1.6 cd m-2와 1.6 %이다. 결과적으로, 이전에 보고된 대부분의 OLET 장치와 달리, 여기에 제시된 장치는 2000 cd m-2 이상의 휘도(luminance)에서 높은 효율을 유지한다. 1931 국제조명위원회(Commission Internationale de l'
Figure pct00001
clairage)(CIE)의 광채 광도 함수(photopic luminosity function)를 고려하면 2000 cd m-2의 휘도를 갖는 적색 발광은 6000 cd m-2 이상의 휘도를 갖는 녹색 발광에 해당한다. 또한, 적색-발광 OG-OLETs는 VGn는 10 V, VGp는 -25 V 및 보고된 OLET 중 최저 구동 전압인 Vsn는 -30에서 낮은 작동 전압으로 기능한다. 이전에 보고된 OLET는 일반적으로 표 1에 나열된 Vn의 ± 100V 범위에서 잘 작동한다.
고성능 OLETs의 전기적 광학적 특성(The electrical and optical characteristics of high performance OLETs.)
참조 참조1 참조2 참조3 참조4 참조5 발명
장치 아키텍쳐
(Device Archi-tecture)		 스플릿 게이트
(Split gate)		 스플릿 게이트
(Split gate)		 스플릿 게이트
(Split gate)		 스플릿 게이트
(Split gate)		 스플릿 게이트 + 비평면 전극
(Split gate + non-planar electrodes)		 중첩 게이트
(Over-lapping gates)
유기층
(Organic layer)		 다중층
(Multilayer)		 단일층
(Single)		 다중층
(Multi-layer)		 단일층
(Single)		 다중층
(Multi-layer)		 다중층
(Multi-layer)
발광 영역
(Emission area)		 미제시
(Not reported)		 4μm x 1mm 2μm x 20cm 미제시
(Not reported)		 5μm x 88mm 5μm x 47.6mm
색(재료)
(Color(material))		 녹색(Alq3)
(Green(Alq3))		 녹색(F8BT)
(Green
(F8BT))		 적색(Alq3: DCM)
(Red
(Alq3: DCM))		 녹색(F8BT)
(Green
(F8BT))		 황색(SY)
(Yellow
(SY))		 적색(Alq3: Dcjtb)
(Red
(Alq3: Dcjtb))
스플릿-게이트의 갭 길이
(The gap-length of the split-gate)		 1 μm 4 μm - - - zero
폭/길이
(Width/ Length)		 - 1 mm/24 μm 20 cm/150 μm 4 mm/20 μm - 47.6mm/200μm
광 출력
(Light output)		 미제시
(Not reported)		 2.75 W/m2 230 nW 미제시
(Not reported)		 미제시
(Not reported)		 7.98 W/m2
초대 EQE
(밝기, 작동 전압, 전류)
(Max EQE
(bright-ness, Operation voltage, current))		 0.025%
(110 cd/m2, VSS = 30 V, VGn = 30 V, VGp = 60 V, 10-2 A)		 1.3%
(609 cd/m2, VSS = -150 V, VGn = 0V, VGp = -150 V, 3 x 10-7 A)		 5.5%
(Vd = 90 V, VG = 30 V, 2.5 x 10-7 A)		 8.16%
(Vd = 100 V, VG = 30 V, 10-6 A)		 1.86%
(0.5 cd/m2, Vd = 100 V, VG = 75 V, 10-6 A)		 6.82%
(630 cd/m2, VGn = 26 V, VGp = -30 V, VSn = -35 V, 3.04 x 10-5 A)
최대 밝기
(EQE, 작동 전압, 전류)
(Max Brightness
(EQE, Operation voltage, current))		 110 cd/m2
(0.025%, VSS = 30 V, VGn = 30 V, VGp = 60 V, 10-2 A)		 609 cd/m2
(1.3%, VSS = -150 V, VGn = 0 V, VGp = -150 V, 3 x 10-7 A)		 - 2065 cd/m2
(0.06%, Vd = 100 V, VG = -100 V, 0.008 A)		 1085 cd/m2
(4.9%, VGn = 30 V, VGp = -30 V, VSn = -35 V, 7.03 x 10-5 A)
[44]
표 1에서 사용한 참고 문헌은 다음과 같다.
참조1: N. Suganuma 등, "스플릿 게이트 구조(split-gate structure)와 PN-헤테로 경계 캐리어 재결합 사이트를 갖는 유기 발광 트랜지스터(Organic light-emitting transistors with split-gate structure and PN-hetero-boundary carrier recombination sites)", Organic Electronics, Vol. 9, pages 834-838(2008)
참조2: B.B.Y. Hsu 등: "Split-Gate 유기 전계 효과 트랜지스터: 전하 주입 및 수송에 대한 제어(Split-Gate Organic Field-Effect Transistors: Control Over Charge Injection and Transport)", Advanced Materials, Vol. 22, 4649-4653 페이지(2010)
참조3: R. Capelli 등: "등가의 발광 다이오드보다 우수한 효율을 가진 유기 발광 트랜지스터(Organic light-emitting transistors with an efficiency that outperforms the equivalent light-emitting diodes)", Nature Materials, Vol. 9, 496-503 페이지(2010)
참조4: M.C. Gwinner 등: "고효율 단일층 폴리머 양극 발광 전계 효과 트랜지스터(Highly Efficient Single-Layer Polymer Ambipolar Light-Emitting Field-Effect Transistors)", Advanced Materials, Vol. 24, 페이지 2728-2734(2012)
M. Ullah 등, "RGB 유기 발광 트랜지스터의 밝기, 효율 및 스위칭의 동시 향상(Simultaneous Enhancement of Brightness, Efficiency, and Switching in RGB Organic Light Emitting Transistors)", Advanced Materials, Vol. 25, 페이지 6213-6218(2013)
장치 축소 및 유전체 엔지니어링을 부가하면 더 낮은 동작 전압으로 이어질 수 있다. 저전압에서 동작시키기 위해, 채널 길이가 보다 작은 치수, 수 마이크론 또는 심지어 서브 마이크론(예를 들어, 200 nm)으로 스케일링 될 수 있는 방법이 당업계에 공지되어 있다. 또한, 유전체의 두께를 줄일 수 있다. 화학 기상 증착(CVD) 또는 원자층 증착(ALD)과 같은 기술에 의해 수 나노 미터까지의 두께를 달성하는 방법은 당업계에 공지되어 있다.
도 9c에 도시된 바와 같이, VGn = 30V 및 VGp = -25V에서 고정 바이어스 하에서, 전류는 VSn = -1V에서 2 Х 10-9A에서 증가하기 시작하고 VSn= -30V에서 2 Х 10-4A에 도달한다. 한편, 검출 가능한 적색 발광은 59 cd m-2 및 EQE의 1 %에 해당하는 VSn = -10 V에서 켜진다. 광 강도는 점차적으로 VSn이 -30V로 감소하면서 1096 cd m-2로 증가한다. 병행하여 EQE는 VSn = -15V에서 2.01 %의 피크 값을 나타내며 -30V에서 1.65 %로 감소한다. 결과는 OG-OLETs 토폴로지가 높은 광 출력과 높은 EQE를 동시에 달성함을 나타낸다. 중첩 게이트는 두 개의 유기 반도체의 전하 캐리어 이동도의 차이에도 불구하고 전자 및 정공 수송을 독립적으로 제어할 수 있고 전류 밸런스를 달성할 수 있다. 그러나, 도 9c의 출력 전류 곡선과 적당한 전류의 EQE 피크는 높은 바이어스에서 전류의 일부가 발광에 참여하지 않는다는 것을 보여준다. 대신에, 이 전류는 누설 경로를 따르고 정공을 주입하는 제2 전극으로부터 DNTT HTL 층을 통해 제1 전극으로 흐른다. 실시예 2에서 논의된 장치는 누설 전류의 현저한 감소를 가져오는 패턴화 된 HTL을 사용한다.
예제2
도 2c에 도시된 바와 같이 패턴화 된 HTL을 갖는 OG-OLET 장치가 준비되었다. OG-OLET에서의 유기 반도체의 장치 구조는 실시예 1의 장치 구조와 유사하다. 유일한 차이점은 열 증착 중에 금속 마스크로 HTL이 패터닝 되었다는 점이다. 도 10a는 HTL이 패터닝 되지 않은 장치의 특성과 완전히 다른, 패턴화 된 HTL을 갖는 적색-발광 OG-OLET의 전달 곡선을 도시한다. 도 9a의 VGp <-15V, VGn <0 및 VSn = -30V에서 10-4A 이상의 높은 기생 누설 전류는 패턴화 된 HTL이 있는 장치에서 완전히 감소한다. 전달 곡선은 VGn을 스위핑 하는 동안 9V <VGp <-35V 및 VSn = -35V 일 때 10-10A 아래의 전류를 보여준다. 그 결과, 패턴화 된 HTL을 갖는 장치의 온/오프 비율은 107로 현저히 증가하여, HTL이 패턴화 되지 않은 장치 보다 106 배 더 높다. 도 10a의 패턴화 된 HTL을 갖는 적색 OG-OLET의 수송 곡선은 정공-전자 전하 균형과 관련하여 VGp 및 VGn의 함수로서 세 가지 상이한 경향을 나타낸다. 제1 전극에서 제2 게이트(VGp> 0) 및 VSn = -35V에 양의 바이어스가 인가될 때, 전류는 음의 VGn에서 증가하기 시작하고, VGn의 약 40V의 포화 작용을 나타낸다. 발광은 관찰되지 않는다. 이러한 조건에서 누설 전자 전류(leakage electron current)는 전체 채널을 통해 DFH-4T 층(ETL)을 통해 흐른다. VGp는 채널의 일부에서 제한된 누적을 정의하는 양수 값으로 고정되어 있기 때문에 전류가 포화 상태에 놓인다. VGp가 10V에서 -14V로 감소하면 누설 전자 전류가 두 번째 게이트 상단에서 비활성화되므로 전류가 점차 감소한다. 이 범위에서 누출 전자 전류가 여전히 지배적인 발광은 관찰되지 않는다. 그러나 VGp를 -14V 미만으로 추가로 낮추면 재결합 전류의 시작을 나타내는 전류가 증가한다. 결과적으로, 밝은 적색광이 명확하게 관찰된다. -30V 미만의 낮은 VGp에서, 전류는 부분적으로 최대를 보여주며 정공-전자 전류의 불균형으로 인해 다시 약간 감소한다. 도 10b 및 도 10c는 VGn 및 VGp(VSn = -35V)의 함수로서 휘도 및 EQE 값의 등고선 맵을 도시하고, 발광 OG-OLET의 광학 이미지는 도 10d에 도시된다. VGn = 30V, VGp = -30V, VSn = -35V에서 약 1085 cd m-2의 최대 휘도를 나타내며 EQE의 4.9 %에 해당한다. 6.82 %의 최대 EQE는 VGn = 26V, VGp = -30V 및 VSn = -35V의 630 cd m-2에서 달성된다. 수송층 중 하나를 패터닝 하여 기생 누설을 줄이면 EQE가 6 % 이상 향상되며 이는 표 1에 나열된 보고된 적색 방사 OLET 중에서도 기록적으로 높은 값이다. 이 결과는 OG-OLET에서 활성층을 패터닝 하는 것이 기생 누설 전류를 줄임으로써 장치 효율을 더욱 향상시킬 수 있음을 확인시켜 준다.
상기에서, 본 발명의 개념은 제한된 수의 예를 참조하여 주로 기술되었다. 그러나, 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 앞서 개시된 것들 이외의 다른 예들은 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 개념의 범위 내에서 동일하게 가능하다.

Claims (15)

  1. 발광 장치(100)에 있어서,
    전하 캐리어의 수송 및 제1 타입 및 제2 타입의 전하 캐리어의 방사 재결합시의 광 방출을 위한 적어도 하나의 반도체층(106a-c)을 포함하는 활성층(106),
    상기 활성층(106)의 상기 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제1 게이트층(102),
    상기 활성층(106)의 상기 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제2 게이트층(104)
    을 포함하고,
    상기 제1 게이트층(102) 상에 제1 절연층(112)이 배치되고, 상기 제1 절연층(112) 상에 상기 제2 게이트층(104)이 패턴을 형성하고, 제2 절연층(114)는 상기 제2 게이트층(104) 상에 배치되고, 및
    상기 활성층은 상기 제1 및 제2 절연층 상에 배치되는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 게이트층(104)의 적어도 일부가 상기 제1 게이트층(102)과 중첩되도록,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102) 상에 패턴을 형성하는
    장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102)의 일부분에만 중첩되도록,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102) 상에 패턴을 형성하는
    장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 타입의 전하 캐리어를 상기 활성층(106)으로 주입하기 위해 상기 활성층(106)과 접촉하는 제1 전극(108) 및
    상기 제2 타입의 전하 캐리어를 상기 활성층(106)에 주입하기 위해 상기 활성층(106)과 접촉하는 제2 전극(110)
    을 더 포함하는
    장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극(108)은 상기 활성층(106)의 제1 반도체층(106c)과 접촉하여 배치되고, 및
    상기 제2 전극(110)은 상기 활성층(106)의 제2 반도체층(106a)과 접촉하여 배치되는
    장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 활성층(106)은,
    적어도 상기 제1 타입의 전하 캐리어를 수송하기 위한 제1 반도체층(106c) 및
    상기 제2 타입의 전하 캐리어를 수송하기 위한 제2 반도체층(106a)
    을 포함하는
    장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 활성층은,
    상기 제1 및 제2 타입의 전하 캐리어의 방사 재결합을 위한 제3 반도체층(106b)
    을 더 포함하는
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층(106c) 및 상기 제2 반도체층(106a) 중 적어도 하나는,
    제1 또는 제2 전극(108;110)의 제1의 하나로부터 제1 또는 제2 전극(108;110)의 방향으로 연장되는 패턴을 형성하고,
    상기 제1 반도체층(106c) 및 상기 제2 반도체층(106a) 중 적어도 하나의 패턴은,
    제2 게이트층(104)의 에지(105)와 중첩되도록 연장되고,
    상기 제1 또는 제2 전극 중 제2 전극 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 중 적어도 하나는 중첩되지 않도록 끝나는
    장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제3 반도체층(106b)은,
    상기 제1 및 제2 전극(108, 110) 및 상기 제3 반도체층(106b) 중 적어도 하나는 중첩되지 않도록,
    상기 제3 반도체층(106b)은 상기 제1 및 제2 전극 사이의 상기 제2 게이트층(104)의 에지(105)의 대향 측면상에 연장되는 패턴을 형성하는
    장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 게이트층(102)은,
    상기 제1 게이트층(102)과 상기 제2 게이트층(104)의 중첩이 상기 제1 게이트층(102)의 에지(103) 및 제2 게이트층(104)의 에지(105)에 의해 정의되도록
    기판(101) 상에 패턴을 형성하는
    장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102) 위에 배치된 에지(105)를 포함하고,
    상기 에지(105)는 상기 에지(105)를 따라 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하고,
    적어도 상기 제2 게이트층(104)은 비직선 게이트 중첩 라인(OL)이 정의되도록 패턴을 형성하는
    장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102) 상에 배치된 에지(105)를 포함하고,
    상기 에지(105)는 상기 에지(105)를 따라 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하고,
    적어도 상기 제2 게이트층(104)은 상기 활성층(106)이 상기 게이트 중첩 라인(OL) 상에 불연속적으로 배치되도록 상기 활성층과 관련하여 상기 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하는 패턴을 형성하는
    장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 게이트층(104)은 상기 제1 게이트층(102) 상에 배치된 에지(105)를 포함하고,
    상기 에지(105)는 상기 에지(105)를 따라 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하고,
    상기 제1 및 제2 게이트층(102, 104)의 상부에서 볼 때 상기 제1 게이트층 패턴의 돌출부 및 상기 제2 게이트층 패턴의 돌출부가 서로를 향해 연장되고, 상기 제1 게이트층(102)과 상기 제2 게이트층 사이의 중첩은 불연속 게이트 중첩 라인(OL)을 정의하는 돌출부의 단부에서 형성되도록
    상기 제1 게이트층(102) 및 상기 제2 게이트층(104) 각각은 돌출부를 포함하는 패턴을 형성하는
    장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층은,
    제1 전극과 제2 전극 사이에서 연장되고,
    상기 발광 장치는,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 방향에 직교하는 방향에서 공진 발광을 위한 활성층의 반대 방향에 공진 구조를 더 포함하는
    장치.
  15. 방사의 유도 방출을 위한 발광 장치에 있어서,
    전하 캐리어를 방사 재결합 영역으로 수송하기 위한 적어도 하나의 반도체층(106a-c)을 포함하는 활성층(106),
    　상기 활성층(106)의 제1 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제1 게이트층(102),
    　상기 활성층(106)의 제2 타입의 전하 캐리어의 밀도를 제어하도록 구성된 제2 게이트층(104)
    을 포함하고,
    상기 제1 게이트층(102) 상에 절연층(112)이 배치되고, 상기 제2 게이트층(104)은 상기 절연층(112) 상에 패턴을 형성하고,
    　상기 활성층은 상기 제1 및 제2 게이트층 상에 배치되고,
    상기 방사 재결합 영역은 상기 활성층(106)에 제1 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위한 제1 전극(108) 및 상기 활성층(106)에 제2 타입의 전하 캐리어를 주입하기 위한 제2 전극(110) 사이의 상기 활성층(106)에 형성되고,
    　상기 발광 장치는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 활성층의 양측을 따라 고굴절율 영역과 저굴절율 영역이 교번하는 주기 구조를 더 구비하고, 상기 주기 구조는 상기 방사 재결합 영역으로부터 방출된 광을 상기 방사 재결합 영역으로 되돌리는 피드백을 제공하여 방사의 방출을 자극하는
    장치.

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CN108493229A (zh) * 2018-05-31 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
KR102198574B1 (ko) * 2019-05-29 2021-01-06 가천대학교 산학협력단 유연성 자가 정류 분자 멤리스터 및 그 제조방법
TWI740209B (zh) * 2019-09-18 2021-09-21 崑山科技大學 量子點發光二極體及其製造方法
CN112331776B (zh) * 2019-10-23 2023-07-25 广东聚华印刷显示技术有限公司 量子点发光器件及其制备方法、显示装置
CN114023894B (zh) * 2021-11-02 2023-01-03 京东方科技集团股份有限公司 有机发光晶体管及发光面板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013168307A (ja) * 2012-02-16 2013-08-29 Kyoto Institute Of Technology 第２ゲート電極を有する有機発光トランジスタ
EP2858116A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-08 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Ambipolar transistor device and method of operating the device

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