TWI425693B - Vertical drive and parallel drive organic light emitting crystal structure - Google Patents

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Description

垂直驅動及並列驅動有機發光電晶體結構
本發明係關於一種垂直驅動及並列驅動有機發光電晶體結構，特別關於一種整合垂直式電晶體及有機發光二極體之垂直驅動及並列驅動有機發光電晶體結構。
軟性電子元件為新世代的電子元件，具有輕薄短小、符合人因工程、可以自由捲曲…等特點，可應用於需要彎曲或捲曲的環境中，因此應用的領域更為廣泛，例如軟性邏輯及記憶、軟性感測器、軟性照明、軟性能源與軟性顯示器。其中，軟性電子元件係例如有機電晶體，其係為軟性電子元件之基本元件。
美國專利第7,126,153號中揭露了一種有機電晶體，其可發出具高發光效率之光線，並且具有可高速操作、高電壓控制及製造成本低之優點。上述之有機電晶體係包括一有機半導體層，其係為一發光層，並且介於一源極及一汲極間。柵極係間隔地大約設置於有機半導體層之中央部，也就是說柵極係設置於發光層的中央部，並且大約平行於源極及汲極。而柵極之形狀係類似於一梳狀或一網狀。然而，由於上述之柵極製備之製程係需要相當繁複之程序，並且在實際製造時，無法定義出良好的柵極邊界，也因此會使得有機電晶體之發光效率降低。
因此，如何突破現有製程上的限制，並且使有機電晶體之製程簡單化，而讓有機電晶體可同時具有有機發光二極體及有 機電晶體之優點，進而使有機電晶體可應用於軟性顯示器、軟性感測器、放大電路、驅動電路…等等，乃為各界努力研究之目標。
本發明係為一種垂直驅動及並列驅動有機發光電晶體結構，其係藉由將垂直式電晶體與有機發光二極體整合為單一電子元件，以縮小有機發光電晶體結構之體積，並使得垂直式電晶體可直接驅動有機發光二極體，進而可將有機發光電晶體應用於各種電子裝置中。
為達上述目的，本發明係提供一種垂直驅動有機發光電晶體結構，其包括：一第一垂直式電晶體，其具有一第一電極；一第一有機層，其係堆疊於第一電極；一第二電極，其係結合於第一有機層；以及一第一有機發光二極體，其具有一第二有機層，其包括一發光層並垂直堆疊於第一垂直式電晶體；以及一第三電極，其係堆疊於第二有機層；以及一熱載子電晶體，其具有一射極、一基極及一集極，其中集極係藉由一第一導體電性連接於第二電極。
為達上述目的，本發明又提供一種垂直驅動有機發光電晶體結構，其包括：一第二垂直式電晶體，其具有一第五電極；一第三有機層，其係堆疊於第五電極；一絕緣層，其係堆疊於第三有機層；以及一第六電極，其係堆疊於絕緣層；一第二有機發光二極體，其具有一第四有機層，其包括一發光層並垂直堆疊於第二垂直式電晶體；以及一第七電極，其係堆疊於第四 有機層；以及一空間電荷限制電晶體，其具有一射極、一柵極及一集極，其中集極係藉由一第二導體電性連接於第六電極。
為達上述目的，本發明再提供一種並列驅動有機發光電晶體結構，其包括：一基材；一第三垂直式電晶體，其係設置於基材之一第一位置，又第三垂直式電晶體具有一第一集極、一第一柵/基極及一第一射極；一第三有機發光二極體，其係設置於基材之一第二位置，第三有機發光二極體係具有一陽極及一陰極，且陽極係藉由一第三導體電性連接於第一集極；以及一第四垂直式電晶體，第四垂直式電晶體具有一第二集極、一第二柵/基極及一第二射極，其中第二集極係藉由一第四導體電性連接於第一柵/基極。
藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：
一、縮小有機發光電晶體結構之體積，以便於應用於各種電子裝置中。
二、可由垂直式電晶體直接驅動有機發光二極體，並可簡化其製程程序。
為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。
 <垂直驅動有機發光電晶體實施例一>
第1圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣一。第2圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣二。第3圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣三。第4圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣四。第5圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣五。
如第1圖所示，本實施例係為一種垂直驅動有機發光電晶體結構10實施態樣一，其包括：一第一垂直式電晶體11；以及一第一有機發光二極體12。
第一垂直式電晶體11，其具有一第一電極111；一第一有機層112；以及一第二電極113。第一有機層112係堆疊於第一電極111上，而第二電極113則結合於第一有機層112，第二電極113可以結合於第一有機層112中的任何位置，係包含設置於第一有機層112的上方。第二電極113可用以控制電洞/電子通過的數量，藉此調變第一有機發光二極體12之出光亮度。第一有機層112係可選自電洞注入層(Hole Injection Layer,HIL)、電洞傳輸層(Hole Transport Layer,HTL)、電洞阻擋層(Hole Blocking Layer,HBL)、電子阻擋層(Electron Blocking Layer,EBL)、電子傳輸層(Electron Transport Layer,ETL)、及電子注入層(Hole Electron Layer,HIL)所組成群組。
第一有機發光二極體12，其具有一第二有機層121；以及一第三電極122。第二有機層121係包括一發光層(EMission Layer,EML)，或是可進一步包括選自電洞注入層、電洞傳輸 層、電洞阻擋層、電子阻擋層、電子傳輸層、及電子注入層所組成群組之至少一，藉此降低每層間之能障差，並提高第一有機發光二極體12之發光效率。第二有機層121係垂直堆疊於第一垂直式電晶體11上，例如垂直堆疊於第一有機層112或第二電極113上，而第三電極122則堆疊於第二有機層121上。
舉例來說，第一垂直式電晶體11之第一電極111係可以為一陽極，而第一電極111之材質可以為金、白金、鋁/氧化鉬、鋁/氧化鉬/PEDOT或其組合，也可以為氧化銦錫(Indium Tin Oxides,ITO)…等透明電極。第一有機層112可包括電洞注入層及電洞傳輸層，其中電洞注入層係可堆疊於第一電極111，而電洞傳輸層則可再堆疊於電洞注入層上。第二電極113係可以為一柵極，其係可結合於電洞傳輸層中的任何位置，包含在電洞傳輸層的上方，第一有機發光二極體12之第三電極122則可以為一陰極。第三電極122之材質可以為鈣/鋁、氟化鋰/鋁、氟化銫/鋁、鋇/鋁或其組合。
第二電極113可用以控制電洞進入第一有機發光二極體12的數量，當電洞在適當的第二電極113及第三電極122的電壓調變下，可以穿過第二電極113而進入第一有機發光二極體12。電洞進入第一有機發光二極體12後，可在第二有機層121處與第三電極122注入之電子相結合，並於第二有機層121之發光層發光。
又舉例來說，第一垂直式電晶體11之第一電極111可以為一陰極，第一有機層112可包括電子傳輸層，而電子傳輸層係可堆疊於第一電極111上。第二電極113係可以為一柵極， 其可結合於電子傳輸層中的任何位置，包含在電子傳輸層的上方，而第三電極122則可以為一陽極，第三電極122之材質可以為金、白金、氧化鉬/鋁、PEDOT/氧化鉬/鋁或其組合，此外第三電極122也可以為氧化銦錫(Indium Tin Oxides,ITO)…等透明電極。
第二電極113可用以控制電子進入第一有機發光二極體12的數量，當電子在適當的第二電極113及第三電極122的電壓調變下，可以穿過第二電極113而進入第一有機發光二極體12。電子進入第一有機發光二極體12後，可在第二有機層121處與第三電極122注入之電洞相結合，並於第二有機層121之發光層發光。
如第1圖及第3圖所示，可在第一垂直式電晶體11側設置一透明基材13，例如一玻璃基材或一塑膠基材…等，也就是說可將第一垂直式電晶體11之第一電極111設置於透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等上。
當第一電極111為陽極而第三電極122為陰極，且使用很薄的金屬電極作為第三電極122時，光線可由第二有機層121之發光層並透過第三電極122向上發光。此外，當使用透明電極作為第一電極111時，光線亦可穿過第一電極111並透過透明基材13而向下發光。同理，當第一電極111為陰極而第三電極122為陽極時，也可選用適當之材料而使得垂直驅動有機發光電晶體結構10除了可向上發光外，也可同時向下發光。
或是如第2圖及第4圖所示，可在第一有機發光二極體12側設置透明基材13、例如玻璃基材或塑膠基材…等，也就是說 可將第一有機發光二極體12之第三電極122設置於透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等上。當第三電極122為透明電極時，由第二有機層121之發光層發出之光線亦可由透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等處向下透射出。上述之透明基材13也可選用可撓曲之材質，而使得垂直驅動有機發光電晶體結構10可應用於軟性電子裝置中。
如第3圖及第4圖所示，其係為垂直驅動有機發光電晶體結構10之實施態樣三及實施態樣四，其中垂直驅動有機發光電晶體結構10可進一步具有一第四電極123，其係設置於第一垂直式電晶體11之第一有機層112及第一有機發光二極體12之第二有機層121間。而第四電極123之材質係可以為金屬，例如鋁或銀…等，第四電極123之材質也可以為例如PEDOT之高導電高分子或金屬與其他材料的多層結構，例如鋁/氧化鉬、鋁/氧化鉬/PEDOT、金/PEDOT…等。
舉例來說，第一垂直式電晶體11之第一電極111為陽極、第二電極113為柵極，且第一有機發光二極體12之第三電極122為陰極時，第四電極123則可以為陽極。同樣的，第一垂直式電晶體11之第一電極111為陰極、第二電極113為柵極且第一有機發光二極體12之第三電極122為陽極時，第四電極123則可以為陰極。
如第5圖所示，上述任一種垂直驅動有機發光電晶體結構10之實施態樣皆可進一步具有一熱載子電晶體40，而熱載子電晶體40係具有一射極41、一基極42及一集極43。上述之熱載子電晶體40係例如發表於2005年應用物理期刊第87卷 第253508頁中之高分子熱載子電晶體(Polymer hot-carrier transistor)。
熱載子電晶體40之集極43係可藉由一第一導體14電性連接於第一垂直式電晶體11之第二電極113，其係藉由基極42之電流大小控制熱載子電晶體40之集極43的電流大小，進而控制垂直驅動有機發光電晶體結構10之第二電極113的電壓大小，以達到電流放大之目的。並可藉由調變熱載子電晶體40之基極42之電流大小，而控制垂直驅動有機發光電晶體結構10之發光強度。
<垂直驅動有機發光電晶體實施例二>
第6圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構20之剖視實施態樣六。第7圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構20之剖視實施態樣七。第8圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構20之剖視實施態樣八。第9圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構20之剖視實施態樣九。第10圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構20之剖視實施態樣十。
如第6圖所示，本實施例係為一種垂直驅動有機發光電晶體結構20實施態樣六，其包括：一第二垂直式電晶體21；以及一第二有機發光二極體22。
第二垂直式電晶體21，其具有一第五電極211；一第三有機層212；一絕緣層213；以及一第六電極214。第三有機層212係堆疊於第五電極211上，絕緣層213則堆疊於第三有機 層212及第六電極214之間。第三有機層212係可選自電洞注入層、電洞傳輸層、電洞阻擋層、電子阻擋層、電子傳輸層、及電子注入層所組成群組。
第二有機發光二極體22，其具有一第四有機層221；以及一第七電極222。第四有機層221係包括一發光層，或是可進一步包括選自電洞注入層、電洞傳輸層、電洞阻擋層、電子阻擋層、電子傳輸層、及電子注入層所組成群組之至少一，藉由各種不同之組合，可降低每層間之能障差，以提高第二有機發光二極體22之發光效率。第四有機層221係垂直堆疊於第二垂直式電晶體21上，例如垂直堆疊於第六電極214上，而第七電極222則堆疊於第四有機層221上。
舉例來說，第二垂直式電晶體21之第五電極211係可以為一陽極，而第五電極211之材質可以為金、白金、氧化鉬/鋁、PEDOT/氧化鉬/鋁或其組合，也可以為氧化銦錫(Indium Tin Oxides,ITO)…等透明電極。第三有機層212可包括電洞注入層及電洞傳輸層，其中電洞注入層係可堆疊於第五電極211，而電洞傳輸層則可再堆疊於電洞注入層上。絕緣層213係可先堆疊於電洞傳輸層上，再將第六電極214堆疊於絕緣層213，而第六電極214係可以為一基極。第二有機發光二極體22之第四有機層221可包括發光層，而第七電極222則可以為一陰極。第七電極222之材質可以為鈣/鋁、氟化鋰/鋁、氟化銫/鋁、鋇/鋁或其組合。
當絕緣層213及第六電極214之厚度適當時，自第五電極211注入的電洞可穿透過絕緣層213後以彈道式的方式通過第 六電極214，並且可藉由控制第六電極214的電流大小，使大多數的電洞穿過第六電極214至第四有機層221，而不會流向第六電極214。
當電洞穿過第六電極214至第四有機層221後，可在第四有機層221處與第七電極222注入之電子相結合，並於第四有機層221之發光層發光。因此，可利用調變第六電極214之電流控制電洞進入第二有機發光二極體22的數量，進而達到控制第二有機發光二極體22發光強度之功效。
又舉例來說，第二垂直式電晶體21之第五電極211係可以為一陰極，第三有機層212可包括電子傳輸層，其中電子傳輸層係可堆疊於第五電極211上。絕緣層213係可先堆疊於電子傳輸層上，再將第六電極214堆疊於絕緣層213，而第六電極214係可以為一基極。第二有機發光二極體22之第四有機層221可包括發光層，而第七電極222則可以為一陽極。第七電極222之材質可以為金、白金、氧化鉬/鋁、PEDOT/氧化鉬/鋁或其組合，此外第七電極222也可以為氧化銦錫…等透明電極。
同樣的，當絕緣層213及第六電極214之厚度適當時，自第五電極211注入的電子可穿透過絕緣層213後以彈道式的方式通過第六電極214，並且可藉由控制第六電極214的電流大小，使大多數的電子穿過第六電極214至第四有機層221，而不會流向第六電極214。當電子穿過第六電極214至第四有機層221後，可在第四有機層221處與第七電極222注入之電洞相結合，並於第四有機層221之發光層發光。因此，可利用調 變第六電極214之電流控制電子進入第二有機發光二極體22的數量，進而達到控制第二有機發光二極體22發光強度之功效。
如第6圖、第8圖及第9圖所示，可在第二垂直式電晶體21側設置一透明基材13、一玻璃基材或一塑膠基材…等，也就是說可將第二垂直式電晶體21之第五電極211設置於透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等上。
當第五電極211為陽極而第七電極222為陰極，且使用很薄的金屬電極作為第七電極222時，光線可由第四有機層221之發光層並透過第七電極222向上發光。此外，當使用透明電極作為第五電極211時，光線亦可穿過第五電極211並透過透明基材13而向下發光。同理，當第五電極211為陰極而第七電極222為陽極時，也可選用適當之材料而使得垂直驅動有機發光電晶體結構20除了可向上發光外，也可同時向下發光。
或是如第7圖所示，可在第二有機發光二極體22側設置透明基材13，例如玻璃基材或塑膠基材…等，也就是說可將第二有機發光二極體22之第七電極222設置於透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等上。當第四有機層221之發光層發光，並且選用透明電極作為第七電極222時，光線可穿透第七電極222，並且由透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等處向下透射發光。上述之透明基材13也可選用可撓曲之材質，而使得垂直驅動有機發光電晶體結構20可應用於軟性電子裝置中。
如第8圖所示，其係為垂直驅動有機發光電晶體結構20之實施態樣八，其中第二垂直式電晶體21可進一步具有一第 五有機層215，其可以為電子傳輸層、電子阻擋層、電洞傳輸層或電洞阻擋層，且第五有機層215係可設置於第二垂直式電晶體21之第六電極214及第二有機發光二極體22之第四有機層221之間。
如第8圖所示，可將透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等設置於第二垂直式電晶體21側，然而在另一實施態樣中，亦可將透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等設置於第二有機發光二極體22側(圖未示)，而使得第二有機發光二極體22之第七電極222設置於透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等上，並且可選用透明電極作為第七電極222。因此，第四有機層221之發光層所發出之光線，可穿透第七電極222後，再穿透透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等向下透射發光。
如第9圖所示，其係為垂直驅動有機發光電晶體結構20之實施態樣九，其中垂直驅動有機發光電晶體結構20可進一步具有第五有機層215以及一第八電極216。
第五有機層215係可以為電子傳輸層或電洞傳輸層，且第五有機層215係堆疊於第六電極214上。第八電極216則堆疊於第五有機層215上，而使得第五有機層215設置於第六電極214及第八電極216之間，且第八電極216上又堆疊有第四有機層221。而第八電極216之材質係可以為金屬，例如鋁或銀…等，也可以為例如PEDOT之高導電高分子或金屬與其他材料的多層結構，例如鋁/氧化鉬、鋁/氧化鉬/PEDOT、金/PEDOT…等。
舉例來說，第二垂直式電晶體21之第五電極211為陽極、 第六電極214為基極、且第七電極222係為陰極時，第八電極216則可以為陽極。同樣的，第二垂直式電晶體21之第五電極211為陰極、第六電極214為基極，且第七電極222為陽極時，第八電極216可以為陰極。
如第9圖所示之垂直驅動有機發光電晶體結構20之實施態樣九，其係在第二垂直式電晶體21側設置透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等。然而在另一實施態樣中，亦可將透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等設置於第二有機發光二極體22側(圖未示)，並且可選用非常薄之透明電極作為第七電極222。因此，第四有機層221之發光層所發出之光線，可穿透第七電極222後，再穿透過透明基材13、玻璃基材或塑膠基材…等向下透射發光。
如第10圖所示，上述任一垂直驅動有機發光電晶體結構20之實施態樣又可進一步具有一空間電荷限制電晶體50，而空間電荷限制電晶體50係具有一射極51、一柵極52及一集極53。上述之空間電荷限制電晶體50係例如發表於2006年應用物理期刊第88卷第223510頁中之高分子空間電荷限制電晶體(Polymer spaced-charge-limited transistor)。
空間電荷限制電晶體50之集極53係藉由一第二導體23電性連接於第二垂直式電晶體21之第六電極214，並可藉由調變空間電荷限制電晶體50之柵極52之電壓大小，進而控制第二有機發光二極體22之第六電極214之電流大小，以使得電子/電洞穿過第六電極214至第四有機層221，並在第四有機層221處與第七電極222注入之電洞/電子相結合，而使得第四有 機層221之發光層發光。所以，可藉由調變空間電荷限制電晶體50之柵極52之電壓大小，而控制第二有機發光二極體22之發光強度。
<並列驅動有機發光電晶體實施例>
第11圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣一。第12圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣二。第13圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣三。第14圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣四。第15圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣五。
如第11圖所示，本實施例係為一種並列驅動有機發光電晶體結構30實施態樣一，其包括：一基材31；一第三垂直式電晶體32；以及一第三有機發光二極體33。
基材31，其係可以為一透明基材、一玻璃基材或一塑膠基材…等。基材31可用於設置第三垂直式電晶體32及第三有機發光二極體33，並使其並列設置於基材31上，而且基材31係可選用可撓曲之材質，而使得並列驅動有機發光電晶體結構30可應用於軟性電子裝置中。
第三垂直式電晶體32，其係設置於基材31上之一第一位置，第一位置係為基材31上之任一位置。第三垂直式電晶體32可以為一空間電荷限制電晶體，其係具有一第一集極321、一第一柵極322及一第一射極323，或者第三垂直式電晶體32 也可以為熱載子電晶體，其係具有第一集極321、一第一基極(圖未示)及第一射極323。而空間電荷限制電晶體及熱載子電晶體係例如上述垂直驅動有機發光電晶體實施例一及實施例二中所提及之高分子空間電荷限制電晶體及高分子熱載子電晶體。
第三有機發光二極體33，其係設置於基材31之一第二位置，而第二位置係可以與第一位置相鄰，而使得第三有機發光二極體33及第三垂直式電晶體32並列設置。第三有機發光二極體33具有一陽極331及一陰極332，且陽極331係藉由一第三導體34電性連接於第三垂直式電晶體32之第一集極321。
如第11圖所示，其係為並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣一，其中第三垂直式電晶體32係設置於基材31之第一位置上，而第三有機發光二極體33則設置於第二位置上。並且，第三垂直式電晶體32之第一射極323係貼合設置於基材31上，而第三導體34係設置於第三有機發光二極體33之陽極331及基材31間。
第三垂直式電晶體32係藉由第三導體34與第三有機發光二極體33電性連接，因此第一射極323流出之電流向上流向第一集極321後，可藉由第三導體34將電流導至第三有機發光二極體33之陽極331，進而導通第三有機發光二極體33，因此可藉由第三垂直式電晶體32控制第三有機發光二極體33之發光強度。
如第12圖所示，其係為並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣二，其中第三垂直式電晶體32之第一射極323 係貼合設置於基材31上，而第三有機發光二極體33之陰極332亦貼合設置於基材31上。因此當藉由第三導體34電性連接第三垂直式電晶體32之第一射極323及第三有機發光二極體33之陽極331時，由第一射極323流出之電流向上流向第一集極321後，可藉由第三導體34將電流導至第三有機發光二極體33之陽極331，進而導通並控制第三有機發光二極體33之發光強度。
如第13圖所示，其係為並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣三，其中第三導體34係設置於第三垂直式電晶體32之第一集極321及基材31間，並且第三導體34亦設置於第三有機發光二極體33之陽極331及基材31間。由第三垂直式電晶體32之第一射極323流出之電流會向下流向第一集極321後，再藉由第三導體34流向第三有機發光二極體33之陽極331，進而導通並控制第三有機發光二極體33之發光強度。
如第14圖所示，其係為並列驅動有機發光電晶體結構30之剖視實施態樣四，其中第三導體34係設置於第三垂直式電晶體32之第一集極321及基材31間，並且電性連接於第三有機發光二極體33之陽極331，而第三有機發光二極體33之陰極332則貼合設置於基材31上。當由第一射極323流出之電流向下流向第一集極321時，可利用第三導體34將電流導至第三有機發光二極體33之陽極331。因此，可藉由第三垂直式電晶體32控制第三有機發光二極體33之發光亮度。
如第15圖所示，其係為並列驅動有機發光電晶體結構30 之剖視實施態樣五，其中上述並列驅動有機發光電晶體結構30之實施態樣一至四又可分別進一步具有一第四垂直式電晶體60，第四垂直式電晶體60可以為一熱載子電晶體，其具有一第二集極61、一第二基極62及一第二射極63，或者第四垂直式電晶體60也可以為一空間電荷限制電晶體，其具有第二集極61、一第二柵極(圖未示)及第二射極63。
第四垂直式電晶體60之第二集極61係藉由一第四導體35電性連接於第三垂直式電晶體32，第三垂直式電晶體32亦可以為一空間電荷限制電晶體或一熱載子電晶體。因此，第四導體35係可電性連接於空間電荷限制電晶體之第一柵極322或熱載子電晶體之第一基極。可藉由第四垂直式電晶體60調變第三垂直式電晶體32之電流大小，以間接控制第三有機發光二極體33之發光強度。
<垂直驅動有機發光電晶體應用實施例>
第16A圖係為第3圖中垂直驅動有機發光電晶體結構10在不同第二電極電壓VG 調變下，第三電極電壓VC 及第三電極電流IC 關係圖，其中第二電極113具有0.1微米孔洞大小。第16B圖係為第16A圖中當第三電極電壓VC 為-12伏時，第二電極電壓VG 與發光亮度之關係圖。第17A圖係為第3圖中垂直驅動有機發光電晶體結構10在不同第二電極電壓VG 調變下，第三電極電壓VC 及第三電極電流IC 關係圖，其中第二電極113具有0.2微米孔洞大小。第17B圖係為第17A圖中當第三電極電壓VC 為-12伏時，第二電極電壓VG 與發光亮度之關係圖。 為了方便瞭解垂直驅動有機發光電晶體10實施例之功效，以下以第3圖之垂直驅動有機發光電晶體結構10之剖視實施態樣三詳細說明。
可選用氧化銦錫/PEDOT作為第一電極111、選用聚3-己基噻吩作為第一有機層112、選用德國Covion公司(已被美商默克收購)的產品Superyellow作為第二有機層121、選用鋇/銀作為第三電極122、以及選用鋁/氧化鉬/PEDOT作為第四電極123。而且第三電極122鋇的厚度大約為10奈米、銀的厚度大約為15奈米，已足夠薄並可使得光線透過第三電極122，而第四電極123鋁的厚度則大約為60奈米，且為不透明之電極。此外，第一電極111係設置於選用了玻璃基板之基板13上。
如第16A圖所示，可選用柵極孔洞大小為0.1微米之第二電極113，當第一電極電壓為0伏時，可分別調變第二電極電壓VG 及第三電極電壓VC 大小，進而量測出第三電極電流IC 大小。可由第16A圖得知，將第二電壓電壓VG 由-0.9伏調變至0.9伏，且當第三電極電壓VC 為-12伏時，在相同的第二電壓電壓VG 下，第三電極電流IC 皆具有較大的絕對值。
因此，可將第一電極電壓設定為0伏並且將第三電極電壓VC 設定為-12伏後，再進一步在不同的第二電極電壓VG 大小的條件下量測垂直驅動有機發光電晶體結構10之發光亮度。如第16B圖所示，可得知當第二電極電壓VG 大小由-0.9伏調變至0.9伏時，垂直驅動有機發光電晶體結構10之發光亮度也相對地由7.5燭光/每平方公尺(cd/m2 )上升至501燭光/每平 方公尺。
然而，一般應用於顯示器之有機發光二極體也僅需大約150燭光/平方公尺至200燭光/平方公尺左右之發光亮度，所以使用者可任意調變第二電極電壓VG 及第三電極電壓VC 的大小，進而獲得所需之發光亮度，並且可輕易地將垂直驅動有機發光電晶體結構10應用於顯示器或任何其他的電子裝置中。
此外，也可選用不同柵極孔洞大小之第二電極113，例如可選用具有0.2微米柵極孔洞大小之第二電極113。如第17A圖所示，其係為具有0.2微米柵極孔洞大小之第二電極113在不同第二電極電壓VG 調變下，第三電極電壓VC 及第三電極電流IC 關係圖。
由第17A圖中可得知，由於選用了具有較大孔洞大小之第二電極113，因此在相同第二電極電壓VG 、第三電極電壓VC 及第三電極電流IC 的條件下，第17A圖中第三電極電流IC 的絕對值係大於第16A圖中第三電極電流IC 的絕對值。而且，如第17B圖所示，由於選用了具有較大孔洞大小之第二電極113，因此第17B圖中垂直驅動有機發光電晶體結構10的發光亮度也相對的大於第16B圖中垂直驅動有機發光電晶體結構10的發光亮度。因此，可藉由選用了具有不同孔洞大小的第二電極113，用以改變垂直驅動有機發光電晶體結構10的發光亮度大小。
惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等 效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
10、20‧‧‧垂直驅動有機發光電晶體結構
11‧‧‧第一垂直式電晶體
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第一有機層
113‧‧‧第二電極
12‧‧‧第一有機發光二極體
121‧‧‧第二有機層
122‧‧‧第三電極
123‧‧‧第四電極
13‧‧‧透明基材
14‧‧‧第一導體
21‧‧‧第二垂直式電晶體
211‧‧‧第五電極
212‧‧‧第三有機層
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧第六電極
215‧‧‧第五有機層
216‧‧‧第八電極
22‧‧‧第二有機發光二極體
221‧‧‧第四有機層
222‧‧‧第七電極
23‧‧‧第二導體
30‧‧‧並列驅動有機發光電晶體結構
31‧‧‧基材
32‧‧‧第三垂直式電晶體
321‧‧‧第一集極
322‧‧‧第一柵極
323‧‧‧第一射極
33‧‧‧第三有機發光二極體
331‧‧‧陽極
332‧‧‧陰極
34‧‧‧第三導體
35‧‧‧第四導體
40‧‧‧熱載子電晶體
41‧‧‧射極
42‧‧‧基極
43‧‧‧集極
50‧‧‧空間電荷限制電晶體
51‧‧‧射極
52‧‧‧柵極
53‧‧‧集極
60‧‧‧第四垂直式電晶體
61‧‧‧第二集極
62‧‧‧第二基極
63‧‧‧第二射極
VG ‧‧‧第二電極電壓
VC ‧‧‧第三電極電壓
IC ‧‧‧第三電極電流
第1圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣一。
第2圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣二。
第3圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣三。
第4圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣四。
第5圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣五。
第6圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣六。
第7圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣七。
第8圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣八。
第9圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣九。
第10圖係為本發明之一種垂直驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣十。
第11圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構之剖 視實施態樣一。
第12圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣二。
第13圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣三。
第14圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣四。
第15圖係為本發明之一種並列驅動有機發光電晶體結構之剖視實施態樣五。
第16A圖係為第3圖中垂直驅動有機發光電晶體結構在不同第二電極電壓調變下，第三電極之電壓及電流關係圖，其中第二電極具有0.1微米孔洞大小。
第16B圖係為第16A圖中當第三電極電壓為-12伏時，第二電極電壓與發光亮度之關係圖。
第17A圖係為第3圖中垂直驅動有機發光電晶體結構在不同第二電極電壓調變下，第三電極之電壓及電流關係圖，其中第二電極具有0.2微米孔洞大小。
第17B圖係為第17A圖中當第三電極電壓為-12伏時，第二電極電壓與發光亮度之關係圖。
10‧‧‧垂直驅動有機發光電晶體結構
11‧‧‧第一垂直式電晶體
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第一有機層
113‧‧‧第二電極
12‧‧‧第一有機發光二極體
121‧‧‧第二有機層
122‧‧‧第三電極
13‧‧‧透明基材

Claims (31)

  1. 一種垂直驅動有機發光電晶體結構，其包括：一第一垂直式電晶體，其具有一第一電極；一第一有機層，其係堆疊於該第一電極；以及一第二電極，其係結合於該第一有機層；一第一有機發光二極體，其具有一第二有機層，其包括一發光層並垂直堆疊於該第一垂直式電晶體；以及一第三電極，其係堆疊於該第二有機層；以及一熱載子電晶體，其具有一射極、一基極及一集極，其中該集極係藉由一第一導體電性連接於該第二電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一電極係為一陽極、該第二電極係為一柵極、以及該第三電極係為一陰極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一電極係為一陰極、該第二電極係為一柵極、以及該第三電極係為一陽極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其進一步具有一第四電極，其係設置於該第一有機層及該第二有機層之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一電極係為一陽極、該第二電極係為一柵極、該第三電極係為一陰極以及該第四電極係為一陽極。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一電極係為一陰極、該第二電極係為一柵極、 該第三電極係為一陽極、以及該第四電極係為一陰極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一垂直式電晶體側設置有一透明基材。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一垂直式電晶體側設置有一玻璃基材或一塑膠基材。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一有機發光二極體側設置有一透明基材。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第一有機發光二極體側設置有一玻璃基材或一塑膠基材。
  11. 一種垂直驅動有機發光電晶體結構，其包括：一第二垂直式電晶體，其具有一第五電極；一第三有機層，其係堆疊於該第五電極；一絕緣層，其係堆疊於該第三有機層；以及一第六電極，其係堆疊於該絕緣層；一第二有機發光二極體，其具有一第四有機層，其包括一發光層並垂直堆疊於該第二垂直式電晶體；以及一第七電極，其係堆疊於該第四有機層；以及一空間電荷限制電晶體，其具有一射極、一柵極及一集極，其中該集極係藉由一第二導體電性連接於該第六電極。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第五電極係為一陽極、該第六電極係為一基極、以及該第七電極係為一陰極。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結 構，其中該第五電極係為一陰極、該第六電極係為一基極、以及該第七電極係為一陽極。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第二垂直式電晶體進一步具有一第五有機層，其係設置於該第六電極及該第四有機層之間。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第二垂直式電晶體進一步具有一第五有機層以及一第八電極，其中該第五有機層係設置於該第六電極及該第八電極之間，且該第八電極係設置於該第五有機層及該第四有機層之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第五電極係為一陽極、該第六電極係為一基極、該第七電極係為一陰極、以及該第八電極係為一陽極。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第五電極係為一陰極、該第六電極係為一基極、該第七電極係為一陽極、以及該第八電極係為一陰極。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第二垂直式電晶體側設置有一透明基材。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第二垂直式電晶體側設置有一玻璃基材或一塑膠基材。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結構，其中該第二有機發光二極體側設置有一透明基材。
  21. 如申請專利範圍第11項所述之垂直驅動有機發光電晶體結 構，其中該第二有機發光二極體側設置有一玻璃基材或一塑膠基材。
  22. 一種並列驅動有機發光電晶體結構，其包括：一基材；一第三垂直式電晶體，其係設置於該基材之一第一位置，又該第三垂直式電晶體具有一第一集極、一第一柵/基極及一第一射極；一第三有機發光二極體，其係設置於該基材之一第二位置，該第三有機發光二極體係具有一陽極及一陰極，且該陽極係藉由一第三導體電性連接於該第一集極；以及一第四垂直式電晶體，該第四垂直式電晶體具有一第二集極、一第二柵/基極及一第二射極，其中該第二集極係藉由一第四導體電性連接於該第一柵/基極。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該基材係為一透明基材。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該基材係為一玻璃基材或一塑膠基材。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第三垂直式電晶體係為一空間電荷限制電晶體或一熱載子電晶體。
  26. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第一射極係貼合設置於該基材，而該第三導體係設置於該陽極及該基材間。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結 構，其中該第一射極及該陰極係貼合設置於該基材。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第三導體係設置於該第一集極及該基材間，且該第三導體亦設置於該陽極及該基材間。
  29. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第三導體係設置於該第一集極及該基材間，而該陰極則貼合設置於該基材。
  30. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第三垂直式電晶體係為一空間電荷限制電晶體，而該第四垂直式電晶體係為一熱載子電晶體。
  31. 如申請專利範圍第22項所述之並列驅動有機發光電晶體結構，其中該第三垂直式電晶體係為一熱載子電晶體，而該第四垂直式電晶體係為一空間電荷限制電晶體。
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