TWI667242B - 有機電場發光電晶體（一） - Google Patents

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Abstract

本發明教示內容係關於具有改良之光發射特徵的有機電場發光電晶體。更特定言之，本發明有機電場發光電晶體具有包括至少一個n型半導體材料層、至少一個p型半導體材料層及佈置在該p型半導體材料層與該n型半導體材料層之間的至少一個發射材料層的發射雙極通道，其中該n型半導體材料包含由式(N-1)表示之電子傳輸化合物：
其中X、Ar、Ar'、R1、R2、m及m'如本文所定義。

Description

有機電場發光電晶體(一)
本發明係有關於有機電場發光電晶體。
發明背景
有機電場發光場效電晶體亦稱為OLET(有機發光電晶體)，為組合薄膜電晶體與電場發光裝置的切換機構的相對最新型裝置。雖然電荷傳輸垂直於OLED(有機發光二極體)中的有機層發生，但大部分電流水平流動穿過OLET中的半導體層。因此，OLET中的光沿著發射層以條帶形式發射，而非如習知OLED中均勻地穿過電極區。OLET的平面傳輸幾何結構有助於抑制有害的光子損失及OLED架構中固有的激子淬滅機制。因此，相同有機電場發光材料已經顯示在OLET中達到比在等效OLED中高得多的外部量子效率(EQE)及發光度。
歐洲專利第EP 1609195號描述具有可藉由一層或數個共平面層有機半導體實現的雙極通道的OLET。關於此類OLET的功能特徵及其優於OLED的優勢的其他詳情可見於Capelli等人，「Organic light-emitting transistors with an efficiency that outperforms the equivalent light-emitting diodes,」Nature Materials，第9卷，第496-503頁(2010)。
迄今為止，OLET的各種研究及表徵已顯示可在偏壓條件下獲得增強的發光度，其中充電電流轉換成光發射的效率往往會極低(1×10-1%級)。相反地，裝置效率通常可藉由調節偏壓條件而達到最大，但對發光度具有不利影響。此類限制顯著降低現有技術OLET在同時需要高亮度及高效率的應用中的有用性。電場發光強度的進一步提高(自奈瓦(nW)級至微瓦(μW)級而不改變裝置幾何結構)亦為所需的。
發明概要
因此，本發明教示內容的目標為提供一種有機電場發光電晶體，其可克服上文提及的先前技術中的缺點，詳言之，使OLET及含有其的裝置的光發射效率及亮度同時達到最大。
一般而言，本發明教示內容係關於一種有機電場發光電晶體，其具有至少一個介電層、至少一個控制電極、至少一個電洞電極、至少一個電子電極及具有發射雙極通道的總成，其中該介電層佈置在該控制電極與該總成之間，且其中該發射雙極通道包括至少一個n型半導體材料層、至少一個p型半導體材料層及佈置在該p型半導體材料層與該n型半導體材料層之間的至少一個發射材料層。詳言之，n型半導體材料包含由式(N-1)表示之電子傳輸化合物： 其中：X係選自由O、S及Se組成之群；Ar及Ar'在每次出現時獨立地為相同或不同的單環芳基或雜芳基；R1及R2獨立地為相同或不同的選自由-CN、Ra、-C(O)Rb及-C(O)ORb組成之群的拉電子基團；其中Ra為經至少一個氟或氰基取代之C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基；且Rb係選自由H、C1-20烷基、C2-20烯基及C2-20炔基組成之群，其中C1-20烷基、C2-20烯基及C2-20炔基各自視情況經一或多個氟及/或氰基取代；及m及m'獨立地為1或2。
在較佳實施例中，Ar及Ar'為苯基，且R1及R2為C1-20氟烷基。
在一些實施例中，p型半導體材料可包含電洞傳輸化合物，諸如寡聚噻吩、并苯或稠合雜芳烴。寡聚噻吩之實例包括二噻吩及四噻吩。并苯之實例包括并五苯及蒽。稠合雜芳烴(詳言之包含至少一個噻吩環之稠合雜芳烴)之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]苯并噻吩及二萘并[2,3-b：2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩。上述p型半導體材料之實例可視情況經烴基α-及/或ω-取代。
在一些實施例中，發射層可為由主體基質化合物 及客體發射體組成的摻合物材料。較佳主體基質化合物包括咔唑衍生物，諸如4,4',4"-參(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯苯(NP4-CBP)及4,4'-雙(N-咔唑基)-1,1'-聯苯(CBP)。較佳客體發射體包括基於銥的發射體，諸如參(1-苯基異喹啉)銥(III)(Ir(piq)3)、參(2-苯基吡啶)銥(III)(Ir(ppy))及雙(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)銥(III)(FIrpic)。更佳地，發射層可為選自由以下組成之群的摻合物材料：4,4',4"-參(咔唑-9-基)三苯胺：參(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,'-聯苯：參(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,'-聯苯：參(2-苯基吡啶)銥(III)(NP4-CBP：Ir(ppy))及4,4'-雙(3,6-二新戊基-9H-咔唑-9-基)-1,'-聯苯：雙(4,6-二氟苯基-吡啶)(吡啶甲酸)銥(III)(NP4-CBP：FIrpic)。
在各種實施例中，有機電場發光電晶體可包括選自由電洞注入子層、電子注入子層及鈍化層組成之群的一或多個額外層。舉例而言，電洞注入子層可插入於電洞電極與p型半導體材料層之間，及/或電子注入子層可插入於電子電極與n型半導體材料層之間。在某些實施例中，電洞電極可與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。
本發明教示內容的上述以及其他特徵及優勢將由以下圖式、說明書、實例及申請專利範圍而更清楚地理解。所提交之申請專利範圍為本說明書的整體部分並且以 引用的方式併入本文中。
1‧‧‧基板
2‧‧‧控制電極
3‧‧‧介電層
4‧‧‧第一型半導體材料層
5‧‧‧發射材料層
6‧‧‧第二型半導體材料層
7‧‧‧電子電極
7'‧‧‧電洞電極
圖1為根據本發明教示內容之一個實施例的有機電場發光場效電晶體(OLET)的截面視圖，其包括基板(1)、控制電極(2)、介電層(3)、包含發射雙極通道的總成，該發射雙極通道包括第一型半導體材料層(4)、發射材料層(5)、第二型半導體材料層(6)及電子電極與電洞電極(7及7')。
圖2描繪如由具有圖1中所示之架構且併入由式I表示之電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第一例示性OLET所獲得，在不同閘極-源極電壓VGS值下汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓VDS之變化。
圖3描繪如由第一例示性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖4描繪如由第一例示性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖5描繪如由具有圖1中所示之架構且併入由式I表示之電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第二例示性 OLET所獲得，在不同閘極-源極電壓VGS值下汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓VDS之變化。
圖6描繪如由第二例示性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖7描繪如由第二例示性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)及電場發光輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖8描繪如由具有圖1中所示之架構且併入由式I表示之電子傳輸化合物作為n型半導體材料的第三例示性OLET所獲得，在不同閘極-源極電壓VGS值下汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓VDS之變化。
圖9描繪如由第三例示性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖10描繪如由第三例示性OLET所獲得，當汲極 接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖11描繪如由具有圖1中所示之架構且併入不在式I範圍內之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，在不同閘極-源極電壓VGS值下汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓VDS之變化。
圖12描繪如由第一比較性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖13描繪如由第一比較性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖14描繪如由具有圖1中所示之架構且併入不在式I範圍內之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，在不同閘極-源極電壓VGS值下汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓VDS之 變化。
圖15描繪如由第二比較性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流IDS(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
圖16描繪如由第二比較性OLET所獲得，當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率EQE(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS之變化。
較佳實施例之詳細說明
圖1展示根據本發明教示內容之一個實施例的有機電場發光電晶體(OLET)的結構。在此具體實施例中，OLET包括充當支撐層的基板1，在基板1上面存在充當控制(或閘極)電極且可為透明電極的電極2，及介電材料層3，在介電材料層3上面存在發光總成。發光總成一般包括第一型電荷載流子傳輸層4、發射材料層5及第二型電荷載流子傳輸層6。第一型電荷載流子傳輸層4例如可為由p型半導體材料製成的電洞傳輸層且第二型電荷載流子傳輸層6可為由n型半導體材料製成的電子傳輸層，但亦可使用倒置式總成(其中層4為由n型半導體材料製成的電子傳輸層且層6為由p型半導體材料製成的電洞傳輸層)。電洞電極及電子電極7 及7'經實現以便將電荷載流子注入發光總成中。在所示實施例中，電洞電極及電子電極直接與第二型電荷載流子傳輸層6接觸。根據某些實施例(未展示)，在層6為p型半導體材料層的實施例中，注入子層(亦即電洞注入子層)可插入於電洞電極與層6之間。在層6為n型半導體材料層的實施例中，注入子層(亦即電子注入子層)可插入於電子電極與層6之間。
如熟習此項技術者所理解，電洞電極及電子電極可分別取決於閘極電壓之極性而充當源極電極及汲極電極(或反之亦然)。簡言之，由於源極電極通常接地(0V)，故若閘極電壓為-100V且汲極電壓為-80V，則源極電極為電洞電極(負偏壓)且汲極電極為電子電極(正偏壓)。另一方面，若閘極電壓為+100V，則源極電極為電子電極且汲極電極為電洞電極。OLET通常藉由將第一適當偏壓電壓施加至閘極電極且注入來自電子電極的電子及來自電洞電極的電洞，同時維持後兩個電極之間的第二偏壓電壓來操作。在一些實施例中，第一及第二偏壓電壓可為連續電壓。在其他實施例中，第一及第二偏壓電壓可為脈衝電壓。
代替圖1中描繪的底部閘極架構，OLET可具有頂部閘極架構。另外，電洞電極及電子電極及/或控制電極可具有如國際公開案第WO 2014/035841號中所述的替代佈置。特定言之，電洞電極及電子電極可與發光總成的不同層接觸。舉例而言，電洞電極可與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WO 2013/018002號、第WO 2013/017999號、第WO 2014/035842號及第WO 2013/018000號中所述，額外控制電極及/或額外介電材料層、發射材料層及/或電荷載流子傳輸材料層可併入至OLET中。視情況，可存在鈍化層覆蓋發射雙極通道的頂表面。
本發明者已發現，若n型半導體材料層包括由式(N-1)表示之電子傳輸化合物，則上述有機電場發光電晶體可具有增強的光發射： 其中：X係選自由O、S及Se組成之群；Ar及Ar'在每次出現時獨立地為相同或不同的單環芳基或雜芳基；R1及R2獨立地為相同或不同的選自由-CN、Ra、-C(O)Rb及-C(O)ORb組成之群的拉電子基團；其中Ra為經至少一個氟或氰基取代之C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基；且Rb係選自由H、C1-20烷基、C2-20烯基及C2-20炔基組成之群，其中C1-20烷基、C2-20烯基及C2-20炔基各自視情況經一或多個氟及/或氰基取代；及m及m'獨立地為1或2。
舉例而言，R1及R2可為選自由以下組成之群的Ra：(i)具有通式CxFyH2x+1-y或CxCNyH2x+1-y的經一或多個F或CN基團取代的C1-20烷基，限制條件為x為在1與20之間變化 的整數，y為在1與41之間變化的整數且y2x+1；(ii)具有通式CxFyH2x-1-y或CxCNyH2x-1-y的經一或多個F或CN基團取代的C2-20烯基，限制條件為x為在2與20之間變化的整數，y為在1與39之間變化的整數且y2x-1；(iii)具有通式CxFyH2x-3-y或CxCNyH2x-3-y的經一或多個F或CN基團取代的C2-20炔基，限制條件為x為在2與20之間變化的整數，y為在1與37之間變化的整數且y2x-3。在某些實施例中，R1及R2可為具有通式CxFyH2x+1-y的經一或多個F基團取代的C1-20烷基，限制條件為x為在1與20之間變化的整數，y為在1與41之間變化的整數且y2x+1。在特定實施例中，R1及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與20之間變化的整數。在替代實施例中，R1及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與20之間變化的整數。
在其他實施例中，R1及R2可為-C(O)Rb或-C(O)ORb，其中Rb係選自由以下組成之群：(i)H；(ii)具有通式CxFyH2x+1-y或CxCNyH2x+1-y的視情況經一或多個F或CN基團取代的C1-18烷基，限制條件為x為在1與20之間變化的整數，y為在0與41之間變化的整數且y2x+1；(ii)具有通式CxFyH2x-1-y或CxCNyH2x-1-y的視情況經一或多個F或CN基團取代的C2-18烯基，限制條件為x為在2與20之間變化的整數，y為在0與39之間變化的整數且y2x-1；及(iii)具有通式CxFyH2x-3-y或CxCNyH2x-3-y的經一或多個F或CN基團取代的C2-18炔基，限制條件為x為在2與20之間變化的整數，y為 在0與37之間變化的整數且y2x-3。
在較佳實施例中，電子傳輸化合物可由式(N-2)表示： 其中Ar、Ar'、R1、R2、m及m'如本文所定義。
在更佳實施例中，電子傳輸化合物可由式(N-3)表示： 其中n為介於1至12(包括端點)、較佳4至12(包括端點)範圍內的整數，且其中Ar、Ar'、m及m'如本文所定義。
在上述實施例中的任一者中，Ar及Ar'在每次出現時可獨立地選自由以下組成之群：苯基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、噻二唑基、呋喃基、噁唑基、異噁唑基、噁二唑基、吡咯基、三唑基、四唑基、吡唑基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基及吡嗪基。
在特定實施例中，電子傳輸化合物可由式(N-4)表示： 其中n為介於1至12(包括端點)且較佳4至12(包括端點)範圍內的整數。
在一個特定實施例中，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)：
在另一個特定實施例中，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)：
本發明者亦已發現，若p型半導體材料層包括選自由寡聚噻吩、并苯及稠合雜芳烴組成之群的電洞傳輸化合物，則上述有機電場發光電晶體可具有進一步增強的發射特性。在一些實施例中，p型半導體材料可包括選自由以下組成之群的電洞傳輸化合物：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]苯并噻吩及二萘并[2,3-b：2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩，其各自可視情況經烴基α-及/或ω-取代。在某些實施例中，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)表示之電洞傳輸化合物： 其中R3及R4獨立地為H或相同或不同的C1-20烷基。在特定實施例中，p型半導體材料可包括選自由以下組成之群的電洞傳輸化合物：
若發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)表示之電洞基質化合物及由式(G-1)(FIrpic)、(G-2)(Ir(ppy))或(G-3) (Ir(piq)3)表示之客體發射體的摻合物，則亦可獲得進一步增強的發射特性。在各種實施例中，發射材料層可包括其總重量的5%至22%的客體發射體。
舉例而言，在發射材料發射藍光的實施例中，發射材料可包括式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物：
或式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物：
或式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物： (H-3) (G-1)。
在發射材料發射綠光的實施例中，發射材料可包括式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物：
或式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物：
或式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物：
在發射材料發射紅光的實施例中，發射材料可包 括式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物：
或式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物：
或式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物：
然而，發射材料可選自此項技術中已知的各種單組分主體發射材料及包括主體基質化合物及客體螢光或磷光發射體的摻合物材料。適合的有機電場發光材料包括已 用於OLED應用的有機電場發光材料。舉例而言，替代性發射材料可為主體參(8-羥基喹啉根基)鋁(Alq3)及客體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、客體發射體及單組分主體發射材料的各種實例描述於Chaskar等人，「Bipolar Host Materials：A Chemical Approach for Highly Efficient Electrophosphorescent Devices,」Adv.Mater.,23(34)：3876-3895(2011)；Tao等人，「Organic host materials for phosphorescent organic light-emitting diodes,」Chem.Soc.Rev.,40(5)：2943-2970(2011)；Sasabe等人，「Multifunctional Materials in High-Performance OLEDs：Challenges for Solid-State Lighting,」Chem.Mater.,23(3)：621-630(2011)；Tsuboi,「Recent advances in white organic light emitting diodes with a single emissive dopant,」J.Non-Cryst.Solids,356(37-40)：1919-1927(201)；Singh等人，「Bio-organic optoelectronic devices using DNA,」Adv.Polym.Sci.,223(Organic Electronics)：189-212(2010)；Kappaun等人，「Phosphorescent organic light-emitting devices：working principle and iridium based emitter materials,」Int.J.Mol.Sci.,9(8)：1527-1547(2008)；Tokito等人，「Phosphorescent organic light-emitting devices：triplet energy management,」Electrochemistry,76(1)：24-31(2008)；Chen,「Evolution of Red Organic Light-Emitting Diodes：Materials and Devices,」Chem.Mater.,16(23)：4389-4400(2004)；Liu等人，「Polyfluorenes with on-chain metal centers,」Adv.Poly.Sci.,212(Polyfluorenes)：125-144(2008)；Danev等人，「Vacuum deposited polyimide-a perfect matrix for nanocomposite materials,」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；及美國專利第7,772,762號中。
舉例而言，一些例示性主體發射材料包括基於咔唑衍生物、茀衍生物或9-萘基蒽衍生物的磷光主體發射化合物及基於有機金屬螯合物(諸如參(8-喹啉醇)鋁錯合物)的螢光主體發射化合物。一些例示性主體材料包括聚合物，諸如聚(對伸苯基伸乙烯基)、聚(烷苯基苯基伸乙烯基)、聚(烷苯基苯基伸乙烯基-共-烷氧基伸苯基伸乙烯基)、聚茀、聚(正乙烯基咔唑)及其共聚物。各種咔唑化合物、三苯胺化合物(包括與噁二唑或苯并咪唑的混合物)亦已用作主體材料。
一些例示性客體發射體(發光染料或摻雜劑)包括螢光染料，諸如各種苝衍生物、蒽衍生物、紅螢烯衍生物、咔唑衍生物、茀衍生物及喹吖啶酮衍生物；及磷光發射體，諸如各種過渡金屬錯合物，包括Ir、Os或Pt。本發明者已發現，當發射層係選自由TCTA：Ir(piq)3、NP4-CBP：Ir(piq)3、NP4-CBP：Ir(ppy)及NP4-CBP：FIrpic組成 之群時，藉由本發明OLET的光發射進一步增強。
介電層可為選自由無機氧化物或氮化物、分子介電質、聚合性介電質及其組合組成之群的電絕緣材料。在介電層為金屬氧化物或氮化物的實施例中，此類介電材料可選自由SiO2、Si3N4、Al2O3、ZrOx、摻雜Al之ZrOx及HfOx組成之群。在介電層為分子介電質的實施例中，此類介電質可為自組裝奈米介電質。在介電層為聚合性介電質的實施例中，此類介電材料可選自由聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚酯及氟聚合物組成之群。亦可使用混合有機/無機材料。在較佳實施例中，介電層包含有機介電質，尤其聚合性介電質。
根據本發明教示內容的OLET可使用此項技術中已知的方法製造。舉例而言，有機層(例如某些實施例的發射材料層、p型及n型半導體材料層及有機介電層)可藉由氣相方法，諸如化學氣相沈積或物理氣相沈積；以及溶液相方法，諸如印刷(例如柔版印刷、平版印刷、凹版印刷、噴墨、移印等)、滴鑄、狹縫塗佈、浸塗、刀片刮抹、滾塗或旋塗形成。
電洞/電子電極及閘極電極可使用習知加工技術形成。舉例而言，電接點中的任一者可經由遮罩沈積，或可沈積，接著蝕刻或剝離(光微影)。適合的沈積技術包括由相同或不同金屬或金屬合金，諸如銅、鋁、金、銀、鉬、鉑、鈀、銅、鈦、鉻及/或鎳；透明導電氧化物，諸如摻雜錫之氧化銦(ITO)；或導電聚合物，諸如聚伸乙基二氧噻吩 (PEDOT)電沈積、汽化、濺射、電鍍、塗佈、雷射切除及平版印刷。電荷載流子注入可藉由使用用於注入電極(電洞電極或電子電極)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電洞傳輸子層及電子傳輸子層的阻擋。舉例而言，電子電極可包含選自由以下組成之群的一或多種元素：Au、Ca、Mg、Al、In及鈣鈦礦水錳礦(RE1-xAxMnO3，RE=稀土元素，諸如La、Nd、Pr等，A=鹼金屬)。電洞電極可包含選自由以下組成之群的至少一種材料：Au、氧化銦錫、Cr、Cu、Fe、Ag、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)與聚(苯乙烯磺酸酯)的組合(PEDOT：PSS)及鈣鈦礦水錳礦(Re1-xAxMnO3)。在某些實施例中，電洞電極及電子電極可由具有不同功函數的導體製成以促進電洞及電子注入。
若存在，電洞注入子層及電子注入子層可藉由自組裝硫醇鹽、膦酸鹽或脂族或芳族羧酸鹽；藉由熱蒸發各種電荷轉移錯合物及其他雜芳族或有機金屬錯合物；或藉由熱蒸發或濺射各種金屬氧化物、氟化物或碳酸鹽來製備。電洞注入子層及電子注入子層可由在電洞電極及電子電極的能階與分別注入電洞傳輸子層及電子傳輸子層所需的能階之間提供電子能階階梯的材料製成。參見例如Li等人，「Low operating-voltage and high power-efficiency OLED employing MoO3-doped CuPc as hole injection layer,」Displays,33(1)：17-20(2012)；Wen等人，「Self-assembled of conducting polymeric nanoparticles and its application for OLED hole injection layer,」Energy Procedia,12：609-614(2011)；Zhang等人，「Role of Fe3O4 as a p-dopant in improving the hole injection and transport of organic light-emitting devices,」IEEE Journal of Quantum Electronics,47(5)：591-596(2011)；Choo等人，「Luminance and charge transport mechanisms for phosphorescent organic light-emitting devices fabricated utilizing a tris(2-phenylpyridine)iridium-doped N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene emitting layer,」Thin Solid Films,519(15)：5253-5256(2011)；Tao等人，「Odd-even modulation of electrode work function with self-assembled layer：Interplay of energy barrier and tunneling distance on charge injection in organic light-emitting diodes,」Organic Electronics,12(4)：602-608(2011)；Sung等人，「AC Field-Induced Polymer Electroluminescence with Single Wall Carbon Nanotubes,」Nano Letters,11(3)：966-972(2011)；Qiao等人，「Controlling charge balance and exciton recombination by bipolar host in single-layer organic light-emitting diodes,」Journal of Applied Physics,108(3)：034508/1-034508/8(2011)；Khizar-ul-Haq等人，「Blue organic light-emitting diodes with low driving voltage and enhanced power efficiency based on MoO3 as hole injection layer and optimized charge balance,」Journal of Non-Crystalline Solids,356(20-22)：1012-1015(2010)；Qi等人，「Analysis of metal-oxide-based charge generation layers used in stacked organic light-emitting diodes,」Journal of Applied Physics,107(1)：014514/1-014514/8(201)；Huang等人，「Materials and interface engineering in organic light-emitting diodes,」Organic Electronics,243-261(2010)；Helander等人，「Comparison of Alq3/alkali-metal fluoride/Al cathodes for organic 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根據本發明教示內容的OLET可在各種基板上製造，包括具有耐低溫性的塑膠可撓性基板。此類可撓性基 板之實例包括聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯；聚烯烴，諸如聚丙烯、聚氯乙烯及聚苯乙烯；聚苯硫，諸如聚苯硫醚；聚醯胺；芳族聚醯胺；聚醚酮；聚醯亞胺；丙烯酸樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯及其摻合物及/或共聚物。在一些實施例中，基板可為剛性透明基板，諸如玻璃、石英及VYCOR®。亦可使用常用於薄膜電晶體的基板-閘極材料。實例包括經摻雜矽晶片、玻璃上摻雜錫之氧化銦(ITO)、聚醯亞胺或邁拉(mylar)膜上摻雜錫之氧化銦、單獨或塗佈於諸如聚對苯二甲酸乙二酯之聚合物上的鋁或其他金屬、經摻雜聚噻吩及其類似物。
不同層的厚度可經調適以使根據本發明教示內容的OLET的效能及/或按比例縮小最佳化。在此方面，p型半導體材料層的厚度在5nm與50nm之間、較佳在15nm與45nm之間；n型半導體材料層的厚度在30nm與60nm之間；及發射材料層的厚度在30nm與60nm之間可為較佳的。
複數個OLET可佈置於基質中以提供顯示裝置。顯示裝置可包括視情況選用之驅動及切換元件、補償電晶體元件、電容器及/或發光二極體。特定言之，此類視情況選用之驅動及切換元件及補償電晶體元件可為有機場效電晶體。
提供以下實例以進一步說明且有助於理解本發明教示內容，且不意欲以任何方式限制本發明。
實例中使用縮寫字表示某些化合物。下表1提供此類化合物的IUPAC名稱及縮寫字。
實例1
參照圖1，根據本發明教示內容之有機雙極發光電晶體(OLET)係在玻璃基板(第一層1)上製造，在玻璃基板上提供由ITO(氧化銦錫)製成的透明控制電極2。由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)構成的450nm厚之介電層3係藉由旋塗在ITO電極上製造且在90℃下真空固化。有機發射雙極通道藉由真空(10-7毫巴)昇華在介電層上形成且包括以下各層：- 沈積在介電層3上的由p型半導體材料構成之電洞傳輸層4，特定言之，在基板維持在室溫時，以0.1Å/s速率昇華的由C8-BTBT製成之15nm厚之膜；- 與電洞傳輸層4接觸的發射層5，特定言之，由主體-客體系統構成的60nm厚之重組合層(其中客體發射體濃度 為20%)。TCTA用作主體基質且其係在基板維持在室溫時以1Å/s速率昇華。Ir(piq)3用作客體發射體且其係在基板維持在室溫時以0.25Å/s速率昇華；及- 與發射層5接觸的電子傳輸層6，特定言之，在基板維持在室溫時以0.1Å/s速率昇華的45nm厚之N-F2-6膜。
真空(10-6毫巴)沈積由銀(Ag)製成的金屬源極電極及汲極電極7及7'且其各自具有70nm的厚度。
裝置通道長度(L)及通道寬度(W)分別為70μm及12mm。
發現上文所述的OLET具有以下特徵參數：p型臨限電壓=-40.1V；p型遷移率=5.2×10-1cm2/Vs；n型臨限電壓=38.4V；n型遷移率=3.6×10-3cm2/Vs。
經測試OLET的電流-電壓曲線展示於圖2及圖3中。圖2示出當源極接點接地時，在不同閘極-源極電壓(VGS)下汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓(VDS)之變化。圖3示出當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓(VGS)之變化。
圖4展示當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率(EQE， 左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS變化的曲線。
如圖4中所示，具有由式(N-1)表示之電子傳輸化合物(在此情況下，N-F2-6)組成的n型半導體材料層的經測試OLET出乎意料地同時實現高亮度(EL約45μW)及高效率(EQE約2.25%)。
實例2
除p型半導體材料的電洞傳輸層4為由C5-BTBT代替C8-BTBT製成的15nm厚的膜層之外，第二OLET以與實例1中所述的OLET相同的方式且使用相同材料(包括使用N-F2-6作為電子傳輸層6的材料)來製造。
所得OLET展示以下特徵參數：p型臨限電壓=-54.5V；p型遷移率=1.2×10-1cm2/Vs；n型臨限電壓=25.9V；n型遷移率=4.2×10-3cm2/Vs。
經測試OLET的電流-電壓曲線展示於圖5及圖6中。圖5示出當源極接點接地時，在不同閘極-源極電壓(VGS)下汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓(VDS)之變化。圖6示出當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓(VGS)之變化。
圖7展示當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS變化的曲線。
如圖7中所示，具有由式(N-1)表示之電子傳輸化合物(在此情況下，N-F2-6)組成的n型半導體材料層的經測試OLET出乎意料地同時實現高亮度(EL>50μW)及高效率(EQE>2.5%)。
實例3
除p型半導體材料的電洞傳輸層4為由DNTT代替C8-BTBT製成的15nm厚的膜層之外，第三OLET以與實例1中所述的OLET相同的方式且使用相同材料(包括使用N-F2-6作為電子傳輸層6的材料)來製造。
所得電晶體展示以下特徵參數：p型臨限電壓=-40V；p型遷移率=5×10-5cm2/Vs；n型臨限電壓=34V；n型遷移率=0.5cm2/Vs。
經測試OLET的電流-電壓曲線展示於圖8及圖9中。圖8示出當源極接點接地時，在不同閘極-源極電壓(VGS)下汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓(VDS)之變化。圖9示出當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流(IDS) (左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓(VGS)之變化。
圖10展示當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS變化的曲線。
如圖10中所示，具有由式(N-1)表示之電子傳輸化合物(在此情況下，N-F2-6)組成的n型半導體材料層的經測試OLET出乎意料地同時實現高亮度(EL約20μW)及高效率(EQE約2.5%)，但藉由使用由DNTT組成的p型半導體材料實現的電場發光並未與使用BTBT化合物一樣高。
相比於實例1-3中所獲得的資料，發現具有由不在式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射亮度及效率。這些比較裝置描述於實例4及5中。
實例4(比較)
在此實例中測試之比較裝置併入R.Capelli等人，「Organic light-emitting transistors with an efficiency that outperforms the equivalent light-emitting diodes,」Nature Materials，第9卷，第496-503頁(2010)所報導之有機發光電晶體中所用的p型半導體材料(DH4T)、n型半導體材料(DFH4T，雙(經氟烷基取代的)寡聚噻吩)及發射材料(Alq3：DCM)。
再次參照圖1，比較性OLET係在玻璃基板(第一 層1)上製造，在玻璃基板上提供由ITO(氧化銦錫)製成的透明控制電極2。由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)構成的450nm厚之介電層3係藉由旋塗在ITO電極上製造且在90℃下真空固化。有機發射雙極通道藉由真空(10-7毫巴)昇華在介電層上形成且包括以下各層：- 沈積在介電層3上的n型半導體材料電子傳輸層4，特定言之，在基板維持在室溫時以0.1Å/s速率昇華的由DFH4T製成中之15nm厚之膜層；- 與電洞傳輸層4接觸的發射層5，特定言之，由主體-客體系統構成的60nm厚之重組合層(其中客體發射體濃度為20%)。Alq3用作主體基質且其係在基板維持在室溫時以1Å/s速率昇華。DCM用作客體發射體且其係在基板維持在室溫時以0.25Å/s速率昇華；及- 與發射層5接觸的電洞傳輸層6，在此情況下，在基板維持在室溫時以0.1Å/s速率昇華的45nm厚之DH4T膜。
真空(10-6毫巴)沈積由銀(Ag)製成的金屬源極電極及汲極電極7及7'且其各自具有70nm的厚度。
裝置通道長度(L)及通道寬度(W)分別為70μm及12mm。
發現所得OLET具有以下特徵參數：p型臨限電壓=-60V；p型遷移率=5.3×10-1cm2/Vs；n型臨限電壓=23.7V；n型遷移率=3.6×10-3cm2/Vs。
經測試OLET的電流-電壓曲線展示於圖11及圖12中。圖11示出當源極接點接地時，在不同閘極-源極電壓(VGS)下汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓(VDS)之變化。圖12示出當汲極接點維持在90V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=90V)時，汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓(VGS)之變化。
圖13展示當汲極接點維持在90V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=90V)時，外部量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS變化的曲線。
如圖13中所示，在此實例中測試的併入此項技術中先前報導之材料的組合的比較性OLET展示與實例1-3的裝置相比顯著較低的亮度(EL<0.25μW)及效率(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及EL曲線的反向關係所指示，尤其在VGS=20V與VGS=60V之間)。
實例5(比較)
製造具有發射雙極通道之第二比較性OLET，該發射雙極通道包括由DH4T構成的p型半導體材料層、由Alq3：PtOEP構成的發射層及由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，不同之處在於N-F4-1具有三環(二噻吩并[3,2-b：2',3'-d]噻吩)核而非如由式(N-1)表示之化合物中具有雙環核。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。
特定言之，第二比較性OLET係在玻璃基板(第一層1)上製造，在玻璃基板上提供由ITO(氧化銦錫)製成的透明控制電極2。由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)構成的450nm厚之介電層3係藉由旋塗在ITO電極上製造且在90℃下真空固化。有機發射雙極通道藉由真空(10-7毫巴)昇華在介電層上形成且包括以下各層：- 沈積在介電層3上的由p型半導體材料構成之電洞傳輸層4，特定言之，在基板維持在室溫時以0.1Å/s速率昇華的由DH4T製成之15nm厚之膜；- 與電洞傳輸層4接觸的發射層5，特定言之，由主體-客體系統構成的60nm厚之重組合層(其中客體發射體濃度為20%)。Alq3用作主體基質且其係在基板維持在室溫時以1Å/s速率昇華。PtOEP用作客體發射體且其係在基板維持在室溫時以0.25Å/s速率昇華；及- 與發射層5接觸的電子傳輸層6，特定言之，在基板維持在室溫時以0.1Å/s速率昇華的45nm厚之N-F4-1膜。
真空(10-6毫巴)沈積由銀(Ag)製成的金屬源極電極及汲極電極7及7'且其各自具有70nm的厚度。
裝置通道長度(L)及通道寬度(W)分別為70μm及12mm。
發現所得OLET具有以下特徵參數：p型臨限電壓=-55.2V； p型遷移率=3.8×10-2cm2/Vs；n型臨限電壓=空；n型遷移率=空。
經測試OLET的電流-電壓曲線展示於圖14及圖15中。圖14示出當源極接點接地時，在不同閘極-源極電壓(VGS)下汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨汲極-源極電壓(VDS)之變化。圖15示出當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，汲極-源極電流(IDS)(左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率(EL)(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓(VGS)之變化。
圖16展示當汲極接點維持在-100V之恆定偏壓電壓且源極接點接地(VDS=-100V)時，外部量子效率(EQE，左側標度-黑色曲線)及電場發光光學輸出功率EL(右側標度-灰色曲線)隨閘極-源極電壓VGS變化的曲線。
如圖16中所示，在此實例中測試的併入此項技術中先前報導之材料的組合的比較性OLET展示與實例1-3的裝置相比低得多的亮度(EL約0.30μW)及效率(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及EL曲線的反向關係所指示)。特定言之，當EL在VGS=-100V的條件下最佳化至約0.30μW時，EQE僅約0.15%。相反地，當EQE在VGS=-20V的條件下最佳化至約0.9%時，EL僅約0.05μW。鑒於已報導二噻吩并[3,2-b：2',3'-d]噻吩化合物具有比其雙環對應物(其可基於噻吩并噻吩核，如在某些實施例中由式(N-1)表示的化 合物)高得多的遷移率，此等結果特別出人意料。
因此，實例1、2及3證明具有包括由式(N-1)之電子傳輸化合物組成的電子傳輸層的有機發射雙極通道的有機電場發光電晶體一般與實例4及5中所述的分別併入替代性n型半導體化合物作為電子傳輸層的比較裝置相比，展示較高源極-汲極電流及較高光學輸出功率(EL)。
此外，實例1、2及3的有機電場發光電晶體與實例4及5中所述的比較裝置相比，展示顯著較高的發射量子效率(EQE)值(參見圖4、7及10，左側標度)。實例1、2及3的電晶體的EQE值在閘極偏壓掃描期間環繞恆定值波動(在最大EQE值的10-20%內波動)，同時實現最大亮度及最大效率。在實例4(圖13，左側標度)中，在增加的閘極偏壓下觀察到EQE的實質上劣化(出現相對於其最大值約40%的減小)。實例5觀察到類似劣化。
與通常在諸如SiOx之無機介電質用作介電層時展示最佳裝置性能的習知OLET及OFET相比，實例1、2及3中所說明的展示此類高光學輸出功率及效率的裝置藉由聚合性介電質(PMMA)用作介電層的事實而更加出人意料。

Claims (23)

  1. 一種有機電場發光電晶體，其包含：至少一個介電層；至少一個控制電極；至少一個電洞電極；至少一個電子電極；及包含發射雙極通道的總成，其中：該介電層佈置在該控制電極與該總成之間；該發射雙極通道包含至少一個n型半導體材料層、至少一個p型半導體材料層及至少一個佈置在該p型半導體材料層與該n型半導體材料層之間的發射材料層；該n型半導體材料包含由式(N-1)表示之電子傳輸化合物： 其中：X係選自由O、S及Se所組成之群組；Ar及Ar'在每次出現時獨立地為相同或不同的單環芳基或雜芳基；R1及R2獨立地為相同或不同的拉電子基團，其等係選自由-CN、Ra、-C(O)Rb及-C(O)ORb所組成之群組；其中Ra為以至少一個氟或氰基取代之C1-20烷基、C2-20烯基或C2-20炔基；且Rb係選自由H、C1-20烷基、C2-20烯基及C2-20炔基所組成之群組，其中該C1-20烷基、該C2-20烯基及該C2-20炔基各自係可選擇地以一或多個氟及/或氰基取代；及 m及m'獨立地為1或2。
  2. 如請求項1之電晶體，其中該電子傳輸化合物由式(N-2)表示：
  3. 如請求項1之電晶體，其中該電子傳輸化合物由式(N-3)表示 其中n為自1至12範圍內的整數。
  4. 如請求項1之電晶體，其中Ar及Ar'在每次出現時係獨立地選自由以下所組成之群組：苯基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、噻二唑基、呋喃基、噁唑基、異噁唑基、噁二唑基、吡咯基、三唑基、四唑基、吡唑基、咪唑基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基及吡嗪基。
  5. 如請求項4之電晶體，其中該電子傳輸化合物由式(N-4)表示： 其中n為自1至12範圍內的整數。
  6. 如請求項5之電晶體，其中該電子傳輸化合物為2,5-雙(4-(全氟辛基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩： 2,5-雙(4-(三氟甲基)苯基)噻吩并[3,2-b]噻吩：
  7. 如請求項1之電晶體，其中該p型半導體材料包含選自由寡聚噻吩、并苯及稠合雜芳烴所組成之群組的電洞傳輸化合物。
  8. 如請求項1之電晶體，其中該p型半導體材料包含選自由以下所組成之群組的電洞傳輸化合物：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]苯并噻吩及二萘并[2,3-b：2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩，其各自可選擇地以烴基作α-取代及/或ω-取代。
  9. 如請求項1之電晶體，其中該p型半導體材料包含由式(P-1)、(P-2)、(P-3)、(P-4)、(P-5)或(P-6)表示之電洞傳輸化合物： 其中R3及R4獨立地為H、或相同或不同的C1-20烷基。
  10. 如請求項9之電晶體，其中該p型半導體材料包含選自由以下所組成之群組的電洞傳輸化合物：
  11. 如請求項10之電晶體，其中該發射材料係發射藍光。
  12. 如請求項11之電晶體，其中該發射材料包含式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物： 式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物： 式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-1)之藍光發射體的摻合物：
  13. 如請求項10之電晶體，其中該發射材料係發射綠光。
  14. 如請求項13之電晶體，其中該發射材料包含式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物： 式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物： 式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-2)之綠光發射體的摻合物：
  15. 如請求項10之電晶體，其中該發射材料係發射紅光。
  16. 如請求項15之電晶體，其中該發射材料包含式(H-1)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物： 式(H-2)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物： 式(H-3)之芳胺基質化合物及式(G-3)之紅光發射體的摻合物：
  17. 如請求項1之電晶體，其中該電子電極、該電洞電極及該控制電極各自獨立地包含金屬或透明導電氧化物，其中視情況，該金屬或透明導電氧化物係選自由以下所組成之群組：金、銀、鉬、銅、鈦、鉻、摻雜錫之氧化銦 及其等之組合。
  18. 如請求項1之電晶體，其中該電子電極及該電洞電極由不同金屬構成。
  19. 如請求項1之電晶體，其中該介電層包含選自由以下所組成之群組的電絕緣材料：無機氧化物或氮化物、分子介電質、聚合性介電質及其等之組合，其中視情況，該無機氧化物或氮化物係選自由以下所組成之群組：SiO2、Si3N4、Al2O3、ZrOx、摻雜Al之ZrOx、及HfOx。
  20. 如請求項19之電晶體，其中該介電層包含一分子介電質，該分子介電質為自組裝奈米介電質。
  21. 如請求項19之電晶體，其中該介電層包含一聚合性介電質，該聚合性介電質係選自由以下所組成之群組：聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚酯及氟聚合物。
  22. 如請求項1之電晶體，其進一步包含一沈積在該至少一個n型半導體材料層與該電子電極之間的電子注入子層，及/或一沈積在該至少一個p型半導體材料層與該電洞電極之間的電洞注入子層，及/或一覆蓋該發射雙極通道之頂表面的鈍化層。
  23. 一種用於產生圖像的光電裝置，該光電裝置包含多個相同或不同的如請求項1之有機電場發光電晶體，其等係彼此互連且沈積在基板上。
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