有機發(fā)光場效應(yīng)晶體管（OLET）作為一類光電子集成器件，在同一器件中集成了有機場效應(yīng)晶體管（OFET）和有機發(fā)光二極管（OLED）兩種器件功能，具有集成度高、集成工藝更簡單等優(yōu)勢，在新型柔性顯示和有機電泵浦激光等領(lǐng)域研究具有重要的科學(xué)和技術(shù)意義。

近年來，中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體實驗室董煥麗課題組在OLET核心高遷移率發(fā)光有機半導(dǎo)體材料的制備（ Nat. Commun ., 2015, 6, 100032； J. Am. Chem. Soc ., 2017, 139, 17261； J. Am. Chem. Soc ., 2020, 142, 6332； Angew. Chem. Int. Ed ., 2021. 60, 14902）和OLET器件構(gòu)筑（ Adv. Mater ., 2019, 31, 1903175； Angew. Chem. Int. Ed ., 2021, 60, 20274； Adv. Mater ., 2021, 2007149； Adv. Mater .,2021, 2100704）方面取得了進展。

面向形態(tài)化、低成本和易于定制化等多元化顯示應(yīng)用的需求，科研人員針對傳統(tǒng)垂直O(jiān)LET器件工藝復(fù)雜、且穩(wěn)定性差和平面OLET器件線狀發(fā)光形態(tài)導(dǎo)致的開口率低等問題，提出了新型平面型面光源出射OLET器件結(jié)構(gòu)（CTB-OLET，圖1）。

圖1 一種新型平面型面光源OLET顯示器件基元

在該器件結(jié)構(gòu)中，在發(fā)光單元和傳輸層之間引入一層電荷調(diào)控緩沖層（charge transport buffer layer，CTB layer），有效調(diào)控了漏極發(fā)光層下的電流分布，對于面光源出射起到重要作用。

仿真模擬表明，在平面型OFET器件中引入CTB電荷傳輸層，改變了傳統(tǒng)平面OFET器件中的橫向電場分布，進而提升了漏電極下的電荷分布均勻性，這一現(xiàn)象通過設(shè)計劈裂電極器件結(jié)構(gòu)得到了很好的證實。

基于這種器件結(jié)構(gòu)，研究引入合適的發(fā)光層，制備出RGB三基色的平面型面光源OLET顯示器件基元，其表現(xiàn)出良好的柵極調(diào)控能力（開關(guān)比>10 6 ）及不受柵壓影響的面光源發(fā)光形態(tài)。

進一步源于該器件結(jié)構(gòu)的靈活設(shè)計性，研究制備了基于U形漏電極的大開口率OLET顯示器件（在考慮到實際像素中配套線路和開關(guān)晶體管等必要元器件所占面積情況下，其開口率仍可>80%）。

同時，作為一種獨特的電壓驅(qū)動顯示器件，其易實現(xiàn)飽和工作區(qū)，因而表現(xiàn)出獨立于源漏電壓的良好穩(wěn)定性。這種大開口率、平面集成的OLET顯示器件具有低溫加工、輕柔性以及與OLED工藝兼容等方面的獨特優(yōu)勢，在下一代低成本、高分辨率柔性顯示及可視化可穿戴電子器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在 Advanced Materials 上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的支持。（來源：中國科學(xué)院化學(xué)研究所）

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