Method Article
ويرد على بروتوكول لإنتاج بسيط منظم العضوية الخفيفة – ينبعث الثنائيات (OLEDs).
طريقة لإنتاج بسيطة وفعالة المنشط حرارياً fluorescence تأخر العضوية الخفيفة – ينبعث الثنائيات (OLEDs) استناداً إلى مضيف ضيف أو exciplex المانحة يقبلون بواعث يرد. القراء مع إجراء خطوة بخطوة، سوف تكون قادرة على تكرار وإنتاج أجهزة الد استناداً إلى بواعث العضوية البسيطة. ويرد إجراء الزخرفة تسمح بإنشاء شخصية الإنديوم أكسيد القصدير (إيتو) الشكل. ويعقب هذا التبخر من جميع الطبقات والتغليف وتوصيف لكل جهاز فردي. هو الهدف النهائي هذا إجراء الذي سيتيح الفرصة لتكرار المعلومات المقدمة استشهد في المنشور ولكن أيضا باستخدام مركبات مختلفة والهياكل من أجل إعداد OLEDs تتسم بالكفاءة.
الإلكترونيات العضوية يجمع كافة الحقول من الكيمياء إلى الفيزياء، والذهاب من خلال مواد العلوم والهندسة بغية تحسين التكنولوجيات الحالية نحو أكثر كفاءة وأكثر استقرارا من هياكل وأجهزة. من ذلك، هي الثنائيات الباعثة – الضوء العضوية (OLEDs) تكنولوجيا التي أظهرت تحسينات كبيرة على مدى السنوات القليلة الماضية، سواء من حيث الكفاءة والاستقرار1،2. وتقول تقارير أن الصناعة لقد اخترت لعرض قد يزيد من 16 بیلیون الدولار في عام 2016 إلى حوالي 40 بیلیون دولار بحلول عام 2020، وأكثر من 50 بیلیون 20263. هو أيضا يجد سبيله إلى الإضاءة العامة ومحمولة على رأس ميكروديسبلايس لواقع زيادة4. التطبيقات مثل أجهزة الاستشعار العضوية للتطبيقات الطبية الحيوية أكثر من أحد تطبيقات مستقبلية الوقت الحاضر، نظراً للمتطلبات الإنارة عالية والاستقرار5. وهذا الاتجاه يؤكد الحاجة إلى هياكل الأجهزة المحسنة التي تتضمن جزيئات أكثر كفاءة في نفقات أقل من الموارد الطبيعية. فهم أفضل للعمليات الملازمة للمواد المستخدمة ل OLEDs أيضا ذات أهمية كبيرة عند تصميم هذه.
لقد اخترت من كدسة عضوية متعددة طبقات بين قطبين، واحد على الأقل من هذه الأخيرة تتسم بالشفافية. كل طبقة، مصممة تبعاً لذلك على المدار الجزيئي المحتلة أعلى (هومو) وأدنى المدار الجزيئي غير مأهولة (LUMO) وقدرتها على الحركة الجوهرية، بوظيفة محددة (الحقن وانسداد، والنقل) في الجهاز العام. ويستند الآلية المعاكس تهمة الناقلين (إلكترونات وثقوب) المسافرين عبر الجهاز حيث يجتمعون في طبقة معينة، وإعادة تجميع من إبطال مفعول هذه اكسسيتونس اكسسيتونس النموذج ويأتي انبعاث فوتون6. وسيكون هذا الفوتون سمة من سمات الطبقة فيه التعطيل مكان7،،من89. لذا، انتظارا لاستراتيجيات التصميم الجزيئي، بواعث مختلفة الأحمر والأخضر والأزرق يمكن توليفها وتطبيقها إلى المكدس. وضعها معا، يمكن أيضا أن الأجهزة البيضاء المنتجة10،11. الطبقة التي ينبعث منها قدر من رصة الد يستند عادة على النظام المضيف الضيف (ز-ح) حيث ينتشر الضيف إلى المضيف لتجنب تبريد الخفيفة9 وردود الفعل12جنبا.
هناك عدة طرق لدفع جزيئات ينبعث الضوء، مع المنشط حرارياً الأسفار المتأخرة (تادف) نفذت في الآونة الأخيرة13،،من1415. تادف يسمح لزيادة الكفاءة الخارجية للأجهزة من 5 في المائة باعث fluorescence نموذجية تصل إلى 30 في المائة عن طريق الثلاثي الحصاد عن طريق الثلاثي صغيرة القميص تقسيم الطاقة في عملية تسمى عكس معبر إينتيرسيستيم (rISC). هناك عدة طرق لتشكيل OLEDs تادف-على أساس الكفاءة: واحدة من الأكثر شيوعاً في الأدب هو نظام ح ز حيث شكلتها الدولة انبعاثاتها جزيء واحد16،،من1718. يستخدم نظام ثاني باعث exciplex شكلت بين جهة مانحة إلكترون (د) وجزيئات إلكترون يقبلون (A)، التي تسمى ببساطة المانحين-يقبلون النظام (د-أ)15،19،20، 21؛ سجلت مجموعة صغيرة من المواد تادف والأجهزة، الكم الخارجية عالية الغلة غلة14، التوصل إلى قيم، على سبيل المثال، 19% آق22، يشير بوضوح إلى حدوث هذا الثلاثي فعالة جداً الحصاد وأن 100 من الممكن الكفاءة الداخلية الكم %. في هذه OLEDs المستندة إلى تادف، يجب توخي الحذر عند اختيار مادة المضيف السليم كما يمكن تغيير الأقطاب البيئة الدولة رسوم نقل (CT) بعيداً عن المحلية متحمس (LE) الدولة، ولذلك، خفض إليه تادف. الإجراءات الواجب اتخاذها في الحسبان يشبه الفلورسنت بواعث أخرى23. مثل هذه الأجهزة لديها هياكل المكدس بسيطة نسبيا، عادة ما بين 3 إلى 5 طبقات العضوية، ودون الحاجة إلى ف-i-ن هيكل24، أسفر عن الفولتية منخفضة للغاية دورة على وسام 2.7 الخامس وسمك الحد أقصى من حوالي 130 نانومتر للجميع الطبقات العضوية لضمان توازن جيد مقابل.
وبصرف النظر عن خصائص مواد، يمكن إنتاج المكدسات متعددة الطبقات أما أن يستند في فراغ التبخر الحراري (إعطاؤهم) أو زيادة ونقصان-طلاء، السابق أكثر تواترا للجزيئات الصغيرة. وهي تتطلب دقة السيطرة على درجة الحرارة، والضغط، والبيئة، ومعدل وسمك كل طبقة. لانبعاث طبقات ز ح، معدلات التبخر المشارك يجب أن تخضع للنسب المطلوبة الحصول عليها. أيضا أهمية قصوى هو تنظيف الركازات المستخدمة ل OLEDs مما يمكن أن يسفر عن الأجهزة غير العاملة أو انبعاثات غير متساو في جميع أنحاء بكسل التي ينبعث منها قدر25.
ولذلك، هذا المقال يهدف في جميع مراحل إعداد وإنتاج وتوصيف الأجهزة العضوية وتعتزم مساعدة الأخصائيين الجديدة المتعلقة بالبروتوكول الحذر مطلوب لكفاءة عالية وسيفيد من الانبعاثات. أنه ينطوي على استخدام دبتز-دبتو2 (2,8-Bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) كانبعاث ضيف في16،نظام تادف ز-ح26. يمكن تطبيق أساليب مماثلة أيضا لتشكيل نظم د-أ اكسسيبليكس على أساس استخدام دتيدبتو باكز2 (2,8-Bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) في TAPC (4، 4 '--سيكلوهيكسيليدينيبيس [N، N-bis(4- بينزيناميني ميثيلفينيل)])15، حيث الفرق الرئيسي في الإجراء هو نسبة التركز، طبقة لكنها إلى حد كبير يغير طبيعة الانبعاث (جزيء واحد CT الانبعاثات مقابل exciplex CT الانبعاثات). ز-ح النظام المذكور هنا باعث جزيء واحد التصوير المقطعي وينطوي على التبخر من طبقات 5 مع 3 العضوية، والمواد غير العضوية 2. ويتألف الجهاز من الإنديوم أكسيد القصدير (إيتو) اﻷنود، 40 نانومتر من N،ن′-di(1-naphthyl)ن،ن′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (بروميد البروبيل – ن) كثقب طبقة النقل (هتل)، ومن مجموع 20 نيوتن متر 4، 4 '--مكررا (ن -كاربازوليل)-1، 1-ثنائي الفينيل (الجمارك) بنسبة 10% من دبتز-دبتو2 كالطبقة التي ينبعث منها قدر على أساس نظام ز-ح. 60 نيوتن متر من 2,2′,2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1ح-بنزيميدازول) (تببي) ثم يستخدم كطبقة النقل الإلكترون (ETL) و 1 نانومتر Floride الليثيوم (LiF) كطبقة حقن الإلكترون (إيل). 100 نانومتر ألومنيوم (Al) تفرغ الجهاز ك كاثود. يمكن الاطلاع على رسم تخطيطي للإجراء بأكمله في الشكل 1. السمك من المواد العضوية اختيرت لتكون مشابهة لغيرها من الأجهزة المستخدمة في الأدب. تنقل كل طبقة يجب أن تدرس بعناية بما يكفل التوازن الناقل جيدة داخل الطبقة. تشغيل ليف يستند إلى تأثير حفر الإنفاق، أي شركات السفر عبر الإنفاق ليف معبأة، ضمان حقنه أفضل للطبقات النقل. وهذا يعني طبقات رقيقة (بين 0.8 و 1.5 نانومتر) مطلوب27. يجب أن تكون طبقة ال سميكة بما يكفي لمنع أي أكسدة (70 نانومتر شرط الحد أدنى).
تحذير: الإجراء التالي ينطوي على استخدام المذيبات المختلفة، حتى السليم يجب الحرص عند استخدامها. الرجاء استخدام الدخان ومعدات الوقاية الشخصية (قفازات، معطف مختبر). للتأكد من جودة الأجهزة التي تبخرت، من المستحسن أن جميع الإجراءات التي تتم في بيئة نظيفة (مثل غرفة نظيفة و/أو الدرج الأمامي). أوراق بيانات السلامة يجب أن تستشار قبل استخدام كل المعدات/المواد.
1-إيتو الزخرفة
2-الركيزة التنظيف
3-إعداد قاعة التبخر
4-تبخر الطبقات العضوية
ملاحظة: لجميع المواد العضوية، لا يزيد معدل التبخر Å 2/s هذه النتائج في خشونة زيادة ونقصان التوحيد من الطبقات. إلى نقطة معينة، قد ينتج انبعاثات غير موحدة وحتى السراويل.
5-لقد اخترت التغليف
ملاحظة: هذا القسم ليس إلزامياً لتحليل OLEDs على الرغم من أنه ينصح بشدة. لضمان جودتها، من المهم أيضا أن يتم هذا القسم في بيئة تسيطر عليها.
6-لقد اخترت توصيف
البيانات المعروضة في الشكل 3 هو مثال جيد للمعلومات المختلفة التي يمكن للمرء الحصول على بتحليل هذا النوع من OLEDs. من الشكل 3 ألف، دورة على الجهد يمكن تحديده (الجهد الذي يبدأ الكشف عن الكشف عن الضوء على الجهاز). وفي هذه الحالة، هو 4 ويعتبر الجهاز ف تدهور بسبب ارتفاع الفولتية عند الإنارة يقلل إلى حد كبير (حوالي 13 الخامس). التدهور عند الناقلين حقن الجهاز تتفاعل مع الطبقات العضوية أسفر عن كسر السندات والجزيئات. أيضا، يمكن أن يكون الإجهاد الكهربائية المرتبطة بتدهور الجهاز. استضاءة الحد الأقصى لهذا الجهاز حوالي 17000 مؤتمر نزع السلاح/م2. من الشكل 3bالحد الأقصى E.Q.E. (حوالي 7 في المائة) ولفه إيقاف، تتحدد قدرا من الاستقرار الأجهزة الكهربائية،. لفة إيقاف الجهاز أيضا يعرف بأنه الانخفاض في الكفاءة مع الحالية تتدفق من خلالها. مقارنة لفة إيقاف الأجهزة المختلفة، عادة ما تعطي قيم آق في الإنارة القياسية من 100 و 1000 cd/م2 6. في هذه الحالة، 6.1 و 5.5 في المائة على التوالي مما يمثل انخفاضا بنسبة 9% و 20% من قيمة الحد الأقصى. وهذا يمثل فقراء لفة قبالة. يجب أن تكون القيم الجيدة بين صفر و 5 في المائة حتى المستويات العالية للإنارة. وترد القيم الأخرى للكفاءة في الشكل 3 جيم، كوسيلة أخرى للمقارنة مع الأنواع المماثلة من أجهزة. وأخيراً، يرد في ش تبلغ ذروتها في 573 نانومتر، انبعاثات نموذجية الأخضر والأصفر (الإطار الداخلي الشكل 3d). ش في الفولتية المختلفة يمكن أن تساعد في إعطاء ثاقبة الاستقرار البصري أي، التي يجري فيها الانبعاث. في هذه الحالة، كهذا لا يغير على ما يبدو مع الجهد المطبق، أحد يمكن أن نفترض أن الجهاز بصريا مستقرة. التحقق من CIE ينسق (الإطار الداخلي الشكل 3b مع الجهد طريقة أخرى لقياس الاستقرار البصري.
رقم 1: رسم تخطيطي يتضمن جميع الخطوات التي تمثل في هذا البروتوكول- كل الطبقات العضوية وليف هي تبخرت استخدام ألف قناع بعد التلميع (تبخر ألمنيوم)، يمكن أن تنتج مجموعتين من الأجهزة باستخدام قناع ب: واحدة مع 2 × 4 سم2 وآخر مع 4 x 4 سم2. سيتم تطبيق الجهد بين إيتو (اﻷنود: +) والألمنيوم (الكاثود:-) وسوف يقاس حالية. ويرد أيضا قطاعا عريضاً من هيكل الجهاز. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2:) الرسم التخطيطي لدرجة حرارة منخفضة (أسود) العضوية وغير العضوية مصادر الحرارة العالية (أزرق) لتوضع في فراغ الغرفة. وقد كل المواد التي ستوضع موضع المصدر المحدد مع عدد تدفئة محددة للبرامج كما أنها كانت سابقا الأمثل لكل المواد المعنية. ب) قكم أجهزة الاستشعار مرتبة في جميع أنحاء الدائرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3:) جبل، وب) آق ي، ج) ƞP-V-ƞL، د) ش-λ في الفولتية المختلفة للجهاز في هذه الدراسة. يظهر CIE إحداثيات التغيير مع الجهد على اقحم ب) بينما تظهر صورة للجهاز في اقحم (د)). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
منحنى | x | مقياس | y1 | مقياس | y2 | مقياس |
ياء-V-L | V | خطي | ي | سجل | L | سجل |
Ƞف-V-ƞL | Ƞف | سجل | ȠL | سجل | ||
ي آق | ي | سجل | آق | سجل | ||
ش-Λ | Λ | خطي | ش | خطي |
الجدول 1: تعتبر المنحنيات وما يتصل مقياس لتوحيد توصيف OLEDs.
هذا البروتوكول يهدف إلى تقديم أداة فعالة للزخرفة والإنتاج، والتغليف وتوصيف OLEDs استناداً إلى صغيرة الوزن الجزيئي تلويثاً تادف أو exciplex انبعاث طبقات. التبخر الحراري فراغ العضوية يسمح لإنتاج الأغشية الرقيقة (من بضعة لمئات من شمال البحر الأبيض المتوسط) من المواد العضوية وغير العضوية على حد سواء، ومسارات إنتاج لشركات الشحن لإعادة تجميع من الذي سوف ينبعث الضوء. على الرغم من أن تنوعاً، إنتاج جهاز محدودة إلى حد ما في مبخر أي العدد المصادر العضوية وغير العضوية المتاحة أو إمكانية التبخر واحد أو أكثر في نفس الوقت (أول أكسيد الكربون، وثلاثي افابوراتيونس شائعة جداً، لا سيما في تادف الأجهزة). قد تسمح نظم أكثر تقدما لتبخر مصادر أكثر من 3 في نفس الوقت، التي قد تكون مفيدة في تطبيقات مثل الأبيض-OLEDs28 للإضاءة العامة ويعرض. ومع ذلك، يجب أن تتحقق مفاضلة بين تعقيد الجهاز وأدائه. كما يسمح التعدد الوظيفي لهذا الإجراء التبخر القيام بدراسات مختلفة أن يذهب إلى أبعد من هذا العمل. هذه تشمل آثار سمك طبقة، يستعمل التركيز، وظائف طبقة أو حتى دراسة موبيليتيس الطبيعي من طبقات جديدة. التحكم الجيد في معدلات طبقات واحد وشارك تبخر مهم أيضا حيث أنه يسمح لتشكيل الأفلام موحدة مع حصص الدقيق التي تسيطر عليها.
من المستحسن أن جميع الخطوات من هذا البروتوكول تتم في بيئة تسيطر عليها، والأهم من ذلك للتغليف، داخل الدرج الأمامي لتجنب أي تدهور المحيطة ذات الصلة. أخيرا، مجال تكامل أشد الترحيب حيث أنه يوفر لإجراء تحليل أكثر تفصيلاً الكهربائية والبصرية. بهذا الاعتبار، عرضت جميع الخطوات من مقدمة نظرية لإنتاج وتوصيف OLEDs المستندة إلى تادف في هذا البروتوكول تسليط الضوء على كل هذه المراحل المختلفة مما يتيح إنتاج الأجهزة مستقرة، عندما المغلفة، ويمكن أن تستمر فترات زمنية كبيرة.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
يود المؤلفون أن تقر "مشروع اكسسيلايت" التي تلقت تمويلاً من "أفق 2020"-مسكاً-أي تي-2015/674990.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine | NPB | Sigma Aldrich | 556696 |
4,4′-Bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl | CBP | Sigma Aldrich | 699195 |
2,2′,2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) | TPBi | Sigma Aldrich | 806781 |
Lithium Floride 99.995% | LiF | Sigma Aldrich | 669431 |
Aluminum 99.999% | Al | Alfa Aesar | 14445 |
Acetone 99.9% | Acetone | Sigma Aldrich | 439126 |
Isopropyl alcohol 99.9 % | IPA | Sigma Aldrich | 675431 |
Photoresist | DOW Electronic Materials | Microposit S1813 | |
Developer | DOW Electronic Materials | Microposit 351 | |
Hydrochloric acid 37% | HCl | Sigma Aldrich | 435570 |
Nitric acid 70% | HNO3 | Sigma Aldrich | 258113 |
Encapsulation resin | Delo | Kationbond GE680 | |
Encapsulation square glass 15x15mm | Agar | AGL46s15-4 | |
ITO | Naranjo Substrates | Custom made |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved