Name: production and characterization of vacuum deposited organic light emitting diodes
Uploaded: 2018-11-16T12:30:00
Duration: 7 min 44 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes at JoVE.com

Gli autori desidera ringraziare il "progetto Excilight" che ha ricevuto finanziamenti da H2020-MSCA-ITN-2015/674990.

Attenzione: La seguente procedura prevede l'utilizzo di solventi vari, quindi corretto deve fare attenzione quando li utilizzano. Si prega di utilizzare dei fumi e dispositivi di protezione individuale (guanti, camice da laboratorio). Per garantire la qualità dei dispositivi evaporato, è consigliabile che tutti la procedura viene eseguita in un ambiente pulito (ad esempio una camera pulita e/o un vano portaoggetti). Le schede di sicurezza devono essere consultate prima dell'utilizzo di ogni attrezzatura/materiale.
1. ITO Patterning
<ol><li>Coprire uniformemente l'Indium Tin Oxide (24 x 24 mm2, substrati di vetro rivestite con ITO con una resistenza di foglio di 20 Ω/cm2 e spessore di ITO di 100 nm) substrato con un p-tipo photoresist utilizzando una pipetta. Spin-cappotto a tasso di 500 giri/min per 5 s seguita da 4000 rpm per 45 s.</li>
	<li>Temprare i substrati su una piastra per almeno 5 min a 95 ° C. Ciò assicurerà che tutto il solvente rimanente evapora producendo un film uniforme.</li>
	<li>Posizionare la maschera con strisce di 4 mm (o il modello desiderato) sul substrato di ITO rivestite con resist. Esporre a una lampada di nm UV 365 W 8 per 50 s.</li>
	<li>Posizionare il substrato di ITO nella soluzione di sviluppatore (1 parte sviluppatore: 2 parti di acqua deionizzata (DI)) per 60 s.</li>
	<li>Risciacquare accuratamente il substrato per circa 10 s con una spruzzetta contenente acqua deionizzata, che tiene il substrato con le pinzette. Asciugare l'acqua residua con un fucile ad aria compressa.</li>
	<li>Riscaldare il substrato di ITO sulla piastra calda a 95 ° C per, almeno, a 15 min.</li>
	<li>Rimuovere il photoresist dai bordi del substrato e tra le strisce con un batuffolo di cotone imbevute di acetone.</li>
	<li>Rimuovere l'ITO usando una miscela di acido cloridrico e acido nitrico (20:1 v/v), lasciarlo per 5 min a temperatura ambiente.</li>
	<li>Risciacquare con acqua deionizzata per 10 s e rimuovere il resto del photoresist con acetone.</li>
</ol>2. substrato di pulizia
<ol><li>Prendere due substrati ITO, sciacquare per circa 10 s con acetone e pulire con un non-poroso foglio di carta o a secco con una pistola di azoto.</li>
	<li>Con una pinzetta, immergere completamente i substrati in un contenitore con acetone. Metterla in un bagno ad ultrasuoni (320 W, 37 kHz) per 15 min.</li>
	<li>Ora immergere i substrati in un contenitore con alcool isopropilico (IPA, 2-propanolo). Mettere il contenitore in bagno ad ultrasuoni per un altro 15 min.</li>
	<li>Rimuovere il contenitore dal bagno ad ultrasuoni e quindi i substrati dal bagno di IPA e asciugare con una pistola di azoto. Ispezionare visivamente i substrati per vedere se non ci sono nessun residui solidi o macchie. Se c'è, ripetere dal punto 2.1.</li>
	<li>Aprire il flusso nel serbatoio di ossigeno per un tasso di circa 50 unità. Utilizzare un pulitore del plasma di ossigeno (100 W, 40 kHz) per pulire i substrati di ITO per 6 min a un flusso di ossigeno di 2,5 L/h essendo sicuro l'ITO sia rivolto in alto.</li>
	<li>Rimuovere i substrati da camera plasma e allegarli al titolare del substrato. Verranno utilizzate due maschere: (A) per l'evaporazione di tutti gli strati organici e (B) per l'evaporazione di alluminio (Figura 1). Per semplicità, in questo protocollo, maschera A è collegato al titolare del substrato</li>
</ol>3. preparazione della camera di evaporazione
<ol><li>Il titolare del substrato, la maschera A e la maschera B, inserire la camera di evaporazione. A seconda del tipo del sistema di evaporazione, posizionare un supporto di substrato con maschera A sullo scaffale deposizione e maschera B sulla mensola 1.</li>
	<li>Aggiungere la polvere organica di tutti i diversi materiali utilizzati per questa periferica in crogioli di ossido di alluminio differenti assicurandosi che la superficie è coperta da esso. In questo caso, aggiungere NPB, DPTZ-DBTO2, CBP e TPBi ai crogioli di ossido di alluminio 4 diversi da 10 mL. Aggiungere LiF in un crogiolo di 5ml e alluminio (Al) pezzi in un crogiolo di alta temperatura mezzo pieno 5ml nitruro di boro.</li>
	<li>Prendere in considerazione la posizione di organico crogiolo con relativo sensore microbilancia a cristallo di quarzo (QCM) che darà il vero valore di spessore. Per evaporazioni sistema D-A e G-H, un processo di co-evaporazione deve essere fatto. Di conseguenza, per controllare il processo di co-evaporazione, sia DPTZ-DBTO2 e CBP (TADF OLED) o DtBuCz-DBTO2 e TAPC (Exciplex OLED) devono essere controllati da differenti QCMs. In questo caso, le posizioni dei rispettivi composti sono presentate nella Figura 2.</li>
	<li>Chiudere la camera e avviare il procedimento sottovuoto (noto anche come pompaggio verso il basso). Attendere che la pressione P < 1·10-5 mbar per avviare l'evaporazione.</li>
</ol>4. evaporazione degli strati organici
Nota: Per tutti i prodotti organici, non superare il tasso di evaporazione di 2 Å/s come questo si traduce in una maggiore rugosità e uniformità in diminuzione degli strati. A un certo punto, ciò potrebbe comportare emissioni non uniforme e persino pantaloncini.
<ol><li>Accendere il flusso dell'acqua per fornire sufficiente raffreddamento degli elementi.</li>
	<li>Attivare la rotazione del substrato, a 10 rotazioni al minuto (giri/min), per assicurare la deposizione di strati uniformi.</li>
	<li>Pre-riscaldare il crogiolo NPB di accensione il regolatore di temperatura del sistema e Apri il ' otturatore. Questo può essere fatto utilizzando il software VTE a disposizione dell'utente. Avviare l'evaporazione (otturatore aperto deposito) quando la velocità si stabilizza a circa 1 Å/s. volatilizzi uno strato spesso di 40 nm, chiudere l'otturatore, attendere che il crogiolo si raffredda per avviare il processo successivo.</li>
	<li>In modo simile al punto 4.3., preriscaldare il CBP e DPTZ-DBTO2 e aprire le persiane per co-evaporazione. A seconda della concentrazione finale del livello, utilizzare diversi tassi di composti.<ol>
<li>Per il 10% livello emissivo avviare l'evaporazione quando il tasso si stabilizzerà intorno 2.0 Å/s per CBP e 0,22 Å/s per DPTZ-DBTO2. Aprire l'otturatore che depositano quando la velocità è ottenuta.</li>
		<li>Evaporare 20 nm spessore strato contenente 18 nm di CBP e 2 nm di DPTZ-DBTO2, chiudere l'otturatore, attendere che il crogiolo si raffredda per avviare il processo successivo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Pre-riscaldare il TPBi e aprire l'otturatore. Avviare l'evaporazione (otturatore aperto deposito) quando la velocità si stabilizza a circa 1 strato di spessore volatilizzi Å/s. 60 nm, chiudere l'otturatore, attendere che il crogiolo si raffredda per avviare il processo successivo.</li>
	<li>Pre-riscaldare il LiF, avviare l'evaporazione (otturatore aperto evaporazione) quando la velocità si stabilizza a circa 0,2 Å/s. Non superare la velocità di evaporazione pari a 0,5 Å/s. evaporare 1 strato di spessore di nm, chiudere l'otturatore, attendere che il crogiolo si raffredda per avviare il processo successivo.</li>
	<li>Disattivare la rotazione del substrato.</li>
	<li>Sostituire la maschera al titolare di un substrato con maschera B. Se necessario, spurgare la camera di evaporazione. Se ventilato, la camera deve essere pompata giù prima la prosecuzione della procedura. In questo protocollo, maschera A viene posizionato sulla maschera B.</li>
	<li>Accendere la rotazione del substrato, cioè, 10 giri/min.</li>
	<li>Pre-riscaldare Al, avviare l'evaporazione (otturatore aperto deposito) quando la velocità si stabilizza a circa 1 Å/s. Non superare la velocità di evaporazione di strato di spessore 2 Å/s. evaporare 100 nm, chiudere l'otturatore, lasciar raffreddare il crogiolo.</li>
	<li>Sfiato e aprire la camera. Rimuovere il supporto di substrato con dispositivi depositati. Nota: Una volta evaporato, 4 pixel sono ottenuti con due dimensioni diverse come illustrato nella Figura 1: 2x4 e 4x4 cm2. In questo modo c'è la riproducibilità quando i dispositivi di upscaling. Il livello dei difetti può anche essere più visibile nei pixel più grande11.</li>
</ol>5. OLED incapsulamento
Nota: Questa sezione non è obbligatoria per l'analisi degli OLED anche se è altamente raccomandato. Per garantire la loro qualità, è anche importante che questa sezione è fatto in un ambiente controllato.
<ol><li>Rimuovere i substrati da titolare del substrato. Metterli in cima a una fase di incapsulamento con le pellicole evaporate rivolto in avanti.</li>
	<li>Preparare la resina strumenti tubo e disperdente. Avvitare una punta adeguata ad un lato del tubo e una pistola di pressione verso l'altro lato del tubo.</li>
	<li>Applicare pressione con la pistola per disperdere la resina. Disegnare quadrati che coinvolgono tutti i pixel evaporati (Figura 2).</li>
	<li>Posizionare un bicchiere di incapsulamento in cima di ogni quadrato della resina.</li>
	<li>Polimerizzazione UV i substrati con la resina e l'incapsulamento di vetro per come richiesto dal produttore della resina.</li>
</ol>6. OLED caratterizzazione
<ol><li>Se necessario, pulire le strisce di ITO non rientrano il vetro di incapsulamento con uno stuzzicadenti con acetone o IPA per rimuovere qualsiasi materiale biologico depositato prima di collegare l'unità di misura. Ciò garantirà che si ottiene un buon contatto ohmico tra elettrodi e sistema di misurazione.</li>
	<li>Calibrare la misurazione OLED secondo gli standard NIST utilizzando una lampada pre-calibrata.</li>
	<li>Posto il display OLED a sfera integratrice, assicurandosi che i contatti siano posizionati correttamente (Figura 1). Confermare che l'anodo (+) e un catodo (-) sono collegati ai ITO e Al Pad, rispettivamente. Vicino alla sfera di integrazione.</li>
	<li>Misurare la curva I-V del dispositivo e la luminanza ottenuto e spettri di emissione con tensioni diverse.<ol>
<li>Applicare una tensione tra i due terminali e misurare la corrente di uscita. Un luminanzometro misura l'output di luminosità.</li>
		<li>Utilizzando un software e le dimensioni di pixel corrette, calcolare la densità di corrente (J), efficienza esterna di Quantum (EQE), potenza, efficienza tassello, flusso luminoso, efficienza luminosa (al ƞP), efficienza attuale (al ƞL) luminanza (L) e Commissione Coordinate di L'Eclairage (CIE) di Internationale de. Ulteriori informazioni su questi valori possono essere trovati in riferimento15.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Trama al ƞ J-V-L, EQE-J,P- V-al ƞL, EL-λ con tensioni diverse e analizzare i dati. Questo può essere fatto utilizzando un software di elaborazione dati. Per una migliore comprensione, è possibile utilizzare la tabella seguente come riferimento sulla stampa.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tang, C. W., VanSlyke, S. 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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Il presente protocollo si propone di presentare uno strumento efficace per la campitura, la produzione, l'incapsulamento e la caratterizzazione degli OLED basato su piccoli peso molecolare che emettono TADF o che emettono exciplex strati. L'evaporazione termica vuoto biologico permette la produzione di film sottili (da pochi Å a centinaia di nm) di materiali organici e inorganici e produrre le vie per elementi portanti della carica di ricombinarsi da cui verrà emesso luce. Anche se versatile, la produzione del dispositivo è abbastanza limitata per l'evaporatore vale a dire, il numero di fonti organiche ed inorganiche disponibili o la possibilità di più evaporazione allo stesso tempo (co - e tri-evaporazioni sono molto comuni, soprattutto nei dispositivi TADF). Sistemi più avanzati possono consentire per l'evaporazione di più di 3 fonti allo stesso tempo, che può essere utile per applicazioni quali bianco-OLED28 per display e illuminazione generale. Tuttavia, un compromesso tra la complessità del dispositivo e le sue prestazioni dovrà essere soddisfatte. La multifunzionalità di questa procedura di evaporazione permette anche facendo diversi studi che vanno di là di questo lavoro. Questi includono gli effetti di spessore dello strato, la concentrazione di drogante, funzionalità layer o anche studiare la mobilità intrinseca dei nuovi layer. Il controllo fine sopra le tariffe degli strati singoli e co-evaporati anche è fondamentale poiché consente la formazione di pellicole uniforme con razioni precise controllate.
È consigliabile che tutti i passaggi del presente protocollo vengono eseguiti in un ambiente controllato e, cosa ancora più importante per l'incapsulamento, all'interno di un cassetto portaoggetti per evitare qualsiasi degradazione ambientale correlati. Infine, una sfera di integrazione è più il benvenuto in quanto fornisce per un'analisi più dettagliata di elettrica ed ottica. Con questa mente, tutti i passaggi da introduzione teorica alla produzione e caratterizzazione degli OLED basati su TADF sono stati presentati in questo protocollo evidenziando tutte queste diverse fasi che consente la produzione di dispositivi stabile che, quando incapsulato, può durare per grandi periodi di tempo.

Elettronica organica riunisce tutti i campi dalla chimica alla fisica, passando attraverso la scienza dei materiali e ingegneria al fine di migliorare le attuali tecnologie verso più stabile e più efficienti strutture e dispositivi. Da questo, organici diodi emettitori di luce (OLED) è una tecnologia che ha dimostrato grandi miglioramenti negli ultimi anni, sia in termini di efficienza e stabilità1,2. I rapporti dicono che l'industria OLED per display può aumentare dai 16 miliardi di dollari nel 2016 a circa 40 miliardi dollari entro il 2020 e oltre 50 miliardi di 20263. Esso è anche trovare la sua strada nell'illuminazione generale e microdisplay testa-montata per realtà aumentata4. Applicazioni come sensori biologici per applicazioni biomediche è più di un'applicazione futuristica al momento, data che le prescrizioni per alta luminanza e stabilità5. Questa tendenza conferma la necessità di strutture del dispositivo migliorato che include molecole più efficiente a meno spese delle risorse naturali. Una migliore comprensione dei processi inerenti i materiali utilizzati per gli OLED è anche di grande importanza durante la progettazione di questi.
Un OLED è una pila di organica multistrata intramezzata fra due elettrodi, almeno uno di questi ultimi trasparente. Ogni strato, progettato di conseguenza al loro più alto orbitale molecolare occupato (HOMO) e più basso non occupato orbitale molecolare (LUMO) e la loro mobilità intrinseca, ha una funzione specifica (iniezione, bloccaggio e trasporto) del dispositivo generale. Il meccanismo si basa sugli elementi portanti di carica opposta (elettroni e lacune) che viaggiano attraverso il dispositivo dove si incontrano in uno specifico livello, ricombina da eccitoni di forma e per la disattivazione di questi eccitoni arriva l'emissione di un fotone6. Questo fotone sarà una caratteristica dello strato dove la disattivazione sta prendendo posto7,8,9. Così, in attesa di strategie di progettazione molecolare, diversi emettitori di rossi, verdi e blu possono essere sintetizzati e applicati allo stack. Metterli insieme, bianchi dispositivi possono anche essere prodotte10,11. Il livello di emissione di uno stack di OLED è basato solitamente sul sistema guest-host (G-H) dove l'ospite viene disperso in host per evitare l'estinzione di luce9 e reazioni12a fianco.
Ci sono diversi modi per spingere le molecole di emettere luce, con fluorescenza ritardata termicamente attivato (TADF) più recentemente implementato13,14,15. TADF ammessi per l'aumento dell'efficienza esterna di dispositivi da 5% di un emettitore di fluorescenza tipico fino al 30% per mezzo di tripletto raccolta attraverso un singoletto-tripletto piccolo divisione di energia in un processo chiamato incrocio intersistema inversa (rISC). Ci sono diversi modi per formare gli OLED basati su TADF efficienti: uno dei più comuni nella letteratura sono il sistema G-H dove lo stato emissivo è formato da una singola molecola16,17,18. Un secondo sistema utilizza un emettitore di exciplex formato tra un donatore di elettroni (D) e un elettrone accettore (A) le molecole, che sono chiamati semplicemente il donatore-accettore sistema (D-A)15,19,20, 21; Una piccola gamma di dispositivi e materiali TADF sono stati segnalati, rendimento molto alto esterno quantum produce14, raggiungendo un valori di, ad esempio, 19% EQE22, indicando chiaramente la stessa tripletta molto efficiente di raccolta è in corso e che 100 efficienza interna quantum % è possibile. In questi OLED basati su TADF, si deve prestare attenzione quando la scelta del materiale di host appropriato come la polarità dell'ambiente può cambiare lo stato del trasferimento (CT) di carica dal locale (LE) stato, pertanto, riducendo il meccanismo TADF eccitato. La procedura da prendere in considerazione è simile a altri emettitori fluorescente23. Tali dispositivi sono strutture relativamente semplice stack, in genere da 3 a 5 strati organici e senza la necessità di un p-i-n struttura24, causando tensioni di accensione ultra-bassa dell'ordine di 2,7 V e uno spessore massimo di circa 130 nm per tutti strati organici per garantire un equilibrio di buon livello di carica.
Oltre alle proprietà dei materiali, la produzione di pile a più strati può essere essere base a evaporazione termica sottovuoto (VTE) o spin-coating, l'ex più frequente per le piccole molecole. Richiede un controllo preciso della temperatura, pressione, ambiente, tasso e spessore di ogni strato. Per la creazione di strati G-H, i tassi di co-evaporazione devono essere controllati per i rapporti desiderati da ottenere. Di estrema importanza è anche la pulizia dei substrati utilizzati per gli OLED che possono portare a dispositivi non funzionanti o le emissioni irregolari nel corso dell'emissione pixel25.
Pertanto, in questo articolo si propone in tutte le fasi di preparazione, produzione e caratterizzazione di dispositivi organici e intende aiutare gli specialisti di nuovi sul protocollo attenzione necessaria per alta efficienza e l'uniformità di emissione. Essa implica l'uso di DPTZ-DBTO2 (2,8-Bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) come emettitori ospite in un sistema di TADF G-H16,26. Metodi simili possono anche essere implementati per la formazione di un exciplex base di D-A sistemi utilizzando DtBuCz-DBTO2 (2,8-Bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) in TAPC (4, 4 '-Cyclohexylidenebis [N, N-bis(4- metilfenilpiridinio) Benzenammina])15, dove la differenza principale nella procedura è il rapporto di concentrazione del livello emissivo ma significativamente cambia la natura di emissione (emissione singola molecola CT vs emissione exciplex CT). Il sistema G-H descritto qui è un emettitore di singola molecola CT e comporta l'evaporazione di 5 strati con 3 organici e 2 materiali inorganici. Il dispositivo è composto di ossido della latta dell'indio (ITO) come l'anodo, 40 nm di N,N′-di(1-naphthyl) -N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) come il livello di trasporto del foro (HTL) e un totale di 20 nm di 4, 4 '-bis (N - carbazolyl) -1, 1 ′-bifenil (CBP) con il 10% di DPTZ-DBTO2 come livello di emissione sulla base del sistema G-H. 60 nm di 2,2′,2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazolo) (TPBi) viene quindi utilizzato come lo strato di trasporto dell'elettrone (ETL) e 1 nm di Floride di litio (LiF) come livello di iniezione di elettroni (EIL). 100 nm di alluminio (Al) finalizza il dispositivo come un catodo. Un diagramma di tutta la procedura può essere trovato nella Figura 1. Gli spessori dei prodotti organici sono stati scelti per essere simile ad altri dispositivi utilizzati nella letteratura. La mobilità di ogni strato deve essere esaminata attentamente da garantire equilibrio vettore bene all'interno del livello. L'operazione di LiF è basato su un effetto tunnel, vale a dire, gli elementi portanti di viaggio attraverso i tunnel di un pranzo LiF, garantendo una migliore iniezione per i livelli di trasporto. Ciò significa strati sottili (tra 0,8 e 1,5 nm) sono necessari27. Lo strato Al deve essere abbastanza spesso da impedire qualsiasi ossidazione (70 nm è un requisito minimo).

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>N,N&#8242;-Di(1-naphthyl)-N,N&#8242;-diphenyl-(1,1&#8242;-biphenyl)-4,4&#8242;-diamine</td>
			<td>NPB</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>556696</td>
			<td>Sublimed grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4,4&#8242;-Bis(N-carbazolyl)-1,1&#8242;-biphenyl</td>
			<td>CBP</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>699195</td>
			<td>Sublimed grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2&#8242;,2&#34;-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)</td>
			<td>TPBi</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>806781</td>
			<td>Sublimed grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium Floride 99.995%</td>
			<td>LiF</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>669431</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum 99.999%</td>
			<td>Al</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>14445</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone 99.9%</td>
			<td>Acetone</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>439126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol 99.9 %</td>
			<td>IPA</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>675431</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td></td>
			<td>DOW Electronic Materials</td>
			<td>Microposit S1813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td></td>
			<td>DOW Electronic Materials</td>
			<td>Microposit 351</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid 37%</td>
			<td>HCl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>435570</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid 70%</td>
			<td>HNO3</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>258113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Encapsulation resin</td>
			<td></td>
			<td>Delo</td>
			<td>Kationbond GE680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Encapsulation square glass 15x15mm</td>
			<td></td>
			<td>Agar</td>
			<td>AGL46s15-4&#38;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ITO</td>
			<td></td>
			<td>Naranjo Substrates</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production and characterization of vacuum deposited organic light emitting diodes

Un metodo per la produzione semplice ed efficiente termicamente attivato in ritardo fluorescenza organici diodi emettitori di luce (OLED) basato su guest host o emettitori di donatore-accettore exciplex è presentato. Con una procedura dettagliata, i lettori saranno in grado di ripetere e produrre dispositivi OLED basati su semplici emettitori organici. Una procedura di patterning che consente la creazione della forma di ossido di stagno (ITO) Indio personalizzato è mostrata. Questo è seguito dall'evaporazione di tutti i livelli, l'incapsulamento e caratterizzazione di ogni singolo dispositivo. L'obiettivo finale è quello di presentare una procedura che vi darà l'opportunità di ripetere le informazioni presentate nella citata pubblicazione ma anche utilizzando diversi composti e strutture al fine di preparare gli OLED efficienti.

I dati presentati nella Figura 3 sono un buon esempio delle diverse informazioni si possono ottenere dall'analisi di questo tipo di OLED. Da Figura 3a, la tensione di accensione può essere determinato (tensione alla quale il rilevatore inizia a rilevare la luce sul dispositivo). In questo caso, è 4 degradazione V. dispositivo per alta tensione è visto quando la luminanza diminuisce sostanzialmente (circa 13 V). Riduzione si verifica quando i vettori iniettati nel dispositivo reagiscono con gli strati organici causando la rottura dei legami e molecole. Inoltre, sollecitazioni elettriche possono essere associati con degradazione del dispositivo. La luminanza massima di questo dispositivo è di circa 17000 cd/m2. Dalla Figura 3b, massimo E.Q.E. (circa il 7%) e scarrabile, una misura della stabilità elettrica del dispositivo, sono determinati. Il roll-off di un dispositivo è anche definito come il calo dell'efficienza con la corrente che scorre attraverso di essa. Per confrontare il roll-off di dispositivi diversi, i valori di EQE presso la luminanza standard di 100 e 1000 cd/m2 sono di solito dato6. In questo caso, 6.1 e il 5,5%, rispettivamente che rappresenta un calo del 9% e il 20% del suo valore massimo. Questo rappresenta un povero roll-off. Buoni valori dovrebbero essere compreso tra 0 e 5% fino al alti livelli di luminanza. Gli altri valori di efficienza sono mostrati in Figura 3 c, come altri mezzi di confronto con simili tipi di dispositivi. Infine, l'EL è mostrato piazzandosi al 573 nm, una tipica verde-giallo di emissione (inserto di figura 3d). EL a tensione diversa può aiutare dando intuizioni stabilità ottica cioè, dove avviene l'emissione. In questo caso, come questo apparentemente non cambia con la tensione applicata, si può supporre che il dispositivo è otticamente-stabile. Controllando il CIE coordinate (inserto di Figura 3b con tensione è un altro modo per misurare la stabilità ottica.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56593/56593fig1.jpg"> Figura 1: diagramma contenente tutti i passaggi rappresentati in questo protocollo. Tutti gli strati organici e LiF sono evaporati maschera desiderata. Dopo metallizzazione (evaporazione di alluminio), due insiemi dei dispositivi possono essere prodotto utilizzando la maschera b: uno con 2 x 4 cm2 e un altro con 4 x 4 cm2. Verrà applicata la tensione tra l'ITO (anodo: +) e alluminio (catodo:-) e una corrente sarà misurata. Viene mostrata anche una sezione trasversale della struttura periferica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56593/56593fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56593/56593fig2.jpg"> Figura 2: un) Diagramma della temperatura bassa organica (nero) e fonti inorganiche ad alta temperatura (blu) per essere inserito nella camera a vuoto. Ogni materiale deve essere messo nell'origine specificata con un numero di riscaldamento specifico per il software come essi sono stati precedentemente ottimizzati per ogni materiale in questione. b) sensori QCM disposti in tutta la camera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56593/56593fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56593/56593fig3.jpg"> Figura 3: un) J-V-L, b) EQE-J, c) ƞP-V-ƞL, d) EL-λ alle diverse tensioni per il dispositivo in questo studio. CIE il cambiamento di coordinate con tensione è mostrato sull'inserto di b) mentre una fotografia del dispositivo è indicata nella rientranza della d). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56593/56593fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Curva</td>
			<td>x</td>
			<td>Scala</td>
			<td>Y1</td>
			<td>Scala</td>
			<td>Y2</td>
			<td>Scala</td>
		</tr>
<tr>
<td>J-V-L</td>
			<td rowspan="2">V</td>
			<td rowspan="2">lineare</td>
			<td>J</td>
			<td>Jo!</td>
			<td>L</td>
			<td>Jo!</td>
		</tr>
<tr>
<td>Al ƞP-V-al ƞL</td>
			<td>Al ƞP
</td>
			<td>Jo!</td>
			<td>Al ƞL
</td>
			<td>Jo!</td>
		</tr>
<tr>
<td>EQE-J</td>
			<td>J</td>
			<td>Jo!</td>
			<td>EQE</td>
			<td>Jo!</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>EL-Λ</td>
			<td>Λ</td>
			<td>lineare</td>
			<td>EL</td>
			<td>lineare</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>Tabella 1: Considerato curve e scala correlata per l'unificazione della caratterizzazione degli OLED.

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Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

Produzione e caratterizzazione di vuoto depositato Organic Light Emitting Diodes

Un protocollo per la produzione di semplice strutturati organici diodi emettitori di luce (OLED) è presentato.

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

L'evaporazione termica sottovuoto viene utilizzata nella ricerca e nell'industria ed è di gran lunga la tecnica più utilizzata per produrre diodi organici che emettono luce. Il principale vantaggio di questa tecnica è la produzione di strutture di alta qualità e facilmente riproducibili, che possono essere tradotte in dispositivi ad alta efficienza. Inizia con due substrati modellati.Questi substrati di vetro rivestiti ITO da 24 millimetri per 24 millimetri sono stati modellati con quattro strisce millimetrico. Risciacquare ogni substrato con acetone per circa 10 secondi, quindi asciugarli con un cannone azotato. Successivamente, immergere i substrati in un contenitore di acetone, posizionare il contenitore in un bagno ad ultrasuoni per 15 minuti.Al termine, trasferire i substrati in un contenitore con alcol isopropile. Non dimenticare di segnalare entrambi i contenitori sul lato che sta affrontando i film ITO. Mettere questo contenitore nel bagno ad ultrasuoni per altri 15 minuti.Dopo il secondo bagno ad ultrasuoni, rimuovere i substrati e asciugarli con una pistola azotati. Posizionare substrati asciutti in una piattaforma adatta per un detergente al plasma. Prima di procedere, assicurarsi che non ci siano residui o macchie sui substrati.Utilizzare un multimetro nelle aree pad per assicurarsi che l'ITO sia rivolto in avanti. Quindi, vai a un pulitore di plasma di ossigeno e posizionare i substrati ITO lateralmente verso l'alto. Puliscili per sei minuti.Dopo la pulizia del plasma, prepararsi per i passaggi di evaporazione. Attaccare i substrati al supporto del substrato con la maschera A, utilizzata per l'evaporazione di tutti gli strati organici, assicurandosi che l'ITO sia rivolto verso il basso. In caso di dubbio, testare di nuovo con il multimetro.Avere una seconda maschera pronta, Maschera B, per l'evaporazione dell'alluminio. Quindi posizionare la maschera A sulla maschera B.Portare il supporto del substrato e le maschere all'anticamera del portaoggetti, dove si trova la camera di evaporazione. Quindi, preparare le diverse polveri organiche e altri materiali necessari per questo dispositivo e aggiungerle alla camera.Quando si lavora in un portaoggetti, prima di aggiungere qualcosa di nuovo alla camera, evacuare e ricaricare tre volte l'anticamera, per evitare che l'ossigeno entri nel portaoggetti. Posizionare la maschera A sullo scaffale di deposizione. Posizionare la maschera B su uno scaffale alternativo.Infine, posizionare le polveri organiche nelle rispettive aree. Quindi, chiudere la camera e avviare la procedura di vuoto. Quando la pressione è bassa, avviare il flusso di acqua di raffreddamento e rotazione del substrato.Questa è una rappresentazione della vista superiore del substrato e della sezione trasversale di un pixel all'inizio della sequenza di evaporazione. Depositare 40 nanometri di NPB preriscaldato quando il suo tasso di evaporazione è di circa 1 angstrom al secondo. Dopo che il crogiolo NPB si raffredda, co-evaporare 18 nanometri di CBP preriscaldato e 2 nanometri di DPTZ-DBTO2 preriscaldato, usando diversi tassi di evaporazione.La fase di co-evaporazione è fondamentale per garantire buone prestazioni del dispositivo. I tassi di co-evaporazione devono essere mantenuti durante tutta la procedura, per assicurarsi che il rapporto sia lo stesso su tutto lo strato. Successivamente evaporare 60 nanometri di TPBi preriscaldato a circa un angstrom al secondo.Quindi, evaporare un nanometro di fluoruro di litio preriscaldato. Quando il crogiolo di fluoruro di litio è fresco, posizionare la maschera A sulla maschera B e depositare 100 nanometri di alluminio preriscaldato a circa un angstrom al secondo. Dopo lo sfiato, rimuovere il substrato dalla camera di evacuazione.Questo è il modo in cui appare dopo i passaggi di evaporazione e visto attraverso il substrato di vetro. Ci sono quattro pixel. In questa vista schematica, si noti che l'uso della maschera B con dimensioni del pad diverse ha consentito quattro pixel con due dimensioni diverse.Quadrato di due per quattro centimetri e quadrato di quattro per quattro centimetri. Spostare i substrati in una fase di incapsulamento, rimuoverli dal supporto e posizionarli sul palco con le pellicole evaporate rivolte in avanti. Disperde la resina per disegnare un quadrato che comprenda tutti i pixel evaporati.Quindi, posizionare un vetro di incapsulamento sopra la resina, per fissarlo sul dispositivo. Quando è pronto, i raggi UV curano i substrati secondo le istruzioni della resina. L'incapsulamento garantirà che il dispositivo non si degrada con ossigeno o umidità, alla fine, garantendone la qualità.Caratterizzare l'OLED utilizzando una sfera di integrazione. Prima della caratterizzazione, ispezionare l'OLED. Verificare che le strisce ITO al di fuori del vetro di incapsulamento dell'OLED siano pulite.Posizionare l'OLED nella sfera di integrazione. Verificare che l'anodo sia collegato al pad ITO e che il catodo sia collegato ai cuscinetti in alluminio. Quando vengono effettuate le connessioni, chiudere la sfera di integrazione e procedere con le misurazioni di caratterizzazione.Questo grafico ha la densità di corrente in funzione della tensione in nero. Ha anche la luminanza in funzione della tensione in rosso. La tensione alla quale la luce viene rilevata per la prima volta è di quattro volt.Ad alte tensioni, la degradazione del dispositivo diventa evidente, con la caduta di luminanza qui che appare a circa 13 volt. Questi grafici consentono il confronto con altri dispositivi. Questa è l'efficienza quantistica esterna in funzione della densità di corrente.Ecco l'efficienza luminosa in nero, e riferita con l'asse sinistro, e l'efficienza di corrente in blu, e riferita all'asse destro, ognuno in funzione della tensione. Infine, questo grafico della luce emessa in funzione della lunghezza d'onda per diverse tensioni dimostra che la lunghezza d'onda dell'emissione di picco non cambia. Ciò suggerisce che il dispositivo è otticamente stabile.Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che tutti i materiali e le superfici del substrato sono sensibili all'ambiente. Parametri come temperatura, umidità, polvere e persino ossigeno influenzano le prestazioni del dispositivo. Dopo il suo sviluppo, la tecnica di evaporazione termica sottovuoto mostrata qui, ha spianato la strada all'attuale generazione di OLED.In questa generazione, esploriamo diversi emettitori e stack di consigli sulle applicazioni, per display a schermo piatto e smartphone. Questo protocollo mostra un modo semplice ma efficace per costruire stack di dispositivi con un piccolo numero di strati organici, che consente comunque la produzione di sistemi ad alta efficienza. Non dimenticare che lavorare con solventi utilizzati per la pulizia può essere pericoloso.Precauzioni come l'uso di guanti appropriati, indumenti da laboratorio e occhiali protettivi, devono sempre essere prese quando si esegue questa procedura.

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