Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Nutzung organischer Leuchtdioden durch lösungsprozessierte Bauelemente Herstellung eines TADF-Emitters

OLED-Bausteine (Organic Light Emitting Diode) bieten eine überlegene Anzeigequalität mit besserem Kontrast und bieten gleichzeitig Umweltvorteile durch geringeren Energieverbrauch. Hier wird eine einfache Strategie für die lösungsprozessierte OLED-Bauelementherstellung sequentiell vorgestellt.

Wir konzentrieren uns auf organische Leuchtdioden, und diese Geräte bieten besseren Kontrast, einen weiten Blickwinkel und eine schnellere Reaktion. Mit dem technologischen Fortschritt bewegt sich die Welt hin zu flexiblen Geräten. OLED ist eine der besten Optionen für flexible Displays, und flexible OLEDs eröffnen neue Wege in faltbaren Displays, intelligenten Textilien und futuristischen Geräten.

Für die Herstellung von OLEDs gibt es derzeit zwei verschiedene Ansätze: Vakuum-Wärmeabscheidung und lösungsverarbeitete Gerätefertigung. Die Vakuum-Wärmeabscheidung hat mehrere Einschränkungen, darunter den Bedarf an hohen Temperaturen, erhöhtem Energieverbrauch und höheren Materialanforderungen. Der Umstieg auf lösungsbasierte Gerätefertigung ist vorteilhaft, da sie einfach, kosteneffizient und mit flexiblen Substraten kompatibel ist.

Derzeit werden hier iridiumbasierte Emitter eingesetzt, und wir versuchen, diese durch rein organische Emitter zu ersetzen. Daher konzentrieren wir uns auf die Entwicklung thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz-Emitter, die aus reinen organischen Verbindungen bestehen und deren Leistungsfähigkeit denen von Iridium-basierten Emittern ähnelt. Zu Beginn entwerfen Sie einen auf Donor basierenden, thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz-Emitter basierend auf den Ergebnissen einer umfassenden Literaturübersicht.

Mit einer Mischung aus Ethylacetat und N-Hexan als Eluent wird die synthetisierte Verbindung mittels Säulenchromatographie gereinigt. Um die Verbindung zu sublimieren, verwenden Sie ein Temperaturgradienten-Hochvakuum-Thermalsublimationssystem, um ein hochreines Produkt zu erhalten. Für die Substratreinigung verwenden Sie gemusterte, mit Indium-Zinnoxid-beschichtete Glassubstrate.

Dann lege du die Substrate zur Reinigung in einen Substrathalter. Untertauchen Sie die Substrate in einen Becher mit Aceton. Und sonikiere sie 10 Minuten lang in einem Ultraschallbad.

Als Nächstes nehmen Sie nacheinander in separaten Bechern Isopropylalkohol, 1%Hellmanex III Seifenwasser, ultrareines Wasser, Aceton und Isopropylalkohol. Geben Sie das Substrat in die Lösung und sonisieren Sie jeweils 10 Minuten lang. Dann entfernen Sie die Substrate.

Und trockne sie mit einer Stickstoffpistole. Verwenden Sie ein Multimeter, um die mit Indiumzinnoxid beschichtete Seite des Substrats zu identifizieren, indem Sie die Leitfähigkeit testen. Reinigen Sie mit einem ultravioletten Ozonreiniger die Indium-Zinnoxid-Oberfläche.

Für die Rotationsbeschichtung wird die gesamte Injektionsschicht auf die Indium-Zinnoxid-Oberfläche aufgetragen. Verwenden Sie einen 0,45-Mikrometer-Polytetrafluorethylen-Spritzenfilter, um das kommerziell erhältliche PEDOT:PSS zu filtern und die gereinigte leitfähige Oberseite des Substrats abzudecken. Anschließend wird das beschichtete Substrat für etwa 20 Minuten auf eine heiße Platte bei 140 Grad Celsius zum Glühen gelegt.

Mit einem feuchten Abstrich oder fusselfreiem Gewebe wischen Sie vorsichtig die Seiten und den Boden des Substrats ab, um Rückstände zu entfernen. Im Handschuhfach wird eine 30-Nanonmeter-Schicht PVK als gesamte Transportschicht über die gesamte Injektionsschicht gespincobelt. Dann wird das Substrat für etwa 20 Minuten bei 140 Grad Celsius wieder auf die heiße Platte gelegt, um die PVK-Schicht zu annealisieren.

Filtern Sie die emissive Lösungsschicht durch einen 0,45-Mikrometer-Polyvinylidenfluorid-Spritzenfilter. Spinne eine 30-Nanometer-Emissivschicht für 60 Sekunden. Anschließend wischen Sie die Seiten und den Boden des Indium-Zinnoxid-Musters mit Toluol ab.

Legen Sie das gereinigte Substrat auf einen metallischen Substrathalter im Inneren des thermischen Verdampfers. Durch Vakuumthermische Abscheidung werden die Elektronentransportschicht, die Elektroneninjektionsschicht und die Kathodenschicht abgelagert. Nach Überprüfung der Kathoden- und Anodenverbindungen bleibt das gefertigte Gerät im Messsystem.

Jetzt versorgen Sie das Gerät mit Spannung, um Beleuchtung zu erhalten. Die Stromdichte stieg mit der angelegten Spannung stark an und erreichte maximal 291 Milliampere pro Quadratzentimeter bei 20 Volt. Die Luminanz erreichte maximal 9.050 Candelas pro Quadratmeter.

Die externe Quanteneffizienz lag maximal bei 7,5 % und nahm mit zunehmender Luminanz allmählich ab. Dies kann jedoch durch weitere Optimierung verbessert werden. Der Stromwirkungsgrad erreichte maximal 23,09 Candelas pro Ampere, und der Energieeffizienz erreichte maximal 7,63 Lumen pro Watt, wobei beide mit steigender Luminanz abnahmen.

Das elektrolumineszente Spektrum erreichte bei etwa 515 Nanometern einen Peak mit einer vollen Breite bei halbem Maximum von 94 Nanometern bei 12 Volt. Die aus dem Elektrolumineszenzspektrum abgeleiteten CIE-Chromatizitätskoordinaten waren 0,28 und 0,53, was auf grüne Emission hinweist.