אנו מציגים פרוטוקול עבור הייצור של דיודה פולטת אור אורגן נרות כחולים-מפגע חינם (OLED) עבור הגנה וחקר עיני הפרשת המלטונין.
מאמר שיטה
אנו מציגים פרוטוקול עבור הייצור של דיודה פולטת אור אורגן נרות כחולים-מפגע חינם (OLED) עבור הגנה וחקר עיני הפרשת המלטונין.
דיודה פולטת אור אורגנית בסגנון נרות (OLED) היא סוג תאורה ידידותי לאדם מכיוון שהיא נטולת סכנה כחולה ובעלת תאורת טמפרטורת צבע בקורלציה נמוכה (CCT). תאורת ה-CCT הנמוכה משוללת קרינה כחולה באנרגיה גבוהה, וניתן להשתמש בה למשך זמן ארוך יותר לפני גרימת נזק לרשתית. עבודה זו מציגה את הפרוטוקולים המקיפים לייצור OLED לאור נרות כחול ללא סכנה. ספקטרום הפליטה של ה-OLED התאפיין במגבלת זמן החשיפה המקסימלית של הרשתית וברגישות לדיכוי מלטונין. ניתן לייצר את המכשירים בתהליכים יבשים ורטובים. ה-OLED המעובד יבש הביא ל-CCT של 1,940 K והציג מגבלת חשיפה מקסימלית לרשתית של 1,287 שניות בבהירות של 500 lx. הוא הראה רגישות של 2.61% לדיכוי מלטונין ביחס לאור כחול של 480 ננומטר. ה-OLED המעובד רטוב, שבו ציפוי הספין משמש להפקדת הזרקת חורים, הובלת חורים ושכבות פולטות, מה שהופך את הייצור למהיר וחסכוני, ייצר CCT של 1,922 K והראה מגבלת חשיפה מקסימלית לרשתית של 7,092 בבהירות של 500 lx. הרגישות היחסית לדיכוי מלטונין שהושגה של 1.05% נמוכה ב-86% ו-96% מזו של הדיודה פולטת האור (LED) ומנורת הפלורסנט הקומפקטית (CFL), בהתאמה. אור נרות כחול מעובד רטוב ללא סכנה OLED הציג יעילות הספק של 30 lm/W, שהיא פי 2 מזו של נורת הליבון ופי 300 מזו של הנר.
כיום, מקורות תאורה כמו LED ו CFL משמשים בשפע לתאורת פנים וחוץ, בין היתר מסיבות של חיסכון באנרגיה. עם זאת, אורות אלה עשירים פליטה כחולה, מראים נטייה גבוהה יותר כדי לגרום-סכנות כחולות. LED ו CFL פולטים ספקטרום מועשר אור כחול, הביאו לנזק בלתי הפיך לתאי הרשתית 1, 2, 3, 4. אור כחול או אור לבן אינטנסיבי עם גבוה CCT מדכא את ייצור המלטונין, הורמון oncostatic, אשר עלולים לשבש את קצב היממה 5, 6 ושינה התנהגות 7, 8. מלטונין, הורמון חיוני עבור מחזור היממה, הוא מסונתז בלוטת האצטרובל 9. רמה גבוהה של מלטונין הוא ציין במהלך התקופה האפלה במהלך ג אור כהה ל -24 שעותycle 10. עם זאת, האור נמרץ בלילה מדכא סינתזה שלה ומשבש את מחזור היממה 11. מלטונין דיכוי בשל חשיפת יתר אורות בוהקים בלילה יכול להיות גורם סיכון לסרטן השד בקרב נשים 12, 13, 14. מלבד המפגעים, אור כחול קוטע את הפעילות של דו-חיים ליליים יכול להיות מאיים הגנה אקולוגית. כמו כן דווח כי תאורת LED ב למוזיאונים שינוי בצבע הצבעים בפועל של ציורי שמן שצוירו על ידי ואן גוך וסזאן 15, 16.
לפיכך, LED אורגני CCT כחול-פליטה חופשית נמוכה כמו נר (OLED) יכול להיות תחליף טוב עבור LED ו CFL. נרות לפלוט CCT כחול-מפגע ללא ונמוך (1,914 K) תאורה, כמו גם (טיוח מדד צבע גבוה, CRI) באיכות גבוהה ספקטרום פליטה. הוwever, רוב התקני תאורה מונחה חשמל פולטי אור כחול עז עם CCT גבוהה יחסית. לדוגמא, CCT הנמוך ביותר הוא כ -2,300 K עבור נורות ליבון, בזמן שהוא 3,000 או 5,000 K עבור צינורות ניאון לבנים חמים או קרים מנורות LED. עד כה, OLEDs CCT הנמוך כמעט ללא פליטת הכחול היה מפוברק לתאורת אדם ידידותי. בשנת 2012, הקבוצה של Jou דיווחה על ידידותי, יבש-מעובד פיסיולוגי, OLED שכבת emissive יחיד עם CCT של 1,773 K ו נצילות הספק של 11.9 lm / W 17. המכשיר הציג CCT נמוך בהרבה לעומת נורת הליבון (2,300 K), תוך יעילות צריכת החשמל שלו לא הייתה מקובלת מבחינת חיסכון באנרגית מבט. הם דיווחו אחר בסגנון נרות יבש מעובד OLED באמצעות שכבות emissive כפולות יחד עם שכבת אפנון מובילה 18. זה הציג CCT נמוך של 1,970 K ו נצילות הספק של 24 lm / W. מאוחר יותר, OLED יבש מעובד מורכב of שלוש שכבות emissive יחד עם שכבת אפנון מוביל דווח 19. יעילות צריכת החשמל שלו הייתה מן 21 ל 3 lm / W והמגוון עם CCT, אשר נע בין 2,500 ל -1,900 K ק בשנת 2014, הו et al. דיווח על OLED ההיברידית יבשה מעובד עם שכבות emissive כפולות מופרדים על ידי interlayer, אשר הראה יעילות הספק גבוהות של 54.6 lm / W ו CCT נמוך של 1,910 K 20. לאחרונה, הקבוצה של Jou יש מפוברק OLED בסגנון נרות היעיל גבוהה על ידי שימוש בשכבות emissive כפולים 21. זה הציג יעילות הספק גבוה של 85.4 lm / W עם CCT של 2,279 ק עד כה, כל המאמצים נעשו כדי לפתח יעילות גבוהה, התקני OLED בסגנון נרות CCT נמוך על ידי ניצול תהליכים יבשים ארכיטקטורות מכשיר מסובכות 17, 18, 19, 20, 21, 22. בהכנת OLED נרות עם היתכנות רטוב-תהליך בזמן שיש CCT נמוך במקביל, כוח יעילות גבוהה, ואיכות אור גבוהה היא אתגר. אף מחקר פותח כדי לתאר את רגישות ספקטרום פליטה של מקור אור ניתן לגבי האור הכחול. איכות האור בלילה יכולה להיות מוכרעת / משופרת כדי למזער דיכוי הפרשת המלטונין.
יש כמה מודלים דיווחו כי לחשב את כמות דיכוי. ראשית, Brainard et al. 23 ו Thapan et al. 24 דיווחו על רגישות ספקטרלית באמצעות אור מונוכרומטי. בהמשך, את ההשפעה של אור הצבעוני על דיכוי מלטונין תוארה 25, 26. זו האחרונה היא אמצה במחקר זה, מכיוון שרוב הגופים הזמינים המסחרי או מקורות תאורה ברומן הם צבעוני ומוטהפני הטווח הגלוי כולו (כלומר, מאדום עמוק סגול).
בעבודה זו, אנו מציגים פרוטוקולים מקיפים עבור הייצור של OLEDs נרות כחול-מפגע-חינם באמצעות תהליכים יבשים ורטובים. בשני התהליכים, הארכיטקטורה המכשירה היא פשוטה על ידי העסקת שכבת emissive יחידה ללא כל שכבות אפנון מוביל. Electroluminescent (EL) הספקטרום של OLED המפוברק מנותח מגבלת החשיפה הרשתית ועבור מידת דיכוי הפרשת המלטונין. מגבלת חשיפה מקסימלית של אור נפלט אל הרשתית מחושבת באמצעות ההיבט התיאורטי כי נמסר על ידי הנציבות הבין-הלאומי לחשמל (IEC) 62,471 27 רגילים, 28. מגבלת חשיפה מקסימלית "t" מחושב באמצעות ספקטרום הפליטה של כל OLED בבית הבהירות של 100 ו -500 LX, מספיק לשימוש ביתי ולמטרות תאורה למשרד, בהתאמה. כל STE החישוב הקשורותps ניתן ברצף בקטע הפרוטוקול. יתר על כן, את ההשפעה של תאורה על רגישות דיכוי המלטונין מחושבת על ידי ביצוע המשוואות של רצף הפעולה של מלטונין דיכוי 29. החישוב נעשה על ידי ביצוע השלבים המוגדר בסעיף בפרוטוקול. הערכים המחושבים של היקף חשיפה המרבי "t" ואת רגישות דיכוי מלטונין (%) ביחס CCT מובאים בטבלה 3.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל החומרים המשמשים הם בלתי מסרטנים, שאינם דליקים, ולא רעילים.
ייצור 1. OLED נרות כחול-מפגע ללא
..... (2) 
× 100% ......... .... (5)
× 100% = 2.61%. לפיכך, OLED הנרות הנתונים מראה על רגישות דיכוי המלטונין של 2.61% ביחס לזו של האור הכחול 480 ננומטר. הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המאפיינים הנוכחי מתח-בהיקות של OLEDs נרות וכתוצאה נמדדים באמצעות electrometer יחד עם 100 מטר בהיקות. אזורי הפליטה 9 מ"מ 2 עבור כל ההתקנים יבשי מעובד שהתקבלו 25 מ"מ 2 למכשירים רטובים מעובד. הנה, השתמשנו מצע זכוכית 125 ננומטר מצופה איטו עם התנגדות גיליון של 15 Ω / מ"ר כפי ינודה. יש לו שקיפות גדולה יותר מ -84% (לוח 4). כל מכשירי OLED המורכבים קטודה אל נמדדים עם בהיקות לכיוון קדימה. הספקטרום EL ואת הוועדה הבינלאומ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השלבים הקריטיים ביותר הייצור של מכשירי OLED הם: 1) ניקוי מצע הזכוכית, 2) בחירת הממס המתאים, 3) המסת חומרים האורגניים, 4) באופן אחיד ויוצרי סרט באמצעות ציפוי ספין בתהליך הרטוב, ו -5 ) שליטה על קצב ועובי בתצהיר של השכבה האורגנית במהלך אידוי תרמית. בתחילה, ניקוי המצע איטו האנודה המצופה הוא צעד חיוני כדי להשיג יעילות גבוהה. מצע הזכוכית הוא ניקה עם פתרון סבון כדי להסיר כתמים או שכבות שמנוניים. לאחר מכן, הוא אולטרה-sonicated אצטון, ואחריו isopropanol, למגר חלקיקי הלכלוך מהשכבה האנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין לנו מה לחשוף.
המחברים מבקשים להודות בחלקה על התמיכה של משרד הכלכלה ומשרד המדע והטכנולוגיה, טייוואן, באמצעות מענקים MEA 104-EC-17-A-07-S3-012, MOST 104-2119-M-007-012, ו-MOST 103-2923-E-007-003-MY3.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ITO זכוכית | Lumtech | 84% שקיפות | |
| פולי (3,4-אתילנדיוקסיתיופן) - פולי (סטירנסולפונט) (PEDOT/PSS) | UniRegion Bio-Tech | מאוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C, HOMO (eV) = -4.9, LUMO (eV) = -3.3 | |
| 4,4,4-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA) | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.7, LUMO (eV) = -2.3 | |
| tris(2-phenyl-pyridine) (Ir(ppy)3) | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.6, LUMO (eV) = -3.9 | |
| 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene (TPBi) | לומינסנציה טכנולוגיה קורפ | לא רעיל, HOMO (eV) = -6.2, LUMO (eV) = -2.7 | |
| אירידיום (III) ביס(4-פנילתיאנו[3,2-c] פירידינאטו-N,C 2')אצטילאצטונאט (PO-01) | Luminescence Technology corp. | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.7 | |
| tris(2-phenylquinoline)iridium(III) (Ir(2-phq)3) | E-Ray Optoelectronics | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.8 | |
| LiF | כימיקלים | 99.98% | |
| מטיל אלומיניום (Al) | Guv team International pvt. Ltd | 100.00% | |
| כימיקלים | אצטון אקו | 99.90% | |
| 2-פרופנול | הד כימיקלים | 99.90% | |
| חומר הזרקת חור, WHI-001 | WAN HSIANG דיוק מכונות ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -9.8, LUMO (eV) = -5.6 | |
| חומר הובלת חורים, WHI-215 | WAN HSIANG דיוק מכונות ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.4, LUMO (eV) = -2.5 | |
| חומר מארח, WPH-401 | WAN HSIANG דיוק מכונות ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -2.7 | |
| חומר הזרקת אלקטרונים, WIT-651 | WAN HSIANG דיוק מכונות ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -3.1 | |
| חומר העברת אלקטרונים, WET-603 | WAN HSIANG מכונות דיוק ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.9, LUMO (eV) = -2.6 | |
| צבע ירוק, WPGD-832 | WAN HSIANG מכונות דיוק ושות', בע"מ | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -3.1 | |
| צבע אדום עמוק, PER 53 | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | לא רעיל, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.4 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה