Produzione e caratterizzazione di vuoto depositato Organic Light Emitting Diodes

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.