2017年3月19日
私たちは、目の保護とメラトニン分泌のためのブルーハザードフリーろうそく有機発光ダイオード(OLED)の製造のためのプロトコルを提示します。
このプロトコルの全体的な目標は、ブルーハザードフリーの光源キャンドルライトOLEDを製造し、メラトニン抑制感度と最大許容網膜曝露限界を使用してブルーハザードを定量化することです。このプロトコルは、特定の光のブルーハザードを定量化する方法や、ブルーハザードフリーの光源をどのように作製するかなど、照明分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。このプロトコルの主な利点は、所与の光源の脅威を容易に推定し、起こりうる損害を防ぐことができることです。
このアプローチは、健康的な照明に関する洞察を提供することができますが、LCDやOLEDテレビなどのディスプレイシステムにも適用できます。このアプローチのアイデアを最初に思いついたのは、キャンドルライトOLEDが非常に青色の危険がなく、高い光品質を示すことを発見したときです。乾式作製手順を開始するには、125ナノメートルのITOアノード層でコーティングされたスライドガラスを200ミリリットルの石鹸液で洗浄します。
洗浄したスライドを脱イオン水ですすいでください。次に、窒素ジェットスプレーで乾かします。スライドをガラスのスライドホルダーに置きます。
次に、スライドホルダーをアセトンの入ったビーカーに浸します。ビーカーを超音波浴に入れ、摂氏50度で10分間超音波処理します。この後、スライドホルダーをイソプロパノールの入ったビーカーに移します。
摂氏60度で10分間超音波処理します。スライドをUVオゾンスロットに10分間置き、乾燥させます。次に、表面を完全に清掃します。
サーマルエバポレーターチャンバーで、高真空のバルブを閉じます。次に、窒素ガスバルブを開きます。清掃したスライドガラスをエバポレーターチャンバーの回転ホルダーにロードします。
次に、テキストプロトコルに概説されているように、必要な材料をチャンバーのるつぼに追加します。この後、チャンバーのドアを閉じます。窒素ガスバルブを閉じ、高真空バルブを開きます。
チャンバー内の圧力が高真空(5×10から負の6トール)に達すると、テキストプロトコルで概説されているように、スライドガラス上に有機層を堆積させます。レイヤーが堆積されたら、現在のコントローラーをオフにします。そして、製造されたOLEDデバイスを高真空下で10分間放置します。
次に、高真空バルブを閉じ、窒素ガスバルブを開いてチャンバーの真空を壊します。OLEDデバイスをチャンバーから取り外します。その後、窒素雰囲気下で封止機を備えたグローブボックスに装置を移します。
接着剤を使用して、デバイスをガラストップカバーでカプセル化します。デバイスをUV放射ボックスに110秒間置き、接着剤を乾燥させます。この後、デバイスを暗室に移し、テキストプロトコルのアウトラインとして測定を実行します。
湿式製造手順を開始するには、スライドホルダーを使用して、ITOコーティングされたスライドをアセトンのビーカーに浸します。ビーカーを摂氏50度で10分間超音波処理します。次に、スライドホルダーをイソプロパノールのビーカーに移します。
摂氏60度で10分間超音波処理します。スライドをUVオゾンスロットに10分間入れて乾かしてから、表面を完全に清掃します。直径25mmのナイロンファブリックフィルター(注湯サイズ45μm)を使用して、PEDOT:PSS水溶液をバイアルにろ過します。
別のバイアルで、テキストプロトコルで説明されているようにVPEC溶液を調製します。バイアルを室温の超音波浴に入れ、30分間超音波処理します。次に、注ぎ口径45マイクロメートルの直径15mmのナイロンファブリックフィルターを使用して、溶液を新鮮なバイアルにろ過します。
次に、調製したホスト材料溶液とゲスト材料溶液を50°Cで30分間超音波処理します。45マイクロメートルの注ぎサイズの15ミリメートルナイロンファブリックフィルターを使用して、各溶液を別々に新鮮なバイアルにろ過します。この後、テキスト プロトコルに詳述されている特定の重み率に従って、ゲスト ソリューションをホスト ソリューションに混合します。得られた発光層溶液のバイアルを、PEDOT:PSS溶液のバイアルおよびVPEC溶液のバイアルとともにグローブボックスに移します。
次に、事前に洗浄されたITOコーティングされたスライドをグローブボックスに移動します。テキスト プロトコルで概説されているように、ホールド インジェクション レイヤー、ホールド トランスポート レイヤー、およびエミッシブ レイヤーを仮定します。レイヤーが堆積したら、スライドをグローブボックスから移動します。
サーマルエバポレーターチャンバーで、高真空のバルブを閉じ、窒素ガスバルブを開いてチャンバーの真空を遮断します。次に、レイヤードスライドをチャンバーの回転ホルダーにロードします。次に、TPBiを45ミリグラム加えます。
3ミリグラムのフッ化リチウムと224ミリグラムのアルミニウムをチャンバーのるつぼに送り込みます。テキストプロトコルに詳述されているように、電子輸送層、電子注入層、およびカソード層を堆積させます。この後、電流コントローラーの電源を切り、製造したOLEDデバイスを高真空下で10分間放置します。
チャンバーの真空を壊し、デバイスを取り外します。次に、窒素雰囲気下でカプセル化機を備えたグローブボックスにデバイスを移します。接着剤を使用して、デバイスをガラストップカバーでカプセル化します。
デバイスをUV放射ボックスに110秒間置き、接着剤を乾燥させます。次に、デバイスを暗室に移し、テキストプロトコルで説明されているように測定を実行します。この研究では、ブルーハザードフリーキャンドルライトOLEDを乾式プロセスと湿式プロセスの両方を使用して製造します。
これらのデバイスの相関色温度が網膜曝露限界に及ぼす影響をここに示します。500ルクスでは、調査されたすべてのOLEDデバイスは、リスクグループRG1の曝露限界を示しています。しかし、照明を100ルクスに減らすと、露光限界は5倍に増加し、相関色温度が1, 940ケルビン未満を示すデバイスは、露光限界をRG0にシフトします。
次に、作製したOLEDデバイスの相関色温度がメラトニン抑制感度に及ぼす影響を決定します。一般的な温白色LEDがメラトニンの分泌を約8%抑制するのに対し、作製した有機ELは全て4%以下の抑制効果を示しており、メラトニンの分泌を大きく阻害することなく夜間に使用することができます。一度習得すれば、計算は1時間以内で完了し、適切に実行すれば7時間で製造を行うことができます。
この製造を試みる際には、基板を慎重に洗浄し、デバイスの最高の性能を達成するために堆積速度を制御することが重要です。この技術が、照明およびディスプレイ分野の研究者がブルーハザードフリーの健康的な光を探求する道を開くことを願っています。このビデオを見た後、特定の光源のブルーハザードを定量化する方法と、ブルーハザードフリーキャンドルライトOLEDを製造する方法についてよく理解しているはずです。
蒸発器チャンバーの周りで作業する際には、セパレーターとハンドグローブを忘れないでください。テトラヒドロフランやクロロベンゼンなどの溶剤は危険な場合があるため、この手順を実行するときは、カーボンフェイスマスクなどの予防策を常に講じる必要があります。
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本プロトコルでは、目の保護とメラトニン分泌の促進を目的とした、ブルーハザードフリーのキャンドルライト有機ELダイオード(OLED)の作製について概説します。また、光源に伴うブルーハザードの定量化についても扱います。
ブルーハザードフリーのキャンドルライトOLEDは、網膜損傷のリスクとメラトニン抑制を最小限に抑えた低相関色温度の照明ソリューションを提供し、職業的および消費者環境における長期間の使用に対してより安全な照明を実現します。この技術により、最大許容露光量やメラトニン抑制感度などの定量的な指標を通じて光生物学的安全性の予測評価が可能となり、照明製品開発におけるゴー/ノーゴー判定の根拠となります。ドライプロセスとウェットプロセスの両方における再現可能な作製プロトコルを提供することで、本手法は照明技術の早期段階におけるリスク低減を支援し、ディスプレイやヘルスケア向け照明システムへの翻訳的な応用可能性を広げます。
本手法は、照明技術の早期安全性評価を可能にし、低ハザード放出体のリード同定を支援し、制御された照明が必要な前臨床ワークフローに情報を提供することで、ディスカバリー・コンティニュアムに統合されます。