2017년 3월 19일
우리는 눈 보호 멜라토닌 분비 청색 위험없이 촛불 유기 발광 다이오드 (OLED)의 제작을위한 프로토콜을 제시한다.
이 프로토콜의 전반적인 목표는 블루 무위험 광원 촛불 OLED를 제작하고 멜라토닌 억제 감도 및 최대 허용 망막 노출 한도를 사용하여 블루 위험을 정량화하는 것입니다. 이 프로토콜은 주어진 빛의 청색 위험을 정량화하는 방법 및 청색 무위험 광원을 제작하는 방법과 같은 조명 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 프로토콜의 주요 장점은 주어진 광원의 위협을 쉽게 추정하고 가능한 손상을 방지할 수 있다는 것입니다.
이 접근 방식은 건강한 조명에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 LCD 및 OLED TV와 같은 디스플레이 시스템에도 적용할 수 있습니다. 이 접근 방식에 대한 아이디어는 촛불 OLED가 상당히 청색이고 위험이 없으며 높은 조명 품질을 보여준다는 것을 발견했을 때 처음 떠올랐습니다. 건조 제조 절차를 시작하려면 125나노미터 ITO 양극 층으로 코팅된 유리 슬라이드를 200ml의 비눗물로 세척합니다.
세척된 슬라이드를 탈이온수로 헹굽니다. 다음으로 질소 제트 스프레이로 건조시킵니다. 유리 슬라이드 홀더에 슬라이드를 놓습니다.
그런 다음 슬라이드 홀더를 아세톤이 들어 있는 비커에 담그십시오. 비커를 초음파 수조에 넣고 섭씨 50도에서 10분 동안 초음파 처리합니다. 그런 다음 슬라이드 홀더를 이소프로판올이 들어 있는 비커로 옮깁니다.
섭씨 60도에서 10분 동안 초음파 처리합니다. 슬라이드를 UV 오존 슬롯에 10분 동안 놓고 건조시킵니다. 그런 다음 표면을 완전히 청소하십시오.
열 증발기 챔버에서 고진공 밸브를 닫으십시오. 그런 다음 질소 가스 밸브를 엽니다. 청소한 유리 슬라이드를 증발기 챔버의 회전 홀더에 로드합니다.
그런 다음 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 챔버의 도가니에 필요한 재료를 추가합니다. 그런 다음 챔버 도어를 닫으십시오. 질소 가스 밸브를 닫고 고진공 밸브를 엽니다.
챔버의 압력이 고진공에 도달하면 5 곱하기 10에서 음의 6 torr에 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 유리 슬라이드에 유기 층을 증착합니다. 레이어를 쌓은 후 현재 컨트롤러를 끕니다. 그리고 제작된 OLED 장치를 고진공 상태에서 10분 동안 방치합니다.
그런 다음 고진공 밸브를 닫고 질소 가스 밸브를 열어 챔버의 진공을 깨뜨립니다. 챔버에서 OLED 장치를 제거합니다. 그런 다음 질소 분위기 아래에서 캡슐화 기계가 있는 글로브 박스로 장치를 옮깁니다.
접착제를 사용하여 장치를 유리 상단 덮개로 캡슐화합니다. 접착제를 건조시키기 위해 장치를 UV 방사선 상자에 110초 동안 놓습니다. 그런 다음 장치를 암실로 옮기고 텍스트 프로토콜의 개요로 측정을 수행합니다.
습식 제작 절차를 시작하려면 슬라이드 홀더를 사용하여 ITO 코팅된 슬라이드를 아세톤 비커에 담그십시오. 비커를 섭씨 50도에서 10분 동안 초음파 처리합니다. 그런 다음 슬라이드 홀더를 이소프로판올 비커로 옮깁니다.
섭씨 60도에서 10분 동안 초음파 처리합니다. 슬라이드를 UV 오존 슬롯에 10분 동안 놓고 건조시킨 다음 표면을 완전히 청소합니다. 주입 크기가 45마이크로미터인 직경 25mm의 나일론 패브릭 필터를 사용하여 PEDOT:PSS 수용액을 바이알에 여과합니다.
별도의 바이알에 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 VPEC 용액을 준비합니다. 바이알을 실온의 초음파 수조에 넣고 30분 동안 초음파 처리합니다. 그런 다음 붓는 크기가 45마이크로미터인 15mm 직경의 나일론 패브릭 필터를 사용하여 용액을 새 바이알에 여과합니다.
다음으로, 준비된 호스트 재료 및 게스트 재료 용액을 50 °C에서 30 분 동안 초음파 처리합니다.45 마이크로 미터 붓기 크기의 15 밀리미터 나일론 패브릭 필터를 사용하여 각 용액을 신선한 바이알로 개별적으로 필터링합니다. 그런 다음 텍스트 프로토콜에 자세히 설명된 지정된 가중치 백분율에 따라 게스트 솔루션을 호스트 솔루션에 혼합합니다. 생성된 발광층 용액의 바이알을 PEDOT:PSS 용액의 바이알 및 VPEC 솔루션의 바이알과 함께 글로브 박스로 옮깁니다.
그런 다음 사전 세척된 ITO 코팅 슬라이드를 글로브 박스로 옮깁니다. hold injection layer, hold transport layer, emissive layer를 text protocol에 설명된 대로 가정합니다. 레이어가 쌓이면 글로브 박스에서 슬라이드를 이동합니다.
열 증발기 챔버에서 고진공 밸브를 닫고 질소 가스 밸브를 열어 챔버의 진공을 깨뜨립니다. 그런 다음 레이어드 슬라이드를 챔버의 회전 홀더에 로드합니다. 다음으로 TPBi 45mg을 추가합니다.
3mg의 불화 리튬과 224mg의 알루미늄을 챔버의 도가니에 넣습니다. 전자 수송층(electron transport layer), 전자 주입층(electron injection layer) 및 음극층(cathode layer)을 텍스트 프로토콜에 자세히 설명된 대로 증착합니다. 그런 다음 현재 컨트롤러를 끄고 제작된 OLED 장치를 고진공 상태에서 10분 동안 그대로 두십시오.
챔버의 진공 청소기를 깨고 장치를 제거합니다. 다음으로, 질소 분위기 아래에서 캡슐화 기계가 있는 글로브 박스로 장치를 옮깁니다. 접착제를 사용하여 장치를 유리 상단 덮개로 캡슐화합니다.
접착제를 건조시키기 위해 장치를 UV 방사선 상자에 110초 동안 놓습니다. 그런 다음 장치를 암실로 옮기고 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 측정을 수행합니다. 본 연구에서 무해한 청색 캔들라이트 OLED는 건식 및 습식 공정을 모두 사용하여 제작됩니다.
이러한 장치의 상관 색온도가 망막 노출 한계에 미치는 영향이 여기에 나와 있습니다. 500lux에서 연구된 모든 OLED 장치는 RG1의 위험 그룹에서 노출 한계를 보여줍니다. 그러나 조명을 100lux로 줄이면 노출 제한이 5배 증가하고 1, 940 Kelvin 미만의 상관 색온도를 나타내는 장치는 노출 제한을 RG0로 이동합니다.
그런 다음 제작된 OLED 장치의 상관 색온도가 멜라토닌 억제 민감도에 미치는 영향을 결정합니다. 표준적인 온백색 LED는 멜라토닌 분비를 약 8% 억제하는 반면, 제작된 모든 OLED는 4% 미만의 억제를 보였으므로 매우 낮은 억제 효과를 보이는 이 청색 무해해 촛불 OLED는 멜라토닌 분비를 크게 방해하지 않고 야간에 사용할 수 있습니다. 일단 숙달되면 계산은 한 시간 이내에 완료할 수 있으며 적절하게 수행되면 7시간 이내에 제작을 완료할 수 있습니다.
이 제작을 시도하는 동안 기판을 조심스럽게 청소하고 증착 속도를 제어하여 장치의 최상의 성능을 달성하는 것이 중요합니다. 우리는 이 기술이 조명 및 디스플레이 분야의 연구자들이 청색, 무해, 건강한 빛을 탐구할 수 있는 길을 열어주기를 바랍니다. 이 비디오를 시청한 후에는 주어진 광원의 파란색 위험을 정량화하는 방법과 파란색 위험이 없는 촛불 OLED를 제작하는 방법에 대해 잘 이해하게 될 것입니다.
증발기 챔버 주변에서 작업하는 동안 분리기와 손 장갑을 잊지 마십시오. 테트라히드로푸란 및 클로로벤젠과 같은 용제는 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안 항상 탄소 안면 마스크와 같은 예방 조치를 취해야 합니다.
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본 프로토콜은 시력 보호 및 멜라토닌 분비 촉진을 목적으로 하는 청색광 위험이 없는 촛불색 유기 발광 다이오드(OLED)의 제작 방법을 설명합니다. 또한 조명원과 관련된 청색광 위험의 정량적 분석 방법을 다룹니다.
청색광 위험이 없는 촛불색 OLED는 망막 손상 위험과 멜라토닌 억제를 최소화하는 낮은 상관 색온도 조명 솔루션을 제공하여, 직업적 및 소비자 환경에서 장기간 사용 시 더 안전한 조명을 지원합니다. 이 기술은 최대 허용 노출 한계 및 멜라토닌 억제 민감도와 같은 정량화 가능한 지표를 통해 광생물학적 안전성에 대한 예측 평가를 가능하게 하며, 이는 조명 제품 개발 시 진행 여부(go/no-go)를 결정하는 근거가 됩니다. 건식 및 습식 공정 모두에 대해 재현 가능한 제작 프로토콜을 제공함으로써, 이 방법은 디스플레이 및 건강 중심 조명 시스템으로의 응용 가능성이 있는 조명 기술의 초기 단계 리스크 감소를 지원합니다.
이 방법은 조명 기술의 조기 안전성 평가를 가능하게 하고, 저위험 방출체의 리드 물질 발굴을 지원하며, 제어된 조사가 필요한 전임상 워크플로우에 정보를 제공함으로써 발견 연속체(discovery continuum)에 통합됩니다.