Name: Ontwikkeling van efficiënte OLEDs vanuit solution deposition (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-11-04T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Leer een efficiënt protocol voor de fabricage van OLED's via oplossingsdepositie met lage roll-off. Deze methode optimaliseert spin-coating en oplossingsvoorbereiding voor printelektronica.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen graag het "EXCILIGHT" -project erkennen van het Horizon 2020-onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie onder de Marie Sklodowska-Curie-subsidieovereenkomst nr. 674990. Dit werk werd ook ontwikkeld in het kader van het project i3N, UIDB/50025/2020 & UIDP/50025/2020, gefinancierd door nationale fondsen via de FCT/MEC.

LET OP: De volgende stappen omvatten het gebruik van verschillende oplosmiddelen en organische materialen, dus de juiste zorg moet worden genomen bij het hanteren. Gebruik de zuurkast en beschermingsmiddelen zoals een laboratoriumbril, gezichtsmaskers, handschoenen en laboratoriumjassen. Het wegen van de materialen moet nauwkeurig gebeuren met behulp van een zeer nauwkeurige weegschaalmachine. Om de reinheid van de substraten, de oplossingsafzetting van dunne films en verdamping te garanderen, wordt aanbevolen dat alle procedures worden uitgevoerd in een gecontroleerde omgeving of handschoenenkastje. Vóór het gebruik van een spincoater, micropipettes, thermische verdampers, organische materialen en oplosmiddelen moeten alle veiligheidsinformatiebladen worden geraadpleegd.
1. Voorbereiding van host-guest oplossing
<ol><li>Weeg in twee kleine injectieflacons (volume tussen 4-6 ml, gereinigd met isopropanol en gedroogd met stikstof) de gastheermatrix bestaande uit 12 mg PVK en 8 mg OXD-7. Begin met het wegen van de OXD-7. Compenseer elke afwijking in het gewicht met BEHULP VAN PVK om een uiteindelijke verhouding van 6:4 (PVK:OXD-7) te bereiken. Weeg in de tweede injectieflacon 10 mg 2PXZ-OXD TADF-emitter af.</li>
	<li>Voeg 2 ml chloorbenzeen toe aan de injectieflacon met gastheermatrix en 1 ml aan de injectieflacon met TADF-materiaal. Als het gewicht van injectieflacons niet precies de hierboven beschreven waarden is, pas dan het chloorbenzeenvolume in beide injectieflacons aan om een oplossing met een eindconcentratie van 10 mg/ml te bereiken.</li>
	<li>Laat de oplossingen roeren met kleine, gereinigde magneetroerbeugels gedurende ten minste 3 uur om volledige oplossing van de materialen te garanderen. Zorg ervoor dat de injectieflacons veilig zijn afgedekt met de respectieve doppen en goed zijn afgesloten met organisch-chemische veilige film om verdamping van oplosmiddelen te voorkomen.</li>
</ol>2. Substraatreiniging
OPMERKING: Om de substraten te hanteren, gebruikt u een pincet en raakt u alleen in een hoek aan (raak nooit het midden van de substraten aan). De substraten die hier worden gebruikt, hebben zes voorgevormde ITO-pixels (figuur 1A).
<ol><li>Verkrijg voorgevormde ITO-substraten. Reinig substraten in een ultrasoon bad met 1% v / v Hellmanex-oplossing in water, aceton en 2-propanol (IPA), sequentieel, gedurende 15 minuten in elk bad. Voer het eerste bad uit bij ongeveer 95 °C en het resterende bij kamertemperatuur (RT). Droog ten slotte de substraten met behulp van stikstofflux om eventuele reinigingsmiddelresten te verwijderen.</li>
	<li>Stel vóór de fabricage de substraten (ITO-film naar boven gericht) gedurende 5 minuten bloot aan uv-ozonbehandeling. Haal de gassen zorgvuldig uit en zorg ervoor dat het ITO-patroon wordt blootgesteld aan de UV. Gebruik hier een ozonreiniger (100 W, 40 kHz). Stel de emissiegolflengte van de UV-lampen in op 185 nm en 254 nm met een hoge intensiteit, lage druk, kwikdampontladingslamp.</li>
</ol>3. Spin coating
Dit is de belangrijkste stap van dit protocol. Om uniformiteit, homogeniteit en afwezigheid van gaatjes in de dunne films te garanderen, moeten alle oplosmiddelen worden gefilterd met hun respectieve filterpapier. Volledige verwijdering van overtollige oplosmiddelen uit substraten moet worden gewaarborgd om kortsluiting in het uiteindelijke apparaat te voorkomen. Voor de substraten die hier worden gebruikt, is het verwijderen van overtollige materialen uit de ITO en kathode met patroon ook belangrijk om de uiteindelijke pixel te fixeren, en deze moet met hoge precisie worden uitgevoerd, zonder het actieve gebied van de pixel te verstoren. De hieronder beschreven stappen moeten worden gevolgd voor het centrifugeren van de dunne films. De uiteindelijke dikte van de dunne film zal variëren als u een andere spincoater gebruikt dan degene die hier wordt gebruikt.
<ol><li>Bereid de spin coater apparatuur voor. OPMERKING: Voordat u de spincoater gebruikt, is het noodzakelijk om een curvekalibratie uit te voeren met de afzettingsparameters en de uiteindelijke dikte die voor de films zijn verkregen. Dit moet worden gedaan voor elke gebruikte oplossing. De procedure omvat het maken van verschillende afzettingen voor dezelfde oplossing, maar met verschillende parameters, en de uiteindelijke dikte wordt gemeten met een profilometer. Figuur 2 toont een typische kalibratiecurve voor een actieve laag.</li>
	<li>Deponeer PEDOT:PSS als eerste laag bovenop ITO. Filter de PEDOT:PSS met een 0,45 μm polyvinylideenfluoride (PVDF) filter. Vul een micropipet met 100 μL PEDOT:PSS.</li>
	<li>Plaats het substraat voorzichtig op de spin coater chuck en activeer het vacuümsysteem om het substraat te fixeren (figuur 1B,C). Draai de ITO naar boven en pas het substraatgebied zoveel mogelijk aan om het substraatgebied te centreren. Stel de parameters voor de spincoating in op 5.000 tpm gedurende 30 s. Stel een eerste stap in met behulp van de spin coater van ~ 2-3 s bij lage rotatie (200-500 rpm). Er wordt een dikte van 30 nm verwacht.</li>
	<li>Houd de micropipet loodrecht op het substraat (figuur 1D), laat de oplossing (100 μL) in het midden van het substraat vallen (figuur 1D) en start de spincoater (figuur 1E). OPMERKING: Laat de oplossing niet te snel of langzaam vallen om het risico van niet-halogene verspreiding van de oplossing te voorkomen (afhankelijk van de viscositeit kan de contacthoek niet-ideologisch zijn). Meestal is het laten vallen van de oplossing in ~ 1 s ideaal. Raak het substraat niet aan met de micropipette en probeer te synchroniseren tussen het starten van de spin coater en het laten vallen van de oplossing. Als er geen tweestapsdepositie-instelling (zoals uitgelegd in stap 3.3) beschikbaar is, overweeg dan een statische afzetting: laat de oplossing eerst vallen en start de spincoater onmiddellijk daarna. Het laten vallen van de oplossing moet zorgvuldig worden gedaan. Alle oplossingen moeten in het midden van de rotatieas worden gedropt en een uniforme plek vormen om non-uniformiteiten tijdens het proces te voorkomen. Houd er rekening mee dat, hoewel deze regels ideaal zijn voor een goede filmafzetting, de spincoatingtechniek moeilijk te optimaliseren is (d.w.z. verschillende preoptimisatiestappen vereist). Bovendien hangt het af van de viscositeit van de oplossing, het gewenste gebied van de afzetting, hoe de oplossing op het substraat wordt gedropt en het begin van het spinnen. Een voorbeeld van goede filmvorming op microscopische schaal is in figuur 3 te zien als afm-beeld.</li>
	<li>Voltooi de stap van de spincoater (figuur 1F). Schakel het vacuüm uit en verwijder met een pincet het substraat. Met behulp van kleine wattenstaafjes gedrenkt in water (d.w.z. het PEDOT: PSS-oplosmiddel; Figuur 1G), verwijder de overtollige afgezette film rond de kathode en hoekgebieden van het substraat, waardoor het centrale pixelgebied onaangetast blijft.</li>
	<li>Bewaar het substraat in een oven of op een hete plaat bij 120 °C gedurende 15 minuten om het PEDOT:PSS-oplosmiddel (water) te verwijderen. Haal uit de oven of kookplaat, ga naar een dashboardkastje en laat afkoelen tot RT (figuur 1H).</li>
	<li>Bereid de oplossing voor de EML voor. Bereid in een nieuwe schone injectieflacon (zie stap 1.1) met behulp van een micropipette een nieuwe oplossing die bestaat uit 1,8 ml gastheeroplossing en 0,2 ml TADF-oplossing. Voordat u de oplossing gebruikt, filtert u deze met een PTFE-filter van 0,1 μm.</li>
	<li>Laat de nieuwe oplossing 15 minuten roeren bij RT.</li>
	<li>Volg de stappen 3.3 tot en met 3.5 en plaats deze tweede oplossing in een spincoater in het dashboardkastje. Draai bij 2.000 tpm gedurende 60 s. De verwachte filmdikte moet 50 nm zijn. Om overtollige van de tweede film te verwijderen, gebruikt u wattenstaafjes gedrenkt in chloorbenzeen.</li>
	<li>Laat de substraten gedurende 30 minuten op een hete plaat in het handschoenenkastje bij 70 °C staan om het overtollige chloorbenzeen volledig te verwijderen.</li>
	<li>Verwijder de substraten van de hete plaat en laat afkoelen aan RT.</li>
	<li>Overweeg voor aanvullende voorzorgsmaatregelen enkele temperatuur/tijd (indirect, verdampingssnelheid) tests voor verschillende oplosmiddelen. De morfologie van de uiteindelijke film is sterk afhankelijk van deze parameters. Een eenvoudige AFM-test kan nuttig zijn om te bevestigen dat de verdampingssnelheid van oplosmiddelen voldoende is. De uiteindelijke structuur van de gedeponeerde dunne films moet min of meer vergelijkbaar zijn met het schema in figuur 1I.</li>
</ol>4. Verdamping van materialen
OPMERKING: Voor een betere verdamping is het minimaal vereiste vacuüm meestal een druk lager dan 5 x 10-5 mbar. Voor alle organische materialen moet de verdampingssnelheid onder 2 Å/s worden gehouden om de ruwheid en uniformiteit van de lagen te verminderen. Voor LiF moet de verdampingssnelheid lager zijn dan 0,2 Å/s. Als u zich hier niet aan houdt, kan dit leiden tot niet-uniforme emissies. Als dit nog niet is gebeurd, programmeert u het piëzo-elektrische sensorsysteem (dat de depositiedikte en verdampingssnelheid meet) met de vereiste parameters, zoals 1) materiaaldichtheid, 2) Z-factor: een akoestische koppeling van materiaal aan de sensor en 3) gereedschapsfactor: geometrische kalibratie van de verdampingskroes versus monsterhouder. Raadpleeg voordat u de verdamper gebruikt de apparatuurspecificaties voor het uitvoeren van dergelijke kalibraties en raadpleegt u het materialenblad voor de dichtheids- en Z-factorwaarden voor een specifiek materiaal. Eenmaal geprogrammeerd, en zonder enige verandering in de geometrie van de verdampingskamer (gereedschapsfactor), kunnen de gegevens worden opgeslagen voor toekomstig gebruik met dezelfde materialen.
<ol><li>Steek de substraten (films met de bedrukte zijde naar beneden en nadat stap 3.11 is voltooid) in de monsterhouder met het gewenste verdampingsmasker (figuur 4A).</li>
	<li>Voeg de benodigde smeltkroezen toe (de geometrie is afhankelijk van het specifieke verdampersysteem) en vul elk met de benodigde materialen (LiF, TmPyPb en Al). Een gedetailleerde uitleg van het thermische verdampingsproces in de ontwikkeling van OLED's is te vinden in de literatuur43 en wordt verder besproken in dit rapport.</li>
	<li>Plaats de substraathouder met monsters in de monsterhouder van de verdamper (figuur 4B). Sluit de kamer en pomp de verdamperkamer naar beneden. Volg de respectievelijke instructies voor het verdampersysteem.</li>
	<li>Verdamp een film van TmPyPb met een dikte van 40 nm. Verdamp achtereenvolgens 2 nm LiF en 100 nm Al. Volg voor de verdamping de gepubliceerde procedure43. OPMERKING: De uiteindelijke structuur wordt weergegeven in figuur 4C. In het huidige werk worden apparaten niet ingekapseld. Voor langetermijnexperimenten moet inkapseling worden uitgevoerd, wat hier niet de focus is.</li>
</ol>5. Karakterisering van het apparaat
OPMERKING: Gebruik een zeer gevoelige spanningsmeter, luminantiemeter en spectrometer om het uiteindelijke apparaat te karakteriseren. Als er een integrerende bol is, gebruik deze dan. Plaats anders de luminantiemeter loodrecht op de OLED-oppervlakte-emissie op een door de fabrikant aangegeven afstand en afhankelijk van de focuslens. Als er geen integrerende bol wordt gebruikt, kan worden aangenomen dat de OLED-apparaatemissie een Lambertiaans profiel volgt voor de efficiëntieberekening. Hier komt de uitgezette helderheid niet overeen met de gemeten onder een integrerende bol (dus minstens π keer minder).
<ol><li>Plaats het gefabriceerde OLED-apparaat in de testhouder en maak de elektrische contacten voor de gewenste pixel. Meet de stroom (I), de toegepaste spanning (V) en de helderheid (L). Volledige details over de experimentele opstelling zijn eerder uitgelegd43.</li>
	<li>Meet met een spectrometer de elektroluminescentiespectra (EL) bij verschillende toegepaste spanningen in een bereik dat overeenkomt met het dynamisch bereik van de OLED-operatie44. Neem ten minste drie tot vier spectra. Hier worden toegepaste spanningen van 5 V, 10 V en 15 V gebruikt.</li>
	<li>Bereken met behulp van de benodigde software de stroomdichtheid (J), stroomefficiëntie (μc candela/Ampère), energie-efficiëntie (ηp, lumen/Watt) en externe efficiëntie (EQE). Bepaal met de elektroluminescentiespectra de CIE-kleurcoördinaten. Geschikte informatie over het berekenen van al deze cijfers van verdienste is eerder beschreven44.</li>
	<li>Plot de aangegeven gegevens. Voer een kritische analyse uit van de resultaten in termen van efficiëntie en helderheid. Bekijk de elektroluminescentiespectra en probeer een model op te stellen om de resultaten te begrijpen.</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het protocol dat hier wordt gebruikt om een efficiënte OLED in een eenvoudige apparaatstructuur te fabriceren, is relatief eenvoudig. De elektrische mobiliteit wordt niet alleen gemoduleerd door de materiaalsamenstelling van een apparaatlaag, maar is ook kritisch afhankelijk van de filmmorfologie. Voorbereiding van de oplossingen en een geschikte keuze van oplosmiddel en concentratie zijn belangrijk. Er kan geen materiaalaggregatie plaatsvinden, wat volledige oplosbaarheid op nanometrische schaal impliceert. Het is ook b...

De toename van organische elektronica die in het dagelijks leven wordt gebruikt, is een onovertroffen realiteit geworden. Van de verschillende organische elektronische toepassingen zijn OLED's misschien wel de meest aantrekkelijke. Hun beeldkwaliteit, resolutie en kleurzuiverheid hebben OLED's tot een primaire keuze voor beeldschermen gemaakt. Bovendien heeft de mogelijkheid om een groot oppervlak te emissie te bereiken in extreem dunne, flexibele, lichtgewicht en gemakkelijk in kleur instelbare OLED's toepassingen in verlichting. Sommige technologische problemen in verband met het fabricageproces bij grote emittenten hebben verdere toepassing echter uitgesteld.
Met de eerste OLED die werkt op lage toegepaste spanningen1, zijn nieuwe paradigma's voor solid-state verlichting ontworpen, hoewel met een lage externe kwantumefficiëntie (EQE). De OLED EQE wordt verkregen door de verhouding van uitgezonden fotonen (licht) tot geïnjecteerde elektrische dragers (elektrische stroom). Een eenvoudige theoretische schatting voor de maximaal verwachte EQE is gelijk aan ηx ηint 2. De interne efficiëntie (ηint) kan worden benaderd door ηint = γ x x <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61071/61071eq01.jpg" style="margin: auto;"> x ΦPL, waarbij γ overeenkomt met de ladingsbalansfactor, ΦPL de fotoluminescentie kwantumopbrengst (PLQY) is en <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61071/61071eq01.jpg" style="margin: auto;"> de efficiëntie is van emissive exciton (elektronengatpaar) generatie. Tot slot is ηout de outcoupling efficiency2. Als ontkoppeling niet wordt overwogen, wordt de aandacht gericht op drie onderwerpen: (1) hoe efficiënt het materiaal is in het creëren van excitonen die stralingsrecombineren, (2) hoe efficiënt de emissive lagen zijn, en (3) hoe efficiënt de apparaatstructuur is in het bevorderen van een goed uitgebalanceerd elektrisch systeem3.
Een puur fluorescerende organische emitter heeft slechts 25% interne kwantumefficiëntie (IQE). Volgens de spinregels is de stralingsovergang van een triplet naar een singlet (T→S) verboden4. Daarom draagt 75% van de geëxciteerde elektrische dragers niet bij aan de emissie van fotonen5. Dit probleem werd voor het eerst overwonnen met behulp van overgangsmetalen in organische emitterfosforescentie OLED's 6,7,8,9,10, waar de IQE naar verluidt dicht bij 100% 11,12,13,14,15,16 lag . Dit komt door de spin-baankoppeling tussen de organische verbinding en het zware overgangsmetaal. Het nadeel bij dergelijke uitstoters is hun hoge kosten en slechte stabiliteit. Onlangs hebben rapporten over de chemische synthese van een zuivere organische verbinding met een lage energiescheiding tussen de geëxciteerde triplet- en singlettoestanden (∆EST) door Adachi 17,18 aanleiding gegeven tot een nieuw raamwerk. Hoewel niet nieuw19, heeft de succesvolle toepassing van het TADF-proces in OLED's het mogelijk gemaakt om hoge efficiënties te verkrijgen zonder overgangsmetaalcomplexen te gebruiken.
In dergelijke metaalvrije organische emitters is de kans groot dat de geëxciteerde dragers in een triplettoestand de singlettoestand bevolken; daarom kan de IQE een theoretische limiet van 100%5,20,21,22 bereiken. Deze TADF-materialen leveren excitonen die stralingsmatig kunnen recombineren. Deze emitters vereisen echter dispersie in een matrixgastheer om te voorkomen dat de emissie 3,20,21,23,24 dooft in een host-gastconcept. Bovendien hangt de efficiëntie ervan af van hoe de gastheer (organische matrix) wordt toegeëigend aan het gastmateriaal (TADF) 25. Ook is het noodzakelijk om de structuur van het apparaat (d.w.z. dunne lagen, materialen en dikte) te idealiseren om een elektrisch uitgebalanceerd apparaat te bereiken (evenwicht tussen gaten en elektronen om verlies te voorkomen)26. Het bereiken van het beste host-guest systeem voor een elektrisch gebalanceerd apparaat is van fundamenteel belang om de EQE te verhogen. In TADF-gebaseerde systemen is dit niet eenvoudig, vanwege de veranderingen in de elektrische dragermobiliteit in EML die niet gemakkelijk kunnen worden afgestemd.
Met TADF-stralers zijn EQE-waarden van meer dan 20% gemakkelijk te verkrijgen 26,27,28,29. De structuur van het apparaat bestaat echter meestal uit drie tot vijf organische lagen (gattransport / blokkering en elektronentransport / blokkerende lagen, respectievelijk HTL / HBL en ETL / EBL). Bovendien wordt het vervaardigd met behulp van een thermisch verdampingsproces dat hoog is in kosten, technologisch complex en bijna alleen voor weergavetoepassingen. Afhankelijk van de HOMO-niveaus (hoogste bezette moleculaire orbitaal) en LUMO-niveaus (laagste onbezette moleculaire orbitale) niveaus, elektrische mobiliteit van dragers en dikte, kan elke laag elektrische dragers injecteren, transporteren en blokkeren en recombinatie in de emissive laag (EML) garanderen.
Het verminderen van de complexiteit van het apparaat (bijvoorbeeld een eenvoudige structuur met twee lagen) resulteert meestal in een merkbare afname van EQE, soms tot minder dan 5%. Dit gebeurt door de verschillende elektronen- en gatmobiliteit in de EML en het apparaat raakt elektrisch uit balans. Dus in plaats van de hoge efficiëntie van excitoncreatie, wordt de efficiëntie van de emissie in de EML laag. Bovendien treedt een merkbare roll-off op met een sterke afname van de EQE naarmate de helderheid toeneemt, als gevolg van de hoge concentratie excitonen bij een hoge toegepaste spanning en lange aangeslagen levensduur 24,30,31. Het overwinnen van dergelijke problemen vereist een sterk vermogen om elektrische eigenschappen van de emissive laag te manipuleren. Voor een eenvoudige OLED-architectuur met behulp van oplossingsgesteerde methoden kunnen de elektrische eigenschappen van het EML worden afgestemd door de oplossingsvoorbereidings- en depositieparameters32.
Oplossingsdepositiemethoden voor organische apparaten zijn eerder gebruikt31. OLED-fabricage, vergeleken met het thermische verdampingsproces, is van groot belang vanwege hun vereenvoudigde structuur, lage kosten en productie van grote oppervlakken. Met veel succes in overgangsmetaalcomplexen OLED's, is het belangrijkste doel om het emittinggebied te vergroten, maar de apparaatstructuur zo eenvoudig mogelijk te houden33. Methoden zoals roll-to-roll (R2R)34,35,36, inkjet printing 37,38,39 en slot-die 40 zijn met succes toegepast in de meerlaagse fabricage van OLED's, wat een mogelijke industriële aanpak is.
Ondanks dat oplossingsdepositiemethoden voor organische lagen dienen als een goede keuze voor vereenvoudiging van de apparaatarchitectuur, kunnen niet alle gewenste materialen gemakkelijk worden gedeponeerd. Er worden twee soorten materialen gebruikt: kleine moleculen en polymeren. In oplossingsdepositiemethoden hebben kleine moleculen enkele nadelen, zoals slechte dunne filmuniformiteit, kristallisatie en stabiliteit. Polymeren worden dus meestal gebruikt vanwege het vermogen om uniforme dunne films te vormen met een lage oppervlakteruwheid en op grote, flexibele substraten. Bovendien moeten de materialen een goede oplosbaarheid hebben in het juiste oplosmiddel (voornamelijk organische zoals chloroform, chloorbenzeen, dichloorbenzeen, enz.), Water of alcoholderivaten.
Naast het probleem van de oplosbaarheid, is het noodzakelijk om te garanderen dat een oplosmiddel dat in de ene laag wordt gebruikt, niet als één voor de vorige laag fungeert. Dit maakt een meerlaagse structuur mogelijk die door het natte proces wordt afgezet; er zijn echter beperkingen41. De meest typische apparaatstructuur maakt gebruik van enkele door de oplossing afgezette lagen (d.w.z. de emissive) en één thermisch verdampte laag (ETL). Bovendien zijn dunne filmhomogeniteit en morfologie sterk afhankelijk van de depositiemethoden en parameters. Elektrisch ladingstransport door deze lagen wordt volledig beheerst door een dergelijke morfologie. Niettemin moet een afweging tussen het gewenste eindapparaat en de compatibiliteit van het fabricageproces oordeelkundig worden vastgesteld. Het aanpassen van de depositieparameters is een sleutel tot succes, ondanks dat het tijdrovend werk is. De spincoating is bijvoorbeeld geen eenvoudige techniek. Hoewel het eenvoudig lijkt, zijn er verschillende aspecten van dunne filmvorming uit een oplossing bovenop een draaiend substraat die aandacht vereisen.
Naast optimalisatie van de filmdikte, manipulatie van de spinsnelheid en tijd (dikte is een exponentieel verval van beide parameters), moeten de acties van de experimentator ook worden aangepast om goede resultaten te verkrijgen. De juiste parameters zijn ook afhankelijk van de viscositeit van de oplossing, het depositiegebied en de bevochtigbaarheid/contacthoek van de oplossing op het substraat. Er zijn geen unieke sets parameters. Alleen basisaannames met specifieke aanpassingen aan de oplossing/substraat leveren het gewenste resultaat op. Bovendien kunnen de elektrische eigenschappen die afhankelijk zijn van de laagmoleculaire conformatie en morfologie worden geoptimaliseerd voor gewenste resultaten, volgens het hier beschreven protocol. Eenmaal voltooid, is het proces eenvoudig en haalbaar.
Niettemin leidt het verminderen van de complexiteit van de apparaatstructuur tot een maximale EQE-afname; hoewel een compromis kan worden bereikt in termen van efficiëntie versus helderheid. Omdat een dergelijk compromis praktische toepassingen mogelijk maakt, kan het overschot van een eenvoudig, groot gebied compatibel en goedkoop proces een realiteit worden. In dit artikel worden deze vereisten beschreven en wordt beschreven hoe u een recept kunt ontwikkelen om de vereiste problemen aan te pakken.
Het protocol richt zich op een groene TADF-emitter 2PXZ-OXD [2,5-bis(4-(10H-fenoxazin-10-yl)fenyl)-1,3,4-oxadiazol]42 als gast in een gastheermatrix samengesteld door PVK [poly(N-vinylcarbazol)] en OXD-7 [1,3-Bis[2-(4-tert-butylfenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzeen], dat overeenkomt met het EML. Een elektronentransportlaag (ETL) van TmPyPb [1,3,5-Tri(m-pyridine-3-ylfenyl)benzeen] wordt gebruikt. Zowel de werkfuncties van de anode als de kathode zijn geoptimaliseerd. De anode bestaat uit ITO (indiumtinoxide) met een hooggeleidend polymeer PEDOT:PSS [poly(3,4-ethyleendioxythiofeen)-poly(styrenesulfonaat)], en de kathode bestaat uit een dubbele laag aluminium en LiF (lithiumfluoride).
Ten slotte worden zowel de PEDOT: PSS als EML (PVK: OXD-7: 2PXZ-OXD) afgezet door spincoating, terwijl TmPyPb, LiF en Al thermisch worden verdampt. Gezien de geleidende metaalachtige aard van PEDOT: PSS, is het apparaat een typische "twee organische laag" in de eenvoudigst mogelijke structuur. In de EML is TADF-gast (10% wt.) verspreid in de gastheer (90% wt.) bestaande uit PVK0,6+ OXD-70,4.

<table><tbody><tr><td>2PXZ-OXD (2,5-bis(4-(10H-phenoxazin-10-yl)fenyl)-1,3,4-oxadiazool)</td><td>Lumtec ltd</td><td>1447998-13-1</td><td></td></tr><tr><td>Aluminium (99,999%)</td><td>Alfa Aesar</td><td>7429-90-5</td><td></td></tr><tr><td>Aceton (99,9%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>67-64-1</td><td></td></tr><tr><td>Hellmanex</td><td>Ossila</td><td>7778-53-2</td><td></td></tr><tr><td>Isopropylalcohol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>67-63-0</td><td></td></tr><tr><td>ITO gepatteredde substraten</td><td>Ossila</td><td>65997-17-3</td><td></td></tr><tr><td>Litiumfluoride (99,99%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7789-24-4</td><td></td></tr><tr><td>OXD-7 (1,3-Bis[2-(4-tert-butylfenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzeen)</td><td>Ossila</td><td>138372-67-5</td><td></td></tr><tr><td>PEDOT: PSS (Poly(3,4-ethyleendioxythiofeen) polystyreen sulfonaat)</td><td>Ossila</td><td>155090-83-8</td><td></td></tr><tr><td>PVK (Polyvinylcarbazool) (gemiddelde Mn 25.000-50.000)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>25067-59-8</td><td></td></tr><tr><td>TmPyPb (1,3,5-Tri(m-pyridin-3-ylfenyl)benzeen)</td><td>Ossila</td><td>138372-67-5</td><td></td></tr></tbody></table>

ontwikkeling van efficiënte oled's vanuit solution deposition

Development of Efficient OLEDs from Solution Deposition

Het gebruik van zeer efficiënte organische emitters op basis van het thermisch geactiveerde vertraagde fluorescentie (TADF) concept is interessant vanwege hun 100% interne kwantumefficiëntie. Hier wordt een oplossingsmethode gepresenteerd voor de fabricage van efficiënte organische lichtgevende diodes (OLED's) op basis van een TADF-emitter in een eenvoudige apparaatstructuur. Dit snelle, goedkope en efficiënte proces kan worden gebruikt voor alle OLED-emissive lagen die het host-guest-concept volgen. De fundamentele stappen worden beschreven samen met de nodige informatie voor verdere reproductie. Het doel om een algemeen protocol op te stellen dat gemakkelijk kan worden aangepast voor de belangrijkste organische emitters die momenteel worden bestudeerd en ontwikkeld.

Figuur 5 toont de belangrijkste resultaten voor het gefabriceerde apparaat. De inschakelspanning was extreem laag (~ 3 V), wat een interessant resultaat is voor een apparaat met twee organische lagen. De maximale helderheid lag rond de 8.000 cd/m2 zonder gebruik te maken van een integrerende bol. De maximale waarden voor ηc, ηp en EQE lagen respectievelijk rond de 16 cd/A, 10 lm/W en 8%. Hoewel de resultaten niet de beste cijfers van verdiensten zijn voor dez...

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de fabricage van efficiënte, eenvoudige, oplossingsgesteerde organische lichtgevende diodes met lage roll-off.

Ontwikkeling van efficiënte OLED's vanuit solution deposition

The use of highly efficient organic emitters based on the thermally activated delayed fluorescence (TADF) concept is interesting due to their 100% ...

Focus op een efficiënte manier, het nieuwe belangrijke veld in printelektronica, specifiek voor OS, opent mogelijkheden voor echt Het proces is geoptimaliseerd voor het boutmachineconcept. De eenvoud van OS-smering in een goede afweging tussen eenvoudige apparaatarchitectuur en nuttige efficiëntie die, en nu, een enorm technologisch probleem is. De belangrijkste problemen naast de juiste keuze van gastheergrijperstatistieken, samenstelling, concentratie, oplosmiddel, enzovoort, kunnen worden gericht op drie aspecten, spincodering van de positie, oplosmiddelvoorbereiding en de elektrische balans van de elektrische lading.smering, via een oplossingsbestendig proces, lijkt eenvoudig te zijn, omdat het rijk is aan apparaatvezels van verdienste. Sommige kritieke aspecten tijdens de fabricage moeten 35 zijn. Begin met het voorbereiden van de hostmatrix.Voeg 15 milligram OXD7 toe aan een kleine injectieflacon. Voeg vervolgens vijf milligram PVK toe. Voeg vervolgens 10 milligram 2PXZOXDTADF-emitter toe aan een andere kleine injectieflacon.Voeg twee milliliter chloorbenzeen toe aan de injectieflacon met de gastheermatrix en één milliliter aan de injectieflacon met het TADF-materiaal. De uiteindelijke concentratie chloorbenzeen in beide injectieflacons moet 10 milligram per milliliter zijn. Roer de oplossingen met kleine gereinigde magneetroerstaven gedurende ten minste drie uur totdat de materialen volledig zijn opgelost.Zorg ervoor dat de injectieflacons veilig zijn afgedekt met de respectieve doppen en goed zijn afgesloten met organische chemicaliënveilige film om verdamping van oplosmiddelen te voorkomen. Reinig achtereenvolgens voorgevormde Indiase tinoxide- of ITO-substraten in een ultrasoon bad met 1% hellmanex-oplossing in water bij 95 graden Celsius, vervolgens aceton bij kamertemperatuur en vervolgens propanol bij kamertemperatuur gedurende 15 minuten per bad. Behandel de substraten met een pincet dat ze alleen op de hoek raakt.Probeer het substraat met stikstofflux om eventuele residuen van reinigingsoplosmiddelen te verwijderen. Stel de substraten vervolgens gedurende vijf minuten bloot aan UV-ozonbehandeling met de ITO-film naar boven gericht. Filtreer de PEDOT:PSS met een 0,45 micrometer polyvinylideenfluoridefilter en vul een micropipet met 100 microliter van de oplossing.Plaats het substraat voorzichtig op de spincodertruck en activeer het vacuümsysteem om het te bevestigen. Draai de ITO naar boven en centreer het substraatgebied zoveel mogelijk. Stel de parameters voor de spincoating gedurende 30 seconden in op 3.000 rpm.Stel een eerste stap van twee tot drie seconden in bij lage rotatie. Houd de micropipet loodrecht op het substraat, laat de PEDOT:PSS in het midden van het substraat vallen en start de spincoder. Nadat de spincodering is voltooid, schakelt u het vacuüm uit en verwijdert u het substraat met een pincet.Gebruik het kleine wattenstaafje gedrenkt in water om de overtollige afgezette film rond de kathode en hoekgebieden van het substraat te verwijderen en het centrale pixelgebied onaangetast te houden. Incubeer het substraat in een oven of op een hete plaat bij 120 graden Celsius gedurende 15 minuten om het PEDOT:PSS-oplosmiddel te verwijderen, breng het vervolgens over in een handschoenenkastje en laat het afkoelen bij kamertemperatuur. Om de oplossing voor de immersieve laag te bereiden, combineert u 1,8 milliliter van de gastheeroplossing en 0,2 milliliter TADF-oplossing in een schone injectieflacon.Filtreer de oplossing met een PTFE-filter van 0,1 micrometer en laat deze vervolgens 15 minuten roeren bij kamertemperatuur. Volg de eerder beschreven procedure om de tweede oplossing te deponeren met de spincoder die gedurende 60 seconden op 2.000 RPM draait. Gebruik een wattenstaafje gedrenkt in chlorobenzeen om overtollige van de tweede film te verwijderen.Laat het substraat 30 minuten op een hete plaat in het handschoenenkastje op 70 graden Celsius staan om het overtollige chloorbenzeen volledig te verwijderen. Laat het vervolgens afkoelen op kamertemperatuur. Steek het substraat in de monsterhouder met het gewenste verdampingsmasker en zorg ervoor dat de films naar beneden zijn gericht.Voeg de nodige smeltkroezen toe en vul ze met de juiste materialen. Plaats de substraathouder met de monsters in de monsterhouder van de verdamper. Sluit de kamer en pomp deze naar beneden en zorg ervoor dat u de instructies van de fabrikant voor het specifieke verdampersysteem volgt.Verdamp een 40 nanometer film van TNPYPB, dan een twee nanometer film van lithiumfluoride en ten slotte een 100 nanometer film van aluminium. Kenmerken van de gefabriceerde LED's worden hier weergegeven. De inschakelspanning was extreem laag, ongeveer 3 volt, een interessant resultaat voor een apparaat met twee organische lagen.De maximale helderheid was ongeveer 8.000 candela's per vierkante meter zonder gebruik te maken van een integrerende bol. De maximale waarden voor stroomefficiëntie, energie-efficiëntie en externe kwantumefficiëntie waren respectievelijk ongeveer 16 candela's per ampère, 10 lumen per watt en 8%. De goede afweging tussen eenvoud van de apparaatstructuur en betrouwbaarheidsefficiënt moet de best mogelijke informatie worden bevestigd zonder defecten in alle Bijzonder belangrijk is dat het metalenconcept kan worden uitgebreid naar verschillende soorten parameters, bijvoorbeeld organische en anorganische materialen.Hoewel we specifieke kenmerken hebben, is het belangrijkste idee

development-of-efficient-oleds-from-solution-deposition

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We beschrijven de experimentele methode nanogestructureerde oxide dunne films te deponeren door nanoseconde gepulste laser depositie (PLD) in aanwezigheid van een achtergrondgas. Door deze methode Al gedoteerde ZnO (AZO) films, van compacte hiërarchisch gestructureerd als nano-boom bossen, worden gestort.

Fabricage van Nano-engineered transparante geleidende oxides door gepulste laser depositie

Tinsulfide (SnS) is een kandidaatmateriaal voor op Aarde abundantie, niet-toxische zonnecellen. Hier demonstreren we de fabricageprocedure van de SnS-zonnecellen met behulp van atoomlaagdeposition, wat een gecertificeerde energieconversie-efficiëntie van 4,36% oplevert, en thermische verdamping die 3,88% oplevert.

Het maken van Record-efficiëntie SnS Zonnecellen door thermische verdamping en Atomic Layer Deposition

Hier presenteren we een protocol voor het synthetiseren Zn 1-x Mg x O / Cu 2 O heterojunctions in de open lucht bij lage temperatuur via luchtdruk ruimtelijke atomic layer deposition (AP-SALD) van Zn 1-x Mg x O op koperoxide. Dergelijke hoge kwaliteit conforme metaaloxiden kan worden geteeld op een verscheidenheid van substraten, waaronder kunststoffen door deze goedkope en schaalbaar methode.

Verbeterde Heterojunction Kwaliteit in Cu<sub&gt; 2</sub&gt; O-gebaseerde zonnecellen door het optimaliseren van de atmosferische druk Ruimtelijke Atomic Layer Afgezet<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; x</sub&gt; O

Dit artikel onderzoekt de geschiktheid van inkjetprinten voor de productie van kleurling gevoelige zonnepanelen. Een bindmiddelvrije TiO2 nanodeeltjesinkt werd geformuleerd en op een FTO-glassubstraat geprint. De gedrukte laag werd vervaardigd tot een cel met een actieve oppervlakte van 0,25 cm2 en een efficiëntie van 3,5%.

Digital Printing titaandioxide voor kleurstof zonnecellen

De auteurs presenteren een methode voor het fabriceren van stabiele elektrochemische cellen die wit licht uitstralen, door gebruik te maken van emissie van exciplexen die gevormd worden tussen een blauw licht uitstralende fluoreen polymeer en aromatische amine.

Fabricage van White Light-emitting elektrochemische cellen met Stable Emissie van Exciplexes

We presenteren een protocol voor de fabricage van een blauw-hazard-vrij kaarslicht organic light emitting diode (OLED) voor de bescherming van de ogen en melatonine secretie.

Blauw-hazard-vrij Kaarslicht OLED

Schaalvergroting synthese van hoogefficiënte thermisch geactiveerd vertraagde fluorescentie vervuilers wordt beschreven in het voorgestelde artikel.

Scale-up chemische synthese van thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie Emitters gebaseerd op de kern van de Dibenzothiophene-S, S-Dioxide

Een protocol voor de productie van eenvoudige gestructureerde organische lichtgevende dioden (OLED) wordt gepresenteerd.

Productie en karakterisering van vacuüm gestort Organic Light Emitting Diodes

Een protocol wordt gepresenteerd voor het fabriceren van hoogwaardige, zuiver blauw ZnCdS/ZnS gebaseerde quantum dots lichtdioden door gebruik te maken van een autoxidized aluminium kathode.

Verbeterde Electron injectie en Exciton opsluiting voor zuivere blauwe Quantum-Dot-lichtdioden door de invoering van gedeeltelijk geoxideerd aluminium Cathode

OLED-apparaten (Organic Light Emitting Diode) bieden een superieure schermkwaliteit met een beter contrast, terwijl ze milieuvoordelen bieden door een lager energieverbruik. Hier wordt een eenvoudige strategie voor de fabricage van het in oplossing verwerkte OLED-apparaat op een sequentiële manier gepresenteerd.

Stapsgewijze handleiding voor het benutten van organische lichtgevende diodes door middel van in oplossing verwerkte apparaatfabricage van een TADF-straler

Er wordt een basisprotocol beschreven voor het vervaardigen van melanine/PEDOT: PSS organische elektrochemische transistors (OECT's) met hoge transconductantie met behulp van spuitcoating. De methode maakt nauwkeurige controle mogelijk over de afzetting van de film, de dikte en de morfologie, waardoor reproduceerbare apparaten worden geboden voor duurzame en schaalbare bio-elektronische toepassingen.

Gespoten melanine/PEDOT: PSS-films voor duurzame organische elektrochemische transistors

Leer een efficiënt protocol voor de fabricage van OLED's via oplossingsdepositie met lage roll-off. Deze methode optimaliseert spin-coating en oplossingsvoorbereiding voor printelektronica.

Ontwikkeling van efficiënte OLED's vanuit solution deposition

Meer video's verkennen