Abstract
저자 (청색 형광 폴리 (9,9- 디 -n- dodecylfluorenyl -2,7- 디일)으로 구성되는 활성층을 갖는 고분자 발광 전기 화학 전지에서 안정된 백색 발광 (PLECs)를 제조하는 방법을 제시 PFD)와 π 공역 트리 페닐 아민 분자. 이 백색 발광 전자적으로 흥분 상태에 PFD 및 아민 사이에 형성 exciplexes에서 유래. ', 4' 'PFD 4,4를 포함하는 장치 - 트리스 [2- 나프 틸 (페닐) 아미노] 트리 페닐 아민 (2-TNATA), 폴리 (에틸렌 옥사이드) 및 K 2 CF 3 SO 3 국제위원회 백색 발광을 나타내었다 드 난 ECLAIRAGE (CIE)는 (0.33, 0.43) 좌표와 연색 지수 (CRI)가 3.5 V. 일정한 전압 측정의인가 전압에서 라 = 73의는 CIE는 (0.27, 0.37), 라 좌표 것으로 나타났다 67, 5 V의 전압을인가 한 직후 관찰 발광색 거의 변하지 이후의 안정300 초.
Protocol
활성 레이어 솔루션 1. 준비
- 아민 첨가 PFD 장치의 활성층 용액
주 : PFD, 4,4 ', 4' '- 트리스 [2- 나프 틸 (페닐) 아미노] 트리 페닐 아민 (2-TNATA), 9,9- 다이 메틸 N, N'- 디 (1- 나프 틸) - N 수신으로, N '- 디 페닐로 -9H- 플루 오렌 -2,7- 디아민 (DMFL-NPB)는, 폴리 (에틸렌 옥사이드) (PEO)를 사용 하였다. 칼륨 트리 플루오로 메탄 술포 네이트 (K 2 CF 3 SO 3)를 사용하기 전에 1 시간 동안 200 ℃에서 진공 건조 하였다.- 하나의 아민 비율하십시오 PFD를 갖는 디바이스의 경우 0.25, PFD 10mg을 클로로포름 1 ㎖에 방향족 아민 250 mg을 용해하고, 40 ℃에서 1 시간 동안 교반한다. 1 아민 비율 :하십시오 PFD 가진 사람들을 위해 1, 방향족 아민 10 mg을 사용합니다.
- (1)를 개별적으로, 시클로 헥사 논 1 ㎖에 PEO 10 ㎎을 용해하고, 60 ℃에서 1 시간 동안 교반하고, 칼륨, 트리 플루오로 메탄 술포 네이트 2.5 ㎎을 용해 (KCF 3 SO 3)시클로 헥사 논 용액 및 40 ° C에서 1 시간 동안 교반한다.
- PEO 용액 0.78 mL 및 마이크로 피펫을 사용하여 PFD 솔루션에 KCF 3 SO 3 용액의 0.147 ML을 추가합니다. 40 ° C에서 4 시간 동안 혼합 용액을 교반한다.
- 스핀 코팅 이전의 멤브레인 필터를 사용하여 혼합 용액을 필터.
- 도핑 PFD 장치 활성층 용액
- 도핑 PFD 장치 클로로포름 1 ㎖에 PFD 10 ㎎을 용해하고, 40 ℃에서 1 시간 동안 교반한다. 1.1.4 - 수행 단계 1.1.2의 아민 도핑 PFDs 대해 전술 한 것과 동일하다.
LEC 장치 2. 제조
주 : LEC 장치의 제조 공정은도 1에 요약 하였다.
- 이온수, 아세톤 및 2- 프로판올은을 사용하여 희석 하였다 세제로 초음파 깨끗한 무늬 인듐 - 주석 산화물 (ITO) 유리 기판각 단계에 대한 3 분 동안 데스크톱 초음파 목욕 (38 kHz에서). 마지막으로, N 2 송풍기를 이용하여 용매를 제거한다.
- 제조 업체의 프로토콜에 따라 유닛을 치료 자외선 / O 3를 사용하여 3 분 동안 UV / O 3 기판을 취급합니다. 글러브 박스에서, 불활성 분위기 하에서 활성층 코팅 공정을 수행한다.
- 스핀 코터의 머리에 청소 기판을 설정합니다. 마이크로 피펫을 사용하여 활성층 용액을 약 100 μl를 분배. 다음으로 기판을 스핀 : 800 rpm으로 60 초 후, 10 초 동안 1000 rpm에서 스핀 3 초 동안 1000 rpm으로 속도를 증가시킨다. 활성층의 두께는 약 150 나노 미터 일 것이다.
- 글러브 박스 하룻밤에 코팅 된 기판을 건조시킵니다.
- 적절한 전극 연결 및 캡슐화를 보장하기 위해 여분의 중합체를 닦아냅니다.
- 알루미늄 증착하기위한 증착 홀더에 기판을 놓습니다. 증착 챔버 내의 홀더로드 및 열적 알루미늄을 100 nm의 층을 증착3mm 알루미늄 대향 전극을 증착 넓은 개구부를 갖는 스테인리스 스틸 마스크를 통해 증착 0.4 ㎚ / 초의 증착 속도로.
- 증착이 완료 될 때, 불활성 분위기 하의 글로브 박스에 반송 장치. 디스펜서를 사용하여 사각형 형상으로 UV 경화형 에폭시 수지의 비드를 적용한다. 커버 유리 (15mm X X 0.7 mm 두께 12mm) 장치를 캡슐화 수지에 (그림 1 참조)을 놓습니다.
- 자외선 LED를 광원으로 사용하는 수지 UV 방사선 (: 6000 mJ의 / ㎠, 파장 365 nm의 누적 투여 량)을 치료.
3. 특성
- JVL 측정
주 : 전류 밀도 (J) - 전압 (V) -luminance (L)은 (JVL) 특성 및 국제 조명위원회 드 난 ECLAIRAGE (CIE) 좌표는 DC 전압 전류원 모니터가 장착 된 스펙트럼 광 검출기를 사용하여 측정 하였다. 측정 시스템은 제어되고데이터 수집을위한 사용자 지정 컨트롤 소프트웨어를 PC. 이 시스템은 다음 제조업 자의 프로토콜을 교정하고, 측정 검정 커튼하에 어둠 속에서 수행 하였다.- 악어 클립 장치의 연락처에 단자를 연결합니다. 측정 단계에서 장치를 놓습니다.
- 데이터 수집을위한 제어 소프트웨어를 실행합니다. 이 시스템은 시간에 따른인가 된 전압과 전류를 제어하고, 광파이버를 통하여 분광기에 의한 발광 스펙트럼을 수집한다.
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Representative Results
전계 발광 (EL) 스펙트럼은 CIE 좌표 및 CRI 값 (도 2, 4, 5)를 계산하는데 사용되었다. 발광 소자의 사진 이미지가 발광 (도 3)의 백색도를 확인하기 위해 수집 하였다.
아민 첨가 PFD 장치 및 도핑되지 않은 PFD 장치의 EL 스펙트럼을도 2에 나타낸다. 도핑 된 PFD 장치 PFD 여기자 방출에 해당하는 청색 발광이 보였다. 한편, 2-TNATA 및 DMFL-NPB 도핑 장치는 PFD 도핑 장치에 비해 장파장 방출을 나타내었다. 아민 도핑 장치에서 방출 전자 여기 상태에서 PFD 및 아민 사이에 형성 exciplexes에서 유래.
컬러 photogra 된 바와 같이 2-TNATA 및 DMFL-NPB 도핑 장치는 백색 발광을 나타내었다 발광 장치의 PHS (그림 3). 아민 도핑 장치의 CIE 좌표의 변화 (PFD 도핑 비율 : 아민 = 1 : 0.25 내지 1 : 1).도 4에 도시 된 2-TNATA 도핑 장치 (PFD : 2-TNATA = 1 : 0.25) 보여 CIE는 (0.33, 0.43) 좌표와 ra의 = 73 V 턴 - 온 = 3.5 턴에 1 위에 CD의 휘도를 생산하는 데 필요한 전압으로 정의된다 V (V / cm에서 연색 지수 (CRI) PFD의 동일한 비율로 전압 스윕 측정)와 DMFL-NPB 도핑 장치 중 2 : DMFL-NPB (1 : 0.25), y는 0.33 =, CIE는 X = 0.23의 좌표를 보였으며, V에서 라 = 54의 CRI 턴온 = DMFL-NPB 도핑 장치의 발광색은 청색이었다 약간 3.5 V.는 2 TNATA 도핑 장치에 비해 이동했다. 이것은 2-TNATA는 DMFL NPB보다 exciplexes을 형성하는 더 큰 능력을 가지는 상기 PFD와 아민의 능력을 형성 exciplex의 차이에 기인한다. 15
ontent "FO : 킵 together.within 페이지를 ="1 ">도 5는 전류 밀도, 휘도의 변화를 나타내고, CIE 즉시 적용 후 2-TNATA 5 V의 일정한 전압이인가 도핑 장치를 조정한다. 전압이 디바이스는 CIE는 (0.27, 0.37)의 좌표 (67)의 Ra가, 상기 발광색은 거의 변화하고 300 초 후에 안정 하였다.
그림 1. LEC 장치의 제조 방법. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
PLECs도 2의 EL 발광 스펙트럼이-TNATA 도핑 및 도핑되지 않은 장치를 도핑 DMFL-NPB.e.jove.com/files/ftp_upload/54628/54628fig2large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
아민 도핑 장치에서 발광 그림 3. 사진 PFD의 도핑 비율 :. 아민 = 1 :.. 1) 2-TNATA 도핑 장치 나) DMFL-NPB 도핑 장치 (스케일 바 :. 5mm) 여기를 클릭하십시오 이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.
CIE 그림 4. 변경 사항은 2-TNATA 및 DMFL-NPD 전압을 증가 도핑 장치의 좌표 PFD의 도핑 비율을 가진) 장치 :. 아민 = 1 :. 1 b)는 <아민 = 1 : PFD의 도핑 비율 / strong>을 장치. 0.25 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
CIE 좌표, 휘도 및 전류, b)의 효능, 휘도 및 2-TNATA의 전류가 PLECs를 도핑 된) 그림 5. 시간적 진화. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
LEC의 소수성 PFD 및 방향족 아민과 친수성 폴리에틸렌 옥사이드와 KCF 3 SO 3을 포함하는 활성층을 가지고있다. 이러한 물질은 매우 다른 용해성을 가지고 있기 때문에, 스핀 코팅 용액의 제조 조심 불완전 매화를 피하기 위해 중요하다. 각 제 균일 한 혼합물을 형성 한 다음이 용액을 함께 혼합되어 충분한 매화 능력을 가진 용매에 개별적으로 완전히 용해되어야한다. 엑시톤과 exciplex 방출 균형은 흰색 발광을 얻는 열쇠입니다. 따라서, PFD와 아민의 양을 정확하게 측정 할 수 있어야합니다.
수정체 상피에서 활성층의 상분리의 형태를 제어하는 것도 중요하다. 저자는 다른 이온 전도성 등의 트리메틸 올 프로판에 톡실 레이트 등의 중합체 (TMPE-OH) 대신 PEO 16을 사용했지만, TMPE-OH로 제작 된 장치는 LEC로 작동하지 않았다. 소수성 물질 (PFD 및 방향족아민)과 친수성 고분자 전해질 재료를 신중하게 선택해야한다는 것을 의미 위상-분리하는 경향이있다.
수지의 경화에 사용되는 UV 광 활성층 재료를 손상시킬 수있다. 따라서, UV 광이 불필요 노광을 방지하기 위해 덮개 유리를 통해 알루미늄 증착면에서 빛나고있다.
복수의 발광 재료가 사용되는 방법에 비해, 상기 (10-14)에있어서, 해당 백색 발광의 주요 이점은, 방향족 아민 화합물 간단한 단지 첨가를 통해 수득 될 수 있습니다. 높은 CRI 백색광을 생성하기 위해, 태양 광에 가까운 스펙트럼 넓은 밴드 방출을 얻기 위해 필요하다. exciplexes 일반적 청색 발광 폴리머 및 아민의 더 나은 조합을 찾는 광대역 방출을 생산할 수 있기 때문에 이러한 높은 크리스틴을 달성해야한다.
그림 5는 시간 EV를 보여줍니다휘도, 전류 밀도, CIE 좌표 및 2-TNATA 도핑 LEC의 효능 olution 5 V.도 4b의 일정 전압인가는 동안 효능 휘도와 전류 밀도 변화의 증가 등의 LEC의 전형적인 동작을 도시 동작의 제 30초.
저자는 따라서 PFD 및 아민 유래 exciplex 방출을 이용한 백색 발광으로 PLECs 대한 제조 과정을 설명했다. 저자는이 백색 발광의 안정성, 대 면적 조명 애플리케이션에 특히 중요 속성을 보여 주었다.
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Acknowledgments
이 작품은 부분적으로 과학 연구에 대한 보조금의 원조 (번호 24225003)에 의해 지원되었다. 이 작품은 JX 니폰 오일 & 에너지 사에 의해 재정적으로 지원되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) | Aldrich | 571660 | |
| 4,4’,4’’-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino] triphenylamine (2-TNATA) | Aldrich | 768669 | |
| 9,9-Dimethyl-N,N’-di(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-9H-fluorene-2,7-diamine (DMFL-NPB) | Aldrich | ||
| Poly(ethylene oxide) (PEO) | Aldrich | 182028 | |
| Potassium tirifluoromethansulfonate (KCF3SO3) | Aldrich | 422843 | dried under vacuum at 200 °C for 2 hr prior to use |
| Chloroform | Kanto Chemical Co. | 08097-25 | dehydrated |
| Cyclohexanone | Kanto Chemical Co. | 07555-00 | |
| SCAT 20-X (detergent) | Daiichi Kogyo Seiyaku | diluted with water | |
| Acetone | Kanto Chemical Co. | 01866-25 | Electronic grage |
| 2-propanol | Kanto Chemical Co. | 32439-75 | Electronic grage |
| 13 mm GD/X Disposable Filter Device PVDF Filter Media, Polypropylene Housing | Whatman | 6872-1304 | |
| UV/O3 Treating Unit | SEN Lights Co. | SSP16-110 | |
| Spectral Photo Detector | Otsuka Electronics | MCPD 9800 | |
| Voltage Current Source Monitor | ADCMT | 6241A | |
| Evaporation Mask | Tokyo Process Service Co., Ltd. | NA | The evaporation mask was wet-etched to create openings for patterned deposition of aluminum. The size of the mask is 100 mm x 100 mm x 0.2 mm-thick. |
References
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