Summary
Мы представляем протокол для изготовления сине-опасных свободных зажженными органических светодиодах (OLED) для защиты глаз и секреции мелатонина.
Introduction
В настоящее время, источники освещения, такие как LED и КЛЛ обильно используются для внутреннего и наружного освещения, частично для энергосберегающих причин. Тем не менее, эти огни богаты синим излучением, показывая более высокую тенденцию вызывать голубых опасностей. LED и КЛЛ излучают спектр , обогащенную синим светом, что приводит к необратимому повреждению клеток сетчатки 1, 2, 3, 4. Синий свет или интенсивный белый свет с высокой ЧМТ подавляет секрецию мелатонина, в oncostatic гормона, который может нарушить циркадный ритм 5, 6 и спального поведение 7, 8. Мелатонин, гормон , существенный для циркадного ритма, синтезируется в шишковидной железе 9. Высокий уровень мелатонина наблюдается в темное время суток в течение 24 ч светло-темно-Cycle 10. Тем не менее, интенсивный свет в ночное время подавляет его синтез и нарушает циркадный ритм 11. Мелатонин подавление из - за чрезмерного воздействия яркого света в ночное время может быть фактором риска развития рака молочной железы у женщин 12, 13, 14. Помимо этих опасностей, синий свет прерывает деятельность ночных амфибий и может представлять угрозу для экологической защиты. Он также сообщил , что светодиодное освещение в музеях является обесцвечивание фактические цвета картины маслом кисти Ван Гога и Сезанна 15, 16.
Таким образом, сине-излучение и низкий ССТ свечи как органический светодиод (OLED) может быть хорошей заменой для LED и КЛЛ. Свечи излучают сине-опасных явлений и низкий CCT (1,914 K) освещения, а также спектр излучения высокого качества (высокий индекс цветопередачи, CRI). эйWever, большая часть электроэнергии управляемых осветительных приборов излучают интенсивный синий свет со сравнительно высокой ЧМТ. Например, самый низкий ССТ составляет около 2300 К для ламп накаливания, а это 3000 или 5000 К для теплых или холодных белых люминесцентных ламп и светодиодных светильников. До сих пор низкая ОСИД ОДП почти свободным от синего излучения были изготовлены для человеческого дружественных освещения. В 2012 году группа Jou сообщили физиологически дружественную, сухой обработке, единый эмиссионный слой OLED с ЧМТ из 1,773 К и энергетической эффективности 11,9 лм / Вт 17. Устройство проявляли гораздо меньшую ЧМТ по сравнению с лампой накаливания (2300 K), а его энергетическая эффективность не была приемлемой с энергосберегающей точки зрения. Они сообщили о другой сухой обработке при свечах в стиле OLED с помощью двойных эмиссионные слоев вместе со слоем 18 модуляции несущей. Он проявлял низкую цветовую температуру 1,970 K и энергетическую эффективность 24 лм / Вт. Позже, сухой обработанный OLED, состоящий Oе трех эмиссионными слоев вместе с слоем модуляции несущей сообщалось 19. Его эффективность была мощность от 21 до 3 лм / Вт и разнообразным с ЧМТ, которая колебалась от 2500 К до 1900 К. В 2014 году , Ху и др. сообщили сухой обработке гибридных OLED с двойными эмиссионными слоев , разделенных прослойкой, которая показала высокую эффективность мощности 54,6 лм / Вт и низкий ЧМТ из 1,910 K 20. В последнее время группа Jou имеет изготовили высокоэффективную OLED свет свечей в стиле за счет использования двойных слоев эмиссионные 21. Компания продемонстрировала высокую эффективность мощности 85,4 лм / Вт с ЧМТ от 2,279 К. До сих пор все усилия не были сделаны , чтобы развить высокую эффективность, низкий уровень ОДП устройств при свечах стиле OLED путем использования сухих процессов и сложных архитектур 17 устройств, 18, 19, 20, 21, 22. Придумав с зажженными OLED экстракционной возможности, одновременно имея низкую ЧМТ, высокую энергетическую эффективность и высокое качество света является непростой задачей. Ни одно исследование не было разработано, чтобы описать чувствительность спектра излучения данного источника света относительно синего света. Качество света в ночное время может быть принято решение / улучшение, чтобы свести к минимуму подавление секреции мелатонина.
Есть некоторые модели, которые сообщили исчисляют сумму подавления. Во - первых, Brainard и др. 23 и Thapan и др. 24 сообщили о спектральной чувствительности с помощью монохроматического света. В дальнейшем, действие полихроматического света на подавление мелатонина был описан 25, 26. Последний принят в этом исследовании, так как большинство из коммерчески доступных светильников или новых источников света являются полихроматическая и диапазонпо всей видимой области спектра (т.е. от темно - красного до фиолетового).
В этой работе мы представляем комплексные протоколы для изготовления сине-опасных свободных свечах ОСИД через сухих и мокрых процессов. В обоих процессах, архитектура устройства упрощается за счет использования одного эмиссионного слоя без каких-либо слоев модуляции несущей. Электролюминесцентный (EL) Спектр сфабрикованному OLED анализируется на сетчатке предела воздействия на уровень мелатонина подавления секреции. Максимальный предел воздействия излучаемого света к сетчатке рассчитывается с использованием теоретического аспекта, сообщили в Международной электротехнической комиссии (МЭК) 62471 стандарт 27, 28. Максимальный предел экспозиции "т" рассчитывается с использованием спектра излучения каждого OLED при яркости 100 и 500 лк, достаточном для домашнего и офисного освещения, соответственно. Все похожие расчеты Steпс последовательно приведены в разделе протокола. Кроме того, эффект освещения на мелатонина чувствительности подавления рассчитывается следующими уравнениями спектра действия подавления мелатонина 29. Расчет производится, следуя инструкциям, приведенным в разделе протокола. Расчетные значения максимального предела экспозиции "т" и чувствительность подавления мелатонина (%) по отношению к ЦКТ приведены в таблице 3.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Примечание: Все материалы, используемые не являются канцерогенными, не горюч и не токсичен.
1. Изготовление Сине-опасных явлений свободного Candlelight OLED
- Сухой процесс
- Возьмите предметное стекло в качестве подложки для нанесения покрытия с анодным слоем 125 нм оксида индия-олова (ITO). Промыть субстрат с 200 мл (50 мл жидкого моющего средства и 150 мл деионизированной воды) из мыльного раствора. Ополосните субстрат с деионизированной водой. Сушат подложку с помощью струи азота спрея.
- Поместите подложку на держателе предметное стекло и опустить держатель слайдов в ацетоне раствора в химическом стакане. Поместите стакан в ультразвуковой ванне. Разрушать ультразвуком подложку при температуре 50 ° С в течение 10 мин.
- Перенесите держатель слайдов с подложкой в изопропаноле раствора в химическом стакане и снова разрушать ультразвуком при 60 ° С в течение 10 мин.
- Выньте подложку из стакана и положить его в слот UV / озона в течение 10 мин, чтобы высохнуть. полностью очистить поверхность.
- Перерыв VACUUм теплового испарителя камеры, закрывая клапан высокого вакуума и открывая клапан газообразного азота в камеру.
- Нагрузка очищенную подложку в камере на держателе вращающуюся подложку. Для каждого слоя, который будет осаждаться, нагрузка 100 мг каждого требуемого органического материала получают 3 мг фторида лития (LiF), и 224 мг алюминия (Al), слиток в тигель внутри камеры.
- Закройте дверцу камеры и ждать высокого вакуума 5 × 10 -6 мм рт. После того, как высокий вакуум достигнут внутри камеры, начать осаждение органических слоев на подложку с ITO.
- Депозит инжекции дырок слой 5 нм при скорости осаждения 0,8-1 A / S.
- Депозит транспортный уровень 25 нм при скорости осаждения 1-1.5 A / S.
- Депозит 30 нм эмиссионного слоя (8 мас.% Зеленого красителя и 0,85 мас.% Темно-красный краситель, легированной в 20 мг указанного хоста) при скорости осаждения 1-1.5 A / S.
- Депозит в размере 30 пм перенос электронов слой со скоростью осаждения 1-1.5 A / S.
- Депозит 20 нм слой переноса электронов совместно испаряются с электронным впрыском материала со скоростью осаждения 1-1.5 A / S.
- Депозит 1-нм инжекции электронов слой LiF при скорости осаждения 0.3-0.4 Å / с.
- Депозит 100-нм катодный слой Al при скорости осаждения 10-15 А / с.
- Выключите регулятор тока и подождите 10 мин в условиях высокого вакуума. Закройте клапан высокого вакуума и открыть клапан для газообразного азота в камеру, чтобы сломать высокого вакуума.
- Перемещение Сфабрикованный OLED устройства из камеры в атмосферу, а затем передать его в перчаточном боксе с инкапсуляцией машиной в атмосфере азота.
- Инкапсулируйте сфабрикованному OLED устройство с верхней крышкой, изготовленной из стекла с помощью клея, а затем высушить клей, переводя устройство в радиационном поле УФ в течение 110 сек.
- Извлеките из инкапсулированный OLED устройство отперчаточный ящик и передать его в фотолаборатории для измерений.
- Мокрый процесс
- Очистите подложку ITO-покрытую с помощью вышеупомянутых процедур очистки от шагов 1.1.2 до 1.1.4.
- Возьмем водный раствор PEDOT: PSS (хранится при 4 ° С) для осаждения слоя инжекции дырок. Фильтр раствора в ампуле с помощью фильтра диаметром 25 мм, состоящий из нейлоновой ткани с размером пор 0,45 мкм.
- В ампулу, готовят раствор слоя переноса дырок 3,6-бис (4-винилфенил) -9-ethylcarbazole (Vpec) 30 , растворенного в растворителе , хлорбензола в соотношении 3 мг: 1000 мкл. Разрушать ультразвуком раствор в течение 30 мин в ультразвуковой ванне и фильтруют раствор обрабатывают ультразвуком в пузырек с фильтром диаметром 15 мм, состоящей из нейлоновой ткани с размером пор 0,45 мкм.
- Приготовьте раствор для эмиссионного слоя.
- Возьмите 5 мг указанного материала-хозяина и растворите это яN тетрагидрофуран (ТГФ) в соотношении 10 мг: 1000 мкл. Разрушать ультразвуком хост-раствора при 50 ° С в течение 30 мин.
- Принимать по 1 мг каждого из требуемых гостевых материалов и растворить их в ТГФ в соотношении 1 мг: 1000 мкл. Разрушать ультразвуком гостевую раствор при 50 ° С в течение 30 мин.
- Фильтр каждый раствор отдельно в ампулах с фильтром диаметром 15 мм, состоящей из нейлоновой ткани с размером пор 0,45 мкм.
- Смешайте гостевую раствор в принимающую раствора в соответствии с данным весом процента (3 мас.% Желтого красителя, 6 мас.% Оранжевого красителя, и 12,5 мас.% Зеленого красителя), легирование для эмиссионного слоя.
- Передача чаш PEDOT: PSS, Vpec и решения эмиссионного слоя наряду с предварительно очищенную подложку и пипеткой их в перчаточном ящике.
- Начало покрытия слоев на подложку с ITO в следующей последовательности в атмосфере азота: инжекции дырок слоя, отверстие транспортного слоя и эмиссионного слоя.
- Депозит инъекционное отверстие слой 35 нм спин-покрытие 750 мкл раствора PEDOT: PSS при 4000 оборотов в мин (оборотов в минуту) в течение 20 с.
- Сушат PEDOT: PSS слой при 120 ° С в течение 40 мин для удаления остатков растворителя.
- Депозит отверстие слой переноса 10-нм спин-покрытием 400 мкл раствора Vpec при 3000 оборотах в минуту в течение 20 с.
- Выпечка слоя при 120 ° С в течение 20 мин для удаления остатков растворителя.
- Нагревают слой при 230 ° C в течение 40 мин для реакции сшивания , чтобы возникнуть перед осаждением эмиссионного слоя 30.
- Депозит 20 нм эмиссионного слоя с помощью спин-покрытие раствор 400 мкл, при 2500 оборотах в минуту в течение 20 мин.
- Выброс из подложки спиновый покрытием из перчаточного бокса в атмосферу и передать его в тепловой камере испарителя для дальнейшего осаждения слоев. Осуществите наддув теплового испарителя камеры, закрывая клапан высокого вакуума и открыть клапан азотагаза в камеру.
- Загрузка подложки в камере на держателе вращающуюся подложку. Загрузите 45 мг TPBi, 3 мг LiF, и 224 мг Al слитка в тигель внутри камеры для слоев, которые будут депонированы. Депозит слоев на подложку с эмиссионного слоя в следующей последовательности.
- Депозит 32 нм электронный транспортный слой TPBi а при скорости осаждения 1-1.5 A / S.
- Депозит на 1 нм инжекции электронного слоя LiF при скорости осаждения 0.3-0.4 Å / с.
- Депозит 100-нм катодный слой Al при скорости осаждения 10-15 А / с.
- Выключите регулятор тока и подождите 10 мин под высоким вакуумом. Выполните вышеупомянутые процедуры из шагов 1.1.8 до 1.1.11, чтобы завершить инкапсулированный OLED-устройства.
- Расчет Retina-допустимого предела воздействия "Т":
- Измеряют спектр ЭЛ устройства освещения с помощью зрectroradiometer. Полученный спектр ЭЛ показан на рисунке 1a.
- Измерить данные EL-спектр (зависимость интенсивности от длины волны) при ЧМТ.
- Преобразование данных спектра EL для спектрального излучения E X (нормированной интенсивности по сравнению с длиной волны). Изменение спектра в формате , показанном на рисунке 1b.
- Используйте спектральные данные из синей функции легковесным для измерения опасности сетчатки глаза от источника света (то есть, сделать синий свет опасности функция В (Х) по отношению к длине волны) 28. Полученный график показан на рисунке 1в.
- Вычислить значение сиянием (Е В) данного источника света с помощью спектрального излучения Е Л и сине-опасности функция В (Х) , соответствующую каждой длине волны.
- Поместите значения Е А и В (Х) от вышеуказанных участков в следующей формуле:
- Получить численное значение E B в W м -2.
- Установите значение E B в максимально допустимой предельной экспозиции сетчатки глаза "т" формуле:
..... (2) - Приобретать предел воздействия "Т" по отношению к ЧМТ данного источника света.
- Расчет чувствительности подавления мелатонина:
- Измерьте спектр ЭЛ данного светового прибора с помощью спектрорадиометр. Полученный спектр показан на рисунке 2а.
- Получить мелатонина подавления мощности на кванта, S PQ, из запрограммированных данных 29. Для данного монохроматического света X, выражают PQ S следующим образом :
S PQ (λ) = 10 (Лг-λ) / C ............. (3)
Значения S PQ (X) по отношению к длине волны, приведены в таблице 1, и соответствующий график приведен на рисунке 2b. - С помощью функции дневной освещенности V (X) для преобразования S PQ (X) в мелатонина подавления мощности на лк, S LC (X), для того , чтобы придать ей практический смысл. Значения V (X) по отношению к длине волны, приведены в таблице 2, и соответствующий график показан на фиг.2с.
- Экспресс коррелировать подавления мелатонина мощности, S LC (λ), для полихроматического света, следующим образом : 29
S LC (λ) = ∫λS PQ (λ) S I (λ) dλ / ∫ V (λ) S I (λ) dλ ............... .. (4) - Поместите значения интенсивности S I (X) из спектра ЭЛданный источник света наряду со значениями S PQ (X) и V (X) по отношению к длине волны в приведенной выше формуле , и вычислить S LC (X) следующим образом :
S LC (λ) =
- Получить численное значение S LC (X) в лк -1 из приведенного выше расчета. Например, помещая S I (Х) из спектра ЭЛ данного зажженными ОСИД с ЧМТ из 1,940 K, мощность подавления мелатонина:
S LC (λ) = 90 лк -1 - Выберите опорный луч, чтобы вычислить относительную чувствительность мелатонина подавление данного источника света. Опорный свет может быть длине волны 460 или 480 нм. Здесь мы выбираем синий свет 480 нм в качестве опорного луча.
- Вычислить S LC (X) для эталонного синего света (480 нм), используя вышеупомянутую формулу.
LC (480 нм) = 3445 лк -1 - Разделить S LC (X) данного источника света на S LC (480 нм) и умножить на фактор 100 , чтобы получить процент чувствительности подавления мелатонина (%) данного света по отношению к опорному синего света.
Относительная чувствительность подавления мелатонина =
× 100% ......... .... (5)
Примечание: Например, относительная мелатонин чувствительность подавления =
× 100% = 2,61%. Таким образом, данный свет свечей OLED показывает мелатонин подавление чувствительности 2,61% по отношению к тому, что из 480-нм голубым светом.
..... (2) 
× 100% ......... .... (5) 
× 100% = 2,61%. Таким образом, данный свет свечей OLED показывает мелатонин подавление чувствительности 2,61% по отношению к тому, что из 480-нм голубым светом. Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Вольтамперная-яркости характеристик получаемых при свечах ОСИД измеряются с помощью электрометра вместе с 100 метра яркости. Области выбросов 9 мм 2 для всех полученных сухих обработанных устройствами и 25 мм 2 для влажных обработанных устройств. Здесь мы использовали 125 нм ITO покрытием стеклянной подложки, а с сопротивлением листа 15 Ом / кв в качестве анода. Он имеет прозрачность более 84% (таблица 4). Все жидкокристаллическом устройства, состоящие из Al катода измеряются яркости в прямом направлении. Спектр ЭЛ и Международной комиссии De L'Eclairge (CIE) координаты цвета получаются при использовании спектрорадиометр 31. Полученный спектр EL используется для расчета предельно допустимых уровней облучения сетчатки глаза "T" и сила подавления мелатонина. Все этапы расчета последовательно приведены в разделе протокола.
ontent. "ВОК: Keep-together.within-страницу =" 1 "> Экспозиция допустимого сетчатки глаза вычисляется из сияния данного источника света, который направлен к человеческому глазу Максимальная длительность экспозиции для синего света может быть равна или ниже , чем 100 с , если человеческий глаз направлен на источник света излучения E B = 1 Wm -2. Если светимость меньше 1 Wm -2, предел экспозиции превысит 100 с 27. Расчетная максимальный предел экспозиции " т "может быть использован для классификации данного источника света в одну из четырех групп риска (т.е. риска Группа 0 (RG0), Группа риска 1 (RG1), Группа риска 2 (RG2), и группа риска 3 (РГ 3) если "T" больше 10000 лет, от 10000 до 100 с, от 100 до 0,25 с, или менее 0,25 с, соответственно). на рисунке 3а и 3b показано влияние ССТ на 100 лк и 500 лк на экспозиции сетчатки глаза предел сине-опасности, свободной от свечей ОСИД сделанные с помощью сухой и шЕТ процессы. Как правило, допустимый предел воздействия будет увеличиваться с уменьшением ЧМТ. Самое главное, что применяется Освещенность имеет очень сильное влияние на максимально допустимого предела сетчатки глаза экспозиции. За счет уменьшения яркости приложенное от 500 до 100 лк, весь предел экспозиции сдвигается в RG0 зону, большинство из которых в противном случае находиться в зоне RG1. Эти осветительные приборы , которые показывают цветовую температуру ниже , чем 1,922 K особенно переложить их пределы воздействия на RG0, как показано на рисунке 3а. Принимая излучение на 500 лк, например, сетчатка может переносить 1020 S при 2,700 K (устройство 1-I), 1,226 с при 2,100 K (устройство 1-II), и 6,284 с при 1,864 K (прибор 2-я) , Другими словами, свет при 1,864 K 5 и 6,2 раза безопаснее, чем свет при 2100 К и 2700 К соответственно. Как показано на рисунке 3b, все исследуемые OLED - устройства показывают пределы воздействия с группой риска RG1 при 500 лк. При снижении освещенности до 100 лк, предел экспозиции яncrease в 5 раз, по всей CCT изучены. Другими словами, это будет в 5 раз безопаснее принять Освещенность 100 лк вместо 500 лк. Как показано на рисунке 3а, при 100 лк, устройства (2-I, II, III) с ЧМТ от 1,922 K до 1,864 K показывают предел воздействия с классификацией RG0. Следует отметить, что любые устройства с классификацией RG0 до сих пор вредные для сетчатки, поскольку время экспозиции превышает 100000 сек. Поэтому, даже с низким уровнем CCT OLED показывает допустимый предел времени экспозиции, после которого может произойти повреждение сетчатки глаза.Чувствительность подавления мелатонина рассчитывается с использованием спектра ЭЛ зажженными OLED, сила подавления мелатонина на люкс, а также функции светимости. Сила подавления мелатонина на квант, S PQ, при различных длинах волн , приведен в таблице 1. Сила подавления на один фотон затем превращается в на люкс при помощи светимость Functioп V (λ). Средние интенсивности света при различных длинах волн , приведены в таблице 2. Эталонный синий свет 480 нм используется для расчета относительной чувствительности мелатонина подавления от искусственного освещения OLED. Весь расчет производится с помощью протокола шаги 1.4.1 на 1.4.9.
Как показано на рисунке 4, все сфабрикованные сине-опасные свободные OLED устройства искусственного освещения показывают чувствительность подавления мелатонина ниже 4%. Устройство 1-я с ЧМТ 2,700 K подавляет секрецию мелатонина до 3,19%, устройство 1-II с ЧМТ 2100 K подавляет его 2,74%, а устройство 1-III с ЧМТ из 1,940 K подавляет его 2,61 %. Другими словами, устройство 1-III подавляет 18% и 14% меньше секреции мелатонина, чем устройства 1-я и 1-II, соответственно. Кроме того, устройство 2-III, с ЧМТ из 1,922 K, показывает минимальную чувствительность подавления мелатонина, 1,05%, среди всех зарегистрированных устройств OLED. Следовательно,Устройство 2-III составляет 67% лучше, чем устройство 1-я (2700 K). Кроме того, теплый белый светодиод (CCT: 2632 K, мелатонин подавление чувствительности: 8%) и холодный белый CFL (CCT: 5921 K, мелатонин чувствительность подавления: 29%) составляют 662% и 2662% больше опасных для секреции мелатонина, чем что ЖК устройство 2-III аналог. Таким образом, сине-опасности, свободной от горящей свечи ОСИД, которые демонстрируют очень низкий эффект подавления на секрецию мелатонина и могут быть использованы в ночное время без значительного нарушения секреции мелатонина.
Кроме того, качество света является одним критическим параметром любого источника освещения. Индекс цветопередачи (CRI) был когда-то считается самым надежным метрики для количественной оценки качества освещения данного источника света. Тем не менее, некоторые недостатки отмечаются в значениях CRI. Для того, чтобы улучшить его, новый индекс качество света, показатель спектра Сходство (SRI), сообщается. Она определяется как процент сходства между данным света ст о ч н и соответствующее излучение черного тела на основе той же ССТ 32, 33. Для того, чтобы создать качественный свет, низкий ЦКТ или синий безэмиссионное устройство освещения с высоким SRI необходим. Тем не менее, имеющиеся осветительные приборы не демонстрируют эти качества. Здесь, сообщили сине-опасности свободной горящей свечи OLED устройства проявляют SRI в диапазоне от 75 до 84, с низким КТР от 1,864 К до 2700 К. Например, OLED-устройства со значениями ОДП из 1,922 K и 1,940 K показывают значения SRI из 76 и 81, соответственно (таблица 3). Испущенные огни свечи и сине-опасных свободных зажженными OLED показаны на рисунке 5.
С точки зрения экономии энергии, свечи считаются энергетически атрофия (0,1-0,3 лм / Вт). Сообщили сине-опасности свободной свет свечей OLED демонстрирует энергетическую эффективность 30 лм / Вт, что вдвое больше, чем лампы накаливания и 3 00 раз больше, чем свечи. Производительность каждого устройства приведены в таблице 3. Кроме того, этот свет свечей OLED обеспечивает физически прохладное, но сенсационно теплое свечение. Это энергосберегающее, не навязчивым, и свободный от мерцания, яркого света и УФ-излучения. Сине-вредности свободной свечи OLED является безопасным для использования вместо свечей или других текущих белых огней.
Рисунок 1: (а) Образец ЭЛ спектр данной зажженными ОСИД, (б) нормированные EL спектр изготовленном источника искусственного освещения, а также функцию (с) синего света опасности по отношению к длине волны и спектра действия синего света опасности с хрусталика в глаз 28 (воспроизводится с МКЗНИ 2013 г. ).пустым "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 2: (а) Образец ЭЛ спектр изготовленном зажженными ОСИД, (б) подавление мелатонина мощности на квант, S PQ, в зависимости от длины волны 29, и (с) функция светимость V (λ) (нормализованная интенсивность различных огней от длины волны ). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 3: Влияние ЧМТ сине-вредности свободной СВЕЧИ ОСИД на сетчатке максимально допустимого предела воздействия на (а (б) 500 лк. При высокой яркости, даже низкая ССТ OLED может представлять угрозу для сетчатки. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 4: Влияние ЧМТ на чувствительность подавления мелатонина (%) от сине-опасности свободной свет свечей ОСИД, сделанные с помощью сухих и мокрых процессов и теплого белого светодиода. Сине-вредности свободной свет свечей OLED имеет очень низкое подавление эффекта на секрецию мелатонина. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Figurе 5: Фотографии облаков бумаги с радугами и белыми цветами , освещенная свечами (слева) и сине-опасных свободных зажженными OLED (справа) на 10 лк 34. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
| длина волны (нм) | S PQ | длина волны (нм) | S PQ | длина волны (нм) | S PQ | длина волны (нм) | S PQ |
| 380 | 21,54435 | 484 | 0,88444 | 588 | 0,03631 | 692 | 0,00149 |
| 384 | 19,05461 | 488 | 0,78223 | 592 | 0,03211 | 696 | 0,00132 |
| 388 | 16,85259 | 492 | 0,69183 | 596 | 0,0284 | 700 | 0,00117 |
| 392 | 14,90505 | 496 | 0,61188 | 600 | 0,02512 | 704 | 0,00103 |
| 396 | 13,18257 | 500 | 0,54117 | 604 | 0,02222 | 708 | 9.12E-04 |
| 400 | 11,65914 | 504 | 0,47863 | 608 | 0,01965 | 712 | 8.07E-04 |
| 404 | 10,31177 | 508 | 0,42332 | 612 | 0,01738 | 716 | 7.13E-04 |
| 408 | 9,12011 | 512 | 0,3744 | 616 0,01537 | 720 | 6.31E-04 | |
| 412 | 8,06616 | 516 | 0,33113 | 620 | 0,01359 | 724 | 5.58E-04 |
| 416 | 7,134 | 520 | 0,29286 | 624 | 0,01202 | 728 | 4.94E-04 |
| 420 | 6,30957 | 524 | 0,25902 | 628 | 0,01063 | 732 | 4.37E-04 |
| 424 | 5,58042 | 528 | 0,22909 | 632 | 0,0094 | 736 | 3.86E-04 |
| 428 | 4,93552 | 532 | 0,20261 | 636 | 0,00832 | 740 | 3.41E-04 |
| 432 | 4,36516 | 536 | 0,1792 | 640 | 0,00736 | 744 | <TD> 3.02E-04|
| 436 | 3,86071 | 540 | 0,15849 | 644 | 0,00651 | 748 | 2.67E-04 |
| 440 | 3,41455 | 544 | 0,14017 | 648 | 0,00575 | 752 | 2.36E-04 |
| 444 | 3,01995 | 548 | 0,12397 | 652 | 0,00509 | 756 | 2.09E-04 |
| 448 | 2,67096 | 552 | 0,10965 | 656 | 0,0045 | 760 | 1.85E-04 |
| 452 | 2,36229 | 556 | 0,09698 | 660 | 0,00398 | 764 | 1.63E-04 |
| 456 | 2,0893 | 560 | 0,08577 | 664 | 0,00352 | 768 | 1.45E-04 |
| 460 | 1,84785 | 564 | 0,07586 | 668 | 0,00311 | 772 | 1.28E-04 |
| 464 | 1,63431 | 568 | 0,06709 | 672 | 0,00275 | 776 | 1.13E-04 |
| 468 | 1,44544 | 572 | 0,05934 | 676 | 0,00244 | 780 | 1.00E-04 |
| 472 | 1,2784 | 576 | 0,05248 | 680 | 0,00215 | ||
| 476 | 1,13066 | 580 | 0,04642 | 684 | 0,00191 | ||
| 480 | 1 | 584 | 0,04105 | 688 | 0,00169 |
Таблица 1: 29 кванта, S PQ.
| Длина волны (нм) | интенсивность | Длина волны (нм) | интенсивность | Длина волны (нм) | интенсивность | Длина волны (нм) | интенсивность |
| 380 | 4.00E-05 | 484 | 0,16366 | 588 | 0,78061 | 692 | 0,00714 |
| 384 | 5.83E-05 | 488 | 0,19197 | 592 | 0,73206 | 696 | 0,00544 |
| 388 | 9.15E-05 | 492 | 0,22777 | 596 | 0,68174 | 700 | 0,00414 |
| 392 1.58E-04 | 496 | 0,27123 | 600 | 0,63095 | 704 | 0,00315 | |
| 396 | 2.51E-04 | 500 | 0,32467 | 604 | 0,57982 | 708 | 0,00242 |
| 400 | 4.03E-04 | 504 | 0,39087 | 608 | 0,52858 | 712 | 0,00184 |
| 404 | 6.33E-04 | 508 | 0,46488 | 612 | 0,47824 | 716 | 0,0014 |
| 408 | 9.45E-04 | 512 | 0,54392 | 616 | 0,4292 | 720 | 0,00106 |
| 412 | 0,00159 | 516 | 0,6281 | 620 | 0,38107 | 724 | 7.97E-04 |
| 416 | 0,00253 | 520 | <TD> 0,70784624 | 0,33365 | 728 | 6.05E-04 | |
| 420 | 0,00405 | 524 | 0,77659 | 628 | 0,28762 | 732 | 4.50E-04 |
| 424 | 0,00656 | 528 | 0,83515 | 632 | 0,24551 | 736 | 3.38E-04 |
| 428 | 0,00979 | 532 | 0,88379 | 636 | 0,2086 | 740 | 2.51E-04 |
| 432 | 0,01361 | 536 | 0,92268 | 640 | 0,17539 | 744 | 1.87E-04 |
| 436 | 0,01803 | 540 | 0,95299 | 644 | 0,14556 | 748 | 1.40E-04 |
| 440 | 0,02303 | 544 | 0,97501 | 648 | 0.11924 | 752 | 1.04E-04 |
| 444 | 0,0285 | 548 | 0,98946 | 652 | 0,09655 | 756 | 7.94E-05 |
| 448 | 0,03461 | 552 | 0,99751 | 656 | 0,07745 | 760 | 6.02E-05 |
| 452 | 0,0419 | 556 | 0,99921 | 660 | 0,0613 | 764 | 4.55E-05 |
| 456 | 0,05033 | 560 | 0,99408 | 664 | 0,04778 | 768 | 3.47E-05 |
| 460 | 0,06012 | 564 | 0,9819 | 668 | 0,03686 | 772 | 2.59E-05 |
| 464 | 0,07118 | 568 | 0,96302 | 672 | 0,02833 | 776 | 1.96E-05 |
| 468 | 0,08388 | 572 | 0,9377 | 676 | 0,02212 | 780 | 1.50E-05 |
| 472 | 0,09942 | 576 | 0,9062 | 680 | 0,0171 | ||
| 476 | 0,11778 | 580 | 0,86915 | 684 | 0,0129 | ||
| 480 | 0,13932 | 584 | 0,82678 | 688 | 0,00963 |
Таблица 2: Интенсивность различных огней в видимом диапазоне.
Таблица 3 :. Рабочее напряжение (OV), энергетическая эффективность (ПЭ), ЧМТ, качество света spectrum индекс Сходство (SRI), предел воздействия "т", мелатонин чувствительность подавления (%), а максимальная яркость изученных сине-опасных свободных свечей OLED устройств, изготовленных с помощью сухих и мокрых процессов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой таблицы.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Наиболее важные шаги в изготовлении OLED-устройств, являются: 1) очистка стеклянной подложки, 2) выбора соответствующего растворителя, 3) растворение органических материалов, 4) равномерно формованием пленки через спиновые покрытия во влажном процессе, а также 5 ) регулирование скорости осаждения и толщины органического слоя во время термического испарения. Первоначально очистки подложки ITO анод с покрытием является важным шагом для достижения высокой эффективности. Стеклянная подложка очищается мыльным раствором для удаления жирных пятен или слоев. Затем это ультра-обрабатывают ультразвуком в ацетоне, а затем изопропанол, чтобы уничтожить частицы грязи из анодного слоя. УФ-обработка / озон дается на подложку перед нанесением любого слоя на ITO. УФ - обработка / озон не только высушивает субстрат, но это также увеличивает поверхность кислород и тем самым усиливает функцию работы ITO 35. Это может уменьшить отверстие впрыска барьер для облегчения более отверстий транспорта.
jove_content "> Затем органические слои оседают на аноде ITO двумя отдельными способами, а именно процесса сухого и мокрого способа. Для зажженными ОСИД сфабрикованному с сухим процессом, все органические молекулы выпаривают в высоком вакууме и осаждают последовательно на ИТО слой. В этом процессе температура постепенно увеличивается шаг за шагом, а органические материалы осаждают при определенной температуре. Это предотвращает неравномерность тонкой пленки и позволяет толщиной точного слоя. Сухие обработанные OLED устройства искусственного освещения являются ультра -clean и свободным от каких-либо не-эмиссионными пятен. тем не менее, этот процесс ограничивается получения пленок большой площади и является экономически неэффективным из-за большого потребления органических материалов. с другой стороны, мокрый процесс включает в себя спин-покрытие, струйной печати и трафаретной печати из полимера и органических материалов, экономически эффективной, большой площади, а также порядок массового производства для создания OLED - устройств 36 - 38.Для влажных обработанных свечей ОСИД, инжекции дырок, дырки и эмиссионные слоев спин-покрытием при указанных оборотах и продолжительности. Это быстрый метод осаждения, которая позволяет для непрерывного производства. Основные проблемы в мокром процессе являются выбор растворителя и предотвращение нежелательного смешивания впоследствии покрытых органических слоев. Некоторые органические вещества не растворяются должным образом в органическом растворителе, из-за несоответствия полярности. Органические растворители также растворить сборного органические слои, что приводит к морфологическим и композиционными дефектов 39, 40. Чтобы избежать таких трудностей, мы пекли инжекции дырок слой проводящего полимера, PEDOT: PSS, чтобы сделать более гидрофильной поверхности перед нанесением на отверстие транспортного уровня. После этого, отверстие транспортный слой Vpec является спин-покрытием и снова обжигается при температуре 120 ° С в течение 20 мин, чтобы сделать его термически sстол и, чтобы избежать присутствия остаточного растворителя. Кроме того, слой Vpec нагревается до 230 ° С в течение сшивающий 30 дырки слой. Соответственно, эмиссионный слой спин-покрытием на отверстие транспортирующего слоя, чтобы обойти любые морфологические дефекты. Электронный транспортный слой и катодный слой с помощью термического испарения в высоком вакууме.
Ранее сообщали устройства OLED свет свечей в стиле были изготовлены сухим способом 18, 21. Эти устройства состоят из сложной архитектуры, как двойные эмиссионные слои и дополнительный слой модуляции несущей 18, 21, 22. В данном исследовании мы изменили архитектуру OLED-устройства и избежать сложности с помощью единого эмиссионного слоя. Сообщения о сине-опасности, свободной от горящей свечи ОСИД также изготовлены безиспользуя любые голубые или небесно-голубого излучатели. ЭЛ спектр OLED устройств может быть произвольно сформирован. Сухой и смоченный обработанные устройства OLED выставлены спектры излучения различной формы с низкими значениями ОДП. Эти спектры показали различные эффекты с точки зрения максимального предела воздействия и мелатонина чувствительности подавления (таблица 3).
Сухой процесс позволяет осаждения из паровой фазы малых молекул и олигомеров в архитектуре многослойной. Кроме того, сухой процесс разрабатывает различные способы для достижения высокой эффективности. Кроме того , несколькими Многоуровневая архитектура позволяет нижней несущей инъекционного барьер, сбалансированный носитель впрыска для эмиссионного слоя и эффективной зоны рекомбинации для облегчения более несущих рекомбинировать 40. Тем не менее, сухой процесс имеет некоторые проблемы, такие как ограниченный термостойкости органических молекул, низкой пропускной способности из-за необходимости условия изготовления высокого вакуума и Материил рассыпка из - за низкого коэффициента использования материала в осаждении и т.д..
В противоположность этому, мокрый процесс является более благоприятным для снижения стоимости производства и для достижения высокой эффективности. Недорогой полимерные материалы перспективны для многослойных, мокрым способом ОСИД. Их эффективность сравнительно ниже, чем напыленных, небольшие молекулы органических материалов. В мокром способе, эффективность может быть повышена за счет использования комбинации последовательного полимера и небольших слоев молекулы. Как правило, применение полимерного дырка транспортного слоя с высокой энергией триплетного способен стабилизировать предшествующий спин покрытием инжекции дырок пленки, а также ограничить экситоны, генерируемые в эмиссионного слоя. Малые молекулы органических веществ с температурой перехода высокого стекла не кристаллизовалось во время нанесения и поддерживать целостность пленки. Кроме того, высокие энергетические триплет малые молекулы могут быть использованы в качестве эффективного материала-хозяина для облегчения хост-GUEй механизм передачи энергии. изготовление Wet-процесс ОСИД также имеет некоторые ограничения, связанные с вопросом растворимости его материалов. В настоящее время, чтобы стабилизировать архитектуру многослойную во влажном процессе, многие подходы были разработаны , которые поддержания растворимости от полярных до неполярных растворителях 42, 43, 44. Мокрый процесс позволяет устройствам быть изготовлены на больших площадях и катиться к рулону с высокой пропускной способностью. Мокрый процесс обеспечивает большую свободу дизайна для подрывной характеристики, такие как гибкость, прозрачность и ультра-тонкость. Мокрый процесс может быть перспективной технологией для OLED-освещения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ITO glass | Lumtech | 84% transparency | |
| poly(3,4-ethylenedioxythiophene) - poly(styrenesulfonate) (PEDOT/PSS) | UniRegion Bio-Tech | Stored at 4 °C, HOMO (eV) = -4.9, LUMO (eV) = -3.3 | |
| 4,4,4-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA) | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | Non-toxic, HOMO (eV) = -5.7, LUMO (eV) = -2.3 | |
| tris(2-phenyl-pyridine) (Ir(ppy)3) | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | Non-toxic, HOMO (eV) = -5.6, LUMO (eV) = -3.9 | |
| 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene (TPBi) | Luminescence Technology corp. | Non-toxic, HOMO (eV) = -6.2, LUMO (eV) = -2.7 | |
| iridium(III) bis(4-phenylthieno[3,2-c]pyridinato-N,C 2’)acetylacetonate (PO-01) | Luminescence Technology corp. | Non-toxic, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.7 | |
| tris(2-phenylquinoline)iridium(III) (Ir(2-phq)3) | E-Ray Optoelectronics | Non-toxic, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.8 | |
| LiF | Echo chemicals | 99.98% | |
| Aluminium ingot (Al) | Guv team International pvt. ltd | 100.00% | |
| Acetone | Echo chemicals | 99.90% | |
| 2-Propanol | Echo chemicals | 99.90% | |
| Hole-injection material, WHI-001 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -9.8, LUMO (eV) = -5.6 | |
| Hole-transport material, WHI-215 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -5.4, LUMO (eV) = -2.5 | |
| host material, WPH-401 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -2.7 | |
| Electron-injection material, WIT-651 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -3.1 | |
| Electron-transpot material, WET-603 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -5.9, LUMO (eV) = -2.6 | |
| Green dye, WPGD-832 | WAN HSIANG precision machinery co., Ltd | non-toxic, HOMO (eV) = -5.8, LUMO (eV) = -3.1 | |
| Deep-red dye, PER 53 | E-Ray Optoelectronics Technology co., Ltd | non toxic, HOMO (eV) = -5.1, LUMO (eV) = -2.4 |
References
- Melton, R. Ultraviolet and blue light. Rev opt. 2, 151 (2014).
- Singerman, L. J., Miller, D. G. Pharmacological Treatments for AMD. Rev Ophthalmol. 10, 88-90 (2003).
- International Energy Agency final report on potential health issues on SSL. , (2014).
- Reilly, R. , http://www.dailymail.co.uk/health/article-2324325/Do-environmentally-friendly-LED-lights-cause-BLINDNESS.html (2016).
- Pauley, S. M. Lighting for the human circadian clock: Recent research indicates that lighting has become a public health issue. Med. Hypotheses. 63, 588-596 (2004).
- Mills, P. R., Tomkins, S. C., Schlangen, L. J. M. The effect of high correlated colour temperature office lighting on employee wellbeing and work performance. J. Circadian Rhythm. 5, 1-9 (2007).
- Sato, M., Sakaguchi, T., Morita, T. The effects of exposure in the morning to light of different color temperatures on the behavior of core temperature and melatonin secretion in humans. Biol. Rhythm. Res. 36, 287-292 (2005).
- Arendt, J. Melatonin, circadian rhythms, and sleep. New Engl. J. Med. 343 (15), 1114-1116 (2000).
- Wiechmann, A. F. Melatonin: parallels in pineal gland and retina. Exp Eye Res. 42 (6), 507-527 (1986).
- Brown, G. M. Light, melatonin, sleep-wake cycle. J. pshychiatry. Neurosci. 19 (5), 345-356 (1994).
- Lewy, A. J., Wehr, T. A., Goodwin, F. K., Newsome, D. A., Markey, S. P. Light suppresses melatonin secretion in humans. Science. 210 (4475), 1267-1269 (1980).
- Stevens, R. G., Brainard, G. C., Blask, D. E., Lockley, S. W., Motta, M. E. Breast cancer and circadian disruption from electric lighting in the modern world. CA Cancer J. Clin. 64 (3), 207-218 (2014).
- Davis, S., Mirick, D. K., Stevens, R. G. Night-shift work, light at night, and risk of breast cancer. J. Natl. Cancer Inst. 93, 1557-1562 (2001).
- Kloog, I., Haim, A., Stevens, R. G., Barchanade, M., Portnov, B. A. Light at Night Co Distributes with Incident Breast but Not Lung Cancer in the Female Population of Israel. Chronobiology Intl. 25, 65-81 (2008).
- , http://www.vangogh.ua.ac.be (2016).
- Monico, L. Degradation Process of Lead Chromate in Paintings by Vincent van Gogh Studied by Means of Spectromicroscopic Methods 3. Synthesis, Characterization, and Detection of Different Crystal Forms of the Chrome Yellow . S. Anal. Chem. 85 (2), 851-859 (2013).
- Jou, J. H. Organic light-emitting diode-based plausibly physiologically-friendly low color-temperature night light. Org. Electron. 13 (8), 1349-1355 (2012).
- Jou, J. H. Candlelight-style organic light-emitting diodes. Adv. Funct. Mater. 23 (21), 2750-2757 (2013).
- Jou, J. H. OLEDs with chromaticity tunable between dusk-hue and candle-light. Org. Electron. 14 (1), 47-54 (2013).
- Hu, Y., Zhang, T., Chen, J., Ma, D., Cheng, C. H. Hybrid organic light-emitting diodes with low color temperature and high efficiency for physiologically-friendly night illumination. Isr. J. Chem. 54, 979-985 (2014).
- Jou, J. H. Enabling a blue-hazard free general lighting based on candlelight-style OLED. Optics Express. 23 (11), A576-A581 (2015).
- Jou, J. H. High efficiency low color-temperature organic light emitting diodes with a blend interlayer. J. Mater. Chem. 21, 17850-17854 (2011).
- Brainard, G. G. Action spectrum for melatonin regulation in humans: Evidence for a novel circadian photoreceptor. J Neurosci. 21 (16), 6405-6412 (2001).
- Thapan, K., Arendt, J., Skene, D. J. An action spectrum for melatonin suppression: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans. J Physiol. 535 (Pt 1), 261-267 (2001).
- Bullough, J. D., Bierman, A., Figueiro, M. G., Rea, M. S. Letter On Melatonin Suppression from Polychromatic and Narrowband Light Lighting Research. Chronobiol. Int. 25 (4), 653-656 (2008).
- Rea, M. S., Figueiro, M. G., Bullough, J. D., Bierman, A. A model of phototransduction by the human circadian system. Brain Res Brain Res Rev. 50, 213-228 (2005).
- International Electrotechnical Commission. Photobiological safety of lamps and lamp systems. IEC 62471: 2006. , IEC. Geneva. (2006).
- ICNIRP. ICNIRP guidelines on limits of exposure to incoherent visible and infrared radiation. Health Physics. 105 (1), (2013).
- Melatonin suppression extent measuring device. Patent. Jou, J. H. , S20120303282 A1 (2012).
- Jou, J. H. Enabling high-efficiency organic light-emitting diodes with a cross-linkable electron confining hole transporting material. Org. Electron. 24, 254-262 (2015).
- Commission International de l’Éclairage. Method of measuring and specifying colour rendering of light sources. , 3rd, Vienna (Austria). CIE. Publication No. 13.3 16 (1995).
- Jou, J. H. A universal, easy-to-apply light-quality index based on natural light spectrum resemblance. Appl. Phys. Lett. 104, 203304-203309 (2014).
- Jou, J. H. Pseudo-natural light for displays and lighting. Adv. Optical mater. 3, 95-102 (2015).
- Jou, J. H. Wetprocess feasible candlelight OLED. J. Mater. Cem. C. , (2016).
- Kim, B. S. UV-ozone surface treatment of indium-tin-oxide in organic light emitting diodes. J. Korean Phys. Soc. 50, 1858-1861 (2007).
- Lee, T. W. Characteristics of solution-processed small-molecule organic films and light-emitting diodes compared with their vacuum-deposited counterparts. Adv. Mater. 19 (10), 1625-1630 (2009).
- Duan, L. Solution processable small molecules for organic light-emitting diodes. J. Mater. Chem. 20, 6392-6407 (2010).
- Kim, S. K. Low-power flexible organic light-emitting diode display device. Adv. Mater. 23, 3511-3516 (2011).
- Kaake, L. G., Barbara, P. F., Zhu, X. Y. Intrinsic charge trapping in organic and polymeric semiconductors: a physical chemistry perspective. J. Phys. Chem. Lett. 1 (3), 628-635 (2010).
- Yersin, H., Rausch, A. F., Czerwieniec, R., Hofbeck, T., Fischer, T. The triplet state of organo-transition metal compounds. Triplet harvesting and singlet harvesting for efficient OLEDs. Coord. Chem. Rev. 255, 2622-2652 (2011).
- Jou, J. H., Kumar, S., Agarwal, A., Lia, T. H., Sahoo, S. Approaches for fabricating high efficiency organic light emitting diodes. J. Mater. Chem. C. 3, 2974-3002 (2015).
- Volz, D. Auto-catalysed crosslinking for next-generation OLED-design. J. Mater. Chem. 22, 20786-20790 (2012).
- Furuta, P. T., Deng, L., Garon, S., Thompson, M. E., Frechet, J. M. J. Platinum functionalized random copolymers for use in solution-processible, efficient, near-white organic light-emitting diodes. J. Am. Chem. Soc. 126 (47), 15388-15389 (2004).
- Biwu, M. New thermally cross-linkable polymer and its application as a hole-transporting layer for solution processed multilayer organic light emitting diodes. Chem. Mater. 19, 4827-4832 (2007).
