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Engineering

उत्पादन और वैक्यूम जमा कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड के लक्षण वर्णन

Published: November 16, 2018 doi: 10.3791/56593
Automatic Translation
1, 1, 1,2,3
1Physics Department, Durham University, 2Faculty of Chemistry, Silesian University of Technology, 3Centre of Polymer and Carbon Materials, Polish Academy of Science

Summary

सरल संरचित कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (oleds) के उत्पादन के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है ।

Abstract

सरल और कुशल थर्मल-सक्रिय देरी प्रतिदीप्ति कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (oleds) अतिथि-मेजबान या exciplex दाता-स्वीकारकर्ता उत्सर्जन पर आधारित उत्पादन के लिए एक विधि प्रस्तुत की है । एक कदम दर कदम प्रक्रिया के साथ, पाठकों को दोहराने और सरल कार्बनिक उत्सर्जक पर आधारित OLED उपकरणों का उत्पादन करने में सक्षम हो जाएगा । निजीकृत इंडियम टिन ऑक्साइड (इतो) आकार के निर्माण की अनुमति देने के लिए एक पैटर्न प्रक्रिया दिखाया गया है । यह सभी परतों, encapsulation और प्रत्येक व्यक्ति डिवाइस के लक्षण वर्णन के वाष्पीकरण के द्वारा पीछा किया है । अंत लक्ष्य के लिए एक प्रक्रिया है कि उद्धृत प्रकाशन में प्रस्तुत की जानकारी दोहराने का अवसर देना होगा, लेकिन यह भी अलग यौगिकों और संरचनाओं का उपयोग करने के लिए कुशल oleds तैयार है ।

Introduction

कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स भौतिकी के लिए रसायन विज्ञान से सभी क्षेत्रों को एक साथ लाता है, और अधिक कुशल और अधिक स्थिर संरचनाओं और उपकरणों की दिशा में वर्तमान प्रौद्योगिकियों में सुधार करने के क्रम में सामग्री साइंस और इंजीनियरिंग के माध्यम से जा रहे हैं । इस से, कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (oleds) एक तकनीक है कि पिछले कुछ वर्षों में महान सुधार दिखाया है, दोनों दक्षता और स्थिरता के मामले में1,2है । रिपोर्टों का कहना है कि प्रदर्शित करने के लिए OLED उद्योग २०१६ में १६,०००,०००,००० डॉलर से २०२० के आसपास ४०,०००,०००,००० डॉलर और ५०,०००,०००,००० से अधिक २०२६ से बढ़ सकता है3। यह भी सामांय प्रकाश और सिर संवर्धित-वास्तविकता4के लिए microdisplays घुड़सवार में अपना रास्ता खोज रहा है । जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए कार्बनिक सेंसर की तरह आवेदन पल में एक भविष्य आवेदन की अधिक है, दोनों उच्च चमकदार और स्थिरता5के लिए आवश्यकताओं को देखते हुए । इस प्रवृत्ति में सुधार डिवाइस संरचनाओं कि प्राकृतिक संसाधनों की कम कीमत पर अधिक कुशल अणुओं को शामिल करने की आवश्यकता की पुष्टि करता है । oleds के लिए इस्तेमाल सामग्री की अंतर्निहित प्रक्रियाओं की एक बेहतर समझ भी काफी महत्व का है जब इन डिजाइनिंग ।

एक OLED एक बहु स्तरित कार्बनिक दो इलेक्ट्रोड के बीच पाटों ढेर, बाद में से कम से एक पारदर्शी है । प्रत्येक परत, उनके सबसे अधिक कब्जा आणविक कक्षीय (होमो) और सबसे कम खाली आणविक कक्षीय (LUMO) और उनके आंतरिक गतिशीलता के लिए तदनुसार डिजाइन, एक विशिष्ट समारोह है (इंजेक्शन, रुकावट, और परिवहन) समग्र डिवाइस में । तंत्र विपरीत चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉनों और छेद) डिवाइस जहां वे एक विशिष्ट परत में मिलने भर में यात्रा पर आधारित है, excitons फार्म और इन excitons की निष्क्रियता से गठबंधन एक फोटॉन6के उत्सर्जन आता है । इस फोटॉन परत की एक विशेषता होगी, जहां निष्क्रियता7,8,9जगह ले रहा है । तो, लंबित आणविक डिजाइन रणनीतियों, अलग लाल, हरे और नीले उत्सर्जक और संश्लेषित किया जा सकता है स्टैक करने के लिए लागू होता है । उंहें एक साथ लाना, सफेद उपकरणों को भी10,11उत्पादन किया जा सकता है । एक OLED ढेर के उत्सर्जन परत आमतौर पर अतिथि-मेजबान (जी एच) प्रणाली जहां अतिथि मेजबान में फैलाया है प्रकाश9 के शमन से बचने के लिए और द्वारा साइड प्रतिक्रियाओं12पर आधारित है ।

वहां कई तरह के अणुओं को धक्का प्रकाश उत्सर्जन, थर्मल के साथ-सक्रिय देरी प्रतिदीप्ति (TADF) और हाल ही में13,14,15कार्यांवित कर रहे हैं । TADF एक ठेठ प्रतिदीप्ति उत्सर्जक के माध्यम से उपकरणों की बाह्य दक्षता की वृद्धि के लिए अनुमति दी 30% करने के लिए एक छोटे स्वेटर-triplet ऊर्जा के माध्यम से triplet संचयन के माध्यम से एक प्रक्रिया में विभाजन रिवर्स प्रणाली पार (rISC) बुलाया । कुशल TADF आधारित oleds के रूप में कई तरीके हैं: साहित्य में सबसे आम में से एक है जी एच प्रणाली जहां छोड़नेवाला राज्य एक एकल अणु द्वारा गठित है16,17,18। एक दूसरी प्रणाली एक exciplex एक इलेक्ट्रॉन दाता के बीच गठित उत्सर्जक का उपयोग करता है (घ) और एक इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ता (एक) अणुओं, जो बस दाता-स्वीकार (डी-ए) प्रणाली15,19,20, कहा जाता है 21; TADF सामग्री और उपकरणों की एक छोटी सी रेंज की रिपोर्ट किया गया है, बहुत उच्च बाह्य क्वांटम पैदावार14उपज, के एक मूल्यों तक पहुंचने, उदाहरण के लिए, 19% EQE22, स्पष्ट रूप से संकेत है कि बहुत कुशल triplet कटाई होने वाली है और कि १०० % आंतरिक क्वांटम दक्षता संभव है । इन TADF आधारित oleds, देखभाल जब पर्यावरण की ध्रुवीयता के रूप में उचित मेजबान सामग्री को चुनने के प्रभारी स्थानांतरण (सीटी) राज्य स्थानीय उत्तेजित (LE) राज्य से दूर बदल सकते है लिया जाना चाहिए, इसलिए, TADF तंत्र को कम करने । प्रक्रिया को ध्यान में रखा जा करने के लिए अंय फ्लोरोसेंट उत्सर्जक23के समान है । इस तरह के उपकरणों अपेक्षाकृत सरल ढेर संरचनाओं है, आमतौर पर 3 से 5 कार्बनिक परतों, और एक पी-i-n संरचना24की आवश्यकता के बिना, २.७ V के आदेश के अल्ट्रा कम बारी वोल्टेज पर जिसके परिणामस्वरूप और सभी के लिए चारों ओर १३० एनएम की एक अधिकतम मोटाई कार्बनिक परतों के लिए एक अच्छा शुल्क संतुलन की गारंटी ।

इसके अलावा ' सामग्री के गुणों से, बहु स्तरित ढेर के उत्पादन या तो निर्वात थर्मल वाष्पीकरण (VTE) या स्पिन कोटिंग, छोटे अणुओं के लिए पूर्व और अधिक के आधार पर किया जा सकता है । यह तापमान, दबाव, पर्यावरण, दर, और प्रत्येक परत की मोटाई पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता है । जी एच परतों के उत्सर्जन के लिए, सह वाष्पीकरण की दरों को वांछित अनुपात के लिए नियंत्रित किया जा करने के लिए प्राप्त किया जाना है । इसके अलावा अत्यधिक महत्व के oleds जो गैर काम कर रहे उपकरणों या उत्सर्जन पिक्सेल25भर में असमान में परिणाम कर सकते है के लिए इस्तेमाल सब्सट्रेट की सफाई है ।

इसलिए, इस अनुच्छेद तैयारी, उत्पादन, और कार्बनिक उपकरणों के लक्षण वर्णन के सभी कदम पर करना है और सावधान उच्च दक्षता और उत्सर्जन की समता के लिए आवश्यक प्रोटोकॉल पर नए विशेषज्ञों की मदद करना चाहता है । इसमें DPTZ-DBTO2 (2, 8-बीआईएस (10H-phenothiazin-10-yl) dibenzothiophene-एस, एस-डाइऑक्साइड) का उपयोग शामिल है जो एक TADF जी एच सिस्टम16,26में उत्सर्जक अतिथि के रूप में होता है । डीटीBuCz-DBTO2 (2, का उपयोग करते हुए एक exciplex आधारित एक प्रणाली के गठन के लिए इसी तरह के तरीके भी लागू किया जा सकता है 8-भा ज प (3, 6-डि-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl) dibenzothiophene-s, s-डाइऑक्साइड) में TAPC (4, 4 ′-Cyclohexylidenebis [n, n-बीआईएस (4- methylphenyl) benzenamine])15, जहां प्रक्रिया में मुख्य अंतर छोड़नेवाला परत की एकाग्रता अनुपात है, लेकिन यह काफी उत्सर्जन की प्रकृति में परिवर्तन (एकल अणु सीटी उत्सर्जन बनाम exciplex सीटी उत्सर्जन) । जी एच प्रणाली यहां वर्णित एक अणु सीटी उत्सर्जक है और 3 कार्बनिक, और 2 अकार्बनिक सामग्री के साथ 5 परतों के वाष्पीकरण शामिल है । डिवाइस इंडियम टिन ऑक्साइड (इतो) anode, एनके ४० एनएम के रूप में से बना है,n′-di (1-naphthyl)-n,n′-diphenyl-(1, 1 ′-biphenyl)-4, 4 '-डायमाइन (NPB) होल ट्रांसपोर्ट लेयर (HTL) के रूप में, और 4 के कुल 20 एनएम, 4 ′-बीआईएस (एन -carbazolyl)-1, 1 ′-biphenyl (CBP) के साथ 10% DPTZ-DBTO2 के साथ उत्सर्जन परत के रूप में जी एच प्रणाली पर आधारित है । ६० एनएम के 2, 2 ', 2 "-(1, 3, 5-benzinetriyl)-tris (1-फिनाइल-1एच-benzimidazole) (TPBi) तो इलेक्ट्रॉन परिवहन परत (ETL) और 1 एनएम लिथियम Floride (लिफ) के रूप में इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन परत (ईआईएल) के रूप में प्रयोग किया जाता है । एल्यूमीनियम (अल) के १०० एनएम एक कैथोड के रूप में उपकरण finalizes । पूरी प्रक्रिया का एक आरेख चित्रा 1में पाया जा सकता है । ऑर्गेनिक्स की मोटाई को साहित्य में इस्तेमाल किए जाने वाले अन्य उपकरणों के समान चुना गया. प्रत्येक परत की गतिशीलता सावधानी के रूप में परत के अंदर अच्छा वाहक संतुलन सुनिश्चित करने के लिए जांच की जानी चाहिए । लिफ के आपरेशन एक tunnelling प्रभाव पर आधारित है, यानी, वाहक एक पैक लिफ की सुरंगों के माध्यम से यात्रा, परिवहन परतों के लिए एक बेहतर इंजेक्शन सुनिश्चित. इसका मतलब है पतली परतों (०.८ और १.५ एनएम के बीच)27आवश्यक हैं । अल की परत काफी मोटी किसी भी ऑक्सीकरण को रोकने के लिए होना चाहिए (७० एनएम एक ंयूनतम आवश्यकता है) ।

Protocol

चेतावनी: निम्नलिखित प्रक्रिया अलग सॉल्वैंट्स का उपयोग शामिल है, तो उचित देखभाल उन्हें का उपयोग करते समय लिया जाना चाहिए. कृपया धुएं और व्यक्तिगत सुरक्षात्मक उपकरण (दस्ताने, लैब-कोट) का उपयोग करें । सुखाया उपकरणों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, यह सिफारिश की है कि सभी प्रक्रिया एक स्वच्छ वातावरण में किया जाता है (जैसे एक साफ कमरे और/ सुरक्षा डेटापत्रक प्रत्येक उपकरण का उपयोग करने से पहले परामर्श किया जाना चाहिए/

1. इतो patterning

  1. कवर समान रूप से इंडियम टिन ऑक्साइड (24 x 24 मिमी2, इतो-लेपित ग्लास सब्सट्रेट के एक पत्रक प्रतिरोध के साथ 20 Ω/सेमी2 और इतो मोटाई की १०० एनएम) एक पी प्रकार photoresist एक पिपेट का उपयोग कर के साथ सब्सट्रेट । स्पिन-कोट यह दर ५०० आरपीएम पर 5 एस के लिए ४००० rpm के बाद ४५ एस के लिए ।
  2. ९५ डिग्री सेल्सियस से कम 5 मिनट के लिए एक चूल्हा पर सब्सट्रेट । यह सुनिश्चित करेगा कि सभी शेष विलायक एक समान फिल्म का निर्माण वाष्प बन जाता है ।
  3. विरोध-लेपित इतो सब्सट्रेट पर 4 मिमी धारियों (या इच्छित पैटर्न) के साथ मुखौटा प्लेस । ५० एस के लिए एक 8 डब्ल्यू ३६५ एनएम यूवी लैंप को बेनकाब ।
  4. डेवलपर समाधान में इतो सब्सट्रेट प्लेस (1 भाग डेवलपर: 2 भागों (DI) पानी) के लिए ६० s ।
  5. ध्यान से कुल्ला के बारे में 10 एस के लिए एक धो DI पानी युक्त बोतल के साथ सब्सट्रेट, चिमटी के साथ सब्सट्रेट धारण । बचे हुए पानी को एयर गन से सुखा लें ।
  6. के लिए ९५ डिग्री सेल्सियस पर चूल्हा पर इतो सब्सट्रेट गर्मी, कम से कम, 15 मिनट.
  7. सब्सट्रेट के किनारों से photoresist निकालें और एसीटोन के साथ लथपथ एक कपास झाड़ू का उपयोग धारियों के बीच.
  8. हाइड्रोक्लोरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड (20:1 v/v) के मिश्रण का उपयोग करके इतो को निकालें, इसे कमरे के तापमान पर 5 मिनट के लिए छोड़ दें ।
  9. 10 एस के लिए DI पानी से कुल्ला और एसीटोन के साथ photoresist के बाकी हटा दें ।

2. सब्सट्रेट क्लीनिंग

  1. दो नमूनों इतो सब्सट्रेट ले लो, एसीटोन के साथ के बारे में 10 एस के लिए कुल्ला और कागज के एक गैर छिद्र वाली शीट या सूखी एक नाइट्रोजन बंदूक के साथ पोंछ ।
  2. चिमटी का प्रयोग, पूरी तरह से एसीटोन के साथ एक कंटेनर में सब्सट्रेट जलमग्न । यह एक अल्ट्रासोनिक स्नान में डाल (३२० डब्ल्यू, ३७ kHz) 15 मिनट के लिए ।
  3. अब isopropyl शराब (आइपीए, 2-propanol) के साथ एक कंटेनर में सब्सट्रेट जलमग्न । एक और 15 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान में कंटेनर रखो ।
  4. अल्ट्रासोनिक स्नान से कंटेनर निकालें और फिर आइपीए स्नान से सब्सट्रेट और एक नाइट्रोजन बंदूक के साथ सूखी । नेत्रहीनों का निरीक्षण करने के लिए अगर कोई ठोस अवशेषों या धब्बों देख रहे है सब्सट्रेट । अगर वहां है, २.१ बिंदु से दोहराएं ।
  5. ऑक्सीजन टैंक में प्रवाह को करीब ५० यूनिट की दर से खोलें । एक ऑक्सीजन प्लाज्मा क्लीनर का प्रयोग करें (१०० डब्ल्यू, ४० kHz) एक २.५ एल/एच ऑक्सीजन के प्रवाह में 6 मिनट के लिए इतो सब्सट्रेट साफ यकीन है कि इतो ऊपर की ओर जा रहा है ।
  6. प्लाज्मा चैंबर से सब्सट्रेट निकालें और उन्हें सब्सट्रेट धारक को देते हैं । दो मास्क इस्तेमाल किया जाएगा: (क) सभी कार्बनिक परतों के वाष्पीकरण के लिए और (बी) एल्यूमीनियम के वाष्पीकरण के लिए (1 चित्रा) । सादगी के लिए, इस प्रोटोकॉल में, मुखौटा एक सब्सट्रेट धारक से जुड़ा हुआ है

3. वाष्पीकरण चैंबर की तैयारी

  1. वाष्पीकरण कक्ष में सब्सट्रेट धारक, मास्क A और mask B डालें । वाष्पीकरण प्रणाली के प्रकार पर निर्भर करता है, जगह एक मास्क के साथ एक सब्सट्रेट धारक पर साठा शेल्फ और मास्क B शेल्फ 1 पर.
  2. यह सुनिश्चित करें कि सतह इसके द्वारा कवर किया जाता है crucibles अलग एल्यूमीनियम ऑक्साइड में इस डिवाइस के लिए इस्तेमाल सभी विभिन्न सामग्रियों के कार्बनिक पाउडर जोड़ें । इस मामले में, NPB, DPTZ-DBTO2, CBP और TPBi 4 अलग 10 मिलीलीटर एल्यूमीनियम ऑक्साइड crucibles जोड़ें । एक में लिफ जोड़ें 5 मिलीलीटर क्रूसिबल और एल्यूमीनियम (अल) टुकड़ों में एक आधे से भरा 5 मिलीलीटर बोरान नाइट्राइड उच्च तापमान क्रूसिबल ।
  3. ध्यान में संबंधित क्वार्ट्ज क्रिस्टल Microbalance (QCM) संवेदक जो मोटाई के वास्तविक मूल्य दे देंगे के साथ कार्बनिक क्रूसिबल स्थिति ले लो । D-a और G-H प्रणाली वाष्पीकरण के लिए, एक सह वाष्पीकरण प्रक्रिया किया जाना चाहिए । इसलिए, सह वाष्पीकरण की प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए, दोनों DPTZ-DBTO2 और CBP (TADF oled) या डीटीBuCz-DBTO2 और TAPC (Exciplex oled) अलग QCMs द्वारा नियंत्रित किया जाना चाहिए । इस मामले में, संबंधित यौगिकों की स्थिति चित्रा 2में प्रस्तुत कर रहे हैं ।
  4. चैंबर बंद करें और वैक्यूम प्रक्रिया आरंभ (भी नीचे पंप के रूप में जाना) । दबाव के लिए प्रतीक्षा करें < 1 · 10-5 mbar वाष्पीकरण शुरू करने के लिए ।

4. कार्बनिक परतों के वाष्पीकरण

नोट: सभी ऑर्गेनिक्स के लिए, वृद्धि हुई किसी न किसी रूप में इस परिणाम के रूप में 2 Å/एस के वाष्पीकरण की दर से अधिक नहीं है और परतों की एकरूपता में कमी आई । एक निश्चित बिंदु के लिए, यह गैर में परिणाम समान उत्सर्जन और भी शॉर्ट्स हो सकता है ।

  1. तत्वों के पर्याप्त ठंडा प्रदान करने के लिए पानी के प्रवाह को चालू करें ।
  2. सब्सट्रेट रोटेशन पर बारी, प्रति मिनट 10 घुमाव (rpm) में, वर्दी परतों के जमाव को सुनिश्चित करने के लिए.
  3. NPB क्रूसिबल-प्रणाली के तापमान नियंत्रक पर स्विचन द्वारा पूर्व गर्मी और ' इसके शटर खुला । यह उपयोगकर्ता के निपटान में VTE सॉफ्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है । वाष्पीकरण शुरू (खुले जमा शटर) जब दर लगभग 1 Å/एक ४० एनएम मोटी परत लुप्त हो जाना, शटर बंद, जब तक क्रूसिबल ठंडा करने के लिए अगली प्रक्रिया शुरू नीचे रुको ।
  4. इसी तरह के फैशन में ४.३., CBP और DPTZ-DBTO2 कचौरी और सह वाष्पीकरण के लिए उनके शटर खोलने के लिए । परत के अंतिम एकाग्रता पर निर्भर करता है, यौगिकों के विभिन्न दरों का उपयोग करें.
    1. 10% छोड़नेवाला परत के लिए वाष्पीकरण शुरू जब दर के आसपास स्थिर होगा २.० å/एस के लिए CBP और ०.२२ å/एस के लिए DPTZ-DBTO2। दर हासिल होने पर जमा शटर को खोल दें ।
    2. CBP के 18 एनएम और DPTZ के 2 एनएम-DBTO2से युक्त 20 एनएम मोटाई परत लुप्त हो जाना, शटर बंद करो, जब तक क्रूसिबल ठंडा करने के लिए अगले प्रक्रिया शुरू रुको ।
  5. TPBi को पहले गर्म करें और इसका शटर खोलें । वाष्पीकरण शुरू (खुला जमा शटर) जब दर लगभग 1 Å/एस वाष्पीकरण ६० एनएम मोटाई परत पर स्थिर, शटर बंद करो, जब तक क्रूसिबल नीचे ठंडा करने के लिए अगली प्रक्रिया शुरू रुको ।
  6. पूर्व गर्मी लिफ, वाष्पीकरण शुरू (खुला वाष्पीकरण शटर) जब दर लगभग ०.२ Å पर स्थिर/ ०.५ Å/एस के वाष्पीकरण की दर से अधिक नहीं 1 एनएम मोटाई परत लुप्त हो जाना, शटर बंद करो, जब तक क्रूसिबल नीचे ठंडा करने के लिए अगले प्रक्रिया शुरू रुको ।
  7. सब्सट्रेट रोटेशन बंद कर दें ।
  8. मुखौटा बी के साथ एक सब्सट्रेट धारक पर मास्क की जगह यदि आवश्यक हो तो वाष्पीकरण कक्ष में भड़ास निकाले । यदि निकाल दिया, चैंबर प्रक्रिया के जारी रखने से पहले नीचे पंप किया जाना चाहिए । इस प्रोटोकॉल में, मुखौटा एक मुखौटा बी पर रखा गया है
  9. सब्सट्रेट रोटेशन पर बारी, यानी, 10 rpm.
  10. पूर्व गर्मी अल, वाष्पीकरण शुरू (खुला जमा शटर) जब दर लगभग 1 Å पर स्थिर है/ 2 Å/एस के वाष्पीकरण दर से अधिक नहीं है १०० एनएम मोटाई परत, शटर बंद, जब तक क्रूसिबल ठंडा नीचे रुको ।
  11. भड़ास निकाली और चैंबर खोले । जमा उपकरणों के साथ सब्सट्रेट धारक निकालें ।
    नोट: एक बार काफूर, 4 पिक्सल के रूप में चित्रा 1में दिखाया गया है दो विभिन्न आकारों के साथ प्राप्त कर रहे हैं: 2x4 और 4x4 सेमी2. यह सुनिश्चित करता है वहां reproducibility जब उपकरणों को बढ़ाने है । दोषों का स्तर भी बड़ा पिक्सेल11में अधिक दिखाई दे सकता है ।

5. OLED encapsulation

नोट: यह खंड oleds के विश्लेषण के लिए अनिवार्य नहीं है, हालांकि यह अत्यधिक की सिफारिश की है । उनकी गुणवत्ता को सुरक्षित करने के लिए यह भी महत्वपूर्ण है कि यह खंड एक नियंत्रित वातावरण में किया जाता है ।

  1. सब्सट्रेट धारक से सब्सट्रेट निकालें. उंहें आगे का सामना करना पड़ा काफूर फिल्मों के साथ एक encapsulation मंच के शीर्ष पर रखें ।
  2. राल ट्यूब और dispersing उपकरण तैयार करें । ट्यूब के एक पक्ष के लिए एक उचित टिप पेंच, और ट्यूब के दूसरे पक्ष के लिए एक दबाव बंदूक ।
  3. बंदूक राल को फैलाने के साथ दबाव लागू होते हैं । वर्ग है कि सभी सुखाया पिक्सल (चित्रा 2) शामिल ड्रा ।
  4. राल के प्रत्येक वर्ग के शीर्ष पर एक encapsulation कांच प्लेस ।
  5. यूवी-राल निर्माता द्वारा की आवश्यकता के रूप में लंबे समय के लिए और के रूप में

6. OLED लक्षण वर्णन

  1. यदि आवश्यक हो, इतो धारियों को मापने इकाई से कनेक्ट करने से पहले किसी भी कार्बनिक सामग्री को हटाने के लिए एसीटोन या आइपीए का उपयोग कर दंर्तखोदनी के साथ encapsulation ग्लास द्वारा कवर नहीं साफ । यह गारंटी देगा कि मापने प्रणाली और इलेक्ट्रोड के बीच एक अच्छा ohmic संपर्क हासिल की है ।
  2. एक पूर्व नपे लैंप का उपयोग कर NIST मानकों के अनुसार OLED माप जांचना ।
  3. OLED एकीकृत क्षेत्र में प्लेस, सुनिश्चित करें कि संपर्क सही ढंग से रखा (चित्रा 1) कर रहे हैं । पुष्टि करें कि anode (+) और कैथोड (-) क्रमशः इतो और Al पैड से कनेक्टेड हैं । घालमेल क्षेत्र के करीब ।
  4. डिवाइस के I-V वक्र और विभिन्न वोल्टेज पर प्राप्त की चमकदार और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा को मापने.
    1. दो टर्मिनलों के बीच एक वोल्टेज लागू करें और वर्तमान उत्पादन को मापने । एक चमकदार मीटर चमक उत्पादन के उपाय ।
    2. एक सॉफ्टवेयर और सही पिक्सेल आकार का उपयोग करना, वर्तमान घनत्व की गणना (जे), बाह्य क्वांटम दक्षता (EQE), बिजली, दीवार प्लग दक्षता, चमकदार प्रवाह, चमकदार क्षमता (ƞपी), वर्तमान दक्षता (ƞएल) चमकदार (एल) और आयोग इंटरनॅशनल्स डे L'Eclairage (CIE) निर्देशांक. इन मानों पर अधिक जानकारी संदर्भ15में मिल सकता है ।
  5. प्लाट j-v-l, EQE-j, ƞP-v-ƞL, EL-λ भिन्न वोल्टेजों पर और डेटा का विश्लेषण करें । यह एक डेटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है । एक बेहतर समझ के लिए, साजिश रचने पर एक संदर्भ के रूप में निंनलिखित तालिका का उपयोग करें ।

Representative Results

आंकड़ा 3 में प्रस्तुत डेटा oleds के इस प्रकार के विश्लेषण के द्वारा प्राप्त कर सकते है एक अलग जानकारी का एक अच्छा उदाहरण है । चित्रा 3से, मोड़ पर वोल्टेज (वोल्टेज जिस पर डिटेक्टर डिवाइस पर प्रकाश का पता लगाने शुरू होता है) निर्धारित किया जा सकता है । इस मामले में, यह 4 v. उच्च वोल्टेज के कारण डिवाइस गिरावट देखा जाता है जब चमकदार काफी कम हो जाती है (करीब 13 वी) । क्षरण तब होता है जब वाहक डिवाइस में कार्बनिक परतों के परिणामस्वरूप बांडों और अणुओं के टूटने के साथ प्रतिक्रिया इंजेक्शन । इसके अलावा, विद्युत तनाव डिवाइस गिरावट के साथ संबद्ध किया जा सकता है । इस डिवाइस की अधिकतम चमक के आसपास है १७००० सीडी/ चित्रा 3 बीसे, अधिकतम E.Q.E. (लगभग 7%) और रोल बंद, डिवाइस विद्युत स्थिरता का एक उपाय निर्धारित कर रहे हैं । इसके माध्यम से प्रवाहित वर्तमान के साथ दक्षता में ड्रॉप के रूप में एक डिवाइस के रोल भी परिभाषित किया गया है । अलग उपकरणों के रोल की तुलना करने के लिए, १०० और १००० सीडी/एम2 के मानक चमकदार पर EQE के मूल्यों आमतौर पर6दिया जाता है । इस मामले में, ६.१ और ५.५%, क्रमशः जो 9% की एक बूंद और उसके अधिकतम मूल्य का 20% का प्रतिनिधित्व करता है । यह एक गरीब रोल बंद का प्रतिनिधित्व करता है । अच्छा मूल्यों के बीच होना चाहिए 0 और 5% चमकदार के उच्च स्तर तक. दक्षता के अन्य मूल्यों चित्रा 3सी में दिखाया गया है, उपकरणों के समान प्रकार के साथ तुलना के अन्य साधन के रूप में. अंत में, EL ५७३ एनएम, एक ठेठ हरे-पीले उत्सर्जन ( चित्रा 3 डीका इनसेट) में नुकीला दिखाया गया है । अलग वोल्टेज पर EL ऑप्टिकल स्थिरता यानी, जहां उत्सर्जन हो रही है में अंतर्दृष्टि देने में मदद कर सकते हैं । इस मामले में, के रूप में यह प्रतीत होता है लागू वोल्टेज के साथ नहीं बदलता है, एक मान सकते है कि डिवाइस ऑप्टिकली स्थिर है । CIE निर्देशांकों की जाँच करना ( चित्रा के साथ बी. सी.

Figure 1
चित्र 1: आरेख वाले सभी चरण इस प्रोटोकॉल में दर्शाए गए हैं । सभी कार्बनिक परतों और लिफ मुखौटा एक का उपयोग कर सुखाया जाता है । धातुरूप (एल्युमिनियम के वाष्पीकरण) के बाद, उपकरणों के दो सेट मुखौटा बी का उपयोग कर उत्पादन किया जा सकता: 2x4 सेमी2 और 4 4x4 सेमी2के साथ एक साथ एक । वोल्टेज इतो के बीच लागू किया जाएगा (anode: +) और एल्यूमीनियम (कैथोड:-) और एक मौजूदा मापा जाएगा । डिवाइस संरचना का एक क्रॉस-सेक्शन भी दिखाया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: a) कार्बनिक कम तापमान के आरेख (काला) और अकार्बनिक उच्च तापमान स्रोत (नीला) निर्वात चैंबर में रखा जाना है । प्रत्येक सामग्री के लिए सॉफ्टवेयर के लिए एक विशिष्ट हीटिंग संख्या के साथ निर्दिष्ट स्रोत में डाल के रूप में वे पहले प्रश्न में प्रत्येक सामग्री के लिए अनुकूलित किया गया है । ख) QCM सेंसर पूरे चैंबर में व्यवस्थित । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3: a) j-v-L, b) EQE-j, c) ƞP-v-ƞL, d) EL-λ इस अध्ययन में डिवाइस के लिए भिन्न वोल्टेज पर. वोल्टेज के साथ CIE निर्देशांक परिवर्तन बी के इनसेट पर दिखाया गया है), जबकि डिवाइस की एक तस्वीर डी के इनसेट में दिखाया गया है) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

वक्र एक्स स्केल y1 स्केल y2 स्केल
J-V-L वी रैखिक जे लॉग एल लॉग
ƞP-V-ƞL ƞपी लॉग ƞL लॉग
EQE-जम्मू जे लॉग EQE लॉग
EL-λ λ रैखिक एल रैखिक

तालिका 1: oleds के लक्षण वर्णन के एकीकरण के लिए घटता है और संबंधित पैमाने पर विचार किया ।

Discussion

वर्तमान प्रोटोकॉल का उद्देश्य, उत्पादन, encapsulation और छोटे आणविक-भार TADF-उत्सर्जक या exciplex-उत्सर्जन परतों पर आधारित oleds के लक्षण वर्णन के लिए एक प्रभावी उपकरण प्रस्तुत करना है । कार्बनिक वैक्यूम थर्मल वाष्पीकरण पतली फिल्मों के उत्पादन के लिए अनुमति देता है (कुछ Å से एनएम के सैकड़ों करने के लिए) दोनों कार्बनिक और अकार्बनिक सामग्री और प्रभारी वाहकों के लिए रास्ते का उत्पादन से गठबंधन है जो प्रकाश उत्सर्जित किया जाएगा । हालांकि बहुमुखी, डिवाइस उत्पादन काफी वाष्पीकरण अर्थात् करने के लिए सीमित है , कार्बनिक और अकार्बनिक उपलब्ध स्रोतों या एक ही समय में एक से अधिक वाष्पीकरण की संभावना की संख्या (सह और त्रि-वाष्पीकरण बहुत आम हैं, विशेष रूप से TADF उपकरणों में) । अधिक उंनत सिस्टम एक ही समय में 3 से अधिक स्रोतों के वाष्पीकरण के लिए अनुमति दे सकता है, जो अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हो सकता है जैसे सफेद oleds28 प्रदर्शित करता है और सामांय प्रकाश व्यवस्था के लिए । फिर भी, एक व्यापार बंद युक्ति जटिलता और उसके प्रदर्शन के बीच से मुलाकात की जानी चाहिए । इस वाष्पीकरण प्रक्रिया के multifunctionality भी अलग अध्ययन है कि इस काम से परे जाने की अनुमति देता है । ये परत मोटाई, dopant एकाग्रता, परत कार्यशीलता के प्रभाव या यहां तक कि नई परतों के अंतर्निहित मोबिल का अध्ययन शामिल हैं । एकल और सह-काफूर परतों की दरों पर ठीक नियंत्रण भी महत्वपूर्ण है क्योंकि यह नियंत्रित सटीक राशन के साथ वर्दी फिल्मों के गठन के लिए अनुमति देता है ।

यह सिफारिश की है कि इस प्रोटोकॉल के सभी कदम एक नियंत्रित वातावरण में किया जाता है और, encapsulation के लिए और अधिक महत्वपूर्ण बात, एक glovebox के अंदर किसी भी परिवेश से संबंधित क्षरण से बचने के लिए । अंत में, एक एकीकृत क्षेत्र सबसे अधिक के रूप में यह एक अधिक विस्तृत विद्युत और ऑप्टिकल विश्लेषण के लिए प्रदान करता है का स्वागत किया है । इस मन के साथ, TADF के उत्पादन और लक्षण वर्णन के लिए सैद्धांतिक परिचय से सभी कदम-oleds आधारित इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत किया गया था इन सभी विभिंन स्थिर उपकरणों के उत्पादन की अनुमति चरणों पर प्रकाश डाला है कि, जब encapsulated, पिछले कर सकते है समय की बड़ी अवधि के लिए ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक "Excilight परियोजना" जो H2020 से धन प्राप्त स्वीकार करना चाहूंगा-MSCA-ITN-2015/674990 ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine NPB Sigma Aldrich 556696
4,4′-Bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl CBP Sigma Aldrich 699195
2,2′,2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) TPBi Sigma Aldrich 806781
Lithium Floride 99.995% LiF Sigma Aldrich 669431
Aluminum 99.999% Al Alfa Aesar 14445
Acetone 99.9% Acetone Sigma Aldrich 439126
Isopropyl alcohol 99.9 % IPA Sigma Aldrich 675431
Photoresist DOW Electronic Materials Microposit S1813
Developer DOW Electronic Materials Microposit 351
Hydrochloric acid 37% HCl Sigma Aldrich 435570
Nitric acid 70% HNO3 Sigma Aldrich 258113
Encapsulation resin Delo Kationbond GE680
Encapsulation square glass 15x15mm Agar AGL46s15-4
ITO Naranjo Substrates Custom made

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References

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इंजीनियरिंग अंक १४१ थर्मल सक्रिय देरी प्रतिदीप्ति कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स OLED exciplex थर्मल वाष्पीकरण ambipolar दाता-स्वीकारकर्ता patterning
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de Sa Pereira, D., Monkman, A. P.,… More

de Sa Pereira, D., Monkman, A. P., Data, P. Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes. J. Vis. Exp. (141), e56593, doi:10.3791/56593 (2018).

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