Productie en karakterisering van vacuüm gestort Organic Light Emitting Diodes

Engineering
 

Summary

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

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Een methode voor de productie van eenvoudige en efficiënte thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie organische lichtgevende dioden (OLED) gebaseerd op de gast-gastheer of exciplex donor-acceptor vervuilers is gepresenteerd. Met een stapsgewijze procedure, zal lezers kunnen herhalen en produceren van OLED apparaten op basis van eenvoudige organische vervuilers. Een procedure van de patronen die toelaat de gepersonaliseerde indium tin oxide (ITO) vorm wordt weergegeven. Dit wordt gevolgd door de verdamping van alle lagen, inkapselen en karakterisering van elk afzonderlijk apparaat. Het uiteindelijke doel is om een procedure die biedt de gelegenheid om te herhalen van de gepresenteerde informatie in genoemde publicatie, maar ook met verschillende verbindingen en structuren ter voorbereiding van efficiënte OLED.

Introduction

Organische elektronica verenigt alle velden uit de scheikunde op de natuurkunde, gaan door de materiaalwetenschap en engineering ter verbetering van de huidige technologieën meer doelmatigheid en meer stabiele structuren en apparaten. Hieruit, organische lichtgevende dioden (OLED) is een technologie die grote verbeteringen heeft geleerd de afgelopen jaren, zowel in termen van efficiëntie en stabiliteit1,2. Rapporten zeggen dat de OLED industrie voor displays van de 16 miljard dollar in 2016 tot 2020 ongeveer 40 miljard dollar en meer dan 50 miljard door 20263 oplopen kan. Het is ook het vinden van zijn weg in de algemene verlichting en een hoofd gemonteerde microdisplays voor augmented-reality4. Toepassingen zoals organische sensoren voor biomedische applicaties is meer van een futuristische applicatie op dit moment, gezien de eisen voor zowel de hoge helderheid en de stabiliteit5. Deze tendens bevestigt de noodzaak van verbeterde apparaat structuren waarin efficiënter moleculen op minder kosten van natuurlijke hulpbronnen. Een beter begrip van de inherente processen van de materialen die worden gebruikt voor OLED's is ook van groot belang bij het ontwerpen van deze.

Een OLED is een multi-gelaagde organische stapel ingeklemd tussen twee elektroden, ten minste één van de laatste transparant. Elke laag, ontworpen dienovereenkomstig heeft hun hoogste bezette moleculaire orbitaal (HOMO) en laagste unoccupied molecular orbital (LUMO) en hun intrinsieke mobiliteit, een specifieke functie (injectie, verstopping en vervoer) in het algemeen apparaat. Het mechanisme is gebaseerd op tegenovergestelde lading dragers (elektronen en gaten) op reis in het apparaat waar ze elkaar ontmoeten in een bepaalde laag, de emissie van een foton6recombineren formulier excitonen en naar het deactiveren van deze excitonen komt. Dit foton is een kenmerk van de laag waar de deactivering plaats7,8,9 vindt. Dus, in afwachting van de moleculaire design strategieën, verschillende rode, groene en blauwe vervuilers kunnen worden gesynthetiseerd en toegepast op de stack. Samenstellen van hen, kunnen witte apparaten ook worden geproduceerd10,11. De emitterende laag van een OLED stack is meestal gebaseerd op de gast-gastheer (G-H) systeem waar de gast is verspreid in de host te vermijden blussen van lichte9 elkaar reacties12.

Er zijn verschillende manieren om moleculen te licht, met thermisch-geactiveerde vertraagde fluorescentie (TADF) stoten geïmplementeerd recenter13,14,15. TADF toegestaan voor de verhoging van de externe efficiëntie van apparaten van 5% van een typische fluorescentie zender omhoog tot 30% door middel van triplet oogsten door middel van een kleine singlet-triplet energie-splitsen in een proces genaamd omgekeerde intersystem kruising (rISC). Er zijn verschillende manieren om efficiënte TADF gebaseerde OLED vormen: een van de meest voorkomende in de literatuur is de G-H-systeem waar de emissieve staat wordt gevormd door een enkel molecuul16,17,18. Een tweede systeem maakt gebruik van een zender van de exciplex gevormd tussen een elektrondonor (D) en een elektron acceptor (A) moleculen, die zijn gewoon de naam van de donor-acceptor (D-A) systeem15,19,20, 21; Een kleine reeks van TADF materialen en apparaten zijn gemeld, opbrengst zeer hoge externe quantum14, bereiken een waarden van, bijvoorbeeld, 19% EQE22, duidelijk aan te geven dat zeer efficiënt triplet oogsten plaatsvindt en dat levert 100 % interne quantum efficiency is mogelijk. In deze TADF gebaseerde OLED, wees voorzichtig bij het kiezen van de juiste host materiaal als de polariteit van het milieu de status met gratis overdracht (CT) uit de buurt van de lokale wijzigen kan opgewonden (LE) staat, dus vermindering van het TADF-mechanisme. Welke procedure moet rekening worden gehouden is vergelijkbaar met andere tl vervuilers23. Dergelijke apparaten hebben relatief eenvoudige stack structuren, meestal 3 tot 5 biologische lagen, en zonder de noodzaak van een p-i-n structuur24, resulterend in ultra-lage turn-on spanningen in de orde van 2.7 V en een maximale dikte van ongeveer 130 nm voor iedereen biologische lagen om een goede gratis evenwicht te waarborgen.

Naast de eigenschappen van de materialen kunnen de productie van meerdere lagen stapels worden op basis van vacuüm thermische verdamping (VTE) of spin-coating, de voormalige vaker voor kleine molecules. Het vereist nauwkeurige controle over de temperatuur, druk, milieu, tarief, en de dikte van elke laag. Uitstoten G-H lagen, moeten de tarieven van co verdamping worden gecontroleerd voor de gewenste verhoudingen worden verkregen. Ook is van zeer groot belang de reiniging van de substraten voor OLED's die in niet-werkende apparaten of ongelijke uitstoot in de gehele de emitterende pixel25 resulteren kunnengebruikt.

Dus dit artikel is gericht op alle stappen van voorbereiding, productie en karakterisering van biologische apparaten en wil helpen nieuwe specialisten op het zorgvuldige protocol nodig zijn voor de hoge procesefficiëntie en de gelijkmatigheid van de emissie. Het gaat om het gebruik van DPTZ-DBTO2 (2,8-Bis(10H-phenothiazin-10-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) als gast in een TADF G-H systeem16,26uitstoten. Soortgelijke methoden kunnen ook worden geïmplementeerd voor de vorming van een exciplex gebaseerd D-A-systemen die gebruikmaken van DtBuCz-DBTO2 (2,8-Bis(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)dibenzothiophene-S,S-dioxide) in TAPC (4, 4 '-Cyclohexylidenebis [N, N-bis(4- methylphenyl) benzenamine])15, waar het belangrijkste verschil in de procedure de verhouding van de concentratie van de emissieve laag maar het aanzienlijk is verandert de aard van de emissie (enkel molecuul CT emissie vs exciplex CT emissie). De hier beschreven G-H-systeem heeft een enkel molecuul CT emitter en gaat de verdamping van 5 lagen met 3 organische en 2 anorganische materialen. Het apparaat bestaat uit indiumtinoxide (ITO) als de anode, 40 nm van N,N′-di(1-naphthyl) -N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) als de transportlaag gat (HTL), en een totaal 20 nm van 4, 4 '-bis (N - carbazolyl) -1, 1 '-bifenyl (CBP) met 10% van DPTZ-DBTO,2 als de emitterende laag op basis van de G-H-systeem. 60 nm van 2,2′,2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (TPBi) wordt vervolgens gebruikt als de elektronentransport laag (ETL) en 1 nm van Lithium Floride (LiF) als elektron injectie laag (EIL). 100 nm van aluminium (Al) beëindigt het apparaat als een kathode. Een diagram van de hele procedure vindt u in Figuur 1. De diktes van organische werden gekozen zijn vergelijkbaar met andere apparaten die worden gebruikt in de literatuur. De mobiliteit van elke laag moet zorgvuldig worden onderzocht om te zorgen voor goede drager evenwicht binnen de laag. De werking van LiF is gebaseerd op een tunneling effect, dat wil zeggen, vervoerders reis door de tunnels van een ingepakte LiF, zorgen voor een betere injectie aan de transportlagen. Dit betekent dunne lagen (tussen 0,8 en 1,5 nm) vereist27. De laag van Al moet dik genoeg is om te voorkomen dat eventuele oxidatie (70 nm is een minimale vereiste).

Protocol

Let op: De volgende procedure omvat het gebruik van verschillende oplosmiddelen worden gebruikt, zodat de juiste zorg moet worden genomen bij het gebruik daarvan. Gebruik fume en persoonlijke beschermingsmiddelen (handschoenen, lab-jas). Om ervoor te zorgen de kwaliteit van de apparaten die verdampt, is het aanbevolen dat alle de procedure wordt gedaan in een schone omgeving (zoals een schone kamer en/of een ' glovebox '). De veiligheid datasheets moet worden geraadpleegd voordat het gebruik van elk apparatuur/materiaal.

1. ITO patronen

  1. Betrekking hebben op uniforme wijze de Indium Tin Oxide (24 x 24 mm2, ITO-gecoate glazen substraten met een weerstand van de vel van 20 Ω/cm2 en ITO dikte van 100 nm) substraat met een p-type fotoresist met behulp van een precisiepipet. Spin-jas het tempo 500 rpm voor 5 s gevolgd door 4000 omwentelingen per minuut voor 45 s.
  2. Ontharden van de substraten op een kookplaat voor ten minste 5 min. bij 95 ° C. Dit zal ervoor zorgen dat alle resterende oplosmiddel verdampt produceren een uniforme film.
  3. Plaats het masker met 4 mm strepen (of het gewenste patroon) op het weerstaan beklede ITO substraat. Bloot op een 8 W 365 nm UV lamp voor 50 s.
  4. Plaats het ITO-substraat in de oplossing van de ontwikkelaar (1 deel ontwikkelaar: 2 delen gedeïoniseerd water (DI)) voor 60 s.
  5. Zorgvuldig afspoelen van het substraat voor ongeveer 10 s met een wash-fles met DI water, houden het substraat met een pincet. Droog het resterende water met een luchtpistool.
  6. Verwarm het ITO-substraat op de kookplaat bij 95 ° C gedurende ten minste 15 minuten.
  7. De fotoresist verwijderen door de randen van het substraat en tussen de strepen met een wattenstaafje met aceton gedrenkt.
  8. Verwijder de ITO met behulp van een mengsel van zoutzuur en salpeterzuur (v/v 20:1), laat het gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur.
  9. Spoel met DI water voor 10 s en verwijder de rest van fotoresist met aceton.

2. de ondergrond schoonmaken

  1. Neem twee patroon ITO substraten, spoel voor ongeveer 10 s met aceton en veeg met een niet-poreuze vellen papier of droog met een stikstof-pistool.
  2. De substraten met pincet, volledig worden dompelen in een container met aceton. Zet het in een ultrasoonbad (320 W, 37 kHz) gedurende 15 minuten.
  3. Nu de substraten onderdompelen in een container met isopropylalcohol (IPA, 2-propanol). Zet de container in het ultrasoonbad voor een ander 15 min.
  4. Verwijderen van de container uit het ultrasoonbad, waarna de substraten uit het IPA-bad en droog met een stikstof-pistool. Inspecteer visueel of de substraten om te zien als er geen vaste afvallen of vlekken zijn. Als er, herhaal vanaf punt 2.1.
  5. Open de stroom in de zuurstoftank aan een snelheid van ongeveer 50 eenheden. Gebruik een zuurstof plasma reiniger (100 W, 40 kHz) te reinigen van de ITO-substraten voor 6 min op een 2.5 L/h zuurstof stroom wordt zeker de ITO gezichten naar boven.
  6. De substraten uit het plasma kamer verwijderen en deze koppelen aan de houder van het substraat. Twee maskers worden gebruikt: (A) voor de verdamping van alle biologische lagen en (B) voor de verdamping van aluminium (Figuur 1). Voor eenvoud, in dit protocol, is masker A gekoppeld aan de houder van het substraat

3. voorbereiding van de verdamping kamer

  1. Het substraat houder, masker A en B, masker invoegen door de kamer van de verdamping. Afhankelijk van het type van het verdampende systeem, plaats de houder van een substraat met masker A op de plank van de depositie en masker B op plank 1.
  2. Voeg de organische poeder van alle verschillende gebruikte materialen die voor dit apparaat in verschillende aluminium oxide filterkroezen ervoor te zorgen dat het oppervlak bedekt is door het. In dit geval voeg NPB, DPTZ-DBTO2, CBP en TPBi aan 4 verschillende 10 mL aluminium oxide filterkroezen met bodem. LiF toevoegen in een 5 mL Kroes en aluminium (Al) stukken in een half vol 5 mL boron nitride hoge-temperatuur-Kroes.
  3. Rekening houden met de positie van de biologische kroes met respectieve Kwarts-microbalans (QCM) sensor, waardoor de reële waarde van dikte. Voor D-A en G-H-systeem skvoznyak moet een proces van co verdamping gedaan worden. Daarom, om te bepalen hoe het verloopt mede verdamping, zowel DPTZ-DBTO-2 en CBP (TADF OLED) of DtBuCz-DBTO2 en TAPC (Exciplex OLED) moeten worden gecontroleerd door verschillende QCMs. In dit geval worden de standpunten van de respectieve verbindingen weergegeven in Figuur 2.
  4. Sluit de kamer en het vacuüm starten (ook bekend als pompen naar beneden). Wachten op de druk P < 1·10-5 mbar om te beginnen de verdamping.

4. de verdamping van de organische lagen

Opmerking: Voor alle organics, overschrijd niet de verdampingssnelheid van 2 Å/s als dit resulteert in verhoogde ruwheid en verminderde uniformiteit van de lagen. Op een bepaald punt, kan dit resulteren in niet-uniforme emissies en zelfs shorts.

  1. Turn ON de waterstroom om te zorgen voor voldoende koeling van de elementen.
  2. De rotatie van het substraat, op 10 rotaties per min (rpm), inschakelen om ervoor te zorgen de afzetting van uniforme lagen.
  3. Verwarm de NPB Kroes door over te schakelen op de controller van de temperatuur van het systeem en open haar ' sluitertijd. Dit kan gedaan worden met behulp van de VTE-software ter beschikking van de gebruiker. Start de verdamping (open storting sluitertijd) wanneer het tarief stabiliseert op ongeveer 1 Å/s. Evaporate een 40 nm dikke laag, sluit de sluiter, wachten tot de kroes afkoelen het volgende proces te starten.
  4. In een soortgelijke wijze als punt 4.3., verwarm het CBP en DPTZ-DBTO-2 en hun rolluiken voor co verdamping te openen. Afhankelijk van de uiteindelijke concentratie van de laag, gebruik van verschillende tarieven van verbindingen.
    1. Voor de 10% emissieve laag starten de verdamping wanneer het tarief zal stabiliseren rond 2.0 Å/s voor CBP en 0.22 Å/s voor DPTZ-DBTO2. Open de neerlegging sluiter als de gemiddelde wordt bereikt.
    2. Verdampen 20 nm dikte laag met 18 nm van CBP en 2 nm van DPTZ-DBTO2, sluit de sluiter, wachten tot de kroes afkoelen het volgende proces te starten.
  5. Verwarm de TPBi en open de sluiter. Start de verdamping (open storting sluitertijd) wanneer het tarief stabiliseert op ongeveer 1 Å/s. Evaporate 60 nm dikte laag, sluit de sluiter, wachten tot de kroes afkoelen het volgende proces te starten.
  6. Verwarm de LiF, start de verdamping (open verdamping sluitertijd) wanneer het tarief stabiliseert op ongeveer 0.2 Å/s. Overschrijd niet de verdampingssnelheid van 0,5 Å/s. verdampen 1 nm dikte laag, sluit de sluiter, wachten tot de kroes afkoelen om volgende proces te starten.
  7. Uitschakelen van de rotatie van het substraat.
  8. Vervang het masker A op een substraat houder met masker B. Indien nodig, vent de verdamping kamer. Als geventileerd, moet de zaal beneden voor de voortzetting van de procedure worden gepompt. In dit protocol, is masker A op B. masker geplaatst
  9. Turn ON de substraat-rotatie, dat wil zeggen, 10 rpm.
  10. Verwarm de Al, start de verdamping (open storting sluitertijd) wanneer het tarief stabiliseert op ongeveer 1 Å/s. Niet hoger zijn dan de verdampingssnelheid van 2 Å/s. Evaporate 100 nm dikte laag, sluit de sluiter, wachten tot de kroes afkoelen.
  11. Ventileren en open de zaal. Verwijder de substraat-houder met gedeponeerde apparaten.
    Opmerking: Wanneer verdampt, 4 pixels worden verkregen met twee verschillende formaten zoals afgebeeld in Figuur 1: 2 x 4 en 4 x 4 cm2. Hierdoor is er ook reproduceerbaarheid wanneer upscaling van de apparaten. Ook kan het niveau van de gebreken meer zichtbaar in de grotere pixels11.

5. OLED inkapseling

Opmerking: Deze sectie is niet verplicht voor de analyse van OLED, maar wordt ten zeerste aangeraden. Om hun kwaliteit, is het ook belangrijk dat dit gedeelte is gedaan in een gecontroleerde omgeving.

  1. Verwijder de substraten uit de houder van het substraat. Plaats ze op de top van een inkapseling stadium met de verdampte films naar voren.
  2. Bereiden de hars gereedschappen buis en verspreiden. Schroef een goede tip aan de ene kant van de buis, en een kanon van de druk aan de andere kant van de buis.
  3. Oefen druk uit met het pistool op het verspreiden van de hars. Tekent u vierkanten die betrekking hebben op alle verdampte pixels (Figuur 2).
  4. Plaats een glas van de inkapseling op de top van elk vierkant van hars.
  5. UV-cure de substraten met de hars en de inkapseling glas voor zo lang als nodig is door de fabrikant van de hars.

6. OLED karakterisering

  1. Indien nodig Reinig de ITO-strepen niet gedekt door de inkapseling glas met een tandenstoker met aceton of IPA te verwijderen van eender welk organisch materiaal gestort voordat u aansluit op de maateenheid. Dit garandeert dat een goede ohms contact tussen systeem en elektroden te meten wordt bereikt.
  2. Kalibreer de OLED meting volgens de normen van de NIST met behulp van een vooraf gekalibreerde lamp.
  3. Plaats de OLED in de bolfotometer, ervoor te zorgen dat de contactpersonen correct worden geplaatst (Figuur 1). Controleer of de anode (+) en een kathode (-) zijn aangesloten op de ITO en Al pads, respectievelijk. Kortbij de bolfotometer.
  4. De I-V-curve van het apparaat en de verkregen luminantie en emissie spectra op verschillende spanningen meten.
    1. Een spanning tussen de twee terminals van de toepassing en de huidige output te meten. Een luminantie-meter meet de output van de helderheid.
    2. Met behulp van een software en de juiste pixelgrootte, berekenen de stroomdichtheid (J), externe Quantum Efficiency (EQE), Power, stekker efficiëntie, lichtstroom, lichtopbrengst (ƞP), huidige efficiëntie (ƞL) luminantie (L) en Commissie Internationale de L'Eclairage (CIE) coördineert. Meer informatie over deze waarden kan worden gevonden in verwijzing15.
  5. Uitzetten van J-V-L, EQE-J, ƞP- V-ƞL, EL-λ op verschillende spanningen en analyseren van de gegevens. Dit kan gedaan worden met behulp van een data processing software. Voor een beter begrip, gebruik de volgende tabel als referentie op de plotten.

Representative Results

De gegevens in Figuur 3 is een goed voorbeeld van de verschillende gegevens die men door de analyse van dit soort OLED krijgen kan. Uit Figuur 3a, de turn-on spanning (spanning waarmee de detector begint licht op het apparaat detecteren) kan worden bepaald. Het is in dit geval 4 V. apparaat achteruitgang als gevolg van hoge spanningen wordt gezien als de luminantie afneemt aanzienlijk (ongeveer 13 V). Aantasting treedt op wanneer luchtvaartmaatschappijen geïnjecteerd in het apparaat met de organische lagen, wat resulteert in het breken van obligaties en moleculen reageren. Elektrische spanning kan ook worden geassocieerd met de aantasting van het apparaat. De maximale luminantie van dit apparaat is rond 17000 cd/m2. Uit Figuur 3b, maximale E.Q.E. (ongeveer 7%) en roll-off, een maatregel van het apparaat elektrische stabiliteit, worden bepaald. De roll-off van een apparaat wordt ook verstaan de daling in efficiëntie met de stroom die erdoor. Om te vergelijken de roll-off van verschillende apparaten, worden de waarden van EQE op de standaard luminantie van 100 en 1000 cd/m2 gewoonlijk6gegeven. In dit geval, 6.1 en 5,5%, respectievelijk die vertegenwoordigt een daling van 9% en 20% van zijn maximale waarde. Dit vertegenwoordigt een arme roll-off. Goede waarden moet tussen 0 en 5% tot hoge niveaus van helderheid. De andere waarden van efficiëntie staan in Figuur 3 c, als andere middelen van vergelijking met soortgelijke apparaten. Tot slot, de EL wordt weergegeven, met pieken van 573 nm, een typische emissie voor groen-geel (inzet van figuur 3d). De EL op verschillende spanningen kan helpen geven inzicht in optische stabiliteit dat wil zeggen, waar de uitstoot plaatsvindt. In dit geval, als dit schijnbaar niet met de toegepaste spanning verandert, kan men aannemen dat het apparaat optisch-stable is. Controle van de CIE coördineert (inzet van Figuur 3b met spanning is een andere manier om te meten van de optische stabiliteit.

Figure 1
Figuur 1: Diagram met alle stappen die in dit protocol vertegenwoordigd. Alle biologische lagen en LiF zijn verdampt met masker A. Na de metallisatie (verdamping van aluminium), kunnen twee soorten apparaten worden geproduceerd met behulp van met 2 x 4 cm2 B: een masker en een ander met 4 x 4 cm2. De spanning wordt toegepast tussen de ITO (anode: +) en aluminium (kathode:-) en een stroom zullen worden gemeten. Een dwarsdoorsnede van de opbouw van het apparaat wordt ook weergegeven. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: een) Diagram van de organische lage temperatuur (zwart) en anorganische hoge-temperatuur-bronnen (blauw) worden geplaatst in de Vacuuemcel. Elk materiaal heeft in de opgegeven bron met een specifiek verwarming nummer voor de software worden gezet, zoals ze eerder werden geoptimaliseerd voor elk materiaal in kwestie. b) QCM sensoren gerangschikt in de kamer. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: een) J-V-L, b) EQE-J, c) ƞP-V-ƞL, d) EL-λ op verschillende spanningen voor het apparaat in deze studie. De CIE coördinaten wijzigen met spanning wordt getoond op de inzet van b) terwijl een foto van het apparaat wordt weergegeven in de inzet van d). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Kromme x Schaal Y1 Schaal Y2 Schaal
J-V-L V lineaire J logboek L logboek
ȠP-V-ƞL ȠP logboek ȠL logboek
EQE-J J logboek EQE logboek
EL-Λ Λ lineaire EL lineaire

Tabel 1: Beschouwd als curven en verwante schaal voor de eenwording van de karakterisering van OLED.

Discussion

Dit protocol heeft tot doel te presenteren van een effectief instrument voor de patroon van de muziek, de productie, de inkapseling en de karakterisering van OLED's gebaseerd op kleine moleculair-gewicht TADF-emitting of exciplex-emitting lagen. De organische vacuüm thermische verdamping zorgt voor de productie van dunne lagen (van een paar Å tot honderden nm) van zowel organische als anorganische materialen en trajecten van de producten voor lading dragers te hergroeperen waaruit licht zal worden uitgestoten. Hoewel veelzijdig, is de productie van het apparaat vrij beperkt tot de verdamper dat wil zeggen, het aantal beschikbare bronnen van de organische en anorganische of de mogelijkheid om meer dan één verdamping op hetzelfde moment (co - en tri-skvoznyak komen zeer vaak voor, met name in TADF apparaten). Meer geavanceerde systemen kunnen toestaan voor de verdamping van meer dan 3 bronnen op hetzelfde moment, die nuttig voor toepassingen zoals wit-OLED-28 voor displays en algemene verlichting zijn kan. Niettemin moet een trade-off tussen de complexiteit van het apparaat en de prestaties worden voldaan. De multifunctionaliteit van deze procedure verdamping kunt ook verschillende studies die verder gaan dan dit werk te doen. Deze omvatten effecten van laagdikte, dopering concentratie, laag functionaliteit of zelfs het bestuderen van de inherente mobiliteiten van nieuwe lagen. De precieze controle over de tarieven van enkele en co verdampte lagen is ook van cruciaal belang omdat het zorgt voor de vorming van uniforme films met gecontroleerde precieze rantsoenen.

Het is aanbevolen dat alle stappen van dit protocol worden gedaan in een gecontroleerde omgeving en, nog belangrijker voor de inkapseling, binnen een handschoenenkast te vermijden van een ambient verwante afbraak. Ten slotte, is een bolfotometer meest verwelkomd, aangezien het voorziet in een meer gedetailleerde analyse van elektrische en optische. Met deze geest, werden alle stappen van theoretische inleiding tot productie en karakterisering van TADF gebaseerde OLED's gepresenteerd in dit protocol markeren van deze verschillende allestadiavan de productie van stabiele apparaten toestaan dat, wanneer ingekapseld, kan duren voor grote perioden.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

De auteurs wil erkennen het "Excilight project" welke ontvangen financiering uit H2020-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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tang, C. W., VanSlyke, S. A. Organic electroluminescent diodes. Applied Physics Letters. 51, 913-915 (1987).
  2. Shin, H., et al. Sky-Blue Phosphorescent OLEDs with 34.1% External Quantum Efficiency Using a Low Refractive Index Electron Transporting Layer. Advanced Materials. 1-6 (2016).
  3. Tremblay, J. -F. The rise of OLED displays. C&EN. Available from: http://cen.acs.org/articles/94/i28/rise-OLED-displays.html (2016).
  4. Bardsley, N., et al. Solid-State Lighting R&D Plan. (2016).
  5. Richter, B., Vogel, U., Herold, R., Fehse, K., Brenner, S., Kroker, L., Baumgarten, J. Bidirectional OLED Microdisplay: Combining Display and Image Sensor Functionality into a Monolithic CMOS chip. IEEE. 314, (2011).
  6. Sa Pereira, D., Data, P., Monkman, A. P. Methods of Analysis of Organic Light Emitting Diodes. Display and Imaging. 2, 323-337 (2017).
  7. Lin, T. -A., et al. Sky-Blue Organic Light Emitting Diode with 37% External Quantum Efficiency Using Thermally Activated Delayed Fluorescence from Spiroacridine-Triazine Hybrid. Advanced Materials. (2016).
  8. Dos Santos, P. L., Ward, J. S., Bryce, M. R., Monkman, A. P. Using Guest-Host Interactions to Optimize the Efficiency of TADF OLEDs. Journal of Physical Chemistry Letters. 7, 3341-3346 (2016).
  9. Jou, J. -H., Kumar, S., Agrawal, A., Li, T. -H., Sahoo, S. Approaches for fabricating high efficiency organic light emitting diodes. Journal of Materials Chemistry. C. 3, 2974-3002 (2015).
  10. de Sa Pereira, D., et al. An optical and electrical study of full thermally activated delayed fluorescent white organic light-emitting diodes. Scientific Reports. 7, (2017).
  11. Pereira, D., Pinto, A., California, A., Gomes, J., Pereira, L. Control of a White Organic Light Emitting Diode's emission parameters using a single doped RGB active layer. Materials Science and Engineering: B. 211, 156-165 (2016).
  12. Data, P., et al. Evidence for Solid State Electrochemical Degradation Within a Small Molecule OLED. Electrochimica Acta. 184, 86-93 (2015).
  13. Uoyama, H., Goushi, K., Shizu, K., Nomura, H., Adachi, C. Highly efficient organic light-emitting diodes from delayed fluorescence. Nature. 492, 234-238 (2012).
  14. Goushi, K., Yoshida, K., Sato, K., Adachi, C. Organic light-emitting diodes employing efficient reverse intersystem crossing for triplet-to-singlet state conversion. Nature Photonics. 6, 253-258 (2012).
  15. Jankus, V., et al. Highly efficient TADF OLEDs: How the emitter-host interaction controls both the excited state species and electrical properties of the devices to achieve near 100% triplet harvesting and high efficiency. Advanced Functional Materials. 24, 6178-6186 (2014).
  16. Etherington, M. K., et al. Regio- and conformational isomerization critical to design of efficient thermally-activated delayed fluorescence emitters. Nature Communications. 8, 14987 (2017).
  17. Okazaki, M., et al. Thermally activated delayed fluorescent phenothiazine-dibenzo[a,j]phenazine-phenothiazine triads exhibiting tricolor-changing mechanochromic luminescence. Chemical Science. 8, 2677-2686 (2017).
  18. Suzuki, Y., Zhang, Q., Adachi, C. A solution-processable host material of 1,3-bis{3-[3-(9-carbazolyl)phenyl]-9-carbazolyl}benzene and its application in organic light-emitting diodes employing thermally activated delayed fluorescence. Journal of Materials Chemistry. C. 3, 1700-1706 (2015).
  19. Data, P., et al. Efficient p-phenylene based OLEDs with mixed interfacial exciplex emission. Electrochimica Acta. 182, 524-528 (2015).
  20. Data, P., et al. Exciplex Enhancement as a Tool to Increase OLED Device Efficiency. Journal of Physical Chemistry C. 120, 2070-2078 (2016).
  21. Data, P., et al. Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Compounds as Green-to-Red/NIR Thermally Activated Delayed Fluorescence Organic Light Emitters. Angewandte Chemie International Edition. 55, 5739-5744 (2016).
  22. Goushi, K., Adachi, C. Efficient organic light-emitting diodes through up-conversion from triplet to singlet excited states of exciplexes. Applied Physics Letters. 23306, 10-14 (2014).
  23. Dos Santos, P. L., et al. Engineering the singlet-triplet energy splitting in a TADF molecule. Journal of Materials Chemistry. C. 4, 3815-3824 (2016).
  24. He, G., et al. Very high-efficiency and low voltage phosphorescent organic light-emitting diodes based on a p-i-n junction. Journal of Applied Physics. 95, 5773-5777 (2004).
  25. Pereira, L. Organic light emitting diodes: the use of rare earth and transition metals. Pan Stanford. 33-36 (2011).
  26. Dias, F. B., et al. The Role of Local Triplet Excited States in Thermally-Activated Delayed Fluorescence: Photophysics and Devices. Advanced Science. 3, 1600080 (2016).
  27. Kim, Y. Power-law-type electron injection through lithium fluoride nanolayers in phosphorescence organic light-emitting devices. Nanotechnology. 19, 0-4 (2008).
  28. Reineke, S., Thomschke, M., Lüssem, B., Leo, K. White organic light-emitting diodes: Status and perspective. Reviews of Modern Physics. 85, 1245-1293 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics