بخشی از مقاله
چکیده
دراین مقاله گزارش ساخت دیود نورگسیل آلی با دو ساختار ITO/PEDOT:PSS/PVK/Znq2/PBD/Al و ITO/PEDOT: PSS/PVK: Znq2:PBD/Al با غلظتهای مختلف ارائه شده است. اثر تغییر غلظت لایه گسیلنده آلی Znq2 بر روی مشخصههای دیودهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت.
لایهها با درصدهای وزنی یکسان PVK، PBD و درصد وزنی متفاوت Znq2 به روش لایهنشانی چرخشی بر روی لایه PEDOT:PSS لایهنشانی شد. منحنی مشخصه جریان - ولتاژ و نورتابی - الکترولومینسانس - مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیزها نشان داد که در هر دو ساختار با افزایش غلظت کمپلکس Znq2 میزان شدت جریان و نورتابی افزایش و هم چنین ولتاژ کاری کاهش یافته است.
مقدمه
دیودهای نورگسیل آلی OLED در سالهای اخیر، به عنوان نوع جدیدی از فناوری نمایش، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. این امر، به دلیل مزایای زیاد این ادوات نسبت به فناوریهای فعلی مورد استفاده برای نمایش میباشد
دیودهای نورگسیل آلی شامل لایههای آلی و پلیمری میباشند که بین دو الکترود ساندویج شدهاند. استفاده از کمپلکسهای آلی - فلزی در ساخت این قطعات به طور چشمگیری در حال افزایش میباشد. این کمپلکسها بعنوان لایهی انتقال الکترون و یا لایهی نورگسیل استفاده میشوند.
در این مقاله از کمپلکس سنتز شده Znq2 در آزمایشگاه برای ساخت دیود نور گسیل آلی استفاده شده است. سپس به بررسی تاثیر افزایش درصد ناخالصی کمپلکس Znq2 بر روی قطعات ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت.
بخش تجربی
مواد PEDOT:Pss، PVK، PBD از شرکت سیگما آلدریچ و حلالهای آن از شرکت مرک خریداری شدند. کمپلکس استفاده شده در این تحقیق نیز در آزمایشگاه سنتز شده است. برای سنتز کمپلکس Znq2 از نمک فلزی Zn - NO3 - 3.9H2O و لیگاند 8-Hydroxquinoline با نسبت وزنی 1 به 2 استفاده شد.
از هرکدام محلولهای جداگانه با مولاریته 1 از نمک و 1/3مولار از لیگاند درون حلال متانول تهیه شد سپس این محلولها به هم اضافه شده و با همزن مغناطیسی به مدت 15 دقیقه همزده شد که در نهایت محلول یکنواختی به رنگ زرد - سبز ایجاد گردید و در دمای اتاق قرار داده شد تا حلال آن تبخیر شده و کمپلکس Znq2 تشکیل گردد.
شکل - 1 - طیف PL-UV از نمونه Znq2 میباشد. طیف PL کاملا نشان دهنده اینست که این کمپلکس دارای طیف نشری در محدوده نور سبز میباشد. برای ساختن دیودهای نورگسیل آلی اولین مرحله شستشوی کامل زیرلایه ITO در حمام آلتروسونیک با استون، متانول، دی کلرومتان و آب دی یونیزه هرکدام به مدت 10 دقیقه میباشد.
در هر دو ساختار غلظتهای متفاوتی از کمپلکس Znq2 لایهنشانی شد تا تاثیر غلظت لایه نور گسیل در عملکرد دیود نور گسیل آلی بررسی شود. مواد آلی با استفاده از دستگاه لایهنشانی چرخشی و لایه Al با استفاده از دستگاه تبخیر حرارتی خلا لایه-نشانی شدند. شکل - 2 - ساختار مولکولهای PVK، PBD و کمپلکس Znq2 را نشان میدهد.
شکل:1 ساختار مولکولهای a - Znq2, b - PVK, c - PBD
نتایج و بحث:
پس از انجام مراحل لایهنشانی از نمونههای Znq2 با درصدهای مختلف وزنی که در جدول شماره - 1 - و - 2 - آمده است، آنالیز ولتاژ - چگالی جریان و طیف الکترولومینسانس - - EL دیودهای آلی ساخته شده با استفاده از مولتیمتر دیجیتالی و اسپکترومتر USB2000 مربوط به شرکت Ocean optic صورت گرفت.
جدول .1 مقادیر % w غلظت ,PVK ,PBD کمپلکس Znq2 در ساختار
جدول .2 مقادیر غلظت ,PBD,PVK کمپلکس Znq2 در ساختار
درشکل - 3 - مراحل ساخت دیود آلی برای حالت مخلوطی و حالت جداگانه به صورت شماتیک نشان داده شده است.
شکل :1 طیف PL-UV از کمپلکس Znq2
شکل : 3 مراحل ساخت دیود آلی با ساختار a-
شکل - 4 - و - 5 - منحنی جریان ولتاژ و طیف الکترولومینسانس دیودهای نورگسیل آلی ساخته شده مربوط به جدول 1 را نشان می-دهد. همانگونه که از نمودار ولتاژ - چگالی جریان نمونهها مشخص است با افزایش غلظت Znq2 شدت جریان افزایش یافته و ولتاژکاری نمونه کاهش یافته است که علت آن را میتوان اینگونه بیان کرد که با افزایش میزان غلظت Znq2، تحرک پذیری بارها افزایش یافته است و تزریق و انتقال بار آسانتر شده است. از آنجا که در مواد پلیمری تحرکپذیری حفرهها بالاست وتحرک الکترونها کم است میتوان با تغییر غلظت Znq2 میزان تحرکپذیری این حاملهای بار را به تعادل رساند. بخاطر تلههای عمیقی که در لایهها وجود دارد،
افزایش غلظت کمپلکس تا مقدار خاصی باعث افزایش نوترکیبی اکسایتون شده و شدت نور افزایش مییابد، زیرا افزایش غلظت کمپلکس باعث کاهش فاصله بین مولکولی کمپلکس شده و باعث افزایش رقص مستقیم منجر به افزایش بیشتر در چگالی/ یا تحرک پذیری حاملها شده که در نتیجه ولتاژ کاری کمتری را نتیجه میدهد
شکل : 4 منحنی جریان - ولتاژ دیودهای ساخته شده با غلظت مختلف Znq2
شکل : 5 منحنی شدت نورتابی دیودهای نورگسیل الی ساخته شده با غلظت مختلف کمپلکس Znq2
در شکل - 6 - و - 7 - نمودار ولتاژ - چگالی جریان و طیف EL نمونههای مربوط به جدول 2 نشان داده شده است. همانگونه که از طیف EL این نمونهها مشخص است ناحیه نورگسیل در لایه Znq2 قرار دارد. همچنین با افزایش غلظت لایهی Znq2 شدت قلهی طیف EL افزایش یافته است. با توجه به نمودار ولتاژ -چگالی جریان این نمونهها معلوم میشود که با افزایش غلظت لایه نور گسیل Znq2 ولتاژ کاری کاهش و شدت چگالی جریان افزایش یافته است. علت آن را میتوان اینگونه بیان کرد که با افزایش میزان غلظت Znq2 ، تحرک پذیری بارها افزایش یافته و تزریق حاملهای بار به آسانی صورت گرفته است.
