بخشی از مقاله
چکیده
مواد آلی به دلیل کاربرد های فراوان و آماده سازی آسان، طی چند دهه ی گذشته مورد توجه دانشمندان بسیاری قرار گرفته است.در این مقاله ساخت دیود های نورگسیل آلی با نانو کامپوزیت فلزی با ساختار FTO/PVA/Al از طریق لایه نشانی چرخشی گزارش شده است. از پلی وینیل الکل به عنوان پلیمر میزبان در تهیه فیلم پلیمری و از 2،2 بی پیریدین به عنوان انتقال دهنده بار در کمپلکس فلزی آهن استفاده شده است. خصوصیات دیود نورگسیل آلی ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - ، الگوی پراش اشعه ایکس - - XRD ، میکروسکوپ نیروی اتمی - AFM - و طیف سنجی فروسرخ - FTIR - مورد بررسی قرار گرفت.همچنین مشخصه جریان-ولتاژ دیود ساخته شده درولتاژهای مختلف در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفت.
مقدمه
در سال های اخیر استفاده از مواد آلی جهت ساخت دیود های نورگسیل آلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است .یک دیود نورگسیل آلی ازلایه نازکی از مواد آلی که بین دو الکترود قرارگرفته، تشکیل شده است که با اعمال ولتاژ به دو سر دیود و بازترکیب الکترون و حفره، نور تولید می شود .کاربرد اصلی دیودهای نورگسیل آلی در ساخت نمایشگرها و صفحات نورگسیل می باشد .به علت سادگی و قیمت پایین در ساخت، قابلیت ساخته شدن به صورت لایه های نازک و منعطف، عدم نیاز به نور پس زمینه، شفافیت، تمام رنگ بودن، عدم بستگی کیفیت تصاویر به زاویه دید، محدوده دمایی گسترده، کیفیت بالا، زمان پاسخ دهی سریع از 1 تا 10 میکروثانیه، ولتاژ پایین اعمالی مورد نیاز و وزن اندک، این نوع از دیودها نسبت به دیود های غیر آلی برتری محسوسی دارند.
برای ایجاد یک تصویر در نمایشگر تنها نیاز به نورهای قرمز، سبز و آبی دارید. OLEDها در واقع با عبور جریان الکتریسیته از موادی که این رنگها را تولید می کنند، کار می کنند. هیچ تکنولوژی نمایشگر دیگری این طور مستقیم نور را به وجود نمی آورد. LCD .از فیلتر رنگ و مایع کریستالی بر روی نور پس زمینه بهره میبرد و پلاسما نیز از نور ماوراء بنفش تولید شده توسط بستههای گازی که فسفرهای رنگی قرمز، آبی و سبز را تحریک میکنند، بهره میبرد.
مهمترین برتریOLED ها آن است که هر پیکسل بصورت مستقیم نور ساتع میکند؛ این در حالی است که در پنلهای LCD نور پسزمینهی توسط لامپهای LED یا فلورستنت تامین میشود. نمایشگرهای OLED نازکتر، سبکتر و مناسبتر بوده و عملکردی بهتر نسبت به تکنولوژیهای دیگر نمایشگر ها دارند. هر پیکسل با خاموش شدن میتواند مشکی مطلق را به وجود آورد که این یکی از خصوصیات منحصر به فرد OLED است که موجب ایجاد وضوح تصویر استثنایی میشود.
دلیل این موضوع نیز آن است که هر پیکسل بصورت مستقل هدایت میشود و به راحتی میتواند خاموش شود؛ اما در LCD ها نور تک تک پیکسلها قابل کنترل نیست و در واقع حوزهای شامل چند پیکسل کنترل میشوند. در فناوری OLED به دلیل اینکه نیازی به نور پس زمینه نیست، ضخامت پنل به شدت کاهش مییابد و شاهد تلویزیونهای 4 تا 7 میلیمتری مبتنی بر این فناوری هستیم که بسیارهم سبک هستند.
نمایشگرهای OLEDها با نانو کامپوزیت های فلزی هم دارای مصرف پایین انرژی هستند و هم از لحاظ بازیافت با محیط زیست سازگار می باشد - - Mohammad-Reza Fathollahi Farhad Akbari Boroumandدر این پژوهش ابتدا کمپلکس آلی فلزی آهن سنتز شد و سپس از کمپلکس آهن سنتز شده در ساخت دیود نورگسیل استفاده کردیم و در ادامه خصوصیات دیود نورگسیل ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت.
بخش تجربی و روش پژوهش
مواد به کار برده شده در این پژوهش
این مطالعه یک پژوهش بنیادی-کاربردی بوده و با توجه به ماهیت آن در مقیاس آزمایشگاهی و در شرایط بسته انجام گرفته است. مواد مورد استفاده در این مطالعه شامل آهن کلرید ، 2،2 بی پیریدین ، سدیم هیپوفسفیت ، سدیم بروفلورید وپلی وینیل الکل همگی ساخت شرکت مرک آلمان تهیه شده اند.
تهیه کمپلکس آهن
برای سنتز کمپلکس آهن از نمک فلز - - FeCl3 و لیگاند 2 ،2 بی پیریدین استفاده شد.در یک بشر 50 میلی لیتری، 0/083 گرم آهن کلرید را در 8 میلی لیتر آب دو بار تقطیر حل کرده و سپس 0/188 گرم 2،2 بی پیریدین را به محلول به دست آمده اضافه کرده و روی هم زن مغناطیسی به مدت 20 دقیقه قرار دادیم.سپس 0/44 میلی لیتر سدیم هیپو فسفیت را به محلول اضافه کرده و به مدت 30دقیقه حرارت دادیم.سپس برای تشکیل رسوب 0/033 گرم سدیم تترافلوروبورات اضفه کردیم و بعد از 15 دقیقه حرارت دادن در آون با دمای 60 درجه سانتیگراد خشک کردیم و رسوبی با رنگ قرمز تیره به دست آمد.
ساخت دیود
برای ساخت دیود ابتدا زیر لایه - FTO - را برای لایه نشانی کاملا باید تمیز کنیم که عاری از هرگونه کثیفی و چربی باشد. به همین منظور زیر لایه در حمام التراسونیک به ترتیب با استون ، متانول و آب دوبار تقطیر در هر مرحله سه بار به مدت 20 دقیقه شستشو داده شد. سپس رسوب کریستالی تهیه شده در 3 میلی لیتر محلول 3 درصد وزنی-حجمی پلی وینیل الکل -آب کامل حل شد. محلول به دست آمده با استفاده از دستگاه اسپین کوتینگ و لایه آلومینیوم با استفاده از دستگاه تبخیر حرارتی خلا با سرعت2000 دور در دقیقه به مدت 1 دقیقه لایه نشانی شد.پس لایه نشانی نمونه به مدت یک ساعت در دمای 80 درجه سانتیگراد درون آون قرار داده شد تا حلال آن تبخیر شود.
خصوصیات دیود نورگسیل آلی ساخته شده شکل 1 تصویر FE-SEM سطح دیود ساخته شده را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود سطح دیود ساخته شده هموار بوده و عاری از هرگونه حفره و تخلخل می باشد. شکل 2 طیف فروسرخ کمپلکس تشکیل شده را نشان می دهد. در طیف کمپلکس آهن ساخته شده در محدوده 1450 تا 1650 ارتعاشات کششی کربن-کربن، 1300 ارتعاشات کربن نیتروژن حلقه آروماتیک ،محدوده 3500 ارتعاشات کششی کربن-هیدورژن آروماتیک لیگاند 2،2 بی پیریدین و محدوده 520 ارتعاشات آهن- نیتروژن ظاهر شده اند.
طیف فروسرخ کمپلکس تشکیل شده
شکل 3 الگوی پراش پرتو X کمپلکس آهن سنتز شده را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود کمپلکس آهن به خوبی تشکیل شده است و فاقد هرگونه ناخالصی است و نتایج طیف سنجی فروسرخ را تایید می کند.بهمنظور بررسی توپوگرافی سطح دیود ساخته شده ، تصاویر AFM سهبعدی - شکل - 4 از سطح دیود تهیه شد.همانطور که در شکل4دیده میشود مناطق روشن و تاریک مربوط به قلهها و درهها در سطح دیود است.
