بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله با ساخت دو یکسوکننده آلی نور گسیل سبز با استفاده لایه گسیلنده Alq3 و لایه های انتقال دهنده الکترون LiF و لایه انتقال دهند TPD به بررسی اثر لایه نازک MoO3به عنوان لایه انتقال دهنده حفره پرداخته شد و با استفاده از انالیز های مختلف از جمله نورسنجی و نمودار های جریان ولتاژ نشان داده شده است استفاده این لایه در دیود های نور گسیل سبب کاهش ولتاژ استانه و نور دهی بیشتر یکسو کننده های نور گسیل آلی میشود
کلمات کلیدی: یکسو کننده الی،نورگسیل،لایه نازک
.1 مقدمه
در عصر حاضر که ارتباطات جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است، [1]وسایل الکترونیکی ارتباطی از قبیل تلویزیون ، موبایل ، کامپیوتر و ... نقش به سزایی را ایفا میکنند. از جمله موضوعاتی که در این گونه وسایل روز به روز مورد توجه بیشتری قرار می گیرند ساخت صفحه های نمایش با حجم ، وزن و مصرف انرژی کمتر و کارایی بیشتر می باشد. اخیرا صنعت ساخت نمایشگرهای OLED به علت دارا بودن مزیتهای زیادی از جمله بازدهی نورگسیلی بالا، سادگی در ساخت، مصرف انرژی کم و همچنین قابلیت ساخته شدن به صورت لایه نازک و منعطف نسبت به دیگر یکسو کنندههای غیرآلی، مورد توجه محققین قرار گرفته است.[2]
با اینکه امروزه OLED ها کاربردهای عملی بسیاری در ساخت وسایل الکترواپتیکی دارند و همچنین با طول عمری در حدود 100000 ساعت تولید می شوند اما هنوز این صنعت در حد لازم رشد نکرد. بنابراین تلاش های علمی بیشتری مورد نیاز است تا طراحی و ساخت OLED هایی با کارایی بیشتر صورت پذیرد. از مهمترین عوامل موثر در عملکرد این وسایل انتخاب ماده آلی مناسب و همچنین ضخامت بهینه لایه های استفاده شده می باشد .[3] معمولترین ماده انتقال دهنده حفره در OLED ها پلیمر آلی TPD می باشد [2] مزیت استفاده از این لایه این است که چسبندگی این لایه بر روی سطح آند بسیار مناسب است به طوری که فرآیند تزریق حفره ها به خوبی صورت می گیرد. اما باید در نظر داشت که پلیمرهای رسانا، برای داشتن خاصیت رسانندگی باید اسیدی باشند که این می تواند باعث واکنش با مواد گسیلی و یا حتی سطح ITO شود.
بنابراین ممکن است موجب کاهش طول عمر ساختار شود. در سالهای اخیر دسته دیگری از مواد یعنی اکسیدهای فلزی نظیر Sio2,TiO2,MoO3,WO2 به عنوان مواد تزریق کننده حفره در ساختار OLED ها مورد استفاده قرار گرفتند [3]و موجب افزایش بازده وسیله شدند علاوه بر این مزیت دیگر استفاده از این مواد آنست که به روش تبخیری لایه نشانی شده و ضخامت آن به میزان بیشتری نسبت به ماده TPD قابل کنترل می باشد.. همانطور که می دانیم تابش الکترولومینوسانس از یک یکسو کننده نور گسیل آلی ناشی از واهلش تابشی از اکسایتون هایی است[4] که در حالت بر انگیخته تکتایی قرار دارند. با توجه به اینکه تحرک پذیری مواد آلی برای حفره ها بیشتر است برای افزایش بازده عملکرد یکسو کنندهها باید پارامترهایی که در ایجاد تعادل بین حامل ها و در نتیجه تشکیل اکسایتون ها موثر هستند، بهینه شوند. از جمله این پارامترها، ضخامت لایه های استفاده شده در یکسو کننده می باشد.
.3 مواد و روشها
مرحله اول سونش ITO می باشد. برای این کار ITO های مورد نظر را که دارای مقاومت سطح 15 /Sq هستند. با نوار چسب به گونه ای می پوشانیم که پس از سونش، قسمت باقیمانده ITO موجود بر روی زیر لایه شیشه ای به صورت T باشد. آنگاه آنها را به مدت 15 دقیقه در محلول HCL قرار می دهیم . با توجه به به اینکه ضخامت لایه ها در یکسو کنندههای نو گسیل آلی بسیار کم می باشد، تمیز کردن زیرلایه ها برای جلوگیری از تشکیل نقاط خاموشی و همچنین اتصال آند و کاتد بسیار اهمیت دارد. بنابراین ITO های مورد نظر را ابتدا با آب و صابون شسته ، سپس به ترتیب در حلالهای استون، اتانول، متانول، ایزوپروپیل و در نهایت آب مقطر دو بار یونیزه شده در دستگاه آلتراسونیک به مدت 20 دقیقه شستشو می دهیم. سر انجام زیرلایه ها با گاز نیتروژن خشک می شوند و به مدت 10 دقیقه در معرض نور UV قرار می گیرند. شکل T برای سونش ITO به این خاطر استفاده می شود که از اثر لبه در لبه های ساختار، یعنی در محلراتصال لایه ITO و لایه کاتد جلوگیری به عمل آید.
با این حال هنوز آن طرف ساختار که محل اتصال ITO و الکترود می باشد، با این مشکل مواجه است. به همین خاطر به فاصله کمی از لبه مورد نظر، ITO را با نوار باریکی از لاک می پوشانیم تا مانع از اتصال کاتد و ITO در این قسمت شویم. البته دقت لازم باید اعمال شود تا لاک به بخش های دیگر ITO نفوذ نکند. اکنون زیرلایه ها برای لایه نشانی آماده شده اند. زیرلایه ها که ماسک گذاری شده اند به همراه بوته های حاوی مواد مورد نیاز برای لایه نشانی، در داخل محفظه خلا قرار داده می شوند. باید در نظر داشت که ماسک به گونه ای بر روی زیرلایه ها گذاشته شود که لبه آن در وسط باریکه لاک قرار گیرد تا مانع از تماس لایه کاتد و ITO شود. فاصله زیرلایه ها از بوته ها در حدود 15 سانتی متر انتخاب می شوند. محفظه خلا توسط دو پمپ توربو و روتاری تا فشار 10-6mbar می رسد. اولین لایه MoO3 با ضخامت 35 نانومتر می باشد. این لایه به عنوان تزریق کننده حفره به کار می رود. لایه بعدی ماده آلی TDD با ضخامت 50 نانومتر می باشد که یکی از بهترین انتقال دهنده های حفره به کار رفته در ساختار OLED ها می باشد.
سپس ماده آلی Alq3 با ضخامت های 80 نانومتر ، لایه نشانی می شود. این ماده به عنوان گسیلنده خوب در ناحیه سبز طیف مریی و همچنین لایه انتقال دهنده الکترون به کار می رود.برای جلوگیری از فعل و انفعالات شیمیایی بین لایه کاتد و ماده آلی مجاور و همچنینذکاهش سد پتانسیل در فرآیند تزریق الکترونها از کاتد به ناحیه فعال، در لایه بعدی از ماده LiF با ضخامت 8 آنگستروم استفاده می شود. سرانجام ماده آلومینیوم به عنوان لایه کاتد با ضخامت 100 نانومتر لایه نشانی می گردد. به جز آلومینیوم که با سرعت بالا لایه نشانی می شود، سرعت لایه نشانی بقیه مواد به طور متوسط بین 0/2 تا 0/5 آنگستروم بر ثانیه می باشد
.4 نتایج و بحث
پس از انجام مراحل لایه نشانی و ساخته شدن یکسو کننده نور گسیل آلی، بررسی رفتار الکتریکی و مشخصات اپتیکی مانند شدت نور، رنگ نور تولید شده و همچنین ولتاژ استانه کار یکسو کننده ساخته شده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای این منظور پارامتر هایی مانند مشخصه جریان ولتاژ - I_V - و نور سنجی مورد بررسی قرار میگیرد. 1-4 بررسی عملکردیکسو کنندهی ساختار های تهیه شده پس از ساخت یکسو کننده نور گسیل آلی،قطعه با اعمال ولتاژ مستقیم مورد ازمایش قرار میگیرد. ولتاژ اعمال شده به قطعه از صفر به صورت پله ایی افزایش داده می شود و در هر مرحله جریان عبوری از قطعه اندازهگیری میشود. تغییر وضعیت این منحنی در اندازه گگیری های متوالی نشاندهنده پایداری یا عدم پایداری قطعه شاخته شده می باشد شکل 1 منحنی جریان ولتاژ ساختار تهیه شده را نشان میدهد
