| Περίληψη: | Οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός (Organic Light Emitting Diodes, OLEDs) αποτελούνται από ένα ή περισσότερα οργανικά υμένια, τα οποία βρίσκονται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων που αποτελούν την άνοδο και την κάθοδο της τελικής διάταξης. Ένα διαφανές ηλεκτρόδιο χρησιμοποιείται ως άνοδος, καθώς από εκεί εξάγεται το παραγόμενο φως, ενώ για την κάθοδο χρησιμοποιείται ένα μέταλλο. Η αρχή λειτουργίας μιας OLED βασίζεται στο φαινόμενο της ηλεκτροφωταύγειας. Αρχικά εφαρμόζεται διαφορά δυναμικού στα δύο ηλεκτρόδια που προαναφέρθηκαν. Έτσι, ηλεκτρόνια εγχέονται από την κάθοδο και οπές από την άνοδο προς το ενεργό υμένιο (υμένιο εκπομπής) σχηματίζοντας ένα εξιτόνιο, δηλαδή μια διεγερμένη κατάσταση. Όταν το εξιτόνιο αποδιεγερθεί έχουμε εκπομπή ακτινοβολίας, δηλαδή φωτός.
Για τη βελτίωση της απόδοση μιας OLED, πρέπει να αυξηθεί αφενός η διευκόλυνση των φορέων (οπές και ηλεκτρόνια) να διασχίσουν όποια ενδιάμεσα στρώματα υπάρχουν και να φτάσουν στο ενεργό στρώμα για να επανασυνδεθούν, να δημιουργήσουν εξιτόνια και αυτά να αποδιεγερθούν εκπέμποντας φως, και αφετέρου να αυξηθεί ο αρχικός πολλαπλασιασμός των φορέων. Μία από τις κύριες στρατηγικές αύξησης της απόδοσης μιας OLED αποτελεί η τροποποίηση των ηλεκτροδίων με διεπιφανειακά υμένια.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η τροποποίηση της καθόδου μιας OLED. Ειδικότερα, επιλέγοντας εύκολες τεχνικές (όπως η μηχανική περιστοφή, spin-coating), κατασκευάστηκαν διατάξεις οργανικών διόδων εκπομπής φωτός με προσθήκη των χρωστικών ουσιών DANS και DMA-DPH ως διεπιφανειακά υμένια ανάμεσα στο ενεργό στρώμα και το ηλεκτρόδιο της καθόδου. Επιπλέον, στις ίδιες ακριβώς συνθήκες κατασκευάστηκαν διατάξεις που δεν περιείχαν υμένια χρωστικών και χρησιμοποιήθηκαν για λόγους σύγκρισης (διατάξεις αναφοράς).
Μια σειρά τεχνικών χαρακτηρισμού εφαρμόστηκαν στις πειραματικές διατάξεις, προκειμένου να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά τους και να ερμηνευτούν οι μηχανισμοί που λαμβάνουν χώρα εντός τους. Συγκεκριμένα πάρθηκαν φάσματα απορρόφησης υπεριώδους-ορατού και φωτοφωταύγειας, έγιναν μετρήσεις κυκλικής βολταμετρίας και ακολούθησε ηλεκτρικός χαρακτηρισμός (σχέσεις πυκνότητας ρεύματος, φωτεινότητας, φωτεινής απόδοσης και απόδοσης ισχύος με την τάση και φάσματα ηλεκτροφωταύγειας) των OLEDs.
Οι τεχνικές χαρακτηρισμού έδειξαν πως η ενσωμάτωση των DANS και DMA-DPH στις OLEDs οδήγησε σε σημαντική αύξηση της απόδοσής τους, σε σύγκριση με αυτήν της διάταξης αναφοράς. Για τη χρωστική ουσία DANS η μέγιστη αύξηση της φωτεινής απόδοσης που παρατηρήθηκε ήταν περίπου 100%, ενώ στην περίπτωση της DMA-DPH άγγιξε το 45%. Τέλος, προτάθηκε μηχανισμός για την εξήγηση της αύξησης της απόδοσης, στηριζόμενος στη δημιουργία ενός διεπιφανειακού ηλεκτρικού συμπλόκου μεταξύ του ενεργού στρώματος και της χρωστικής ουσίας που ευνοεί τις ακτινοβολητικές επανασυνδέσεις και, τελικά, την εκπομπή φωτός.
|
|---|
