Ανάπτυξη και Χαρακτηρισμός PLED διατάξεων με blended υλικά εκπομπής
Creators: name: Φόρης, Βασίλειος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Οργανικές δίοδοι εκπομπής λευκού φωτός
Αναμεμιγμένα υλικά εκπομπής
WOLEDs
Βlends
spin-coating

description: Στη σημερινή εποχή, ένα μεγάλο μέρος της επιστημονικής κοινότητας ασχολείται με τη Νανοτεχνολογία. Ο κόσμος της νανοτεχνολογίας περιλαμβάνει δύο βασικούς κλάδους: τη βιο-νανοτεχνολογία και τα οργανικά υλικά και κατ’ επέκταση τα οργανικά ηλεκτρονικά, ενώ δεν είναι λίγες οι περιπτώσεις όπου οι δύο αυτοί κλάδοι συναντιόνται. Τα οργανικά ηλεκτρονικά απασχολούν την έρευνα με στόχο την ενίσχυση και τελικά την αντικατάσταση της κλασικής τεχνολογίας πυριτίου, προσφέροντας «πράσινες» διατάξεις, φιλικές προς το περιβάλλον. Σημαντικό κεφάλαιο των οργανικών ηλεκτρονικών αποτελούν οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός, που μπορούν να χωριστούν σε υποκατηγορίες, ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους. Έτσι, ξεχωρίζουμε τα OLEDs σε SM-OLEDs, δηλαδή διόδους όπου το στρώμα εκπομπής είναι ένα υλικό μικρών μορίων (small molecule) και τα PLEDs, όπου το στρώμα εκπομπής είναι πολυμερή. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, μελετώνται τα φαινόμενα εκπομπής φωτός από οργανικούς ημιαγωγούς πολυμερικής φύσεως (ανάπτυξη με υγρές τεχνικές) και κυρίως το πώς μπορεί μια μίξη δύο ή τριών τέτοιων υλικών να οδηγήσει στην εκπομπή ενός διαφορετικού χρώματος. Ως είθισται, στις περιπτώσεις που εξετάζονται τέτοιες μίξεις ο απώτερος στόχος είναι η προσέγγιση του λευκού φωτός, που μπορεί να έχει πολλές εφαρμογές, όπως ο εσωτερικός φωτισμός. Παράλληλα, μελετώνται και ερμηνεύονται όλα τα σημαντικά υποκείμενα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά τη μίξη πολυμερών εκπομπής φωτός και επηρεάζουν τις οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες. Πειραματικά, μελετήθηκαν, μεμονωμένα, ορισμένα εμπορικά πολυμερικά υλικά εκπομπής φωτός και στη συνέχεια διάφορες μίξεις τους. Πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη ολοκληρωμένων PLEDs πάνω σε γυάλινα υποστρώματα μέσω της τεχνικής spin-coating, ενώ με τη χρήση διαφόρων τεχνικών πραγματοποιήθηκε εκτενής χαρακτηρισμός των επιμέρους στρωμάτων των διατάξεων. Τελικά, αποδείχτηκε πως το ντοπάρισμα ενός υλικού εκπομπής με άλλα υλικά επιτρέπει την εκπομπή νέων χρωμάτων και τελικά, του λευκού! Αλλαγές στις αναλογίες των υλικών οδηγούν σε διαφοροποίηση του χρώματος εκπομπής, τη στιγμή που αποδεικνύεται πως οι δομικές αλλαγές που μπορεί να προκληθούν σε ένα υλικό επηρεάζουν τόσο τη φωτο- όσο και την ηλεκτρο-φωταύγεια
description: In our days, a significant part of the scientific community is involved in Nanotechnology. The world of nanotechnology includes two main branches: bio-nanotechnology and organic materials and consequently organic electronics, while there are many cases where these two branches meet. Organic electronics are engaged in research aimed at enhancing and eventually replacing the conventional silicon technology, offering “green” eco-friendly devices. An important example of organic electronics is the organic light emitting diodes, which can be divided into subcategories, depending on the materials used for their fabrication. Thus, we distinguish OLEDs into SM-OLEDs, ie diodes where the emission layer is a small molecule material and PLEDs, where the emission layer is polymeric. In the framework of this MSc thesis, the phenomena of light emission from organic semiconductors of polymeric nature (wet technique fabrication) and mainly how a mixture of two or three such materials can lead to the emission of a different color are studied. As usual, in cases where such mixtures are considered, the ultimate goal is the achievement of white light emission, that can be used in many applications such as indoor lighting. At the same time, all the important underlying phenomena that occur during the mixing of light emitting polymers and affect the optoelectronic properties are studied and interpreted. Experimentally, commercial light emitting polymeric materials were initially studied as one-phase monochromatic emitting films and then as two- or three-phase mixtures, forming blends. The fabrication of integrated PLEDs on glass substrates was carried out through the spin-coating technique, while with the use of various techniques an extensive characterization of the individual layers of the devices was performed. Eventually, it is shown that doping an emission material with other materials allows the emission of new colors, and eventually white! Changes in the materials’ weight ratio lead to a change in the color of the blends’ emission. At the same time, it is proven that a material’s structural change can differentiate both photo- and electro-luminescence