מבוא

אור אורגני פולט דיודות (OLEDs) שינו את התצוגה והה תאורה על ידי מתן בהירות גבוהה, גלנון צבעים רחב, יעילות אנרגיה, גמישות מכנית. מסמארטפונים וטלוויזיות לתאורה רכב ומכשירים מתקפלים, OLEDs עכשיו ubiquitous. עם זאת, השגת ביצועים אופטימליים - במיוחד במונחים של יעילות המכשיר, חיי תפעוליים, יציבות סביבתית - חיוני של בדיקות חד-חמצני של פונקציות מורכבות אלה לעתים קרובות.

יסודות OLEDs וצורך של דיאלקטרי סרטים

אדריכלות מכשירים OLED

OLED סטנדרטי מורכב ערימה של סרטים דקים אורגניים כריכים בין שני אלקטרודות - aode שקוף (בצורה אינפראנית טינינון טיני, ITO) וקטורד מתכת רפלקטיבית.השכבות האורגניות כוללות שכבת זריקה חור (HIL), שכבת הובלה חור (HTL), שכבת הובלה אנכית (L), שכבת אלקטרון (ETL), שכבת אלקטרון (ETL), ושכבה אלקטרון (L), אלקטרון (IL) לאחר מכן היא נוזל אלקטרונים באופן ביקורתי, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, ממתכת של צינורות אלקטרו-אלקטרון (L, ושכבה אלקטרו-אלקטרומגנטית, ושכבה חשמלית (L), ושכבה חשמלית).

הזרקת מטען ואתגרי תחבורה

בפועל, מחסומים האנרגיה בין אלקטרודות לבין השכבות האורגניות הסמוכות לעתים קרובות מעכבות הזרקת מטען יעילה.לדוגמה, הפונקציה העבודה של ITO (-4.7 eV) עשויה לא להתאים היטב את מסלול מולקולרי הגבוה ביותר (HO) של חומרי הובלה טיפוסיים (~5.2-5.5 eV), המוביל למחסום זריקה משמעותית.

יתר על כן, OLEDs רגישים מאוד לחות וחמצן.השכבות האורגניות וקטדות מתכת תגובתיות מתפוגגות במהירות על החשיפה, להרכיב כתמים כהים וצמצום סיכה. כתוצאה מכך, capsulation יעיל הוא חובה. דיאלקטרי סרטים, במיוחד אלה שהופקדו על ידי שכבת אטומית דהפוזיציה (ALD), לספק מחסומים צפופים, ללא הפסקה המשתרעים באופן דרסטי של חיי המכשיר.

סרטים דיאלקטריים: חומרים וטכניקות ייצוג

חומרים דיאלקטריים נפוצים

הבחירה של חומר דיאלקטרי תלויה בתפקוד המיועד שלה.עבור שכבות הזרקת המטען, החומר חייב להיות רמות אנרגיה מתאימות כדי להפחית את מחסומים ההזרקה, יש קבוע דיאלקטרי גבוה (k) כדי להקל על מנהרה בתשלום, ולהציג שקיפות טובה כך שמיצוי האור אינו נפגע. Common dielectrics כולל גם סיליקון דו חמצני (SiO2, k ⁇ 3.9), אלומיניום (אל2O, k8-fium, בדרך כלל, C2K2K2K2K2K2K2K2K2K2K, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2K2K2K) ו-O2K2K, 2K, 2K, 2K, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2K2K) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיטות מתקדמות

סרטים דיאלקטריים דקים עבור OLEDs חייב להיות אחיד, קונפורמאלי, וחופשיים של פגמים כדי למנוע קצרי חשמל ופתיחת זרמי הדליפה.כמה שיטות מחיקה לעמוד בדרישות אלה:

  • (FLT:0)Atomic Layer Deposition (ALD)igtureFLT:1: ALD מציע שליטה עובי תת-מטר על ידי שינוי תגובות על פני השטח של עצמם מינוף (ALD) הוא מייצר סרטים מאוד תואמים, ללא הפסקה אפילו על מרקם או גמישים substrates. Al2O3 ו- HfO2 מופקד באמצעות ALD הם סטנדרטיים עבור צינורות באיכות גבוהה ו- aLDL.
  • (FLT:0)Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)igtureFLT:1: טכניקה זו מאפשרת שיעורי מחיקה מהירים יותר מאשר ALD ויכולה לייצר סרטים SiO2 ו- SiNx עם כיסוי טוב צעד.עם זאת, צפיפות הסרט ותכונות מחסום הם בדרך כלל נמוך יותר מאשר עמיתי ALD, הדורשים שכבות עבות יותר.
  • (FLT:0) חישובים של FLT:1: רדיו- ⁇ (RF) sputtering ממטרות חד-חמצני יכול להפקיד סרטים דיאלקטריים בטמפרטורות נמוכות, מה שהופך אותו מתאים ל substrates אורגניים.
  • (FLT:0) Solutionue עיבודFLT:1: עבור יישומים גמישים וגדולים, הדפסה ספין-קוי או דיוג'ט של דיאלקטריק פולימריים (למשל, פולי(4-vinylphenol), PVP מציע עלות נמוכה והיקף.

בחירת שיטת המחיקה משפיעה על איכות הסרט, תאימות חומרית וביצועי המכשיר הכללי. ALD היא הטכניקה המועדפת עבור OLED ביצועים גבוהים, בעוד עיבוד פתרון הוא אטרקטיבי עבור הדפסה או רול-to-roll הייצור.

פונקציות מפתח של סרטים דיאלקטריים ב OLEDs

אופטימיזציה של איזון וזריקת

אחד התפקידים המשפיעים ביותר של סרטים דיאלקטריים הוא כדי לשנות את הזרקת המטען. על ידי הוספת שכבת דיאלקטרי דק (בדרך כלל 1-3 nm) בין אלקטרודה לבין שכבת ההובלה האורגנית, מחסום ההזרקה ניתן להפחית באמצעות מספר מנגנונים.לדוגמה, התקנת רמות אלקטרו-תפקוד דק של E2O3 בין ITO לבין HTL יכול לשנות את הפונקציה האפקטיבי של שכבת העצבים, מורידה את המחסום באמצעות מערכת אלקטרו-אורדית גבוהה, במיוחד אם הוא מסוגל ליצור ממתכת גבוהה יותר, אם הוא מסוגל להגיע למנהרה חשמלית גבוהה.

יתר על כן, דיאלקטריות יכולות לחסום את הזרקת נושאים לא רצויים.לדוגמה, שכבת חסימת חור עבה (למשל, BCP או TPBi) מועסקת לעתים קרובות לפני ה- Cathode. עם זאת, הוספת שכבה דקה מאוד (sub-2 nm) תוך בידוד של חומר חשמלי כמו SiO2 בצד קטודה יכול לדכא עוד דליפות אלקטרונים, שיפור הגבלת בתוך השכבה הכפולה ו-Emissing זה (כלומר, ובכך משפר את ההשפעה לאחור) הפוכה (כלומר, ובכך משפר את ההשפעה לאחור של ספקולטיבית (כלומר, ובכך חסימת יתרום) ו-Emoting לאחור).

השפעות מיקרו-עוצמה אופטיות

סרטים דיאלקטריים גם משפיעים על הסגולות האופטיות שנוצרות בין הקתולית הרהור לבין זווית הקידוד למחצה.על ידי התאמת עובי ואינדקס השבירה של שכבות דיאלקטריות, מהנדסים יכולים לכוון את ההתחדשות המיקרו-מרחבית כדי לשפר את התפשטות האור באורכי גל ספציפיים. לדוגמה, ערימה גליונית רבע-רבע (למשל, שינוי סיאו22) ו-Terolware בין ה-remprempremprempremprempremprempremprempremprempremprempremprempreic) לבין צבעים רחב צבע בהיר ל-ampupicrempupate (למשל, הוא מופץ) ל-ampupicial Color) ו-amprempremprempupate Color (למשל, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, עם צבעים רחב צבע בהיר (למשל, כולל רוחבי תיבות של ספקטרום גלימה) עבור מגוון רחב של צבעים רחב של צבעים צלולי תיבות של צבעים צלולי תיבות של צבעים מבוזרתיקטיביתיקטיביתיקטיביתיקים צהובהקודמתקרד) הוא הרחבה של צבעים רחב של צבעים רחב של צבעים).

Encapsulation ו-Firele Properties

הפגיעות של OLEDs לחות סביבתית וחמצן ידועה.מולקולה מים יחיד יכול למקם את רמות סיכה ולפתח צמיחה כהה נקודה HD סרטים שהופקדו על ידי ALD הופיעו כסטנדרט זהב עבור capsulation פיל דק (TFE) יחיד ALD Al2O3 של 20-50 nm יכול להשיג קצב שידור מים (VTR) מתחת 10 / gn2vre / gn2i) כדי לשפר את הערימה של מחסנית (O2 של מחסנים) 2.

גמישות ויציבות מכנית

דרישות OLEDs מפוצלות וקבועות כי כל השכבות להכיל שוב ושוב ללא דלמנציה או שבר. dielectrics inorganic dielectrics הם בשפע מטבעם, אבל כאשר מופקדים כמו סרטים דק מאוד (למשל, <100 nm) על תת-קרקעית פלסטיק, הם יכולים לעמוד מול רדיוס אדפטים דקים מסוימים (L) כדי לשפר גמישות, להשתמש במהנדסים דקים דקים דקים שבהם dibriregonic dibrireic ditraic ditraic ditradus) הם יכולים לחקור 2, כולל שכבות קיצוניות (OL) או RLDL) כדי להשיג 2.

השפעה על ביצועי OLED

יעילות Luminous ויציבות קוונטית חיצונית

יעילות Luminous - הן יעילות נוכחית (cd / A) ויעילות כוח (lm / WLED) - ו- EQE הם דמויות ראשוניות של ערך. דיאלקטרי לתרום לשיפורים במספר דרכים. על ידי אופטימיזציה של איזון מטען, יותר ספקים מוזרקים להמיר את ה-EQ2 באופן ישיר לתוך 100% עבור זרחן או TADF.

כל החיים

חיים תפעוליים, נמדדים ככל שהזמן הנדרש כדי להתכווץ ל-50% מהערך הראשוני שלו (LT50), תלויים באופן ביקורתי בשכבות דיאלקטריות. Encapsulation dielectrics להגן על הערימה האורגנית והקטורד מהלחות, אשר מפחית ישירות את צמיחתם של אורנטיה כהה (בנוסף, דיאלקטריות המשמשות כשכבות מטען יכולות להפחית את המתח התפעולי, להפחית את חימום הג'ו וקצב ההידרדרות המעמיקה של 100,000 שעות) של אלקטרון (למשל, אך לעתים קרובות, כלומר, כלומר, שינויים קלים של הפחתת הפחתת רמות הנקה של 10,000 שעות של אלקטרון של מחזורי חשמל (למשל, כלומר, 000) של מחזוריות כחולות (למשל, אך משפרות) עם הפחתת רמות גבוהות יותר מעצימות) של מחזוריות (למשל, שיפור של מחזורי חשמל גבוהות יותר מ- 100000) של מחזור חיים קצרים של מחזור חיים קצרים של מחזור חיים קצרים של הפחתת מתחמיכותנה) באופן קבועות (למשל, אך לעתים קרובות, אך לעתים קרובות, אך משפרות של מחזור חיים קצרים של ⁇ ) עם רמות הפחתת מתח של 100,000 שעות של מחזורי חשמל (למשל, אך משפרות) באופן קבועות) באופן קבועות) של ⁇

צבע יציבות ומדים

יציבות הצבעים מתייחסת להיקף ההפלה של chromaticity על זווית צפייה ומניעה הנוכחית. ⁇ דיאלקטרית יכולה לצמצם את טווח הפליטה, הרצוי עבור צבעים רוויים אבל עלולה לגרום לשינוי צבע עם זווית.כדי להקטין את העיצובים הדיאלקטריים מתקדמים להשתמש ב- ⁇ Refractive Indices או במספר רב של מחסומים חשמליים, ערימה דיאלקטריים ממונעים בקפידה על ידי ספקטרום רחב של צבעים).

כיוונים עתידיים והתקדמות

High-k Dielectrics for Enhanced Charge הזרקת

דיאלקטריות גבוהות כגון HfO2, ZrO2, ואל2O3 נחקרו באופן נרחב כמכשירי עזר חשמליים ב-HfO2, p2 (TFTs) יישום שלהם ב- OLEDs צובר תאוצה כי קבוע הדיאלקטרי גבוה משמר את ההפיכה ה- 0V2 (הכולל) בין ה-HDde לבין השכבה האורגנית, ביעילות "מפול" את המחסום מועיל במיוחד עבור זרם ה-אופטימיזציה (OF) אשר ניתן ל-OF) אשר ניתן להפחתה של 2F) אשר ניתן להפחתה נמוכה יותר.

NNNN מובנה ו- Multilayer Dielectrics

nanouring סרטים דיאלקטריים - לדוגמה, יצירת nano ⁇ או Moth-eye מבנים - יכול במקביל לשפר את איכות האור של Alcoupling ו-blockblock Properties. A nano ⁇ dielectric שכבת עם אינדקס ⁇ reactive מופחתת השתקפות Fresnel בממשק ITO / זכוכית, הגדלת שידור ומיצוי אור.בינתיים, את הנפיחות יכול להיות חתום על ידי שכבה צפופה ביותר כדי לשמור על ביצועים.

שילוב עם סובסטריטים גמישים

OLEDs גמיש (על פולימידי, PET, או מפרש מתכת) דורשים את כל הרכיבים לעמוד על רדיוי קטן כמו 1 מ"מ. דיאלקטרי סרטים לא צריך סדק תחת לחץ. גישה מבטיחה אחת היא באמצעות self-healing או dimetarable dielectrics. לדוגמה, הצגת קשרים דינמיים covalenting dielectrics (למשל, polythane-trary) מאפשר לתקן מיקרוסקופי אמיתי (אוקסומטר) על ידי מבנה דלקת פרקים מתכתיים אחרים.

חומרים מתעוררים: חומרים 2D ו- Perovskites

באופן אטומי דו-ממדי חומרים היברידיים (2D) כגון hexagonal בורון nitride (h-BN) ו- oxide, נחקרים כשכבות dielectric חדשניות. h-BN הוא ממריץ רחב פסגפ עם משטח חלק, ללא פגם שניתן לגדל באמצעות פיזור אור כימי והועבר על מחסניות OLEDs.

מסקנה

סרטים דיאלקטריים הם מרכיב חיוני של טכנולוגיית OLED מודרנית.הם מאפשרים הזרקת מטען יעילה ואיזון, לשפר את החומרים האופטיים באמצעות הנדסה מיקרו-בית, ולספק את החותם האטי הנדרש לכל ימי החיים ארוכים - במיוחד על תת-שכבות גמישות.הבחירה של חומר דיאלקטרי (מתקני אל-אופטימיים קונבנציונליים) ו-SiO2 כדי לפתח פונקציות h-BN ו-koxides) ו-D (שלכות-repertextrad) כמו פונקציות צבע סטנדרטיות) באופן ישיר, כמו פונקציות סטנדרטיות, כמו פונקציות אלקטרו-ED) כמו פונקציות קבועות, כמו פונקציות קבועות, כמו פונקציות קבועות, כמו פונקציות קבועות, כמו פונקציות של פונקציות של פונקציות אלקטרו-D.

לקריאה נוספת, מומלץ להתייעץ עם סקירה הבסיסית על חומרים OLED ופיסיקה המכשיר (FLT:0(Joule, 2021)FLT:1, המדריך המקיף ל-ALDFLT:2(Chemical Reviews, 2016)FLT 3: ופרספקטיבה עדכנית על דיו חשמליות עבור אלקטרוניקה אורגנית LT:4(EEN)5, 5) מכתבים אלקטרו-Fal) 5.