ساخت و بهینه سازی کاتد شفاف به منظور استفاده در دیودهای نورگسیل آلی شفاف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه شهید بهشتی

2 استاد/دانشگاه شهید بهشتی

3 پژوهشیارفرادکتری/دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

دیودهای نورگسیل آلی از منابع نوری جدیدی هستند که بر خلاف دیودهای نوری معدنی از مواد آلی در آنها استفاده می‏شود بر همین اساس ویژگی‏های قابل توجهی نسبت به دیودهای غیرمعدنی دارند. یکی از ویژگی‏های منحصر به فرد دیودهای نورگسیل آلی قابلیت ساخت نمایشگر شفاف بر پایه آنهاست که در موقع خاموش بودن می‏توانند تا %70 شفاف باشند. در این نوع صفحه نمایش ها، تمام مولفه های دیود، مانند زیرلایه، آند، لایه‏های پلیمری – آلی و کاتد شفاف بوده و نور از هر دو قسمت دیود خارج می‏شود. دیودهای نورگسیل آلی شفاف به خاطر داشتن کاربردهایی مانند نمایشگر شفاف، استفاده در شیشه های جلوی خودرو و پنجره‏های هوشمند بیشترین توجه را در سالهای اخیر به خود جلب کرده اند. در این تحقیق هدف، ساخت یک کاتد شفاف متشکل از فلزات کلسیم(Ca) و نقره(Ag) با ضخامت‏های ثابت 20nm و 10nm و لایه پوشش دی الکتریک ZnS با ضخامت‏های مختلف20،25،30،40 نانومتر، به منظور استفاده در دیودهای نورگسیل آلی شفاف (TOLED) می باشد. ضخامت بهینه ZnS با استفاده از تجربی مقدار 25nm بدست آمد. شفافیت اپتیکی % 85.5 و بازتاب پایین % 10.50 در ناحیه مرئی و مقاومت سطح الکتریکی پایین Ohms/Square 8.6درساختار(Ca(20nm)/Ag(10nm)/ZnS (25nm حاصل گردید، که جهت استفاده در دیودهای نورگسیل آلی شفاف مناسب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fabrication and optimization of transparent cathode for application in transparent oleds

نویسندگان [English]

  • ebrahim mehrparvar 1
  • Ezzodin Mojarani 2
  • Mohammadreza Fathollahi 3
  • Hosein Mehrzad 1
  • Ali Jandaghiyan 1
چکیده [English]

Organic light-emitting diodes (OLED), which are fabricated based on organic materials, are a new class of lighting sources with many advantage in comparison to common light-emitting diodes. One of these promising depictions of OLEDs is their capability for fabrication of transparent displays in which the device possesses a transparency up to 70% during the off-state. In these types of displays, all the components such as substrate, the anode, the organic-polymer layers, and the cathode electrode are transparent and the emission can leave the device from the both sides. Recently, transparent OLEDs have attracted a lot of attention due to their exceptional applications such as transparent flat-panel displays, car front windows, and smart windows.The aim of the present research is to fabrication a transparent cathode composing of Ca , Ag by constant thickness of 20 nm and 10 nm and ZnS Dielectric coating layer with different thickness of 20,25,30,40 nm for used in the transparent organic light emitting diodes. The experimental ZnS thickness are obtained to be 25 nm. Optical transparency of 85% and low reflection of 10.50% in visible region and low surface electrical resistance of 8.6 ohm/square in Ca(20nm)/Ag(10nm)/ZnS (25nm) structure is obtained which seem to be applicable in transparent oleds

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transparent cathode
  • Ca/Ag cathode
  • ZnS capping layer

مراجع

 [1]C.W. Tang, and S. Al VanSlyke; "Organic electroluminescent diodes"; Applied Physics Letters 51, no. 12 (1987) 913-915.

 [2]G. Parthasarathy, P. E. Burrows, V. Khalfin, V. G. Kozlov, and S.  R. Forrest; "A metal-free cathode for organic semiconductor devices"; Applied Physics Letters 72, no. 17 (1998) 2138-2140.

[3] V. Bulovic, P. E. Burrows, and S. R. Forrest; "Molecular organic light-emitting devices"; Electroluminescence  64 (2000) 255-306.

[4] L. S. Hung, C. W. Tang, M. G. Mason, P. Raychaudhuri, and J. Madathil; "Application of an ultrathin LiF/Al bilayer in organic surface-emitting diodes"; Applied Physics Letters 78, no. 4 (2001) 544-546.

[5] G. G. Qin, A. G. Xu, and S. K. Wu; "A top-emission organic light-emitting diode with a silicon anode and an Sm/Au cathode"; Applied Physics Letters 85 (2004) 5406.

 [6] R. B. Pode, C. J. Lee, D. G. Moon, and J. I. Han; "Transparent conducting metal electrode for top emission organic light-emitting devices: Ca–Ag double layer"; Applied Physics Letters 84, no. 23 (2004) 4614-4616.     

[7]  S.-F. Hsu, C.-C. Lee, S.-W. Hwang, and C. H. Chen; "Highly efficient top-emitting white organic electroluminescent devices"; Applied Physics Letters 86, no. 25 (2005) 253508.

 [8] G. Z. Ran, W. Q. Zhao, L. Dai, and G. G. Qin; "Highly transparent cathodes comprised of rare earth and Au stacked layers for top-emission organic light emitting diodes"; Journal of Applied Physics 100, no. 11 (2006): 3107.

  [9]G. L. Ma, G. Z. Ran, and G. G. Qin; "Novel transparent Yb-based cathodes for top-emitting organic light emitting devices with high performance"; Applied Surface Science 252, no. 10 (2006) 3580-3584.

 [10] C. J. Lee, R. B. Pode, J. I. Han, and D. G. Moon; "Ca/Ag bilayer cathode for transparent white organic light-emitting devices"; Applied Surface Science 253, no. 9 (2007) 4249-4253.

[11]  S. Y. Kim, D. G. Moon, C. J. Lee, and J. I. Han; "Sr/Ag semitransparent cathodes for top emission organic light-emitting devices"; Thin Solid Films 517, no. 6 (2009) 2035-2038.

 [12] C. J. Lee, R. B. Pode, D. G. Moon, and J. I. Han; "Realization of an efficient top emission organic light-emitting device with novel electrodes"; Thin Solid Films 467, no. 1 (2004) 201-208.

 [13]C. Shufen, Z. Jie, Z. Zhao, and W. Xie; "Improved light outcoupling for top-emitting organic light-emitting devices"; Applied Physics Letters 89, no. 4 (2006) 43505-43505.

 [14]D. Ochs, B. Braun, W. Maus-Friedrichs, and V. Kempter; "CO 2 chemisorption at Ca and CaO surfaces: a study with MIES, UPS (HeI) and XPS"; Surface Science 417, no. 2 (1998) 406-414. 

 [15] P. Broms, J. Birgersson, N. Johansson, M. Logdlund, W.R. Salaneck.; "Calcium electrodes in polymer LEDs"; Synth. Met. 74 (1995) 179-181.

    [16] G. G. Andersson, M. P. de Jong, G. J. J. Winands, and M. J. A. de Voigt; "Failure of polymeric light emitting diodes by controlled exposure of the polymer-cathode interface to oxygen"; Journal of Physics D: Applied Physics 35, no. 11 (2002) 1103.