Розроблення ефективних білих OLED на основі синього флуоресцентного та жовтого ексиплексного випромінювання
Автор: Пиріг Орест Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електронні прилади та пристрої
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерську кваліфікаційну роботу присвячено розробці ефективних білих OLED на основі синього флуоресцентного та жовтого ексиплексного випромінювання. Робота відноситься до перспективної галуззі твердотільної електроніки - органічної електроніки, яка базується на електрофізичних ефектах в органічних напівпровідникових матеріалах. Сьогодні створені органічні світловипромінювальні конструкції, сонячні батареї, транзистори, датчики тощо. До них належать органічні світловипромінювальні структури (ОСВС). Деякі ОСВС використовувалися в комерційному виробництві портативних і широкоекранних дисплеїв з високою роздільною здатністю або ультратонких освітлювальних елементів будь-якої форми та площі. Однак за ефективністю вони поступаються своїм побратимам на основі неорганічних матеріалів. Крім того, для їх широкого використання необхідно створити три основні кольори (червоний, зелений і синій) ОСВС, колірні координати яких близькі до міжнародних телевізійних стандартів. Також є проблеми зі створенням освітлювальних елементів на основі білого ОСВС та ультрафіолетового діапазону спектру для задоволення побутових потреб, медицини, сільського господарства тощо. Основний ОСВС має три шари, включаючи катод, світловипромінюючий шар і анод. З метою підвищення його ефективності, покращуючи інжекцію та встановлюючи баланс носіїв заряду, вводячи в її структуру додаткові шари, виконуючи такі функції, як інжекція, перенесення та блокування носіїв заряду в ОСВС, створюючи тим самим нову багатошарову наноструктуру. за характером світловипромінювального шару розрізняють люмінесцентні та фосфоресцентні ОСВС. Ефективність флуоресцентних ОСВС низька, що пов’язано з низьким квантовим виходом електролюмінесценції органічних флуоресцентних матеріалів, що зумовлено використанням рекомбінації синглетного випромінювання, а верхня межа не перевищує 25%. Хоча радіаційний перехід із триплетного стану заборонений у чистих органічних матеріалах, цей процес може бути досягнутий у фосфоресцентних ОСВС за рахунок зростання спін-орбітальних взаємодій у металоорганічних комплексах на основі рідкоземельних металів (Ir, Pt, Os). Вартість металоорганічних комплексів значно виключає конкурентоспроможність фосфоресцентних ОСВС на їх основі. Крім того, відносно тривалий час життя на триплетному рівні металоорганічних комплексів зазвичай призводить до гасіння електролюмінесценції внаслідок триплетно-триплетної анігіляції. Тому для підвищення ефективності необхідно вивчити процес передачі енергії від синглетного стану до триплетного. Ефективність флуоресцентних ОСВС низька, що пов’язано з низьким квантовим виходом електролюмінесценції органічних флуоресцентних матеріалів, що зумовлено використанням рекомбінації синглетного випромінювання, а верхня межа не перевищує 25%. Хоча радіаційний перехід із триплетного стану заборонений у чистих органічних матеріалах, цей процес може бути досягнутий у фосфоресцентних ОСВС за рахунок зростання спін-орбітальних взаємодій у металоорганічних комплексах на основі рідкоземельних металів (Ir, Pt, Os). Вартість металоорганічних комплексів значно виключає конкурентоспроможність фосфоресцентних ОСВС на їх основі. Крім того, відносно тривалий час життя на триплетному рівні металоорганічних комплексів зазвичай призводить до гасіння електролюмінесценції внаслідок триплетно-триплетної анігіляції. Тому для підвищення ефективності необхідно вивчити процес передачі енергії від синглетного стану до триплетного. Поки що досліджуються карбазол, трифеніл, флуорен та інші похідні для ОСВК. Серед існуючих органічних матеріалів, що використовуються в ОСВС, похідні карбазолу мають задовільні напівпровідникові властивості, мають флуоресценцію у видимій області спектра, мають характеристики термічної та електрохімічної стабільності. Похідні карбазолу дозволяють отримати люмінесценцію в ближньому ультрафіолетовому та видимому спектрах. Тому пошук і розробка нових матеріалів для люмінесценції або додаткових шарів, структурна модифікація, розробка нових багатошарових нанорівневих люмінесцентних структур на основі видимого світла та ультрафіолетових спектрів похідних карбазолу для елементів відображення інформації та освітлювальних приладів є одним з найпоширеніших. Об’єкт дослідження - білі OLED на основі синього флуоресцентного та жовтого ексиплексного випромінювання. Предмет дослідження - органічні світловипромінювальні структури. Мета дослідження: розроблення ефективних білих OLED на основі синього флуоресцентного та жовтого ексиплексного випромінювання. В результаті виконання даної магістерської роботи було розроблено ефективні білі OLED на основі синього флуоресцентного та жовтого ексиплексного випромінювання. Було проведено оптичне моделювання 2-х і 3-стекових пристроїв та їх структур. Було досліджено кутові залежності 2-х і 3-х стекових WOLED.