Οργανικά υλικά για κατασκευή εύκαµπτων οθονών. Βασιλοπούλου Μαρία ρ. Φυσικός

Transcript

1 Οργανικά υλικά για κατασκευή εύκαµπτων οθονών Βασιλοπούλου Μαρία ρ. Φυσικός

2 ιάρθρωση της οµιλίας Εισαγωγή: Οθόνες: Βασικές Αρχές Φωτοµετρίας-Χρωµατική Θεωρία- ηµιουργία χρωµάτων Ταξινόµηση σε κατηγορίες Οθόνες καθοδικού σωλήνα (CRTs) Οθόνες Εκποµπής Πεδίου(FEDs) Οθόνες Πλάσµατος (PDPs) Οθόνες Υγρών Κρυστάλλων (LCDs) Ηλεκτρονικό Χαρτί (EPDs) Οθόνες µε βάση Οργανικές ιόδους Εκποµπής Φωτός (OLEDs) Φωταύγεια των οργανικών υλικών

3 Ηφύσητουφωτός Το ηλεκτροµαγνητικό κύµα στην οπτική περιοχή (οπτικό κύµα), µπορεί να θεωρηθεί ως ένα ρεύµα απόµικρά πακέτα φωτός, τα φωτόνια. Η οπτική περιοχή περιλαµβάνει την: Περιοχή του υπέρυθρου Ορατή περιοχή Περιοχή του υπεριώδους

4 Βασικές Αρχές Φωτοµετρίας Οι φωτεινές πηγές ακτινοβολούν ενέργεια την οποία αντιλαµβανόµαστε, αν είναι στην περιοχή του ορατού φάσµατος, µε ταοπτικά κύτταρα (κώνοι και ραβδία) του αµφιβληστροειδή χιτώνα του µατιού. Οι κώνοι χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες, που κάθε µια από αυτές διεγείρεται από τα χρώµατα: Κόκκινο (Red) Πράσινο (Green) Μπλε (Βlue) Υπό φυσιολογικές συνθήκες φωτισµού το µάτι είναι περισσότερο ευαίσθητο στο πρασινοκίτρινο χρώµα (µέγιστο στα 555 nm). Όταν τα επίπεδα φωτός πέσουν σχεδόν στο απόλυτο σκοτάδι η ευαισθησία του µατιού µετατοπίζεται σε µικρότερα µήκη κύµατος

5 Χρωµατική Θεωρία: Πώς προκύπτουν τα χρώµατα Προσθετική µίξη χρωµάτων : τα συνδυαζόµενα χρώµατα σχηµατίζονται προσθέτοντας φως από δύο ή περισσότερες µονοχρωµατικές πηγές φωτός. Από λευκό φως µε χρήση κατάλληλου ζωνοπερατού χρωµατικού φίλτρου: Με αυτόν τον τρόπο µπορούµε να «φιλτράρουµε» το υπόλοιπο φάσµα και να παίρνουµε µετά το φίλτρο µόνο την επιθυµητή περιοχή πχ κόκκινο χρώµα.

6 Οθόνες Ένα από τα πιο δυνατά µέσα για να κάνουµε κατανοητές τις ηλεκτρονικές πληροφορίες είναι η οπτική απεικόνιση αυτής της πληροφορίας, αφού το µάτι δέχεται µεγάλο αριθµό πληροφοριών παράλληλα. Κάθε οθόνη αποτελείται από: ένα (εικόνα, icon), ορισµένα (τµήµατα, segments) ή πολυάριθµα (εικονοστοιχεία, pixels) επιµέρους στοιχεία απεικόνισης (elements). Το κάθε εικονοστοιχείο «οδηγείται» µε εφαρµογή τάσης στα ηλεκτρόδια που έχουν τη µορφή γραµµών και στηλών.

7 Οθόνες τύπου Παθητικής Μήτρας Υπάρχουν δύο τύποι οθονών: µε παθητικήµήτρα (passive matrix) και µε ενεργητική µήτρα (active matrix). Οι οθόνες µε παθητική µήτρα χρησιµοποιούν ένα απλό πλέγµα για να εξασφαλίσουν το φορτίο σ' ένα συγκεκριµένο πίξελ της οθόνης. Μειονεκτήµατα: Αργοίχρόνοιαπόκρισηςκαιόχικαιτόσοµεγάλη ακρίβεια στον έλεγχο της διαφοράς δυναµικού. Μεγάλη κατανάλωση ισχύος. «Τρεµόπαιγµα» της οθόνης, ειδικά όταν ο χρόνος που µένει ενεργό το εικονοστοιχείο είναι αρκετά µικρότερος από το χρόνο που χρειάζεται για να «οδηγηθούν» όλες οι γραµµές της οθόνης.

8 Οθόνες τύπου Ενεργητικής Μήτρας Οι οθόνες µε ενεργητική µήτρα βασίζονται σε τρανζίστορς Si λεπτού στρώµατος (TFT). Για να προσδιορίσουµε ένα συγκεκριµένο πίξελ, καθιστούµε αγώγιµη την κατάλληλη σειρά και στη συνέχεια στέλνουµε ένα φορτίο στη σωστή στήλη. Με το να οδηγούµε µέσω ενός τρανζίστορ κάθε pixel χρειαζόµαστε µικρότερο ρεύµα οδήγησης και συνεπώς πετυχαίνουµε γρηγορότερους χρόνους απόκρισης. Τελευταία για την οδληγηση των pixels χρησιµοποιούνται οργανικά τρανζίστορς OTFT, λόγω της φτηνής τους κατασκευής και της δυνατότητας να επιστρώνονται σε εύκαµπτα υποστρώµατα. Πρόβληµα: οι αργοί χρόνοι απόκρισης.

9 Κατηγορίες Οθονών Ανάλογα µε το αν το εικονοστοιχείο παράγει φως ή επιδρά στο φως άλλης πηγής οι οθόνες διακρίνονται στις εξής κατηγορίες:

10 Οθόνες Τεχνολογίας Σωλήνων Καθοδικών Ακτίνων (CRT) Τα προηγούµενα 75 χρόνια, η µεγάλη πλειοψηφία των τηλεοράσεων βασιζόταν στην τεχνολογία των σωλήνων καθοδικών ακτίνων (CRT ). Σε µια τηλεόραση CRT, ένα πυροβόλο ηλεκτρονίων εκτοξεύει µια δέσµη ηλεκτρονίων, µέσα σε ένα γυάλινο αερόκενο σωλήνα. Τα ηλεκτρόνια χτυπούν σε άτοµα φωσφοριζουσών ουσιών τα οποία βρίσκονται στο επίπεδο µπροστινό µέρος του σωλήνα, στην οθόνη, και τα διεγείρουν. Κατά την αποδιέγερση των ατόµων που φωσφορίζουν εκπέµπεται ορατό φως. Κάθε στοιχειώδης περιοχή της οθόνης περιέχει φωσφορίζοντες κόκκους που αντιστοιχούν στα τρία βασικά χρώµατα πράσινο, µπλε και κόκκινο. Οσυνδυασµός αυτών των τριών βασικών χρωµάτων που εκπέµπονται σε διαφορετικούς συνδυασµούς εντάσεων παράγει την συνολική έγχρωµη εικόνα. Οι καθοδικοί σωλήνες παράγουν ευδιάκριτες εικόνες αλλά είναι ογκώδεις. Προκειµένου ν αυξήσουµε τοεύροςτηςοθόνης, πρέπει επίσης ν αυξήσουµε καιτο µήκος του σωλήνα, ώστε να δώσουµε στη δέσµη των ηλεκτρονίων τον απαραίτητο χώροναφτάσεισεόλατασηµεία της οθόνης.

11 Οθόνες Εκποµπής Πεδίου (Field Emission Displays, FEDs) Τα FEDs µπορούν να θεωρηθούν επίπεδα CRTS αλλά διαφέρουν λόγω της λειτουργίας τους µε ψυχρή την κάθοδο. Τα ηλεκτρόνια εκπέµπονται από κατάλληλα επιλεγµένους electron emitters εξαιρετικά µικρού µεγέθους. Ο καθένας διεγείρεται ξεχωριστά, µε πολύ χαµηλή τάση και παραµένει σε πολύ χαµηλή θερµοκρασία. Η απόσταση καθόδου-ανόδου είναι µόλις mm. Μεγάλες οπτικές γωνίες.

12 FEDs µε βάσηνανοσωλήνεςάνθρακα Τελευταία αρχίζουν να χρησιµοποιούνται νανοσωλήνες άνθρακα (carbon nanotubes) ως electron emitters µε πολύ υψηλή απόδοση. Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν επίσης τη δυνατότητα της εύκολης σχηµατοποίησής τους (patterning).

13 Τι είναι πλάσµα; Οθόνες Πλάσµατος (Plasma Displays, PDs) Πρόκειται για µίγµα αερίων(νέο-αργό κλπ) που αποτελείται από ευκίνητα ιόντα, και από ελεύθερα ηλεκτρόνια στο οποίο εφαρµόζεται εναλλασσόµενη τάση V, µε αποτέλεσµα να ξεσπά ηλεκτρική εκκένωση και να παράγεται υπεριώδης ακτινοβολία. Τα αέρια Ξένον και Νέον σε µια τηλεόραση πλάσµατος περιέχονται σε εκατοντάδες χιλιάδες µικροσκοπικά στοιχεία, που είναι τοποθετηµένες µεταξύ δύο γυάλινων πλακών. Επιµήκη ηλεκτρόδια είναι εµφυτευµένα σαν σάντουϊτς µεταξύ των πλακών και στις δύο πλευρές των κυψελίδων. Τα ηλεκτρόδια διεύθυνσης βρίσκονται πίσω από τα στοιχεία κατά µήκος της οπίσθιας γυάλινης πλάκας. Τα διαφανή ηλεκτρόδια απεικόνισης περιβάλλονται από ένα µονωτικό διηλεκτρικό υλικό και καλύπτονται από προστατευτικό στρώµα οξειδίου του µαγνησίου, τοποθετούνται πάνω από τα στοιχεία, κατά µήκος της µπροστινής γυάλινης πλάκας.

14 Αρχή λειτουργίας Σε κάθε µικρό στοιχείο που περιέχει το αέριο του πλάσµατος έχει τοποθετηθεί κατάλληλη φωσφoρίζουσα ουσία που διεγείρεται από την υπεριώδη ακτινοβολία του πλάσµατος και εκπέµπει ορατό φως. Οι φωσφορίζουσες ουσίες σε µια οθόνη πλάσµατος έχουν επιλεγεί ώστε να εκπέµπουν έγχρωµο φωςτων τριών βασικών χρωµάτων.

15 ηµιουργία χρώµατος Κάθε pixel αποτελείται από τρία ξεχωριστά στοιχεία (τα υποπίξελ), το καθένα µε διαφορετικού χρώµατος φωσφορίζουσα ουσία. Ένα υποπίξελ έχει φωσφορίζουσα ουσία που εκπέµπει κόκκινο φως, το άλλο υποπίξελ έχει φωσφορίζουσα ουσία που εκπέµπει πράσινο φως, και το τρίτο υποπίξελ έχει φωσφορίζουσα ουσία που εκπέµπει µπλε φως, Τα χρώµατα αυτά συνθέτονται και σχηµατίζουν το συνολικό χρώµα του συγκεκριµένου πίξελ.

16 Ηδιαδικασίατηςαπεικόνισης

17 Πλεονεκτήµατα-Μειονεκτήµατα των PDs Το κύριο πλεονέκτηµα των οθονών µε τεχνολογία πλάσµατος είναι ότι µπορούµε να έχουµε εξαιρετικά µεγάλες οθόνες µε υλικάπολύ µικρού σχετικά πάχους. Επειδή κάθε πίξελ φωτοβολεί ανεξάρτητα, ηεικόναέχει µεγάλη λαµπρότητα και φαίνεται καλά σχεδόν από οποιαδήποτε γωνία. Χαµηλότερο κόστος και καλύτερη ποιότητα χρώµατος σε σχέση µε τουςυγρούς κρυστάλλους. Το βασικότερο µειονέκτηµα των οθονών πλάσµατος είναι ο µικρός χρόνος ζωής τους λόγω της καταστροφής των φωσφoριζουσών ουσιών. Άλλα σηµαντικά µειονεκτήµατα είναι: Η µεγάλη κατανάλωση ισχύος. Η υπερθέρµανση κατά τη λειτουργία. Το µεγάλο µέγεθος των pixels.

18 Οθόνες Υγρών Κρυστάλλων (Liquid Crystall Displays, LCDs) Τύποι Υγρών κρυστάλλων (LC) Τα πιο πολλά µόρια των υγρών κρυστάλλων είναι ραβδόµορφα και διακρίνονται σε θερµοτροπικά και λυοτροπικά. Οι θερµοτροπικοί υγροί κρύσταλλοι έναι είτε ισοτροπικοί είτε νηµατοειδείς. Ο προσανατολισµός των µορίων στη νηµατοειδή φάση βασίζεται στον κατευθυντή. Τέσσερις παράγοντες συνδυάζονται για να κάνουν εφικτή την απεικόνιση µε υγρούς κρυστάλλους. Το φως µπορεί να πολωθεί Οι υγροί κρύσταλλοι µπορούν να επιτρέψουν τη διέλευση και ν' αλλάξουν την πόλωση του φωτός. Ο προσανατολισµός των υγρών κρυστάλλων µπορεί να µεταβληθεί µε το ηλεκτρικό ρεύµα. Υπάρχουν διαφανή υλικά που είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισµού.

19 Αρχή λειτουργίας των LCDs

20 Και το χρώµα πως δηµιουργείται; Ένα LCD για να µπορεί να εµφανίσει χρώµατα πρέπει να διαθέτει τρία υποπίξελ µε κόκκινο, πράσινο, και µπλε χρωµατικά φίλτρα για να χρωµατίζεται κάθε πίξελ. Με προσεκτικό έλεγχο και µικρές µεταβολές της τάσης, η ένταση φωτός καθενός υποπίξελ, µπορεί να κυµαίνεται σε 256 διαφορετικές τιµές. Συνδυάζοντας τα υποπίξελ παράγεται µια παλέτα από 16,8 εκατοµµύρια χρώµατα. (256 αποχρώσεις του κόκκινου Χ 256 αποχρώσεις του πράσινου Χ 256 αποχρώσεις του µπλε). Αυτές οι οθόνες χρειάζονται ένα πελώριο αριθµό από τρανζίστορς. Μια τυπική οθόνη φορητού υπολογιστή, υποστηρίζει ανάλυση µέχρι 1024Χ768. Αν πολλαπλασιάσουµε 1024 στήλες επί 768 γραµµές επί 3 υποπίξελ, παίρνουµε τρανζίστορς χαραγµένα πάνω σε µια πλάκα γυαλιού.

21 Polymer-Dispersed LCDs (PDLCDs) Η λειτουργία τους δε στηρίζεται σε φαινόµενα πόλωσης του φωτός. Το φως σκεδάζεται από µόρια LC όταν αυτά δεν είναι ευθυγραµµισµένα, ενώ τα διαπερνά όταν ευθυγραµµίζονται µετηνεφαρµογή τάσης. Μόνο ενεργητικής µήτρας, που οδηγούνται από ανόργανα TFTs.

22 Πλεονεκτήµατα-Μειονεκτήµατα των LCDs. ιατάξεις βασισµένες σε υγρούς κρυστάλλους κυριαρχούν στην αγορά επίπεδων οθονών (έσοδα από laptop computers >5 δις$/έτος) αφού παρουσιάζουν πλεονεκτήµατα όπως: Μεγάλη πυκνότητα pixels Έντονη φωτεινότητα Μεγάλους χρόνους ζωής Μικρό βάρος Σύγκριση µεγέθους LCD και CRT Μειονεκτήµατα. Μικρές οπτικές γωνίες. Το µέγεθος της οθόνης περιορίζεται από την ποιότητα που επιβάλλει ο κατασκευαστής κατά τον έλεγχο ποιότητας των οθονών. Χαµηλό contrast και ποιότητα χρώµατος.

23 Ηλεκτρονικό Χαρτί (Electronic Paper) Το ηλεκτρονικό χαρτί, e-paper, που υπόσχεται να αλλάξει το πρόσωπο των εκδόσεων, είναι µια εξαιρετικά λεπτή, εύκαµπτη και πανάλαφρη οθόνη χειρός. Το πάχος της νέας οθόνης είναι ακριβώς 0.3 mm και η συσκευή µπορεί να λυγίσει χωρίς διαστρέβλωση των γραµµάτων. Πώς λειτουργεί το e-paper; Το e-ink περιέχει εκατοµµύρια µικροσκοπικές φυσαλίδες, τις µικροκάψουλες, µε µαύρα και λευκά σωµατίδια, που έχουν αντίθετα ηλεκτρικά φορτία και είναι σε υγρή µορφή. Ενεργοποιούνται µε εφαρµογή τάσης και γίνονται "γραφή". Οι µικροκάψουλες αυτές είναι γεµάτες µε µαύρο χρώµα καισεκάθε µικροκάψουλα αιωρούνται λευκά αρνητικά φορτισµένα σωµατίδια. Αν εφαρµοστεί ηλεκτρικό πεδίο στο µελάνι, τα λευκά σωµατίδια συγκεντρώνονται στο επάνω ή το κάτω ηµισφαίριο της µικροκάψουλας, χρωµατίζοντας την είτε λευκή είτε µαύρη.

24 Ηλεκτρονικό Χαρτί Η ανάλυση της οθόνης εξαρτάται από το πλήθος των µικροσκοπικών σφαιριδίων. Με τα σηµερινά δεδοµένα σε µία επιφάνεια εµβαδού µίας τετραγωνικής ίντσας βρίσκονται περίπου µικροκάψουλες. Έτσι, η τελεία στο τέλος αυτής της πρότασης, εάν εµφανιζόταν σε µία τέτοια οθόνη θα σχηµατίζονταν από περίπου 30 µικροκάψουλες.

25 Οθόνες µε Οργανικές ιόδους Εκποµπής φωτός (OLEDs) Πλεονεκτήµατα: µπορούν να σχηµατοποιηθούν σε οποιοδήποτε υπόστρωµα υλικά και µέθοδοι κατασκευής µε χαµηλό κόστος δυνατότητα κατασκευής µεγάλων εύκαµπτων επιφανειών (πχ 1ft 2 ) Ικανοποιητικούς χρόνους απόκρισης Μικρές απώλειες λόγω ανάκλασης φωτός στη διεπιφάνεια δυνατότητα αλλαγής του χρώµατος εκποµπής και των ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων µε χρήση χηµικών µεθόδων Εντυπωσιακές οι χαρακτηριστικές τιµές των παραµέτρων τους απόδοση >90%, µονοχρωµατικό φως > 60 lum/w ποιότητα χρώµατος µεγάλη λαµπρότητα: 10 6 Cd/m 2 µικρό δυναµικό κατωφλίου (από 3V) Μειονεκτηµατα: µικρός χρόνος ζωής ( ώρες) χαµηλή εξωτερική κβαντική απόδοση

26 Φωταύγεια των Οργανικών Υλικών Η διέγερση ηλεκτρονίων µε απορρόφηση ακτινοβολία ή εφαρµογή τάσης δηµιουργεί διεγερµένες καταστάσεις που ονοµάζονται εξιτόνια. Η επανασύνδεση των οπών και των ηλεκτρονίων ανάµεσα στα ηλεκτρόδια προκαλεί ελευθέρωση ενέργειας (ηλεκτροφωταύγεια) και εκποµπή φωτός.

27 Οργανικές ίοδοι Εκποµπής Φωτός (OLEDs) ΟΜΗ ΤΟΥ OLED Το OLED αποτελείται από λειτουργικά στρώµατα, µε πάχος που κυµαίνεται από λιγότερο από 1 nm, έως αρκετές δεκάδες nm ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ OLEDs Αυτές που βασίζονται σε: Mικροµόρια Συζευγµένα πολυµερή

28 Τύποι οργανικών ηµιαγωγών Οι οργανικοί ηµιαγωγοί εµφανίζουν εκεταµµένες συζυγίες απλών και διπλών δεσµών οµή του µορίου Alq 3 που άγει ηλεκτρόνια (n-type) (ETL) και εκπέµπει φως πράσινου χρώµατος (α) και του TPD (diamine), ενός µορίου που άγει οπές (HTL) (b). Το PVK είναι ένα αγώγιµο πολυµερές που εκπέµπει στην µπλε περιοχή του φάσµατος.

29 Μέθοδοι Εναπόθεσης Οργανικών Υµενίων Εναπόθεση των µικροµορίων Εξάχνωση υπό κενό Εναπόθεση των πολυµερών Spin-coating

30 Ενεργειακά ιαγράµµατα µιας µονοχρωµατικής OLED ιάγραµµα ενεργειακών σταθµών για OLED µονής (αριστερά) και διπλής (δεξιά) διαστρωµάτωσης µε εφαρµοζόµενη τάση V.

31 Μοριακές ιεγερµένες Καταστάσεις µετά την εφαρµογή τάσης (1) Σχηµατική αναπαράσταση του σχηµατισµού ενός µονού (singlet) και των τριών τριπλών εξιτονίων (triplet excitons) (πράσινου χρώµατος) από ηλεκτρόνια (κόκκινα) και οπές (µπλέ) µε διαφορετική πολικότητα περιστροφής. Υπάρχουν τρεις τρόποι για να σχηµατιστεί ένα τριπλό και ένας µόνο τρόπος για να σχηµατιστεί το µονό εξιτόνιο.

32 Μοριακές ιεγερµένες Καταστάσεις µετά την εφαρµογή τάσης (2) 25% 75% Singlet (µονή) αντισυµµετρικά spin Triplet (τριπλή) συµµετρικά spin Επιτρεπτή γρήγορη και αποδοτική αποδιέγερση (Φθορισµός) Μη επιτρεπτή αργή και µη αποδοτική αποδιέγερση (Φωσφορισµός) Μοριακή βασική κατάσταση Αντισυµµετρικά spin

33 OLEDs µε βελτιωµένη απόδοση Προσθήκη φωτοεκπεµπουσών (φθοριζουσών ή φωσφοριζουσών) ουσιών στο ηµιαγώγιµο πολυµερές Με την προσθήκη κατάλληλων ουσιών µπορούµε να τροποποιήσουµε το φάσµα εκποµπής του βασικού πολυµερούς. Ο περιορισµός στην απόδοση της οργανικής διόδου εκποµπής φωτός µπορεί να αρθεί µε την εισαγωγή στον οργανικό ηµιαγωγό φωσφοριζουσών ουσιών (οργανοµεταλικά µόρια) οπότε η εσωτερική απόδοση µετατροπής της ενέργειας ηλεκτρικής διέγερσης σε φως είναι 100%.

34 OLEDs πλήρους χρώµατος Side-by-Side (SxS) OLEDs (R-G-B) Απαιτείται shadow mask µέσω της οποίας εναποτίθενται τα οργανικά υµένια και η κάθοδος αποκλειστικά µε τη µέθοδο της εξάχνωσης. Μειονέκτηµα: το µεγάλο µέγεθος των εικονοστοιχείων και η µεταξύ τους απόσταση.

35 SOLEDs: OLEDs πλήρους χρώµατος (R-G-B) Οι SOLEDs είναι διατάξεις που εκπέµπουν πλήρες χρώµα χρησιµοποιώντας κατακόρυφα διαδοχικά τοποθετηµένες µονοχρωµατικές διαφανείς διόδους (TOLEDs). Το χρώµα και η λαµπρότητα κάθε στοιχείου (R-G-B) ελέγχεται µε την εφαρµογή διαφορετικής τάσης. Μειονεκτήµατα: Λόγω της πολυπλοκότητας της δοµής τους η κατασκευή τους κρίνεται δύσκολη και δαπανηρή.

36 υνατότητες για εκποµπή δύο ή και των τριών βασικών χρωµάτων από το ίδιο ηµιαγώγιµο πολυµερές (;) Φωτοχηµικά προκαλούµενη τροποποίηση του φάσµατος εκποµπής της ουσίας DMA-DPH( DPH(1-[4- (dimethylamino)phenyl]-6-phenylhexa-1,3,5, 1,3,5,-triene) µέσα σε πολυµερικές µήτρες. ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΟΞΕΟΣ S + - hv - X H + X + other products ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΣΗ ΤΟΥ DMA-DPH N CH 3 CH 3 + H + Πολυµερική µήτρα H N + CH 3 CH 3 Πράσινος φθορισµός PMMA PVK Μπλε φθορισµός CH 3 H [ ] H COOMe H3 C

37 Φωτοχηµικά προκαλούµενη τροποποίηση του φάσµατος εκποµπής της ουσίας DMA-DPH µέσα σεpvk Προσέγγιση : (1)PVK+TRIFLATE2+DMA-PPH (1)exposed through filter (2)PVK Το PVK είναι ένα αγώγιµο πολυµερές που εκπέµπει στην µπλε περιοχή του φάσµατος. Παρουσία φωτοευαισθητοποιητή µεταφέρει την ενέργειά του στη φωτοεκποµπό ουσία DMA-DPH (πράσινος φθορισµός). PL intensity, au wavelength, nm Έκθεση του συστήµατος στα 249 nm προκαλεί µετατόπιση του φάσµατος εκποµπής στην µπλε περιοχή. Η αποτελεσµατική µεταφορά της ενέργειας από το PVK (δότης) στο DMA-DPH (δέκτης) τεκµηριώνεται και από την εκτενή επικάλυψη των φασµάτων τους εκποµπής και απορρόφησης αντίστοιχα. ABSORBANCE (AU) 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 DMADPH+TPS PVK 0, WAVELENGTH (NM) PL (AU)

38 υνατότητες για εκποµπή δύο βασικών χρωµάτων πράσινου-µπλε από το ίδιο ηµιαγώγιµο πολυµερές (!) ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΠΡΑΣΙΝΟΥ-ΜΠΛΕ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΦΘΟΡΙΣΤΗ DMA-DPH ΜΕΣΑ ΣΕ PVK 125 µm (x10) 45 µm (x10) 15 µm (x40) 5 µm (x60) είγµατα φθορισµού, που ελήφθησαν σε ένα υµένιο ΡVK πάχους 100 nm, παρουσία της φωτοεκποµπού ουσίας DMA-DPH (2% w/w) και της φωτοευαίσθητης ουσίας TPS (4% w/w). Οι µπλε περιοχές είναι αυτές, που εκτέθηκαν µέσω της φωτοµάσκας.

39 Ρύθµιση του χρώµατος εκποµπής του PVK µε χρήση δύο φωτοεκποµπών ουσιών NSB (4-dimethylamino-4 - nitrostilbene): φωτοεκποµπός ουσία κόκκινου χρώµατος PVK + 1,5% DMA-DPH + 2,5% NSB + 8% TPS Το αρχικό φάσµα (ανέκθετο) εκπέµπει στην κόκκινη περιοχή Αποτελεσµατική µετατόπιση του φάσµατος από το κόκκινο στο µπλε µετά από έκθεση στα 249 nm φθορισµ ός unexposed (exc at 350nm) 500 sec (249nm filter) 1000 sec 2000 sec λ, nm

40 υνατότητες για εκποµπή δύο βασικών χρωµάτων κόκκινου- µπλε από το ίδιο ηµιαγώγιµο πολυµερές (!) είγµατα φθορισµού, που λήφθηκαν σε ένα υµένιο ΡVK πάχους 100 nm, που περιέχει τις φθορίζουσες ουσίες DMA-DPH (2,5% w/w) και NSB (1,5% w/w) και τη φωτοευαίσθητη ουσία TPS (8% w/w). Οι µπλε περιοχές είναι αυτές, που εκτέθηκαν µέσω της φωτοµάσκας στα 295 nm. Πλάτος γραµµών από αριστερά προς τα δεξιά: (α) πανω: 50 µm, 30 µm και 25 µm, (β) κάτω: 10 µm, 7,5 µm και 5 µm

41 Σύγκριση φασµάτων φωτοφωταύγειας και ηλεκτροφωταύγειας για το αγώγιµο πολυµερές PVK PVK + 2,5% DMADPH + 1,5% NSB + 8% TPS φθορισµός Φάσµα εκποµπής sec exp (249nm filter) unexposed λ, nm ηλεκτροφωταύγεια Φάσµα ηλεκτροφωταύγειας 1500 sec exp (249 nm filter) unexposed PVK+DPH(2,5%)+NSB(1,5%)+TRIFLATE(8%) 850 λ, nm 3,50E-04 Παρατηρούµε : 3,00E-04 UNEXPOSED Παρόµοιες µετατοπίσεις στα δύο φάσµατα Μικρές αλλαγές στις χαρακτηριστικές I-V πριν και µετά την έκθεση CURRENT DENSITY, A/CM 2,50E-04 2,00E-04 1,50E-04 1,00E-04 EXPOSED THROUGH FILTER (1500SEC) 5,00E-05 0,00E VOLTAGE, V

42 ΚΑΛΟ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ!!!