Statistical Paradigm for Organic Optoelectronic Devices: Normal Force Testing for Adhesion of Organic Photovoltaics and Organic Light-Emitting Diodes

2017 ◽  
Vol 9 (15) ◽  
pp. 13347-13356 ◽  
Author(s):  
Lindsay Vasilak ◽  
Silvie M. Tanu Halim ◽  
Hrishikesh Das Gupta ◽  
Juan Yang ◽  
Marleen Kamperman ◽  
...  
Keyword(s):  
Organic Photovoltaics ◽  
Light Emitting Diodes ◽  
Normal Force ◽  
Optoelectronic Devices ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Light ◽  
Organic Optoelectronic Devices ◽  
Organic Optoelectronic

Surface Cleaning Challenges for Organic Light Emitting Diodes

2021 ◽  
Vol 314 ◽  
pp. 3-8
Author(s):  
Noel Giebink
Keyword(s):  
Light Emitting Diodes ◽  
Surface Cleaning ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Large Area ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Light ◽  
Organic Optoelectronic Devices ◽  
Soft Thin Film ◽  
Organic Optoelectronic

Organic optoelectronic devices such as light-emitting diodes and solar cells present unique challenges for surface cleaning and preparation because of their large area and the ‘soft’, thin film nature of the materials involved. This paper gives an introduction to this class of semiconductor devices and covers a recent example of how surface cleaning impacts the long-term reliability of organic light-emitting diodes being commercialized for solid-state lighting.

scholarly journals Efficient Solution-Processed Blue and Yellow Phosphorescent Organic Light-emitting Diodes Using Binary Blend Hosts

2021 ◽  
Author(s):  
Yuxin GUAN ◽  
Wenjing LIN ◽  
Qiannan WANG ◽  
Pengchao ZHOU ◽  
Bin WEI ◽  
...  
Keyword(s):  
Light Emitting Diodes ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Binary Blend ◽  
Solution Processed ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Light ◽  
Single Host ◽  
Organic Optoelectronic Devices ◽  
Overall Performance ◽  
Organic Optoelectronic

The appropriate hosts of emitting layers (EMLs) play an important role in determining the overall performance of solution-processed phosphorescent organic light emitting diodes (PhOLEDs). We have investigated the effect of three species of host molecules, 1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene (mCP), 10-(4-(5,5dimethylbenzofuro[3,2-c]acridin-13(5H)-yl)phenyl)-10-phenylanthracen-9(10H)-one (DpAn-5BzAc) and poly(9-vinylcarbazole) (PVK), on the performance of solution-processed blue and yellow PhOLEDs. We have found that compared to the widely used single-host EMLs, the devices using the binary blend of mCP: DpAn5BzAc as hosts, can achieve more efficient optoelectrical characteristics. The maximum current efficiencies of 11.84 and 16.61 have been realized for blue and yellow OLEDs, respectively. The superior electroluminescence performance for binary blend host-based PhOLEDs was attributed to the enhanced charge carrier balance and multi-component miscibility, which has a dramatic influence on the morphology of the emissive layer. These results demonstrate the great potential of the multi-hosts in solution-processed organic optoelectronic devices. The development of complementary colour OLEDs with blue and yellow can provide a simple approach to fabricate solution-processed white PhOLEDs.

scholarly journals Enhanced flexible optoelectronic devices by controlling the wettability of an organic bifacial interlayer

2021 ◽  
Vol 2 (1) ◽  
Author(s):  
Soyeon Kim ◽  
Adi Prasetio ◽  
Joo Won Han ◽  
Yongki Kim ◽  
Myunghun Shin ◽  
...  
Keyword(s):  
Interfacial Layer ◽  
Light Emitting Diodes ◽  
Low Cost ◽  
Optoelectronic Devices ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Layers ◽  
Interfacial Engineering ◽  
Organic Light ◽  
Organic Optoelectronic

AbstractSolution-processed flexible organic optoelectronic devices have great potential as low-cost organic photovoltaics for energy harvesting, and in organic light-emitting diodes as a lighting source. However, a major challenge for improving device performance and stability is the different interfacial characteristics of the hydrophobic organic layers and hydrophilic transparent electrodes, particularly for flexible devices. Surface wetting controlled interfacial engineering can provide a useful method to develop highly efficient flexible organic devices. Here, an unsaturated fatty acid-modified ethoxylated polyethyleneimine organic interfacial layer is designed, which is hydrophobic or hydrophilic on different interfaces. This interlayer results in a power conversion efficiency of 10.57% for rigid and 9.04% for flexible photovoltaic devices. Furthermore, the long-term air storage stability for 250 h is substantially improved, retaining 87.75% efficiency without encapsulation, due to the wettability driven improvement of the optical and electronic properties of the cathode interfacial layer. The performance of organic light emitting diodes also benefitted from the interlayer. This study provides a strategy to simultaneously improve efficiency and stability by controlling the wettability of the interfacial layer.

scholarly journals Τροποποίηση διεπιφανειών για οργανικές φωτοβολταϊκές κυψελίδες και διατάξεις εκπομπής φωτός υψηλής απόδοσης

2016 ◽  
Author(s):  
Αναστασία Σουλτάτη
Keyword(s):  
Organic Photovoltaics ◽  
Light Emitting Diodes ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Light

Οι οργανικές οπτοηλεκτρονικές διατάξεις, όπως είναι οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός (Organic Light Emitting Diodes, OLEDs) και τα οργανικά φωτοβολταϊκά (Organic Photovoltaics, OPVs) αποτελούνται από ένα ή περισσότερα οργανικά υμένια (πολυμερικά ή μη), τα οποία εναποτίθενται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων, ένα διαφανές που είναι η άνοδος της διάταξης και μια μεταλλική κάθοδο. Παρά τη ραγδαία εξέλιξη στο σχεδιασμό οργανικών υλικών και στη κατασκευή αποδοτικών διατάξεων, δεν έχει επιτευχθεί ακόμη αντίστοιχη βελτίωση στην τροποποίηση των διεπιφανειών ηλεκτροδίου/οργανικού υμενίου, με τα κριτήρια σχεδιασμού και τροποποίησης διεπιφανειών για την κατασκευή των διατάξεων να μην είναι σαφή. Αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η μελέτη τροποποίησης διεπιφανειών οργανικών διόδων εκπομπής φωτός και οργανικών φωτοβολταϊκών διατάξεων, με χρήση οξειδίων μετάλλων μετάπτωσης, και συγκεκριμένα οξειδίων του μολυβδαινίου (Μο) και βολφραμίου (W). Τα οξείδια των μετάλλων μετάπτωσης έχουν βρει χρήση τα τελευταία χρόνια ως υμένια έγχυσης/εξαγωγής φορέων φορτίου ανάμεσα στα ηλεκτρόδια και στους οργανικούς ημιαγωγούς. Επιπλέον, λόγω του ανόργανου χαρακτήρα τους, είναι πιο σταθερά από τα οργανικά υμένια που χρησιμοποιούνται γι’ αυτό το σκοπό, με αποτέλεσμα να βελτιώνεται η σταθερότητα των διατάξεων. Αρχικά, μελετάται η εναπόθεση των οξειδίων του μολυβδαινίου και βολφραμίου σε διάφορες συνθήκες. Η εναπόθεση σε υποστοιχειομετρικό περιβάλλον επηρεάζει τόσο τη στοιχειομετρία και την ηλεκτρονική δομή τους, όσο και τις μορφολογικές και οπτοηλεκτρικές ιδιότητές τους. Πιο συγκεκριμένα, η εισαγωγή υδρογόνου στο πλέγμα των οξειδίων του Mo και W οδηγεί στην εμφάνιση νέων κατειλημμένων καταστάσεων μέσα στο ενεργειακό τους χάσμα κοντά στο επίπεδο Fermi και στη μείωση του έργου εξόδου τους. Κατόπιν, κατασκευάστηκαν διατάξεις OLEDs και OPVs, χρησιμοποιώντας τα υμένια στοιχειομετρικών και υποστοιχειομετρικών οξειδίων του μολυβδαινίου και βολφραμίου ως στρώματα έγχυσης και εξαγωγής οπών, αντίστοιχα. Η ενσωμάτωση υποστοιχειομετρικών οξειδίων του Μο και W στις διατάξεις OLEDs και OPVs οδηγεί σε αύξηση της απόδοσής τους, σε σύγκριση με αυτήν των διατάξεων με τα στοιχειομετρικά οξείδια. Η αύξηση αυτή οφείλεται στην ευνοϊκή ευθυγράμμιση των ενεργειακών επιπέδων στη διεπιφάνεια μεταξύ της ανόδου και του οργανικού υμενίου, λόγω των καταστάσεων μέσα στο ενεργειακό χάσμα των οξειδίων, μειώνοντας το φραγμό έγχυσης/εξαγωγής των οπών. Τέλος, υμένια υποστοιχειομετρικών οξειδίων του μολυβδαινίου και βολφραμίου χρησιμοποιούνται ως στρώματα εξαγωγής οπών σε οργανικά φωτοβολταϊκά, αφού πρώτα έχουν υποβληθεί σε ανόπτηση με μικροκύματα. Η έκθεση των οξειδίων σε μικροκύματα μετατοπίζει περαιτέρω το έργο εξόδου τους σε υψηλότερες ενέργειες, με αποτέλεσμα την ευνοϊκότερη εξαγωγή των οπών και την αύξηση της απόδοσης των διατάξεων. Επίσης, η ανόπτηση των οξειδίων του Μο και W με μικροκύματα επηρεάζει τη νανομορφολογία/κρυσταλλικότητα του οργανικού υμενίου, το οποίο επιστρώνεται πάνω σε αυτά, ενισχύοντας τη μεταφορά των οπών προς την άνοδο και ενισχύοντας τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των διατάξεων OPVs. Τα αποτελέσματα αυτά αποδεικνύουν τις τεράστιες δυνατότητες των υποστοιχειομετρικών οξειδίων του μολυβδαινίου και βολφραμίου για χρήση ως υμένια διεπιφανειακής τροποποίησης ενεργού υμενίου/ανόδου σε οργανικές οπτοηλεκτρονικές διατάξεις. Η παρούσα μελέτη δημιουργεί μια νέα κατηγορία υλικών που βασίζονται στο οξείδια μετάλλων μετάπτωσης με ελεγχόμενες ηλεκτρονικές και φυσικές ιδιότητες, ανοίγοντας το δρόμο για τη σύνθεση νέων οξειδίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο ως αποτελεσματικά διεπιφανειακά υμένια σε οργανικές οπτοηλεκτρονικές διατάξεις, αλλά και σε ποικίλες εφαρμογές, όπως είναι η φωτοκατάλυση.

scholarly journals Centimeter-scale hole diffusion and its application in organic light-emitting diodes for reducing efficiency roll-off and enhancing operation lifetime

2021 ◽  
Author(s):  
Shihao Liu ◽  
Chunxiu Zang ◽  
Xiang Zhang ◽  
Dong Shen ◽  
Hongwei Yu ◽  
...  
Keyword(s):  
Diffusion Layer ◽  
Light Emitting Diodes ◽  
Organic Light Emitting Diodes ◽  
Maximum Efficiency ◽  
Lateral Direction ◽  
Light Emitting ◽  
Organic Light ◽  
Operation Stability ◽  
Major Carrier ◽  
Organic Optoelectronic

Abstract We found that hole diffusion in a centimeter-scale can be achieved in a PEDOT:PSS layer via composition and interface engineering. This ultralong distance hole diffusion enables substantially enhanced hole diffusion current in the lateral direction perpendicular to the applied electric field in typical organic optoelectronic devices. By introducing this lateral-holediffusion layer (LHDL) at the anode side of organic light-emitting diodes (OLEDs), both reduced efficiency roll-off and enhanced operation stability are demonstrated. In conventional OLEDs, balance in electron and hole currents is typically achieved by leakage of the major carrier through the devices or by accumulation of the major carrier inside the devices. Both of these are known to reduce performances leading to efficiency roll-off at high currents, reduction of operation stability due to exciton-polaron annihilation etc. The application of the LHDL provides a new strategy for current balancing with much reduced harmful effects from the previous two approaches. For example, by incorporating the diffusion layer in a white phosphorescent OLED, 94% of its maximum efficiency can be maintained even at a brightness of 10000 cd/cm2. At a high brightness of 30000 cd/cm2, the OLED maintains a record high 2 external quantum efficiency of 13.9% without using any optical photon extraction layer. The OLED also show 5.5 times improvements in operation lifetime over the device without the diffusion layer. This study shows that centimeter-scale hole diffusion can be achieved in organic semiconductors and generally applied for enhancing efficiency and stability of OLEDs.

Direct Patterning of Molecular Organic Materials and Metals Using a Micromachined Printhead

2005 ◽  
Vol 870 ◽  
Author(s):  
Jianglong Chen ◽  
Valérie Leblanc ◽  
Sung Hoon Kang ◽  
Marc A. Baldo ◽  
Paul J. Benning ◽  
...  
Keyword(s):  
Organic Materials ◽  
Optoelectronic Devices ◽  
Organic Thin Films ◽  
Light Emitting ◽  
Vapor Flux ◽  
Direct Patterning ◽  
Organic Light ◽  
Organic Optoelectronic Devices ◽  
Organic Optoelectronic ◽  
Thin Film Patterning

AbstractMicron-scale lateral patterning of molecular organic thin films is still one of the most challenging issues in the practical fabrication of pixelated organic light emitting device (OLED) displays. In this work we demonstrate organic and metal thin film patterning using a micromachined printhead that modulates the vapor flux of evaporated materials incident on a substrate. The printhead is integrated with an x-y-z manipulator that facilitates patterning within a vacuum environment at pressure of less than 5×10-6 Torr. This printing scheme enables direct, solvent-free and mask-free patterning of organic optoelectronic devices on diverse substrates. As an example we fabricated an OLED array of 30×30 νm Alq3 (tris(8-hydroxyqunolinato) aluminum) pixels. 30 νm wide silver patterns were also directly written using the same technique. The results show that this printing method is capable of patterning molecular organic materials and metals at high resolution (800 dpi).

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document