OLED - · PDF file• memiliki fungsi kerja yang tinggi (WF) ... 4. difusi eksiton...

Click here to load reader

  • date post

    09-Mar-2019
  • Category

    Documents

  • view

    217
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of OLED - · PDF file• memiliki fungsi kerja yang tinggi (WF) ... 4. difusi eksiton...

Your Logo

OLEDOrganic Light-Emitting Diodes

maulana.lecture.ub.ac.id

Outline

Elektronika Organik - Mei 2013

Material, Struktur, dan Fabrikasi

Aplikasi

Karakteristik dan Performansi

Mekanisme Emisi dan Luminensi

OLED pemancar cahaya terbuat dari lapisan semokonduktor organik

Digunakan dalam teknologi elektroluminensi, seperti padaaplikasi tampilan layar

Terkenal fleksibel dengan ketipisannya yang mencapai kurangdari 1 mm

Diciptakan sebagai teknologi alternatif yang mampumengungguli generasi tampilan layar sebelumnya, tampilankristal cair (Liquid Crystal Display atau LCD)

Elektronika Organik - Mei 2013

Material dan Struktur OLED

Elektronika Organik - Mei 2013

Organic Electronics, Volume 13, Issue 10, October 2012, Pages 2210-2219

AnodaMaterial anoda biasanya terbuat dari ITO yang dilapiskan padasubstrat kaca tipis transparan

Elektronika Organik - Mei 2013

Syarat: transparan konduktivitas tinggi sehingga dapat mengurangi resistansi

kontak memiliki fungsi kerja yang tinggi (WF) (f>4.1eV) untuk

meningkatkan injeksi lubang yang efisien lapisan film yang tepat Stabilitas termal maupun kimia baik

Katoda

Material katoda memiliki syarat :

Konduktivitas yang tinggi

WF rendah untuk meningkatkan injeksi elektron

Sifat pembasahan yang dapat diterapkan pada bahan organik

untuk memastikan kontak yang baik dengan lapisan organik

terdekat, stabilitas yang baik dan sangat reflektif atau transparan

jika digunakan dalam top-emitting OLED

Elektronika Organik - Mei 2013 Elektronika Organik - Mei 2013

Hole Transport Layer (HTL)

Syarat material hole transport yang baik yaitu:

Morfologis bahan stabil dan bentuknya seragam film tipis

kedap udara tersublimasi

Memiliki potensi ionisasi kecil keadaan padat

Memiliki hole mobilitas tinggi

Memiliki mobilitas tinggi affinity elektron

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur kimia HTL

Elektronika Organik - Mei 2013

Electron Transport Layer (ETL)

Material electron transport dapat dibuat dari :

Logam kelat

Senyawa Oxadiazole

Mengandung quinoline, anthrazoline, phenanthraline, dan

senyawa piridin dan senyawa siano dan F-tersubstitusi

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur kimia ETL

Elektronika Organik - Mei 2013

Emissive Layer

Banyak fluorescent dye dengan photoluminescence kuantum tinggi

telah digunakan sebagai lapisan emisi OLED. Namun, hanya

segelintir dye cukup kuat untuk menjadi kandidat yang menjanjikan

untuk aplikasi.

Laser dye seperti 4-dicyanomethylene-2-methyl-6-p-

dimethylaminostyryl)-4Hpyran (DCM), dimethylquinacridone (QA)

dan rubrene (Rub) telah berhasil digunakan untuk meningkatkan

efisiensi quantum Emissive Layer dan memodifikasi spectra emisi.

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur Kimia Emissive Layer

Elektronika Organik - Mei 2013

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur dan Mekanisme OLED

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur OLED

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur OLED

Struktur OLED (contd)

Substrat. Ini merupakan medium sejenis kaca plastik atau foil.

Anoda. Medium ini bersifat transparan dimana anoda berfungsiuntuk memindahkan elektron (membuat lubang elektron)ketika arus mengalir melalui perangkat.

Organik layer. Lapisan ini terbuat dari molekul organik ataupolimer.

Conducting Layer. Salah satu polimer yang digunakan dalamlapisan ini adalah polianilin.

Elektronika Organik - Mei 2013

Struktur OLED (contd)

Emissive Layer. Lapisan ini terbuat dari molekul plastik

organik (yang berbeda dari conducting layer) yang

memindahkan elektron dari katoda. Ini merupakan tempat

dimana cahaya dihasilkan. Salah satu polimer yang

digunakan dalam lapisan ini adalah polyfluorene.

Katoda. Medium ini bisa berbentuk transparan atau tidak

tergantung pada jenis OLEDnya. Katoda akan menyuntikan

elektron ketika arus mengalir melalui perangkat.

Elektronika Organik - Mei 2013

Elektronika Organik - Mei 2013

Fabrikasi OLED

Organic Electronics, Volume 13, Issue 6, June 2012, Pages 980-984

OLED with a controlled molecular weight of the PVK (poly(9-vinylcarbazole)) formed by a reactive ink-jet process

Organic Electronics, Volume 14, Issue 12, December 2013, Pages 3444-3452

Improving the flexibility of large-area transparent conductive oxide electrodes on polymer substrates for flexible organic light emitting diodes by introducing surface roughness

Fabrikasi OLED (contd)

Bagian penting OLED adalah lapisan elektrode danlapisan tipis yang terdiri dari molekul-molekul organiksebagai pemancar cahaya dimana keduanya disusunbertumpuk.

Lapisan organik dapat dimendapkan dengan teknik yangrelatif sederhana yaitu pelapisan memutar (spin coating)sedangkan lapisan elektrode dimendapkan menggunakanteknik penguapan(evaporation).

Lapisan elektrode dibuat dari bahan logam transparanatau semi-transparan seperti Indium Tin Oxide (ITO) ataualuminium (Al). Sifat transparan memungkinkan cahayayang terpancar dari struktur piranti keluar secara optimal.

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi Luminensi terjadi saat sumber energi eksternal dapat digunakan

untuk mengeksitasi pasangan elektron-hole untuk memenuhijumlah yang dibutuhkan agar terjadi radiasi rekombinasi secaraspontan sehingga dapat menyebabkan bahan memancarkancahaya atau mengalami luminesensi

Cara yang sederhana untuk menghasilkan emisi ini adalah denganmenghubungkan forward bias p-n yang menghasilkan efek injeksielektron dan hole pada ruang yang sama dimana hasil radiasirekombinasi ini selanjutnya disebut dengan injectionelectroluminescent.

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Pada forward bias, proses elektrik dalam OLED secara garis besardapat dibedakan dalam 4 langkah, yaitu:1. injeksi hole and electron dari anoda ke katoda2. pembawa muatan ditranspor kearah elektroda yang

berlawanan di bawah pengaruh medan listrik3. formasi eksiton akibat gaya Coulomb4. difusi eksiton (transfer energi) dan rekombinasi (peluruhan

radiatif dan non-radiatif)

Diantara langkah-langkah ini, injeksi pembawa muatan adalahlangkah yang paling penting dalam menentukan efisiensi danlifetime device.

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

1.Katoda (-)2. Emmisive layer3. Emisi radiasi4. Conductive Layer5.Anoda (+)

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Sebuah tegangan dilewatkan melalui OLED sehingga menyebabkan

arus dari muatan negatif mengalir di dalam device dari katoda ke

anoda. Katoda memberikan elektron ke emissive layer dan anoda

mengambil elektron dari conductive layer.

Dalam seketika emissive layer menjadi bermuatan negatif

sementara conductive layer kaya akan muatan positif hole. Gaya

elektrostatik membawa elektron ke hole dan sebaliknya sehingga

terjadi rekombinasi.

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Peristiwa ini terjadi di dekat emissive layer karena dalam

semikonduktor organik, hole lebih mudah berpindah daripada

elektron.

Rekombinasi ini menyebabkan energi elektron turun ke tingkat

yang lebih rendah yang disertai dengan peristiwa emisi radiasi

dengan frekuensi cahaya tampak. Inilah yang menyebabkan

lapisan ini disebut lapisan emisssive.

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Device ini tidak bekerja jika anoda diletakkan pada kutub negatif,demikian sebaliknya pada katoda. Dalam kondisi ini, hole bergerakke anoda dan elektron ke katoda sehingga mereka bergerak makinmejauh dan tidak terjadi rekombinasi.

Pada proses rekombinasi muatan dapat didefinisikan sebagaipenggabungan muatan positif dan muatan negatif menjadibermuatan netral. Radiasi peluruhan yang mengikuti suksesif kedaantereksitasi dan menghasilkan cahaya disebut radiasi rekombinasi.

Elektronika Organik - Mei 2013

Elektronika Organik - Mei 2013

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Elektronika Organik - Mei 2013

Karakteristik OLED

Mekanisme Emisi dan Luminensi (contd)

Proses rekombinasi elektron dan lubang di dalam lapisan

organik memberikan kelebihan energi dalam bentuk foton

cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Pada akhirnya

akan diperoleh satu jenis pancaran cahaya dengan panjang

gelombang tertentu bergantung pada jenis bahan pemancar

cahaya yang digunakan atau mengalami luminensi

Elektronika Organik - Mei 2013

Karakteristik OLED Elektroluminansinya lebih luas Mempunyai emisi yang berwarna-warni Efisiensi luminensi yang lebih tinggi Molekul organik yang ada tidak terbatas jumlahnya Model OLED terdiri dari lapisan Hole Transport Layer (HTL) dan

Electron Transport Layer (ETL). Performansi dan lifetime sangat dipengaruhi oleh material

penyusunnya Recombination region yang sangat tipis diakibatkan oleh

konsentrasi doping acceptor dan donor pada HTL dan ETL yang sangat rendah, yaitu hanya 1,40 x 105 cm-3

Elektronika Organik - Mei 2013

Performansi OLED

Layar terbuat dari gabungan warna dalam kaca transparan s