Flexible polymer display technologies

Abstract

Özellikle son on yılda giderek artan ilgi toplayan konjüge polimer yarıiletkenler ışık yayan polimer diyotlar (PLED), polimer devreler, polimer foto algılayıcılar ve güneş pillerinin üretimini mümkün kılmaktadırlar. Fabrikasyonda esneklik, basitlik ve etkinlik sağlamaktadırlar. Yukarıda bahsedilen aygıtların mikro elektromekanik sistemlere (MEMS) monolitik olarak tümleştirilmelerini sağlayan bir teknolojiye önderlik etmektedirler. Polimer ışıksal gereçler inorganik rakiplerine kıyasla daha az performansa sahiptirler ve bozulma problemleri vardır. Daha iyi başarım için hala üretim iyileştirmesi, karakterizasyon, test ve ürün tedavisine ihtiyaçları vardır. Bu araştırma polimer ışık diyotların performanslarını arttıran, özgün bir üretim sonrası tedavi yöntemi sunmaktadır. İncelenen PLED indiyum tin oksit (ITO), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), poly[2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene] (MEH-PPV) ve alüminyumdan yapılmıştır. PLED üretim süreci sistematik olarak incelenmiştir. Isı vakum tedavisi 130 Cº'de bir saat ve elektrik alanı tedavisi ise eksi voltajlarla gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrasındaki ısı tedavisi, olağan oda koşullarında gerçekleştirilen üretim esnasında oksijen ve neme maruz kalmasından dolayı bozulan PLED'lerin ışık yayma özelliğini geri getirmektedir. Elektrik tedavisi sonuçları göstermektedir ki PLEDler ışık yayan diyot olarak kullanıldıklarında ve -1 volt ile tedavi edilmişler ise çalışmaya başlama eşiği 11 volttan 4 volta düşmektedir. Yine elektrik tedavisi sonuçları göstermektedir ki PLEDler paketlemeden sonra foto algılayıcı veya güneş hücresi olarak kullanıldıklarında ise açık devre gerilimleri ve kısa devre akımları on kat iyileşmektedir. Ayrıca ısıl tedavisi sonrası uygulanmış elektrik alanı tedavisi aygıtların düzgünlüğünü iyileştirmektedir

Conjugated polymers are semiconductors that have attracted increasing attention especially in the last decade, which enabled fabrication of polymer light emitting diodes (PLEDs), polymer circuits, polymer photodetectors and solar cells. They offer flexibility, simplicity and feasibility in fabrication. They lead to a technology which can monolithically integrate the devices mentioned above to micro-electromechanical systems (MEMS). Polymer photonic devices have lower performance compared to inorganic counterparts and have degradation problem. They still need fabrication refinements, more characterization, testing and product treatments for performance improvement. This research presents a novel method as a post-fabrication treatment that improves the performance of polymer light emitting diodes. Investigated PLED is made of indium tin oxide (ITO), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), poly[2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene] (MEH-PPV) and aluminum. Fabrication process of the polymer light emitting diode is systematically evaluated. Vacuum heat treatment is performed at 130 ºC for one hour and electric field treatment is realized with negative voltages. Post fabrication heat treatment restores the light emitting function of PLEDs, which have failed due to absorbed oxygen and humidity during fabrication realized in normal room conditions. Electric field treatment lowers the turn-on voltage of PLEDs from 11 volts to 4 volts after treatment with -1 volt, when they are used as light emitting devices. Also it improves open circuit voltages and short circuit currents by an order of magnitude when they are used as photo-detectors or photocells after packaging. Electric field treatment applied after the thermal treatment also improves the uniformity of the devices.