Analysis of the current-voltage characteristics of polymer-based organic light-emitting diodes (OLEDs) deposited by spin coating



Título del documento: Analysis of the current-voltage characteristics of polymer-based organic light-emitting diodes (OLEDs) deposited by spin coating
Revista: Universitas scientiarum
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000355028
ISSN: 0122-7483
Autors: 1
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Institucions: 1Pontificia Universidad Javeriana, Facultad de Ciencias, Bogotá. Colombia
2Qubiton laboratories K.G., Linz, Oeberoesterreich. Austria
Any:
Volum: 15
Número: 1
Paginació: 68-76
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español Se fabricaron diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs) con la estructura ITO / PEDOT:PSS / MDMO-PPV / Metal mediante la técnica de spin coating . Es ampliamente conocido que la electroluminiscencia de estos diodos depende fuertemente del material usado como cátodo y también de los parámetros de crecimiento de la capa del polímero electroluminiscente MDMO-PPV. Objetivo. En este trabajo el efecto de i) la frecuencia del spin coater (1000-8000 rpm), ii) la concentración de la solución MDMO-PPV: Tolueno y iii) el material usado como cátodo (plata o aluminio) sobre la repuesta eléctrica de los dispositivos, fue evaluado a través de medidas de corriente-voltaje (I-V). Materiales y métodos. Películas delgadas de los materiales orgánicos PEDOT:PSS y MDMO-PPV fueron depositados por spin coating sobre sustratos de ITO, y la estructura del OLED fue terminada con cátodo de plata y aluminio. La respuesta eléctrica de los dispositivos fue evaluada a través de su característica I-V. Resultados. Los diodos fabricados con películas orgánicas más delgadas son los que suministran mayores corrientes a menores voltajes. Esto puede lograrse ya sea incrementando la frecuencia de rotación del spin coating o usando concentraciones de MDMO-PPV: Tolueno menores al 2% en peso. Un ajuste de los datos experimentales demostró que los diodos poseen contribuciones de una corriente parásita entre ánodo y cátodo, y otra corri ente paralela en donde el mecanismo predominante de inyección de portadores a la capa orgánica es a través de emisión termoiónica. Conclusiones. El ajuste de los datos experimentales, junto con la posición de niveles de energía a través de la heteroestructura, demuestra que los OLEDs basados en derivados de PPV son dispositivos unipolares, en el que la corriente se atribuye principalme nte a transporte de huecos
Resumen en inglés Polymer-based organic light-emitting diodes (OLEDs) with the structure ITO / PEDOT:PSS / MDMO-PPV / Metal were prepared by spin coating. It is known that electroluminescence of these devices is strongly dependent on the material used as cathode and on the deposition parameters of the polymer electroluminescent layer MDMO-PPV. Objective. In this work the effect of i) the frequency of the spin coater (1000-8000 rpm), ii) the concentration of the MDMO-PPV: Toluene solution, and iii) the material used as cathode (Aluminium or S ilver) on the electrical response of the devices, was evaluated through current-voltage (I-V) measurements. Materials and methods . PEDOT:PPS and MDMO-PPV organic layers were deposited by spin coating on ITO substrates, and the OLED structure was completed with cathode s of aluminium and silver. The electric response of the devices was evaluated based on the I-V characteristics. Results. Diodes prepared with thinner organic films allow higher currents at lower voltages; this can be achieved either by increasing the frequency of the s pin coater or by using concentrations of MDMO-PPV: Toluene lower than 2% weight. A fit of the experimental data showed that the diodes have t wo contributions to the current. The first one is attributed to parasitic currents between anode and cathode, and the other one is a parallel current through the organic layer, in which the carrier injection mechanism is mediated by thermionic emission. Conclusions. The result s of the fitting and the energy level alignment through the whole structure show that PPV-based OLEDs are unipolar devices, with current mainly attributed to hole transport
Resumen en portugués Foram fabricados diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) com a estrutura de ITO / PEDOT: PSS / MDMO-PPV / metal, pela técnica de spin coating. É amplamente conhecido que a eletroluminescência destes diodos depende fortemente do mat erial utilizado como cátodo, e também dos parâmetros de crescimento da camada de polímero eletroluminescente MDMO-PPV. Objetivo. Neste trabalho o efeito de i) a freqüência do spin coater (1000-8000 rpm), ii) a concentração da solução MDMO-PPV: Tolueno e iii) o m aterial utilizado como cátodo (prata ou alumínio) sobre a resposta elétrica dos dispositivos, foi avaliado por medidas de corrente-volt agem (I-V). Materiais e métodos. Películas finas de materiais orgânicos PEDOT: PSS e MDMO-PPV foram depositadas por spin coating sobre substratos de ITO e a estrutura do OLED foi terminada com cátodo de prata e de alumínio. A resposta elétrica dos dispositivos f oi avaliada pela sua característica I-V. Resultados. Os diodos feitos de películas orgânicas finas fornecem maiores correntes a menores voltagens. Isto pode ser conseguido, quer através do aumento da velocidade de rotação do spin coating ou usando concentrações de MDMO-PPV: Tolu eno menores de 2% em peso. Um ajuste dos dados experimentais mostrou que os diodos têm uma contribuição de uma corrente parasita en tre anodo e catodo, e outra corrente paralela, onde o principal mecanismo da injeção de portadores da camada orgânica é através da emissão termiônica. Conclusões. O ajuste dos dados experimentais, juntamente com a posição dos níveis de energia através da heteroestrutura, mostra que os OLEDs baseados em derivados de PPV são dispositivos unipolares, onde a corrente é atribuída principalmente ao tra nsporte de ocos
Disciplines Ingeniería
Paraules clau: Ingeniería electrónica,
Semiconductores orgánicos,
Polímeros electroluminiscentes,
Emisión termoiónica
Keyword: Engineering,
Electronic engineering,
Organic semiconductors,
Electroluminiscent polymers,
Thermoionic emission
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