유기 광전자 소자에 대 한 3D 인쇄 챔버 저하 테스트
Summary
여기, 우리는 디자인, 제조, 및 공기에 민감한 유기 광전자 소자의 광학 및 전기 특성에 대 한 간단 하 고, 다양 한 3D 인쇄 및 제어 대기 챔버의 사용에 대 한 프로토콜을 제시.
Abstract
이 원고에서 우리는 작은, 휴대용, 쉬운–사용 대기 챔버의 제조 개요 유기 및 페로 광전자 장치, 3D 인쇄를 사용 하 여. 이러한 유형의 장치는 습기와 산소, 같은 챔버 도움이 연구원 전자 및 안정성 속성 특성화 됩니다. 챔버는 제어 속성 (를 포함 하 여 온도 습도, 가스 도입)와 임시, 재사용할 수 있는, 그리고 안정적인 환경으로 사용할 것입니다. 그것은 공기에 민감한 자료를 보호 하기 위해 또는 저하 연구에 대 한 제어 방법으로 그들을 오염 물질에 노출에 사용할 수 있습니다. 챔버의 속성의 특성, 우리는 표준 습도 센서에 의해 측정 된 상대 습도 사용 하 여 수증기 전송 속도 (WVTR)를 결정 하는 간단한 절차를 개설 한다. Polylactic 산 (PLA)의 50 %infill 밀도 사용 하 여 표준 운영 절차, 주 장치 속성의 뜻깊은 손실 없이 사용할 수 있는 챔버에 발생 합니다. 다양성 및 챔버의 사용의 용이성 컴팩트 제어 분위기를 필요로 하는 어떤 특성 상태에 적용할 수 있습니다.
Introduction
유기 및 페로 광전자 장치, 태양 전지 및 발광 다이오드 반도체 유기 분자를 π 활용 및 organometal 할로겐 기반 연구의 급속 하 게 성장 하는 분야는. 유기 발광 다이오드 (Oled) 조명에서 주요 기술 요소는 이미1, 표시 및 유기 태양 전지는 비정 질 실리콘2와 경쟁 수 있도록 효율성을 달성 하기 시작 했습니다. 페로-기반 장치 빛 흡수 및 발광 응용 프로그램3,,45 의 최근 급속 한 발전 제안 저가, 쉽게 처리 장치는 곧 널리 찾을 가능성이 배포입니다. 그러나, 이러한 모든 기술은 대기 오염 물질, 특히 습기와 산소, 그들의 효과적인 일생6,7,,89를 제한 하는 감도에서 고통.
이러한 시스템을 공부 하는 연구원에 대 한 적응력, 쉬운–사용, 휴대용, 그리고 재사용 가능한 챔버 등 민감한 자료를 보호 하기 위해 또는 제어 방식으로10,11에 오염 물질에 노출에 유용할 수 있습니다. 그것은 공기에 민감한 소자의 특성에 대 한 한 글러브를 사용 하 여, 비록이 크고, 비싼, 그리고 고정 위치, 불활성 환경 필요할 수 있는 특성의 넓은 범위와 호환 수 있습니다. 제공 하는 휴대용 대안, 리스 외. 10 작은 금속 챔버 유기 소자의 전기 및 광학 특성에 대 한 적당 한 표준 진공 플랜지에 따라 제안. 우리가 만드는 그것은 저렴 하 고 더 다양 한 사용 하 여 챔버 부품 생산을 3 차원 인쇄가이 디자인을 적응 했습니다. 3D 인쇄 보다는 가공, 사용 유틸리티의 기본 디자인을 유지 하면서 샘플 또는 환경 요구 사항 변화에 신속 하 고 비용 효율적인 조정에 대 한 수 있습니다. 이 기여에 우리 같은 챔버, 확인 하는 절차를 설명 하 고 유기 다이오드 소자의 전류-전압 특성을 추출 하는 데 사용할.
유기의 좋은 캡슐 페로 장치 10-3 -10-6 g/m2의 WVTRs 있어야/장기 장치 안정성12,13, 유기 소자에 작은 물 진입을 보장 하기 위한 일에 매우 가혹한 조건입니다. 이 챔버 테스트 목적 보다는 장기 저장 또는 캡슐화 방법 제어 환경 설계, 효과적인 챔버에 대 한 요구는으로 엄격 합니다. 챔버는 특성 실험을 수행 하는 합리적인 시간 내에서 장치 속성을 유지할 수 있어야 합니다. 몇 일 동안 또는 사용 될 수 있는 챔버에 PLA를 사용 하 여 표준 운영 절차 결과 주 장치 속성의 뜻깊은 손실 없이 통합 된 가스 흐름.
자료를 변경 또는 심지어 모양과 크기 챔버 바디의 챔버로 공기에서 오염 물질의 침투에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 습기와 산소의 진입 챔버의 효능을 결정 하기 위해 각 디자인에 대 한 신중 하 게 모니터링 해야 합니다. 우리, 또한 챔버의 제작 개요 실험 챔버의 사용에 대 한 기간을 설정 하는 상용 습도 센서를 사용 하는 챔버의 WVTR을 결정 하기 위한 간단한 절차.
간단 하면서도 다양 한 챔버 실험의 여러 유형에 대 한 수행할 수 있습니다. 그들은 불활성 분위기 글러브, 전기 및 광학 characterizations 전기 피드스루 포트 및 창에 대 한 적당 한 외부 환경으로 작동할 수 있다. 그들의 이동성 수 라운드 로빈 신뢰성14 에 대 한 테스트에 유용 어디 그들은 제조 되었다, 실험실 외부 표준 전기 특성화 장비와 함께 사용할 수 또는 장치의 인증된 측정을 얻기 위해 성능15. 이 약 실은 간단한 수정 제어 저하 테스트에 대 한 오염 물질의 도입의 효과 연구 하는 데 특히 유용도 있습니다. 3D 인쇄를 사용 하 여 장치 레이아웃, 크기, 변경 또는 테스트 요구 사항에 중요 한, 빠른 적응성을 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
균열, 간격, 또는 KF50 클램프를 강화 하 여 수 분 및 산소의 모든 진입을 방지 하기 위해 챔버 씰링 WVTR을 줄일 수는 가난한에 채우기 특성을 피하기 위해 챔버의 인쇄를 포함 하는 재현이 실험에서 중요 한 단계 새, 그리고 샘플 및 적절 한 링 배치를 사용 하 여 최고 약 실 사이 물개를 만드는 방지 하려면 연락처 핀 또는 어떤 피드스루 진공 별 저압 에폭시를 사용 하 여 위쪽 및 아래쪽 챔버 사이 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 피터 Jonosson 언스 새로운 미디어 센터는 챔버의 3D 프린팅에 대 한 인정합니다. 이 연구는 RGPIN 436100-2013, ER15-11-123, McMaster 학장의 엔지니어링 우수성 학부 여름 연구 수상, 그리고 대학생 연구 기회 프로그램에 의해 지원 되었다.
Materials
| ORION DELTA DESKTOP 3D PRINTER RTP | SeeMeCNC | 87999 | Known in Report As: 3D Printer |
| 1.75 mm PLA Filament | SeeMeCNC | 50241 | Known in Report As: PLA |
| Somos® WaterShed XC 11122 chamber | Somos | printed at Custom Prototypes, Toronto. | https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Known in Report As: Water resistant polymer |
| CURA | CURA | https://ultimaker.com/en/products/cura-software Known in Report As: slicing software |
|
| Soldering iron with 600° F tip | Weller | WTCPT | |
| Xtralien X100 Source Measure Unit | Ossila | E561 | Known in Report As: SMU |
| ZIF Test Board for Pixelated Anode Substrates | Ossila | E221 | Known in Report As: Zero insetion force/ZIF Test Board; |
| BNC Cable | |||
| Generic USB A – B | |||
| Generic USB A – Micro | |||
| #12 O-Ring | Source unkown Known in Report As: o-ring |
||
| 116 Butyl O-Ring | Global Rubber Products | 116 VI70 | Bought in-store Known in Report As: o-ring |
| Retaining ring | McMaster | NA | 3D printed in-house |
| Bottom Chamber | McMaster | NA | 3D printed in-house |
| Top Chamber | McMaster | NA | 3D printed in-house |
| KF50 Cast Clamp (Aluminum) | Kurt J. Lesker | QF50-200-C | |
| KF50 Centering Ring (Aluminum) | Kurt J. Lesker | QF50-200-BRB | |
| Sn60/Pb40 Solder | MG Chemicals | 4895-2270 | |
| #4-40 x 3/16" machine screw | Hardware store | ||
| #4-40 IntThrd Brass TaperSingleVane Insert For Thermoplastic | Fastenal | 11125984 | Fastenal requires to be affiliated with company/university Known in Report As: #4-40 brass tapered threaded insert |
| Varian Torr Seal Vacuum Equipment High Vacuum Epoxy | Vacuum Products Canada Inc. | Known in Report As: low-pressure epoxy | |
| Smiths Interconnect/IDI Contact Probes HEADED RADIUS | Mouser Electornics | 818-S-100-D-3.5-G | Known in Report As: pogo pin |
| Smiths Interconnect/IDI Contact Probes Receptacle Solder Cup | Mouser Electornics | 818-R-100-SC | Known in Report As: solder cup |
| 1/4" Teflon Tubing | Hardware store | ||
| Teflon tape | Hardware store | ||
| 1/4" Tube x 1/8" Male NPT Nickel Plated Brass Push-to-Connect Connector | Fastenal | 442064 | Not the same ones used for this study, but are fuctionally equivalent Known in Report As: push-to-connect pneumatic connector |
| 1/8" NPT Tap and T-wrench | Hardware store | ||
| 1/4" Tube Push-to-Connect Manually Operated Valves | Fluidline | 7910-56-00 | Known in Report As: manually operated push-to-connect valves |
| Adafruit DHT22 Humidity Sensor (small) | Digi-Key | 385 | Known in Report As: internal humidity sensor |
| Adafruit DHT22 Humidity Sensor (large) | Digi-Key | Known in Report As: external humidity sensor | |
| Arduino Uno | Arduino | ||
| Glovebox environment | |||
| 10 kOhm Resistor | |||
| Oscilla Xtralien Scientific Python IDE | Oscilla | https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Known in Report As: Python IDE |
References
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