溶液制程的案例
研究人員開發(fā)出一種新型茚并噻吩衍生物IDT-CB的合成及其在OLED技術(shù)中的應(yīng)用
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，眾所周知，在先進(jìn)的電子器件制造領(lǐng)域，特別是有機發(fā)光二極管（OLED）制造領(lǐng)域，薄膜沉積技術(shù)發(fā)揮著非常關(guān)鍵作用，目前市場上常見的薄膜沉積技術(shù)主要有兩種具體方案：溶液制程和真空沉積。事實上，這兩種方法在方法和應(yīng)用上都有所不同，不過可以滿足OLED制造過程中各種不同的細(xì)微需求。
解決制程方案：一種經(jīng)濟且通用的方法
溶液制程是一種提前將功能材料溶解在溶劑中，然后將整個溶液涂布在基材/基板上的薄膜沉積技術(shù)，事實上這種方案一直憑借其非常高的成本效益和規(guī)模化量產(chǎn)性而聞名于業(yè)內(nèi)。根據(jù)具體涂布溶液方式的不同，這種溶液制程可以進(jìn)一步分為旋涂（Spin Coating）、浸涂（Dip Coating）和噴墨印刷（Inkjet Printing）等。這種方案的實施簡單性，以及該方法對各種材料和基材的適應(yīng)性使其成為一種非常有吸引力的選擇，尤其是一些大尺寸器件的制作。不過，一直以來，控制薄膜形態(tài)的挑戰(zhàn)、溶劑選擇的復(fù)雜性以及純度和均勻性問題讓這種方案在被選擇時多了很多顧慮。
圖1. 業(yè)內(nèi)常見的各種溶液制程方法（來源：RSC）
真空沉積方案：薄膜制造中的精度和純度
相比于前面提到的溶液制程方案，真空沉積，包括真空環(huán)境下的熱蒸發(fā)和濺射等方法，擁有更高的精度。另外，真空沉積方案對薄膜厚度、成分以及薄膜更高純度和均勻性的控制也是無與倫比的。真空沉積方案對于有序分子填充（Ordered Molecular Packing）和材料使用效率至關(guān)重要的應(yīng)用尤其有益。不過，這種高精度優(yōu)勢是有代價的，無論是字面上還是形象上，由于其實施設(shè)備的復(fù)雜性和更高的生產(chǎn)成本，該方法并不太適合一些大尺寸的應(yīng)用。
圖2.
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制造OLED器件的方案包括基于FMM（精密金屬掩模版，F(xiàn)ine Metal Mask）的蒸鍍方案，該方案廣泛用于智能手機等小尺寸OLED產(chǎn)品的制造；基于白光OLED搭配彩膜的蒸鍍方案，該方案廣泛用于電視等大尺寸OLED產(chǎn)品的制造；以及基于溶液制程的噴墨印刷方案。
對于溶液制程來說，盡管這種OLED產(chǎn)品的制造工藝本身是低成本和簡單的，但在具體的溶液制程中，該方案所使用的原材料通常包括一些貴金屬和昂貴金屬，如稀土金屬，這又會間接推高制造成本。
根據(jù)韓國東國大學(xué)研究人員的研究表明，地球上所富含的過渡金屬的低維配合物可能是解決這一問題的關(guān)鍵。為了使用這種方法開發(fā)一種有前景的解決方案，由東國大學(xué)助理教授Vijaya Gopalan Sree領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員最近通過溶液制程合成了一種用于OLED發(fā)光的零維錳基復(fù)合物。在他們最近在網(wǎng)上發(fā)表的突破性進(jìn)展中，該團隊確定了一種制造Mn基復(fù)合物MnBz的策略，它能夠以極高的光效發(fā)出高亮度的綠光。另外，為了驗證該方案的有效性，研究人員還基于該策略，進(jìn)一步制造了第一款基于MnBz材料的暖白色OLED發(fā)光器件。
Sree博士在談到他們探索OLED新材料的動機時說道：“用結(jié)晶土中所富含的過渡金屬配合物取代金和鉑等昂貴的稀土金屬，可以幫助實現(xiàn)更便宜、更明亮、更有活力的OLED顯示器制造。”
在這項研究中，研究人員通過無溶劑研磨溴化錳（MnBr2）和芐基三苯基溴化鏻（Ph3BzPBr），然后將其溶解在乙腈溶劑中的方式，合成了MnBz。研究人員將所得溶液在數(shù)天內(nèi)緩慢蒸發(fā)以獲得MnBz的單晶狀態(tài)。這種單晶狀態(tài)的MnBz材料在用作發(fā)光材料時，可以發(fā)出明亮的綠光，這種光具有很窄的發(fā)射光譜和很高的量子產(chǎn)率。
這之后，該團隊進(jìn)一步使用單晶狀態(tài)的MnBz設(shè)計了一種新型的基于Mn絡(luò)合物的暖白色OLED發(fā)光器件。
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在這之后，他們又進(jìn)一步使用這些聚合物對作為發(fā)光材料，基于溶液制程制造了一種CP-OLED器件。在實驗室的測試過程中，該器件呈現(xiàn)了非常出色的性能，表現(xiàn)出高達(dá) 22.1% 的最大外部量子效率和高達(dá) 34,350 cd/m2 的高最大亮度。
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