Quang học ứng dụng - Quang dẻo và oled

Plastic optics & Oled
Địa chỉ bạn đã tải:
/>Địa chỉ bạn đã tải:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
Thủy tinh quang
•
Cứng và bền hơn
•
Chịu được nhiệt độ và
độ ẩm tốt hơn
•
Đa dạng, phong phú
được tạo từ hàng trăm
loại vật liệu khác
nhau
•
Chế tạo bởi quá trình
mài và đánh bóng

Quang dẻo
•
Nhẹ và chịu va đập tốt
•
Có tiềm năng thiết kế
•
Số lượng sản xuất lớn chi
phí thấp
•
Chỉ có khoảng 10 loại vật
liệu
•
Chế tạo bởi quá trình đúc
phun hoặc ép phun
•
Thuận lợi trong việc chế
tạo những hệ thống quang
học phức tạp
1. So sánh giữa thủy tinh và quang dẻo
2.Tính chất của quang dẻo
Quang dẻo có thể chịu nhiệt độ tới 90C
•
Do sự nở vì nhiệt của quang dẻo lớn hơn 10 lần so với
vật liệu thủy tinh nên khi thiết kế quang và lắp ráp phải
chú ý đến tính chất này
•
Trọng lượng riêng của quang dẻo từ 1 đến 1,3
•
Dựa trên chiết suất và độ tán sắc, quang dẻo chia làm

2 nhóm chính:
•
vật liệu crown-like như acrylic (PMMA)
•
vật liệu flint-like như poliolefin (COC,COP)
3. Một số vật liệu quang dẻo:
Acrylic (PPMA ):
•
Dễ đúc , giá thành rẻ, có khả năng
•
chống xước tốt
•
Ít hấp thụ nước, trong suốt hơn thủy tinh
•
Chiếm khoảng 80% các ứng dụng của
quang dẻo
PC (polycarbonat)
•
Chịu được nhiệt độ 120
0
c nên thường được
dùng làm vật liệu chịu nhiệt trong hệ thống
•
Có sức bền đối với va đập nên được dùng
làm kính chắn gió của mũ bảo hiểm
PS (PolyStyrene)
NAS Copolymer
Cyclic Olefin Polymer và Copolymer
……
Bảng tính chất của vật liệu quang dẻo

4. Phương pháp chế tạo
- Có 3 phương pháp chế tạo
+ Diamond Point Turning (Tiện mũi kim cương)
+ Injection Moulding (Đúc phun)
+ Compression Moulding (Ép đúc)
Quay mũi kim cương (Diamond Point Turning)
- Là quá trình gia công cơ khí có độ chính xác cực cao.
- Được sử dụng để tạo ra những thiết bị có hình dạng rất
đặc biệt như: thấu kính hình xuyến, hình trụ, hình xoắn
ốc, ….
Diamond Point Turning
Figure 2. The given lens array machined into a 60-mm-diameter copper
substrate by SPDT has 12-mm-diameter, 60-µm-deep concave lenslets. The
technology can achieve consistent quality, as this interferogram of 1.5-µm-
deep lenslets shows.
Phun đúc (Injection Moulding)
- Là phương pháp chế tạo một lượng lớn các dụng cụ
quang dẻo giống nhau
- Là quá trình sản xuất quang dẻo tốt nhất
Cấu tạo máy phun đúc
Compression Moulding
- Là phương pháp chế tạo thấu kính Fresnel hoặc thiết bị vi cấu trúc
khác
Thiết kế hệ thống
( System Design)
Chế tạo mẫu
(Prototyping)
Phun đúc
(Injection Moulding)

Tiền sản xuất
(Pre-production)
Sản xuất hàng loạt
(Series
production )
Quá trình sản xuất
Cơ chế dẫn điện của bán dẫn hữu cơ
•
HOMO (Highest Occupied
Molecular Orbital) mức của
điện tử ở quỹ đạo điền đầy
cao nhất
•
LUMO (the Lowest
Unoccupied Molecular
Orbital).:các mức năng lượng
của điện tử ở quỹ đạo phân
tử chưa điền đầy thấp nhất
•
sự tách biệt năng lượng giửa
2 mức HOMO và LUMO
đóng vai trò tương tự như
vùng dẫn và vùng hóa trị
trong các bán dẫn vô cơ.
LUMO
HOMO
Cơ chế dẫn điện của bán dẫn hữu cơ
•
Khi các hạt tải electron và

lỗ trống được phun vào các
chuỗi hữu cơ polymer gây
ra những sai hỏng hình
thành các cặp electron-
phonon, lỗ trống-phonon gọi
là polaron.
•
Polaron âm tạo nên mức
năng lượng thấp hơn mức
LUMO và ngược lại polaron
dương có mức năng lượng
cao hơn mức HOMO
•
Lượng pha tạp càng tăng
điện tử chuyển từ vùng hóa
trị lên vùng dẫn được dễ
dàng hơn.
Cơ chế dẫn điện của bán dẫn hữu cơ
•
Cơ chế dẫn của các polymer
“kết hợp” dựa trên cơ sở của
các sai hỏng tích điện trong
khung sườn kết hợp.
•
Các hạt tải điện dương hay
âm được xem như là sản
phẩm của quá trình oxy hóa
hay khử polymer tương ứng
•
Các điện tử di chuyển bằng

các bước nhảy (hoping) giửa
các vị trí trên các chuỗi khác
nhau.
Polymer dẫn thuần có độ dẫn rất thấp.
polymer pha tạp có độ dẫn tăng lên rất nhiều lần,
Cơ chế dẫn điện của bán dẫn hữu cơ
Quá trình truyền điện tử gồm có:
•
Truyền dẫn điện tử nội phân tử polymer (Intramobility)
•
Truyền dẫn điện tử giửa các phân tử (Intermobility)
•
Truyền dẫn điện tử giửa các sợi của vật liệu pollymer
(inter-fiber mobility of a charge carrier)
1. Truyền dẫn điện tử nội phân
tử polymer
2
Truyền dẫn điện tử giửa
các phân tử
3
Truyển dẫn điện tử giửa
các sợi của vật liệu
pollymer
Các tính chất của polymer dẫn điện
Ưu điểm
•
Dễ chế tạo và giá thành sản xuất thấp
•
Chế tạo được các linh kiện hay thiết bị có diện tích lớn
•

có thể uốn dẻo, đàn hồi tốt, khả năng tạo ra nhiều màu
sắc cao và trung thực,
•
dễ dàng kết hợp với các chất hóa học khác để tạo thành
các hợp chất mới
Nhược điểm
•
Dễ bị oxy hóa và ảnh hưởng của môi trường làm thay
đổi tích chất của vật liệu
•
Khó kiểm soát được độ dày trong quá trình chế tạo.
•
Độ dẫn điện vẫn còn thấp
Nhược điểm :
Khó khăn trong việc chọn vật liệu cho lớp
phát quang.
Cấu trúc
•
Lớp phát quang bằng vật liệu hữu cơ đặt giữa các điện cực.
•
Điện cực Anốt có tác dụng cung cấp hạt tải lỗ trống.
•
Điện cực cathode đóng vai trò là nguồn cung cấp điện tử.
Cơ chế :
Khi áp điện trường, electron và lỗ trống từ các điện cực được phun
vào lớp vật liệu hữu cơ, hình thành exciton khi tái hợp phát xạ
Anốt
Cathode
Cấu trúc đa lớp

Anode EML
HIL
EIL
Cathode
Chân không
LUMO
HOMO
HIL (Hole Injection Layer) và EIL (Electron
Injection Layer) là các lớp hữu cơ có tác dụng
tăng cường quá trình phun hạt tải từ các điện cực,
HTL (Hole Transort Layer) và ETL (Electron
Transport Layer) là các lớp vật liệu có chức năng
tăng cường sự truyền điện tử và lỗ trống.