|
|
Development of Light Emitting Electroluminescent Device by Means of Material Printing
Hrabal, Michal ; Syrový,, Tomáš (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Vala, Martin (advisor)
Cílem této práce je vývoj světelného zdroje založeného na technologii tlustostěnného elektroluminiscenčního panelu napájeného střídavým napětím (ACPEL). V současné době se jedná se o jedinou technologii založenou na metodách materiálového tisku vhodnou pro přípravu velkoplošných, flexibilních a vzorovaných zdrojů světla. Důraz je v této práci kladen na představení, prozkoumání a odstranění typických problémů, které jsou spojovány s touto technologií. Tyto problémy jsou omezený odstín barvy emitovaného světla a dlouhodobá stabilita elektroluminiscenčního prvku, který je vystaven vlivům prostředí. Rešeršní část dizertační práce je zaměřena na představení a identifikaci depozičních technik, vhodných pro reprodukovatelnou přípravu ACPEL panelů. Dalším cílem je identifikace fyzikálních parametrů, vhodných pro charakterizaci velkoplošných zdrojů světla. Praktickým cílem práce je nalezení vhodné metodologie pro popis a charakterizaci panelů, jakožto plošných světelných zdrojů. Fotometrická veličina jas L a spotřeba elektrické energie P byly vyhodnoceny jako vhodné parametry, určující aplikaci ACPEL panelů. Na modrém panelu bylo dosaženo maximální hodnoty jasu L = 133 cd•m2 při napětí Upp = 500 V a frekvenci f = 1000 Hz. Hodnoty spotřeby elektrické energie, vztažené na jednotkovou plochu panelů zkoumaných v této práci, jsou (7±3) mW. Tyto dosažené hodnoty dělají ze světelných zdrojů založených na ACPEL technologii zajímavé kandidáty pro různé aplikace. Vlivu rostoucí amplitudy a frekvence budícího napětí na dlouhodobou stabilitu panelů je důležitým cílem této práce. Pro popis stability byly zavedeny parametry L50 and L75. Bylo zjištěno, že rostoucí frekvence budícího napětí zkracuje životnost panelů. Laminovaný panel napájený napětím s přibližně trojnásobně vyšší frekvencí vykazoval přibližně třetinové hodnoty parametrů L50 a L75. Nejvyšších hodnot stabilitních parametrů dosahoval panel enkapsulován mezi skleněné pláty – přibližně sedminásobnou hodnotu oproti laminovanému panelu s trojnásobnou frekvencí. Optimální stability panelů lze dosáhnout při nastavení frekvence v rozmezí 400–800 Hz a zapouzdřením mezi sklo. Úzká paleta odstínů barev emitovaného světla je jeden z typických problémů, který dále zkoumán v dizertační práci. Tato práce zkoumá nadějnou metodu, přídavek vhodného materiálu pro konverzi barvy (CCM). Nový derivát diketopyrrolopyrrolu (DPP), absorbující v modré oblasti, byl přidán k modrému fosforu a byl pozorován sedminásobný narůst hodnot absolutního spektrálního ozáření v oblasti vlnových délek odpovídajících maximální emisi CCM materiálu. Jednoduchost přípravy vyvinutých zdrojů světla spolu s velmi nízkou spotřebou a vysokou dobou života dělají z ACPEL panelů zajímavé kandidáty pro podsvícení prvků například v automobilovém průmyslu, pro dekorativní osvětlení, pro „branding“ – zvýraznění reklamních značek.
|
|
|
Preparation of organic electrochemical tranzistors for biosensorics
Ehlich, Jiří ; Vala, Martin (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
The goal of this thesis is to describe the process used in preparation of organic electrochemical transistors thus biosensors for testing potential drugs aimed for cardiomyocytes. Then explore some physical properties of developed sensors such as adhesion of materials used, conductivity of developed structures and stability of developed structures in various water environments. As primary technology used for creating our OECTs was used inkjet printing of special inks with electrical properties on PET and PEN substrate cured with special treatment before and after printing. This thesis results in complete view on technology and development of biosensors we had created.
|
|
|
Preparation of white-electroluminescent panel
Guricová, Patrícia ; Novák, Vítězslav (referee) ; Vala, Martin (advisor)
The aim of this work is to prepare white emitting electroluminescent device using printing techniques. Preparation options are discussed in order to minimise reabsorption in the phosphor layer and thus increase the overall radiation intensity. Model devices were prepared, the active layer of phosphor printed in a pattern of stripes and circles. The impact of the applied voltage and frequency was studied on these devices. It has been shown that, in terms of white emission, it is better to use the patterns compared to the phosphor mixture. The ratios of emission intensities of both phosphors are more even, therefor closer to the white light. The output of this work is model designed to determine the necessary frequency area for obtaining the white emission of ACEL device.
|
|
|
Microelectrode arrays for mioelectronic
Bráblíková, Aneta ; Vala, Martin (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Organic electronic biosensors are developed as suitable devices that can transform electrochemical processes within the cell membrane into an electronic signal and enable to measure electrical activity of excitable cells and tissues both in vitro and in vivo and thus represent valuable alternative to current cell monitoring methods. In this work we focus on the fabrication of electrophysiological sensors based on organic semiconductors printed by the material printing method. Microelectrode arrays (MEAs) are active components of the device, which can monitore cellular activity and above that stimulating cells with electrical pulses. The proposed platform should be used for cytotoxicity of potential drugs especially on cardiac cells (cardiomyocytes). The experimental part focus on specific production processes of platforms, which were prepared in the laboraty with emphasis on biocompatibility and conductivity of device.
|
|
|
Printed Biosensor Based on Organic Electrochemical Transistor
Omasta, Lukáš ; Mikula, Milan (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Organické elektronické zariadenia sú vyvíjané ako vhodné riešenia senzorov pre bioelektroniku, a to najmä kvôli dobrej biokompatibilite organických polovodičov v nich použitých. Takzvané biosenzory dokážu premeniť elektrochemické procesy na elektronický signál. Matrica takýchto biosenzorov môže simultánne skenovať množstvo biologických vzoriek, alebo rôznych tkanív v živých systémoch. Aktívnou súčasťou zariadenia je organický elektrochemický tranzistor (OECT). V tejto práci je diskutovaný teoretický rámec fungovania takéhoto zariadenia, jeho elektrická charakterizácia, aplikácia v biosenzoroch na báze buniek, spôsoby výroby a aktuálnym stavom techniky v oblasti organickej elektroniky. Experimentálna časť obsahuje konkrétne výrobné postupy vývoja OECT zariadení, ktoré boli použité v našom laboratóriu. Hlavný dôraz sa kladie na schopnosť vyrobených zariadení detekovať reakciu a monitorovať stimuláciu elektrogenných buniek. Za týmto účelom boli vyvinuté matice mikroelektródových OECT zariadení založených na polovodivom polyméri PEDOT:PSS. Tieto boli vyrobené s využitím bežnými tlačiarenských techník (atramentová tlač a sieťotlač) spolu so štandardnými litografickými postupmi. Najnovšie nami vyvinuté zariadenia dosahujú najväčšieho zosílením signálu, g = 2,5 mS a časovú konštantu t = 0,15 s. Tieto zariadenia sú porovnateľné, často dokonca lepšie ako niektoré iné najmodernejšie a plne litograficky pripravené senzory.
|
|
|
Optimization of printing of organic electronic devices printing for bioelectronics
Bráblíková, Aneta ; Hrabal, Michal (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
This bachelor thesis is focused on optimization of printing of organic electronic devices printing for bioelectronics. The main goal of this bachelor thesis is a series of experiments devised to optimize semiconductive structures of PEDOT (semiconductive polymer) and description of the process used in the preparation of organic electrochemical transistors for biosensor by screen printing technology. The research focused on application of bioelectronics, printing technologies, conductive inks suitable for the preparation of OECTs (organic electrochemical tranzistors) and rheological properties of materials. Main conditions tested in the experimental part were temperature, stirring and additon of DMSO (dimethylsulfoxide) into a printing pasted. The evaluated parameters of materials were basic viscoelastic characteristics. At the ent of the thesis have been successfully designed the series of transistors to monitor cell cultures.
|
|
|
Material printing for the preparation of sensor devices
Krnáčová, Alica ; Vošický, Libor (referee) ; Vala, Martin (advisor)
This thesis studies the relation between printing parameters, properties, and function of capacitive touch sensor. For this purpose, model prototypes of touch sensors made by screen printing were developed and subsequently characterized. Characterization was aimed at surface morphology, structure, and electrical properties. It was discovered that printing parameters in broad range have no significant impact on thickness, roughness, or capacitive behavior of prepared sensors. Nevertheless, higher printing speed produces more homogenous layer with lower porosity, which results in lower sheet resistance, hence better conductivity. In the same way, higher curing temperature causes lowering of sheet resistance by better evaporating the organic components of printing paste. Independent from printing parameters, all samples showed good response to human touch in form of small change of capacity. Using the capacitive sensor as an element in LC circuit, resonance sensor was prepared, which response to touch was under the same conditions 10x higher than the response of capacity itself. This could prove advantageous in large area applications, where the conductivity decreases in farther places due to long lines. Results of experimental work prove the reliability and suitability of screen printing as a method for printed electronics manufacturing.
|
|
|
Study of the influence of the dielectrics on the optoelectronic properties of electroluminescent devices
Foldynová, Klára ; Novák, Vítězslav (referee) ; Vala, Martin (advisor)
This diploma thesis is studing the possibilities of influencing the optoelectric properties of printed light emitting panels, which work on the principle of electroluminescence excited by alternating electric field. The aim of this worrk is to monitor the influence od dielectric properties of electroluminescent phosphor binder on the targeted electroluminescence. In the theoretical part of this thesis, there are described principles of electroluminescence, suitable materials methods of characterization and preparation of panels using printing techniques. Experiment part contains electrical characterization of selected binders to determine their dielectric constants. Subsequently, printing pastes were formulated in different weight ratios of binder electroluminescent phosphor and model light-emitting panels were prepared. Optoelectric characterization was used to determine the change in irradiance. It was found that the dielectric properties of the binder significantly affect the resulting irradinace. It has same irradiance for a smaller amount od phosphor than with the binder with a low dielectric constant. The finding of this work can be used to improve the luminosity at the electroluminescent panels.
|
|
|
Material printing for the preparation of sensor devices
Krnáčová, Alica ; Vošický, Libor (referee) ; Vala, Martin (advisor)
This thesis studies the relation between printing parameters, properties, and function of capacitive touch sensor. For this purpose, model prototypes of touch sensors made by screen printing were developed and subsequently characterized. Characterization was aimed at surface morphology, structure, and electrical properties. It was discovered that printing parameters in broad range have no significant impact on thickness, roughness, or capacitive behavior of prepared sensors. Nevertheless, higher printing speed produces more homogenous layer with lower porosity, which results in lower sheet resistance, hence better conductivity. In the same way, higher curing temperature causes lowering of sheet resistance by better evaporating the organic components of printing paste. Independent from printing parameters, all samples showed good response to human touch in form of small change of capacity. Using the capacitive sensor as an element in LC circuit, resonance sensor was prepared, which response to touch was under the same conditions 10x higher than the response of capacity itself. This could prove advantageous in large area applications, where the conductivity decreases in farther places due to long lines. Results of experimental work prove the reliability and suitability of screen printing as a method for printed electronics manufacturing.
|
|
|
Printed Biosensor Based on Organic Electrochemical Transistor
Omasta, Lukáš ; Mikula, Milan (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Organické elektronické zariadenia sú vyvíjané ako vhodné riešenia senzorov pre bioelektroniku, a to najmä kvôli dobrej biokompatibilite organických polovodičov v nich použitých. Takzvané biosenzory dokážu premeniť elektrochemické procesy na elektronický signál. Matrica takýchto biosenzorov môže simultánne skenovať množstvo biologických vzoriek, alebo rôznych tkanív v živých systémoch. Aktívnou súčasťou zariadenia je organický elektrochemický tranzistor (OECT). V tejto práci je diskutovaný teoretický rámec fungovania takéhoto zariadenia, jeho elektrická charakterizácia, aplikácia v biosenzoroch na báze buniek, spôsoby výroby a aktuálnym stavom techniky v oblasti organickej elektroniky. Experimentálna časť obsahuje konkrétne výrobné postupy vývoja OECT zariadení, ktoré boli použité v našom laboratóriu. Hlavný dôraz sa kladie na schopnosť vyrobených zariadení detekovať reakciu a monitorovať stimuláciu elektrogenných buniek. Za týmto účelom boli vyvinuté matice mikroelektródových OECT zariadení založených na polovodivom polyméri PEDOT:PSS. Tieto boli vyrobené s využitím bežnými tlačiarenských techník (atramentová tlač a sieťotlač) spolu so štandardnými litografickými postupmi. Najnovšie nami vyvinuté zariadenia dosahujú najväčšieho zosílením signálu, g = 2,5 mS a časovú konštantu t = 0,15 s. Tieto zariadenia sú porovnateľné, často dokonca lepšie ako niektoré iné najmodernejšie a plne litograficky pripravené senzory.
|
guest ::
