|
|
Development of Light Emitting Electroluminescent Device by Means of Material Printing
Hrabal, Michal ; Syrový,, Tomáš (oponent) ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
The topic of this thesis is development of a printed alternating current powder-based phosphor electroluminescent (ACPEL) light source. It is the only present technology suitable for fabrication of large area, flexible and patterned light sources by the means of material printing and so it represents a promising alternative to some traditional light sources. Emphasis is placed on introduction and investigation of some red brick wall problems associated with this technology. These are a limited hue of colors of emitted electroluminescent light and an operation lifetime of panels exposed to environment. The first part of this thesis is focused on identification of suitable deposition techniques and their operation conditions leading to reproducible preparation of panels followed by determination of appropriate physical parameters suitable to characterize large area light sources. Therefore relevant coating and printing techniques are introduced along with their practical advantages and disadvantages with respect to preparation of the ACPEL panels. A photometric quantity luminance L together with electric energy consumption P was evaluated to determine driving conditions for a suitable application of ACPEL panels. The maximum luminance L = 133 cd•m2 was achieved on a blue panel driven by Upp = 500 V and f = 1000 Hz. Achieved values of power consumption per unit area are (7 ± 3) mW make the light sources based on this technology interesting for practical applications. The effect of driving conditions on stability of panels together with means to improve a long term stability of ACPEL panels is important topic this thesis deals with. Parameters L50 and L75 were established from the values of spectral irradiance. It was found that increasing the frequency has a negative effect on the long term stability of panels. A panel driven by 3 times higher frequency with the same voltage showed almost 3 times less values of L50 and L75 with the same type of lamination while a panel encapsulated by glass showed almost 7 times higher stability than the laminated panel. Optimal stability conditions were achieved when the driving frequency was set between 400 Hz and 800 Hz with robust encapsulation between two glass panels. Limited hue of colors of light emitted by ACPEL panels is one of the known problems this thesis addresses. This work investigates a promising method, an addition of a color conversion material (CCM) with suitable spectral characteristics. A derivative of diketopyrrolopyrrole (DPP) was found to be a suitable novel CCM for blue phosphor. Using this CCM a 7-times increase of spectral irradiance of a blue panel at 580 nm was easily achieved. An ease of fabrication, very low power consumption and long life time of the developed ACPEL panels together with developed possibility to modify a hue of emitted light, make them potentially ideal light sources for low-light background illumination for example in automotive industry, safety signs in public buildings, indoor decorative illumination or “branding”etc.
|
|
|
Příprava organických elektrochemických tranzistorů pro biosenzoriku
Ehlich, Jiří ; Vala, Martin (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Úkolem této je práce je popsat proces použitý při výrobě organických elektrochemických tranzistorů (OECTs) a z nich následně biosenzorů pro testování potenciálních léčiv srdečních buněk kardyomiocytů. Dále pak prozkoumat některé fyzikální vlastnosti připravených senzorů, jako adhezi jednotlivých materiálů, vodivost hotových struktur a jejich odolnost ve vodných roztocích. Jako primární technologie přípravy OECTs byl využit materiálový tisk speciálních inkoustů s elektrickými vlastnostmi na PET a PEN substrát a specifické úpravy povrchů před a po tisku. Výsledkem práce je ucelený pohled na technologii přípravy námi vytvořených biosenzorů.
|
|
|
Preparation of white-electroluminescent panel
Guricová, Patrícia ; Novák, Vítězslav (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Mikroelektrodová pole pro bioelektroniku
Bráblíková, Aneta ; Vala, Martin (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Organické elektronické biosenzory jsou vyvíjené jako vhodná zařízení, která dokážou přeměnit elektrochemické procesy uvnitř buněčné membrány na elektronický signál a umožňují sledovat aktivitu excitabilních buněk a tkání jak in vitro, tak in vivo a představují tak hodnotné doplnění k současným metodám monitorování buněčné aktivity. V rámci této práce se soustředíme na výrobu elektrofyziologických snímačů na bázi organických polovodičů tištěné metodou materiálového tisku. Aktivní součástí zařízení jsou mikroelektrodová pole (MEA), která jsou schopna nejen sledovat buněčnou aktivitu, ale rovněž dokážou buňky stimulovat elektrickými pulzy. Navržená platforma bude určená k testování cytotoxicity potenciálních léčiv, zejména na srdečních buňkách (kardiomyocytech). Experimentální část se zabývá konkrétními výrobními postupy platforem, které byly připravované v laboratoři s důrazem kladeným na biokompatibilitu a vodivost zařízení.
|
|
|
Printed Biosensor Based on Organic Electrochemical Transistor
Omasta, Lukáš ; Mikula, Milan (oponent) ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Organic electronic devices arise as a suitable solution for bioelectronics sensor development, due to the good biocompatibility of organic semiconductors. So-called biosensors can convert electrochemical processes into an electronic signal. A matrix of such biosensors can simultaneously scan a number of biological samples or tissues of the living systems. The active part of the device is an Organic Electrochemical Transistor (OECT). In this work, the theoretical background on such device and its characterization, application in cell-based biosensors, methods of fabrication together with the current state of the art in the field of organic electronics are discussed. The experimental part contains specific manufacturing procedures of OECT devices development employed. The main emphasis is given on the ability of produced devices to detect response and monitor the stimulation of electrogenic cells. To this end, microplate patterns with a multielectrode array of OECTs based on the semiconductive polymer PEDOT:PSS was developed and fabricated using conventional printing methods (inkjet printing and screen printing). Standard lithographic procedures were also employed. The latest devices with the highest achieved signal amplification of g = 2.5 mS and the time constant of t = 0.15 s were produced. These are comparable or even better than some state of the art fully lithographically prepared ones.
|
|
|
Optimalizace tisku organických elektronických struktur pro bioelektroniku
Bráblíková, Aneta ; Hrabal, Michal (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá optimalizací tisku elektronických organických struktur pro bioelektroniku. Hlavním cílem této bakalářské práce bylo provedení série pokusů navržených za účelem optimalizace polovodivých struktur PEDOT:PSS (polovodivý polymer) a dále také popis procesu technologie sítotisku, který byl využit při přípravě organických elektrochemických tranzistorů pro biosenzoriku. V teoretické části je vypracovaná rešerše zaměřená na aplikace bioelektroniky, dále jsou v teoretické části popsány tiskové technologie a vodivé inkousty vhodné pro přípravu OECTs (organic electrochemical tranzistors), včetně reologických vlastností polymerních materiálů. Hlavními aspekty pokusů, jejichž vliv byl studován, byly teplota, míchání a příměs DMSO (dimethylsulfoxid) do tiskové pasty, kde sledovanými parametry výsledného materiálu byly základní viskoelastické charakteristiky. V závěru práce byla úspěšně navržena série tranzistorů pro monitorování buněčných kultur.
|
|
|
Material printing for the preparation of sensor devices
Krnáčová, Alica ; Vošický, Libor (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Studium vlivu dielektrika na optoelektronické vlastnosti elektroluminiscenčních zařízení
Foldynová, Klára ; Novák, Vítězslav (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem možností ovlivnění optoelektrických vlastností tištěných světlo emitujících panelů, které pracují na principu elektroluminiscence buzené střídavým elektrickým polem. Cílem práce bude sledovat vliv dielektrických vlastností pojiva elektroluminiscenčního fosforu na výslednou elektroluminiscenci. V teoretické práci jsou popsané principy elektroluminiscence, vhodné materiály, metody charakterizace a přípravy panelů pomocí tiskových technik. Experimentální část zahrnuje elektrickou charakterizaci vybraných pojiv pro zjištění jejich dielektrických konstant. Následně byly formulovány tiskové pasty v různém hmotnostním poměru pojiva a elektroluminiscenčního fosforu a byly připraveny modelové světlo emitující panely. Pomocí optoelektrické charakterizace byla zjišťována změna intenzity ozáření. Bylo zjištěno, že dielektrické vlastnosti pojiva výslednou intenzitu ozáření významně ovlivňují. Bylo prokázáno, že při použití pojiva s velkou dielektrickou konstantou, je možné dosáhnout stejné intenzity ozáření pro menší množství fosforu, než v případě pojiv s menší dielektrickou konstantou. Získané poznatky mohou být využity pro zlepšení svítivosti elektroluminiscenčních panelů.
|
|
|
Material printing for the preparation of sensor devices
Krnáčová, Alica ; Vošický, Libor (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
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 (oponent) ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Organic electronic devices arise as a suitable solution for bioelectronics sensor development, due to the good biocompatibility of organic semiconductors. So-called biosensors can convert electrochemical processes into an electronic signal. A matrix of such biosensors can simultaneously scan a number of biological samples or tissues of the living systems. The active part of the device is an Organic Electrochemical Transistor (OECT). In this work, the theoretical background on such device and its characterization, application in cell-based biosensors, methods of fabrication together with the current state of the art in the field of organic electronics are discussed. The experimental part contains specific manufacturing procedures of OECT devices development employed. The main emphasis is given on the ability of produced devices to detect response and monitor the stimulation of electrogenic cells. To this end, microplate patterns with a multielectrode array of OECTs based on the semiconductive polymer PEDOT:PSS was developed and fabricated using conventional printing methods (inkjet printing and screen printing). Standard lithographic procedures were also employed. The latest devices with the highest achieved signal amplification of g = 2.5 mS and the time constant of t = 0.15 s were produced. These are comparable or even better than some state of the art fully lithographically prepared ones.
|
host ::
RSS.