Новости химической науки > Созданы эффективные гибкие органические светодиоды

Исследователи из Канады создали органические светоизлучающие диоды (ОСИД), размещенные на гибких полимерных подложках, сохраняющие высокую эффективность своих негибких аналогов. Результаты работы могут стать базой для качественного скачка в создании гибких дисплеев.

a – схема устройства ОСИД, размещенного на дешевой гибкой полимерной подложке и снабженного металлическими электродами; b схематическая диаграмма энергетических уровней оптимизированной конструкции ОСИД; c фотография работающего ОСИД с большой рабочей площадью (50 мм × 50 мм). (Рисунок из Nat. Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2011.259)

Органические светоизлучающие диоды отличаются рядом преимуществ по сравнению со своими неорганическими аналогами. Например, в отличие от обычных светоизлучающих диодов, органические светоизлучающие диоды не содержат токсичных тяжелых элементов, например – мышьяка, применение которых в электронике на законодательном уровне ограничено или запрещено в ряде стран. Другие преимущество органических светоизлучающих диодов – их аморфность, позволяющая придавать им различную форму. Наиболее перспективно нанесение органических светоизлучающих диодов на гибкую полимерную подложку – такой подход может оказаться полезным для создания компьютерных дисплеев, которые можно свернуть в рулон или светоизлучающих обоев.

Однако благодаря строению органических светоизлучающих диодов большое количество излучаемого ими света ими же и поглощается, что приводит к их низкой эффективности (КПД большинства ОСИД составляет 20-30%). Известным способом решения этой проблемы является нанесение светоизлучающих устройств на поверхность с высокой отражательной способностью, например – на стекле. Однако, поскольку стекло не является гибким материалом, эффективность гибких органических светоизлучающих диодов до настоящего времени оставляет желать лучшего.

Майклу Хиландеру (Michael Helander) из Университета Торонто нашел способ размещать органические светоизлучающие диоды на гибких поверхностях, сохраняя и даже увеличивая их эффективность. Вместо того чтобы непосредственно наносить ОСИД на светоотражающую подложку исследователи создали трехслойную систему, включающую в себя гибкую подложку, светоизлучающий диод, а между ними – ультратонкий светоотражающий слой, способный изгибаться одновременно со всей системой. Этот светоотражающий слой, представляющий собой слой пентоксида тантала (Ta₂O₅) толщиной 50-100 нм позволяет увеличить светоизлучающую эффективность новой системы до 63% (по зеленому свету).

Мишель Муччини (Michele Muccini), эксперт по органическим светоизлучающим диодам, отмечает, что достижение Хиландера имеет огромное значение для развития органической оптоэлектроники, добавляя, однако что стоимость технологии напыления слоя Ta₂O₅ может стать проблемой для массового производства дешевых гибких органических светоизлучающих диодов – желательно найти более дешевую альтернативу оксиду тантала.

Хиландер признает это, заявляя, что до появления новой технологии на рынке может пройти от трех до пяти лет. В дальнейших планов исследователей масштабирование процесса и методики для перехода от производства лабораторных прототипов гибких ОСИД площадью несколько квадратных сантиметров до оптоэлектронных устройств, площадь которых бы составляла несколько квадратных метров.

Источник: Nat. Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2011.259

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров