Органические светодиоды в «наноиндустрии»
Нанотрубки для OLED. LED на основе полимеров можно использовать для создания относительно недорогих легких гибких дисплеев. К сожалению, гибкость OLED ограничивает проводящий оксид индий-олова ITO, который используется в традиционных LED в качестве анода. Выход из ситуации был найден в использовании углеродных нанотрубок (УНТ) в качестве анода. Стоит отметить, что нанотрубки демонстрируют отличные механические свойства, что несомненно улучшает показатели гибкости OLED.
Ученые из Калифорнийского университета изучили возможность использования одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) не только в качестве анода, но и катода OLED. При этом, однако, пришлось немного отступить от концепции традиционного OLED и использовать полимерную светоизлучающую электрохимическую ячейку (PLEC). PLEC состоит из светоизлучающего полимера, электролита и lithium trifluoromethane sulfonate (LiTf)) в пропорции 20:10:1 в растворе тетрагидрофурана (tetrahydrofuran). Кратко принцип ее действия можно описать так. При приложении напряжения ионы противоположного знака устремляются к соответствующим электродам, таким образом, по прошествии некоторого времени со стороны анода полимер оказывается "допированным" полимером p-типа, а со стороны катода - полимером n-типа. В центре наблюдается нейтральная область. Таким образом, получается структура p-i-n, и при приложенном напряжении PLEC люминесцируют.
В данной работе электроды из нанотрубок изготовили по стандартной технологии. Для этого ОУНТ предварительно промыли в водном растворе додецилсульфата натрия (sodium dodecylsulfonate), подвергли воздействию ультразвука и пропустили через фильтр из пористого алюминия. Отфильтрованную массу из нанотрубок перенесли на полиэстеровую подложку (PET), а на готовый электрод методом центрифугирования нанесли слой активного полимера. Полученные пленки при температуре 120 С заламинировали в структуру, показанную на рис. При этом все технологические операции выполнялись в атмосфере азота при низкой влажности и низком содержании кислорода.
Синие PLEC выявили хорошие электролюминесцентные характеристики: низкое напряжение включения (3,8 В), эффективность 2,2 кд/A при яркости 480 кд/м2, яркость 1400 кд/м2 при 10 В. Все устройства оказались очень гибкими, их можно сворачивать в трубки до 5 мм в диаметре без видимых повреждений. К сожалению, при этом деградируют люминесцентные свойства PLEC. После 50 циклов сворачивания-разворачивания характеристики ухудшились до напряжения включения 4,7 В, яркости 870 кд/м2, и максимальной эффективности 0,8 кд/А при 980 кд/м2. Дальнейшие исследования будут направлены на улучшение стабильности характеристик PLEC при деформации.
Светодиод с высокой квантовой эффективностью. О создании необычной разновидности органического светодиода (OLED) объявили Гассан Джабур (Ghassan Jabbour) и Цзянь Ли (Jian Li) из университета Аризоны (Arizona State University). Новый тип OLED откроет путь к изготовлению эффективных систем освещения.
Диод, который придумала научная группа под руководством Джабура и Ли, называется "Белый фосфоресцентный органический светодиод, базируемый на эксимерах" (Excimer-Based White Phosphorescent Organic Light-Emitting Diode). Поясним, эксимеры - это разновидность возбуждённых молекулярных комплексов.
Разработчики необычного OLED пишут, что высокой эффективности им удалось добиться путём сочетания специально подобранных мономеров и эксимеров, внедрённых в новый базовый материал, а также - оптимизации конструкции диода с точки зрения распределения зарядов. В результате удалось, как сообщают исследователи, "впервые продемонстрировать почти 100% внутреннюю квантовую эффективность белого OLED" (подробнее - в пресс-релиз университета и статье авторов работы в журнале Advanced Materials).
Авторы этой исследовательской работы утверждают, что светодиоды на эксимерах с подобранными ими материалами и архитектурой, можно производить в массовом порядке и сравнительно недорого.