Ученые из России создали полупрозрачные катоды для органических светодиодов TEOLED, обладающие рекордными показателями, улучшенной стабильностью и возможностью массового производства.
Российские исследователи предложили новый метод создания полупрозрачных катодов для органических светодиодов с верхним излучением (Top-Emitting OLED, TEOLED), который открывает перспективы для более энергоэффективных и качественных дисплеев и световых приборов.
Преимущества новой катодной архитектуры
Работа была выполнена в Лаборатории фотоники и органической электроники Центра биофотоники Института общей физики имени Прохорова (ИОФ РАН) под руководством Д.Н. Чаусова в сотрудничестве с учеными ЦНИИ «ЦИКЛОН». Основой технологии стал двухслойный катод: ультратонкий (~1 нм) сплав магния и серебра (Mg:Ag) с нанесенным сверху слоем чистого серебра (Ag) толщиной 9 нм. Первый слой обеспечивает низкую работу выхода электронов и минимальные оптические потери, второй — высокую проводимость и механическую прочность.
Новые катоды показывают выдающиеся оптоэлектронные характеристики:
- Оптическое пропускание около 55%
- Поверхностное сопротивление ~14,6 Ом/кв,
- Низкую шероховатость поверхности (~1,28 нм), что улучшает контакт с органическими слоями.
Это позволило создать TEOLED-устройства с зеленым излучением, характеризующиеся пиковой яркостью 10 300 кд/м², пороговым напряжением 2,3 В и максимальной светоотдачей 107 лм/Вт. Доля брака снизилась до 6% по сравнению с 15–18% у стандартных образцов.
Ускоренные испытания при 55°C и 50% влажности подтверждают сохранение 100% начальной яркости на протяжении 300 часов непрерывной работы.
Перспективы внедрения и связь с мировыми трендами
Статья с результатами исследования была опубликована в журнале Applied Surface Science.
Предложенная архитектура решает давнюю задачу баланса между прозрачностью катода, его проводимостью и эффективной инжекцией электронов — ключевых характеристик для TEOLED-устройств. Новая технология демонстрирует многократное (в десятки раз) увеличение энергоэффективности по сравнению с традиционными серебристо-магниевыми катодами и совместимость с промышленными производственными методами.
Это соответствует международным трендам в области развития органических оптоэлектронных устройств. В смежных исследованиях также ведется работа над улучшением OLED-технологий, снижением рабочих напряжений и повышением эффективности.
OLED-технологии широко используются в современных экранах смартфонов, компьютеров и телевизоров благодаря своей яркости и энергоэффективности. Тонкие прозрачные проводники и катоды являются ключевыми элементами для дисплеев будущего, поскольку они позволяют расширить области применения устройств и создавать гибкие прозрачные экраны.
Фото: hi-tech.mail.ru