Органическая электроника на более гибких дисплеях

В исследовательском центре японского университета Косю разработали простой способ настройки органических светодиодов (OLED) с одновременным увеличением эмиссионной эффективности. Разработка может привести к появлению более производительной органической электроники, которая быстро бы настраивалась под изменяющиеся внешние условия.

 

Для оптимальной функциональности активные материалы внутри электронного устройства должны быть настроены максимально точно. Органическая электроника, такая как OLED, и органические солнечные элементы имеют немалые перспективы в области разработки дешевой, гибкой и прозрачной электроники. Однако имеют один недостаток – их крайне тяжело настраивать и кустомизировать, если появляется в этом необходимость.

 

Электрические свойства материала частично основываются на том, каким образом пары заряженных частиц – отрицательных электронов и положительных «электронных скважин» - собираются вместе. В большинстве полупроводников эти пары находятся отдельно, но внутри органического материала они становятся частью одной органической молекулы, что значительно усложняет работу с ними (их настройку). К примеру, три различных светодиодных молекулы необходимо спроектировать таким образом, чтобы излучать красный, зеленый и синий свет.

 

В настоящий момент японские ученые обнаружили, что они могут управлять электрическими характеристиками OLED-устройств, вводя небольшую прокладку между двумя основными слоями полупроводников.

 

Слой отделяет участок органического полупроводника с избытком отрицательных зарядов (донорский слой) от участка с избыточными положительными зарядами (акцепторный слой). С помощью толщины прокладки осуществляется управление взаимодействия между этими двумя слоями. Вместо одной молекулы полярные заряды теперь размещаются в двух отдельных молекулах по обе стороны прокладки, что известно еще как «эксиплекс».

 

Профессор Наконатани говорит: «За счет увеличения толщины прокладки между донором и акцептором мы могли бы уменьшить силу притяжения между скважиной и электроном в эксиплексе, и тем самым значительно повлиять на энергию эксиплексов, их продолжительность жизни, цвет излучения и коэффициент полезного действия».

 

5-нанометровая прокладка в OLED-устройствах повышает световую эффективность почти в восемь раз и изменяет цвета от оранжевого до желтовато-зеленого.

 

Ученые также предположили, что могли бы использовать 10-нанометровый слой прокладки (значительная толщина на молекулярном уровне) для дальнейшего изучения, как экситоны поведут себя, и как измениться дизайн будущей органической электроники.

 

Этот прогресс считается следующей ступенькой  в развитии новых типов органических устройств, с возможностью внешнего управления без разделительных прокладок.