Российские ученые предложили инновационный метод изготовления полупрозрачных катодов для органических светодиодов с верхним излучением (Top-Emitting OLED, TEOLED), который открывает путь к более энергоэффективным и качественным дисплеям и световым устройствам.
Преимущества новой катодной архитектуры
Работа выполнена в Лаборатории фотоники и органической электроники Центра биофотоники Института общей физики имени Прохорова (ИОФ РАН) под руководством Д.Н. Чаусова совместно с учеными ЦНИИ «ЦИКЛОН». Основой технологии стал двухслойный катод: сверхтонкий (~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 демонстрируют впечатляющие оптоэлектронные параметры:
- Оптическое пропускание около 55%
- Поверхностное сопротивление ~14,6 Ом/кв,
- Низкую шероховатость поверхности (~1,28 нм), улучшающую контакт с органическими слоями.
Это позволило создать TEOLED-устройства с излучением зеленого цвета, характеризующиеся пиковой яркостью 10 300 кд/м², пороговым напряжением 2,3 В, максимальной светоотдачей 107 лм/Вт. Доля брака снизилась до 6% против 15–18% у традиционных образцов.
Ускоренные испытания при 55°C и 50% влажности подтверждают сохранение 100% начальной яркости в течение 300 часов непрерывной работы.
Перспективы внедрения и связь с мировыми трендами
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Applied Surface Science.
Предложенная архитектура решает давнюю проблему баланса между прозрачностью катода, его проводимостью и эффективной инжекцией электронов — ключевых параметров для TEOLED-устройств. Новая технология демонстрирует многократно (в десятки раз) повышенную энергоэффективность по сравнению с традиционными серебристо-магниевыми катодами и совместимость с промышленными методами производства.
Это согласуется с международными трендами в развитии органических оптоэлектронных устройств. В смежных исследованиях ученые также улучшают OLED-технологии, снижая рабочие напряжения и повышая эффективность.
OLED-технологии широко применяются в современных экранах смартфонов, компьютеров и телевизоров благодаря яркости и энергоэффективности. Тонкие прозрачные проводники и катоды — ключевой элемент для дисплеев будущего, поскольку они позволяют расширить области применения устройств, создавать гибкие прозрачные экраны.
Недавно мы сообщили, что российские физики разработали уникальные золотые пленки для электроники.
