Научные сотрудники лаборатории фотоники
и органической электроники Центра биофотоники Института общей физики им. А.М.
Прохорова РАН под руководством Д.Н. Чаусова и специалистами ЦНИИ «ЦИКЛОН»
предложили инновационную технологию изготовления полупрозрачных катодов для
органических светодиодов с верхним излучением (TEOLED). Работа опубликована в
журнале Applied Surface Science.
В её основе лежит двухслойная структура, состоящая
из сверхтонкого (1 нм) слоя сплава магния и серебра (Mg:Ag) и нанесённого
поверх него 9-нанометрового слоя чистого серебра (Ag). Первый слой обеспечивает
низкую работу выхода для эффективной инжекции электронов и минимизацию
поглощения света, а второй — высокую электропроводность и механическую
стабильность катодной плёнки.
Разработанные катоды обладают выдающимися
оптоэлектронными характеристиками: коэффициент оптического пропускания составил
0,55 ± 0,04, а поверхностное сопротивление — 14,6 Ом/кв, что соответствует
высокому значению общепринятого интегрального показателя качества 0,42 ± 0,04
(Ом/кв)-0,1. Данные рентгеноструктурного анализа, атомно-силовой и
просвечивающей электронной микроскопии подтвердили однородность и низкую
шероховатость (~1,28 нм) поверхности нового катода, что позволило улучшить
электрический контакт с органическими слоями и повысить общую надёжность
устройства.
TEOLED-устройства с зелёным излучением на основе
новой катодной структуры продемонстрировали рекордные параметры: пиковая
яркость — 10 300 кд/м², пороговое напряжение — 2,3 В, максимальная светоотдача
— 107 лм/Вт. При этом доля брака сократилась до 6 % (против 15–18 % у
традиционных аналогов) и, при этом, в ходе ускоренных испытаний на стабильность
(55 °C, 50 % влажности) устройства сохранили 100 % начальной яркости в течение
более 300 часов непрерывной работы.
Структура разработанного TEOLED
устройства с Mg:Ag/Ag катодом и излучение изготовленного устройства при
напряжении 6 В
Предложенная сотрудниками Лаборатории фотоники и
органической электроники ИОФ РАН структура успешно решает классическую проблему
поиска баланса между прозрачностью, проводимостью и эффективностью инжекции
электронов в топ-эмитирующих (TEOLED) устройствах. Разработанная катодная
архитектура не только превосходит существующие аналоги — в частности,
традиционные Mg:Ag-катоды — по ключевым характеристикам, демонстрируя
десятикратный рост энергоэффективности, но и легко адаптируется для
многосерийного производства, отвечая требованиям современной микроэлектронной
промышленности.
Работа получила признание на международном уровне: о
ней сообщило ведущее отраслевое издание OLED-Info,
подчёркивая её потенциал для создания конкурентоспособных Micro-OLED-дисплеев с
высоким качеством изображения и повышенной энергоэффективностью.
Источник: ИОФ
РАН.