Разработана новая технология изготовления полупрозрачных катодов для органических светодиодов с верхним излучением
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.
