Российские ученые создали органический материал, который способен излучать свет и проводить заряды. Новую разработку в перспективе можно использовать при создании дешевых дисплеев высокого качества. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
OLED-дисплеи сегодня используются в телевизорах, компьютерах, ноутбуках, в концертных и спортивных залах. Их широкое использование обусловлено большой яркостью и контрастностью. Однако их матрица состоит из множества светодиодов, включением и выключением каждого из которых управляет отдельный транзистор, передавая в излучатели электрический ток. Огромное количество таких цепочек усложняет производство матрицы, поэтому ученые занимаются созданием светотранзисторов, которые могут излучать свет и проводить ток одновременно.
Сложность в создании светотранзисторов заключается в том, что два этих свойства очень сложно объединить в материале. Чтобы вещество хорошо проводило заряды, нужно, чтобы молекулы находились близко друг к другу, но при плотном расположении ухудшается качество люминесценции.
Исследователи из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова, Института синтетических полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова (Москва) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова в поисках решения этой проблемы взяли за основу фуран-фениленовые со-олигомеры, которые имеют цепочки ароматических колец из атомов углерода, кислорода и водорода. По ранним исследованиям известно, что фуран-фенилены излучают яркий свет, имеют хорошую растворимость и молекулярную жесткость. Однако эти органические вещества не могут проводить отрицательные заряды. Химики решили выборочно заменить атомы водорода на атомы фтора, так как этот элемент сильнее прочих притягивает электроны соседних атомов.
Молекулы с фтором были гораздо стабильнее к окислению, чем изначальные фуран-фенилены. Их электронная структура гораздо энергетически выгоднее. Ученые исследовали свойства полученных кристаллов и тонких пленок. Некоторые образцы, в которых молекулы создавали «туннели» для движения положительных и отрицательных зарядов, были использованы для изготовления светотранзисторов на основе тонких пленок. Генерация света составляла 0,6% — это уровень лучших разработок в мире.
«Наше исследование позволило получить уникальные молекулы, сочетающие способности к эффективной фото- и электролюминесценции и транспорту заряда. Материалы на их основе позволят создать светотранзисторы для современных дисплеев и других светоизлучающих устройств, что удешевит их производство, повысит надежность и, возможно, позволит найти новые применения для устройств органической электроники», — рассказывает Максим Казанцев, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат химических наук, заведующий лабораторией органической электроники НИОХ СО РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
