Двумерная разновидность углерода с гексагональной решёткой атомарной толщины, недавно привлекла внимание как возможная альтернатива популярному материалу прозрачных электродов ITO. Графен обладает отличными электрическими, механическими и химическими характеристиками для таких приложений, он гибок и прозрачен. Но до последнего времени эффективность экранов OLED, создаваемых на их основе, была в лучшем случае такой же, как и у OLED с анодами из ITO.

В онлайновом выпуске журнала Nature Communications за 2 июня, группа корейских исследователей из института KAIST и Научно-технического университета POSTECH сообщила о разработанном ими гибком и высокоэффективном OLED с прозрачным электродом из графена, заключённого между слоями диоксида титана с одной стороны и проводящего полимера — с другой.

графеновый электрод
графеновый электрод

В описанной авторами композитной структуре синергия между слоем с высоким коэффициентом преломления (TiO2) и полимером с дырочной проводимостью и низким коэффициентом преломления увеличивает эффективную отражательную способность прозрачного электрода. В результате, достигается максимальное увеличение резонанса в оптической полости, а следовательно, улучшение эффективности и цветовой гаммы OLED. Кроме того, наличие слоя с низким коэффициентом преломления уменьшает потери от поверхностных плазмонных поляритонов — основная причина слабого излучения фотонов в OLED.

Изготовленные новым способом графеновые OLED продемонстрировали беспрецедентные в своём классе внешний квантовый выход — 40,8% и энергоэффективность — 160,3 лм/Вт. Более того, эти устройства продолжали работать столь же хорошо даже после тысячи сгибаний с радиусом кривизны 2,3 мм. Этот замечательный результат для OLED, содержащего обычно хрупкие оксидные слои, объясняется открытым корейскими учеными в TiO2 механизмом, затрудняющем развитие трещин.