По данным международных исследований, ожидается, что в течение ближайших пяти лет среднегодовой темп роста рынка OLED-микродисплеев составит 27,69%. Однако в России большой объем занимают импортные товары, в то время как отечественные технологии устарели и требуют замены на более современные аналоги.
Органические светоизлучающие светодиоды (OLED) – одни из наиболее перспективных типов электролюминесцентных тонкопленочных устройств, использование которых открывает новые горизонты в создании эффективных и экономичных источников света и дисплеев на их основе. OLED основаны на применении органических полупроводниковых материалов, что позволяет создавать устройства, отличающиеся низким рабочем напряжением, быстрым откликом, высокой яркостью и высоким качеством цветопередачи, а также возможностью достижения механической гибкости и даже полупрозрачности (при использовании гибких и/или прозрачных подложек).
Команда исследователей из ИСПМ РАН, которая ранее неоднократно проводила тематические исследования по грантам РНФ, взяла на себя амбициозную задачу по поиску и разработке способов синтеза новых более оптимальных по своим свойствам органических полупроводниковых материалов для OLED-структур российской компании АО «ЦНИИ «Циклон».
Химическая реакция анализируется в гельпроникающем хроматографе. Источник: Юлия Исаева, ИСПМ РАН
Междисциплинарный коллектив из химиков и физиков использует комбинацию теоретических и экспериментальных подходов, что позволит взглянуть на проблемы комплексно и предложить наиболее перспективные пути их решения. Ученые рассчитывают получить серию экспериментальных образцов новых органических полупроводниковых материалов высокой чистоты, изучить их оптические и электрохимические свойства. Соисполнитель и заказчик технологического предложения проведет исследование OLED-структур на основе экспериментальных образцов органических полупроводниковых материалов. Наиболее перспективные материалы можно будет производить малотоннажными партиями.
Основной акцент в исследованиях ученые планируют сделать на разработке новых зарядово-транспортных материалов и излучающих материалов (эмитеров) третьего поколения. Их принцип работы основан на эффекте термически-активированной замедленной флуоресценции (time-delayed fluorescence, TADF), когда молекулы органических соединений испускают свет с задержкой после первоначального поглощения энергии. Таким образом, аналогично материалам второго поколения, представляющие собой фосфоресцентные металлокомплексы на основе благородных металлов (иридия или платины), эмитеры третьего поколения могут достигать теоретически 100% эффективности свечения. Преимуществами материалов станут их доступность и гибкость в настройке оптоэлектронных и спектральных характеристик материалов, за счет которых можно улучшить выходные параметры OLED-структур.
Владислав Константинов, младший научный сотрудник лаборатории фото- и электрофизики органических полупроводников. Елизавета Папковская, ИСПМ РАН
Структуры органических светодиодов и микродисплеи на их основе важны в целом ряде отечественных технологических цепочек, поэтому локализация разработки новых материалов, освоение технологии их синтеза и очистки, и последующее внедрение в производство будут необходимы для решения национальных технологических задач. В частности, создается задел для масштабирования российской OLED технологии на производство современных средне- и крупноформатных дисплеев.
Руководитель проекта – Юрий Лупоносов, доктор химических наук, Институт синтетических полимерных материалов им. Н. С. Ениколопова РАН
Заказчик - АО «ЦНИИ «Циклон»
Прикладной проект «Разработка нового поколения отечественных органических полупроводниковых материалов и технологий их синтеза для органических светодиодных дисплейных технологий» (№ 23-91-06206) поддержан грантом Российского научного фонда.
Карточка фундаментального проекта: https://rscf.ru/project/19-73-10198/
