Прозрачные электроды на основе оксида индия (ITO) применяются в плоских экранах и фотоэлектронных устройствах уже несколько десятилетий, и примерно столько же ученые ищут адекватную замену этому материалу. Ограниченные запасы индия ведут к увеличению его стоимости особенно в условиях роста объемов выпуска экранов для массовых портативных устройств. Министерство энергетики США в своих оценках доступности материалов, используемых в «чистой» энергетике, определило статус индия, как «близкий к критическому».

«Немного материалов являются одновременно электропроводными и прозрачными, — комментирует Джозеф Шинар (Joseph Shinar), старший научный сотрудник национальной лаборатории Ames (штат Айова). — 100% коммерческих дисплеев в мире используют прозрачные электроды на основе ITO».

В отличие от большинства исследований в этом направлении, сосредоточенных на поиске альтернативных металл-оксидов, в Ames Laboratory разработали технологию применения проводящего полимера, название которого в сокращенном виде звучит как PEDOT:PSS. Этот материал известен уже примерно полтора десятка лет, но, до недавнего, его электропроводность и прозрачность были недостаточны, чтобы позволить претендовать на место замены ITO.

Создав в полимере многослойную структуру и подвергнув его особой обработке, ученые смогли изготовить с применением PEDOT:PSS органический диод (OLED), имеющий значительно улучшенные характеристики.

По информации в статье для Advanced Materials, полимерное устройство оказалось на 44% эффективнее аналога с анодом ITO — наилучший из достигнутых когда-либо результатов. Компьютерное моделирование подтвердило, что улучшение рабочих характеристик обусловлено, главным образом, из-за различием в оптических свойствах ITO и PEDOT:PSS.

Другим полезным отличием PEDOT:PSS от ITO является гибкость. Металл-оксид — это по сути керамика, и свойственная ей хрупкость до сих пор нивелировала важное преимущество OLED-устройств: то, что их, в отличие от обычных светодиодов, можно создавать гибкими, на пластиковой основе.

Авторы статьи заявляют, что внедрение их процессов сделает OLED-технологии более доступными для массового потребителя. В частности, это позволит в ближайшем будущем значительно снизить себестоимость OLED-телевизоров, приобретающих все большую популярность.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365