Группа учёных под руководством доктора Янь Шао (Yan Shao) из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara) создала гибридные полимерные световые элементы, которые стоят дешевле, работают дольше и при той же яркости более эффективны, чем обычные светодиоды (LED).
Собственно, новая технологическая разработка не что иное, как хорошо подобранная "смесь" обычных светодиодов и так называемых электрохимических светодиодов LEC (light emitting electrochemical cell).
Электрохимические светодиоды представляют собой "устройства", состоящие из полимерной смеси, которая располагается между двумя электродами, один из которых обычно прозрачный (чаще всего для этих целей используется оксид индия и олова — ITO).
Полимерная смесь состоит, в свою очередь, из слоя люминисцентного полимера, соли и ещё одного полимера проводящего ионы.
И у обычных, и у электрохимических светодиодов есть свои достоинства и недостатки. Шао решил посмотреть, что будет, если "скрестить" LED и LEC. Недостатки LEC: короткий срок службы, большая инерционность (ионы в LEC двигаются медленнее электронов в LED) и, как следствие, медленное "включение". Недостатки LED: не самые хорошие свойства материалов катода и промежуточных слоёв между металлом и светоизлучающим веществом.
В своей статье, опубликованной в журнале Advanced Materials, авторы подробно рассказывают о создании гибридного светоизлучающего элемента. В качестве люминисцентной смеси использовался раствор метилтриоктиламмоний трифлуорометансульфоната (2 весовых процента) в полипарафениленвинилене, катодом стал слой бария толщиной в 5 нанометров.
Химики впервые демонстрируют, что их органические LEC обладают большим сроком службы даже в сравнении с органическими светодиодами (OLED). При этом напряжение включения и рабочее напряжение имеют очень низкие значения.
Преимуществом таких элементов над LED также является возможность "печати" плёнок большой площади (в сравнении со сборкой LED из деталей). Соответственно получающиеся "лампочки" будут обходиться дешевле. Кроме того, с годами они почти не тускнеют, в отличие от LED.
Процессы, происходящие при включение элемента в сеть, учёные описывают так: светоизлучающий слой поначалу светит за счёт "пробегающих" электронов бария, затем (примерно через 20 минут) приходит очередь более медленных ионов соли. Таким образом, до перехода гибридный элемент работает как LED, а потом как LEC.
Конечно, использование таких металлов, как барий, несколько усложняет производство подобных источников света, но всё же создавать их будет проще, чем обычные светодиоды, утверждают изобретатели.
Учёные считают, что данная разработка может быть использована в создании дешёвых плоских дисплеев высокого разрешения, а также различных осветительных приборов.
|
