Задание 5. Исследование люминесцентных структур на основе органических материалов
Достигнутый в последнее время прогресс в области разработки сверхъярких полупроводниковых структур для СИД и ЛД видимого диапазона спектра с уровнем светоотдачи, согласующийся с данными долгосрочного прогнозирования, стимулировал резкое расширение круга возможных применений этого класса приборов, в первую очередь, в системах визуального отображения информации коллективного пользования, требующих большой силы света (>1 кд) при умеренном токе (20 мА).
В значительной степени этот прогресс был обусловлен технологическим прорывом в синтезе структур нитрида галлия и его твердых растворов. СИД на основе этих материалов обеспечивают яркость электролюминесценции (ЭЛ) В>104 кд/м2. Однако стоимость дискретных СИД на основе этих материалов по-прежнему остается достаточно высокой, что затрудняет их применение в экономичных системах отображения информации индивидуального и группового пользования.
Вместе с тем указанные типы систем представляют большой интерес, так как актуальной остается проблема разработки экономичной технологии нового поколения плоских многоэлементных экранов с высоким разрешением и малым энергопотреблением с использованием альтернативных жидким кристаллам (ЖК) оптоэлектронных сред. В связи с этим в настоящее время интенсивно исследуется возможность применения в качестве таких альтернативных сред электролюминесцентных структур на основе органических материалов.
Широкое использование соединений А3В5 и А2В6 обусловлено как высокой эффективностью оптических процессов в этих материалах, так и широким диапазоном изменения их свойств.
Оптические характеристики
В качестве одного из возможных вариантов для реализации СИД синего цвета свечения могут быть использованы структуры, которые содержат последовательно сформированные на стеклянной подложке слой нижнего прозрачного электрода на основе окиси индия-олова, слой переноса дырок толщиной 50—100 нм на основе политрифениламина (РТА), активный люминесцентный слой толщиной 25-50 нм на основе новой производной 1,2,4- триазола, слой верхнего контакта на основе Mg:Ag.
Рис.3.1
Спектры фотолюминесценции структуры
на основе органических материалов при
слабом статическом возбуждении УФ-лампой
с энергетической освещённостью 1 (кривые
1, 2) и 10 мВт/см2 (кривые 3,4) и температуре
300 (кривые 1, 3), 150 (кривая 2) и 370 К (кривая
4). На вставке приведены спектры оптического
поглощения DA - BuTAz (кривая 5) и РТА (кривая
6)
Гибридные полимерно-твердотельные сид
По многим оптическим характеристикам (включая высокую эффективность излучательной рекомбинации, особенности спектров люминесценции) органические полупроводники являются своего рода аналогами твердых растворов InGaN. При этом комбинация обоих типов материалов в одном гибридном приборе может приводить к расширению его функциональных возможностей. Использование этого подхода и привело к разработке гибридных полимерно-твердотельных СИД. Приборы этого типа способны обеспечить реализацию широкой цветовой гаммы электролюминесценции за счет возбуждения собственной фотолюминесценции в органическом люминофоре излучением твердотельного кристалла на основе широкозонных нитридов. При этом в качестве источника первичного излучения могут быть использованы кристаллы СИД как на основе квантово-размерных гетероструктур твердых растворов InGaN, так и на основе гомоструктур GaN.