Регистрация Вспомнить пароль


Органическая электроника получила люминесцентные жидкости без растворителя

20.03.2012

Писатели-фантасты, а вместе с ними и наше собственное воображение подсказывают нам, что будущее принадлежит органической электронике. Международная группа учёных под руководствомТакаши Наканиши из Национального института материаловедения (Япония) сообщает в журналеAngewandte Chemie о создании люминесцентной органической жидкости, которая наносится на нужную подложку подобно чернилам. При растворении в ней двух других красителей образуется белая светящаяся паста, которая предлагает новый путь производства таких устройств, как дисплеи большой площади и белые светоизлучающие диоды.

Слева — структура фосфоресцирующих жидкостей на основе олиго(р-фениленвинилена). Справа — белая люминесценция после добавления оранжевого и зелёного красителей, а также белый диод, полученный нанесением пасты на УФ-диод. (Илл. Takashi Nakanishi.)
Слева — структура фосфоресцирующих жидкостей на основе олиго(р-фениленвинилена). Справа — белая люминесценция после добавления оранжевого и зелёного красителей, а также белый диод, полученный нанесением пасты на УФ-диод. (Илл. Takashi Nakanishi.)

Сегодня изготовление органической электроники основано на использовании пластиковой подложки, поверх которой наносятся проводящие компоненты схемы. Самым простым и недорогим методом нанесения компонентов и проводников считается печать. Всем хорошо известны возможные области и примеры применения органической электроники. В первую очередь это, конечно, интегрированные микросхемы для полностью и по-настоящему гибких плоских дисплеев и электронной бумаги. Во-вторых, это рабочий материал самих дисплеев. (А вот AMOLED — это уже не фантастика!) Кроме того, органическая электроника могла бы пригодиться в таких приложениях, как фотовольтаика, развитие которой сдерживается сегодня экономическими трудностями организации промышленного производства (мы пока не готовы переплачивать за желание стать «зелёными»).

Производство компонентов большого размера (тех же дисплеев) требует недорогого органического покрытия, испускающего белый свет. Уже использовавшиеся жидкие растворы «красителей» легко наносились на нужную подложку, но, увы, либо не отличались устойчивостью цвета (слишком быстро выцветали), либо демонстрировали чрезвычайно слабую люминесценцию после высыхания растворителя. Для твёрдых материалов, с другой стороны, процесс производства покрытий всегда слишком сложен.

Международная научная группа под руководством Такаши Наканиши пошла другим путём. Она создала люминесцирующие органические вещества, представляющие собой при нормальных условиях жидкости, не требующие для своего использования растворителей. Электрон-активные части молекул состоят из производных полипарафенилен-винилена (PPV)(π-сопряженная цепь), что позволяет появившемуся неспаренному электрону свободно двигаться вдоль цепи с одного её конца на другой. Центральная активная часть этих молекул экранирована от взаимодействия многочисленными боковыми заместителями, характеризующимися низкой вязкостью. Это приводит к тому, что конечный продукт не способен кристаллизоваться при комнатной температуре и остаётся жидкостью.

Исследователям удалось получить жидкость, флюоресцирующую синим под УФ-освещением (это само по себе заслуживает отдельного внимания, так как синяя люминесценция — мечта любого учёного, работающего в данной области). Затем они растворили в этой свободной от растворителей жидкости красители, люминесцирующие зелёным и оранжевым. Это привело к получению стабильной и неприхотливой в использовании пасты, светящейся белым светом, причём температура люминесценции может легко подстраиваться от «холодного» синеватого до «тёплого» желтовато-белого света путём изменения соотношения компонентов в пасте. Продукт может наноситься на поверхности с использованием простой шариковой ручки — или кисточкой (валиком), если речь идёт о большой площади. Покрытие пастой коммерчески доступных УФ-диодов позволило учёным получить белые светоизлучающие диоды.

Информация с сайта  compulenta.ru