Мало сегодня найдется областей материаловедения, более модных, чем OLED, разве что нанотрубки. Так что уж использование нанотрубок в OLED’ах, а тем более, в OLET’ах – тонкопленочных светоизлучающих транзисторах – это просто писк моды.
Для начала напомним, что типичный OLET имеет структуру, похожую на структуру униполярного органического полевого транзистора (OFET), но с одним важным отличием: он работает с биполярным током, порожденным как электронами, так и дырками, которые вводятся в органический канал от источника и стока (рис. 1). Когда OLET включен, пары электрон-дырка излучательно рекомбинируют в органическом полупроводнике, что приводит к излучению света.
Важной особенностью является то, что электронно-дырочную рекомбинацию в OLET - и, следовательно, излучение света - можно модулировать, контролируя напряжение на затворе. Эта функция является привлекательной, поскольку она обещает значительно упростить конструкцию органических дисплеев с активной матрицей. Такие дисплеи обычно работают за счет взаимодействия органических светоизлучающих диодов с отдельным слоем электроники, управляющей пикселами (массив транзисторов), так что каждым пикселом можно управляться индивидуально. В противоположность этому, OLET’ы по сути сочетают в себе генерацию света и переключение на пиксельном уровне в одном устройстве, что значительно снижает сложность необходимой электроникой. OLET-технология особенно перспективна для разработки органических лазеров с электрической накачкой – а это главная цель современной органической фотоники, которой еще предстоит достичь.
С момента первой демонстрации в 2003 году OLET непрерывно развиваются, изменяются геометрия и все входящие в его состав материалы, начиная с излучающего слоя и заканчивая материалами электродов, и сегодня Rinzler с сотр. сообщают о новом прорыве, связанном с новым дизайном и новыми материалами.
OLET производства Rinzler сильно отличается от предыдущих конструкций, поскольку состоят из OLED, вставленного в вертикальный OFET (рис. 2). Устройство использует однослойные углеродные нанотрубки (УНТ) в качестве электрода источника, ITO в качестве электрода затвора и металла с низкой работой выхода в качестве электрода стока. Вертикальный OFET собирается в верхней части затвора за счет вертикально укладки источника, органических полупроводников и стока. В результате длина канала транзистора определяется толщиной активного слоя, которая может быть сделана практически сколь угодно малой. Снижая длину канала, можно непосредственно компенсировать низкую подвижность органического материала без структурирования высокого разрешения. Rinzler сообщает о создании вертикальных OLET (VOLET), излучающих красный, зеленый и синий свет, которые работают в диапазоне напряжения на затворе ± 3 В с яркостью >500 кд/м2 и в диапазоне напряжения стока от -4,9 В до -6,8 В. При яркости 500 кд/м2 исследователи измеряли эффективность красного, зеленого и синего VOLET, которая составила 12.1, 47.2 и 22.8 кд/А, соответственно, а контрастность составила около 104. Рассеиваемая мощность VOLET на базе УНТ составляет около 6.2%, что значительно ниже, чем для МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) OLET (~ 50%).
Давно ясно, что объединение технологии УНТ-электродов и органических устройств открывает целый ряд новых возможностей для органической электроники. Например, есть группы ученых, которые уже использовали УНТ-электроды для улучшения контакта в органических транзисторах р-типа, n-типа и биполярных органических транзисторах. Работа Rinzler и сотр. показывает, что в будущем следует ожидать еще более высокого уровня производительности и интеграции устройств и в области органических светоизлучающих дисплеев.
