Vedci odomkli ultraúčinné flexibilné obrazovkové displeje pomocou grafénu a oxidu titaničitého

```html Autori: Jaeho Lee Tae-Hee Han Min-Ho Park Dae Yool Jung Jeongmin Seo Hong-Kyu Seo Hyunsu Cho Eunhye Kim Jin Chung Sung-Yool Choi Taek-Soo Kim Tae-Woo Lee Seunghyup Yoo Abstrakt Organické svetelné diódy (OLED) založené na graféne sa v poslednej dobe objavili ako kľúčový prvok nevyhnutný v displejoch a osvetlení novej generácie, hlavne vďaka ich potenciálu pre vysoko flexibilné zdroje svetla. Ich účinnosť však bola v najlepšom prípade podobná účinnosti konvenčných náprotivkov na báze oxidu india a cínu. Tu navrhujeme ideálnu štruktúru elektród založenú na synergickom vzájomnom pôsobení vrstiev TiO2 s vysokým indexom lomu a vrstiev na vstrekovanie dier s nízkym indexom lomu, ktoré obklopujú grafénové elektródy, čo vedie k ideálnej situácii, kde je zosilnenie rezonanciou dutiny maximalizované, zatiaľ čo strata na povrchovom plazmónovom polartóne je minimalizovaná. Navrhovaný prístup vedie k OLED s ultra vysokou externou kvantovou účinnosťou 40,8 a 62,1 % (64,7 a 103 % s polguľovou šošovkou) pre jednovrstvové a viacvrstvové zariadenia, resp. OLEDy vyrobené na plastoch s týmito elektródami sú opakovane ohýbateľné s polomerom 2,3 mm, čiastočne vďaka vrstvám TiO2, ktoré odolávajú ohybovému namáhaniu až do 4 % prostredníctvom kalenie odklonom trhlín. Úvod Výhody formového faktora, ako je flexibilita a rozťažnosť, prilákali organické svetelné diódy (OLED) k veľkej pozornosti pre použitie v nových zariadeniach, ako sú nositeľné, rolovacie alebo skladacie displeje, ktoré vyžadujú mobilitu, deformovateľnosť a/alebo roztiahnuteľnosť [1, 2]. Plné realizovanie takéhoto potenciálu je však netriviálne a vyžaduje si značné úsilie v rôznych aspektoch, ako je vývoj technológií tenkovrstvových tranzistorov pri nízkych teplotách a/alebo flexibilných zapuzdrení [3]. Ďalším dôležitým aspektom, ktorý treba zvážiť pre vysoko flexibilné displeje, je nájdenie priehľadných elektród (TE), ktoré môžu nahradiť elektródy z oxidu india a cínu (ITO), ktoré sa typicky vyznačujú obmedzenou flexibilitou a potenciálnymi nákladovými problémami spojenými s vysokým dopytom a/alebo nestabilnou ponukou [4]. V tomto ohľade bolo pre OLED navrhnutých niekoľko druhov flexibilných priehľadných elektród, ako sú kovové nanodrôty, materiály na báze uhlíka (napríklad uhlíkové nanorúrky alebo grafén) a kovové mriežky v spojení s inými typmi TE [4-9]. Spomedzi nich je grafén – atómovo tenká vrstva uhlíkových atómov s sp2 hybridizáciou – považovaný za sľubný, pretože sa očakáva, že jedinečná kombinácia jeho inherentnej tenkosti a vynikajúcich elektrických vlastností umožní ideálne priehľadné elektródy, ktoré majú nízku alebo žiadnu optickú hmlu, hladkú povrchovú topológiu zabraňujúcu elektrickým skratom a degradácii spôsobenej drsnosťou, vysokú priepustnosť, nízky plošný odpor a vysoký stupeň flexibility zároveň [10, 11]. Nedávno bola demonštrovaná jednoduchá príprava vysokokvalitného grafénu na veľkých plastových substrátoch pre priehľadné elektródy pomocou metód kompatibilných s hromadnou výrobou zo strany priemyslu, čo dokazuje ich praktickú životaschopnosť [11, 12]. Zistilo sa, že jednovrstvový grafén (SLG) aj viacvrstvový grafén (MLG) majú dostatočný výkon pre TE v OLED [13, 14]. Zvlášť účinné OLEDy založené na graféne boli dosiahnuté s pomocou vrstiev na vstrekovanie dier (HIL), ktoré sa používajú na prekonanie ich relatívne nízkej výstupnej práce, ktorá je známa okolo 4,5 eV. Tieto vstrekovacie vrstvy zahŕňajú vodivé polyméry s gradientnými elektronickými vlastnosťami nazývané samousporiadaná gradientná HIL (GraHIL) [13] a tenké medzivrstvy MoO3 v spojení s vodivými polymérmi poly(3,4-etyléndioxytiofén):polystyrénsulfonát (PEDOT:PSS) [14]. Napriek tomu boli energetická účinnosť a externá kvantová účinnosť (EQE) týchto najmodernejších OLEDov založených na graféne stále na úrovni OLEDov založených na ITO, pokiaľ nebola použitá objemná polguľová šošovka na zosilnenie odvodu svetla [14]. Zabezpečenie najvyššej možnej účinnosti je obzvlášť dôležité pre flexibilné displeje aplikované na vysoko prenosné alebo nositeľné aplikácie, pretože sa často musia spoliehať na batérie s pomerne obmedzenou energetickou kapacitou z dôvodu obmedzení veľkosti, hmotnosti alebo formových faktorov. To si vyžaduje vývoj architektoniky zariadenia, ktorá môže maximalizovať účinnosť OLEDov založených na graféne. Kľúčovou výzvou je vyvinúť štruktúru alebo metodiku, ktorá odomkne ich plný optický potenciál a zároveň čo najviac zachová výhody grafénu vo formových faktoroch. Na tento účel tu skúmame jednoduchú architektoniku elektród založenú na vrstvách TiO2 s vysokým indexom lomu a HIL s nízkym indexom lomu, ktoré obklopujú grafénové elektródy. S optickým dizajnom, ktorý plne využíva synergickú spoluprácu medzi vysoko a nízko indexovými vrstvami, ktoré riadia zosilnenie rezonancie dutiny a stratu na povrchový plazmónový polartón (SPP), navrhnuté OLEDy založené na graféne vykazujú ultra vysokú EQE, ktorá je bezprecedentná u tých, ktoré používajú grafén ako priehľadnú elektródu. Okrem toho sa odhalila neobvykle vysoká odolnosť TiO2 voči ohybovému namáhaniu, ktorá umožňuje plastové OLEDy, ktoré sú nielen účinné, ale aj vysoko flexibilné. Výsledky Optický návrh vysoko účinných OLEDov založených na graféne Účinnosť OLEDov je v konečnom dôsledku obmedzená konečnou účinnosťou odvodu, ktorá je typicky najviac okolo 20 % pre zariadenia s izotropnými emitermi. Spomedzi rôznych navrhnutých schém na zosilnenie odvodu [15] má metóda založená na rezonancii mikro dutiny výhody v tom, že udržiava planárnu geometriu bez použitia akýchkoľvek mikro/nano štruktúr alebo šošovkového systému, takže OLEDy z nich vyrobené nie sú vystavené elektrickým skratom a optickým artefaktom nevýhodným pre aplikácie displeja (napr. rozmazanie, difrakcia atď.) a zároveň môžu vykazovať vysoko čisté, nasýtené červené (R), zelené (G), modré (B) primárne farby so zosilnenou účinnosťou [16, 17]. S miernym, ale stále významným efektom mikro dutiny, môžu byť aj OLEDy založené na ITO optimalizované pre maximálnu účinnosť bez vzniku optickej hmlu alebo rozmazania jednoduchým nastavením hrúbky ITO vrstiev; v tejto schéme, návrh dutiny prvého rádu, 3λ/4, kde λ označuje vlnovú dĺžku, je dosiahnutý s otvoreným koncom módu dutiny umiestneným na rozhraní ITO/substrát [18, 19]. V prípade OLEDov bez ITO, založených na graféne, však grafénové elektródy nemôžu byť dostatočne hrubé na riadenie dĺžky dutiny, čo sťažuje zosilnenie účinnosti rezonančným efektom [20]. Ako alternatívne opatrenie je možné umiestniť tenkú vrstvu s vysokým indexom lomu (nH) pod grafénové vrstvy, ako je znázornené na obr. 1a, podobným spôsobom ako tenké kovové elektródy pokryté dielektrikom [17, 20-22]. Pretože svetlo môže prechádzať grafénom s malou fázovou diferenciou v dôsledku inherentnej tenkosti grafénovej elektródy, je možné 3λ/4 návrh dutiny pohodlne dosiahnuť napríklad s optickou hrúbkou organických plus vstrekovacích vrstiev a vrstvy s vysokým indexom lomu nastavenou na približne 2λ/4 a λ/4, resp. (obr. 1b). Konkrétne, "λ/4-hrubá" vysoko indexová vrstva funguje tiež ako bezkovový, dielektrický zrkadlo, ktoré umožňuje významnú odrazivosť od spodnej zostavy elektród (Rbot) pre svetlo dopadajúce z organických vrstiev, ako je možné potvrdiť v grafoch zobrazených v spodnej časti obr. 1c, d. To poskytuje OLEDom založeným na graféne príležitosti na zvýšenie ich účinnosti prostredníctvom rezonančného efektu, ktorý by inak nebol možný. Ukazuje sa, že Rbot a súvisiace zosilnenie rezonancie sa zvyšujú s nH (doplnkový obrázok 1). Vysoký index lomu je tiež prospešný z hľadiska flexibility, pretože cieľová optická hrúbka (nHdH) môže byť dosiahnutá s nízkou fyzickou hrúbkou dH, a pretože ohybom indukovaná trhlina danej vrstvy sa všeobecne tvorí pri nižšej začiatočnej deformácii s väčšou fyzickou hrúbkou [23]. Úspešná vysoko indexová vrstva v tejto schéme by teda mala mať čo najväčší nH. Okrem toho by mala byť transparentná a predovšetkým by nemala byť poškodená daným procesom prenosu grafénu. Spomedzi rôznych kandidátov je naparená vrstva TiO2 transparentná vo viditeľnom rozsahu spektra a má relatívne vysoký index lomu (n=2,5). Na rozdiel od iných vysoko indexových vrstiev, ktoré sme skúšali, vrstva TiO2 vykazuje chemickú odolnosť voči procesom prenosu grafénu, ktoré používajú rozpúšťadlo, ako je acetón alebo izopropylalkohol (IPA), čo umožňuje vytvorenie vysokokvalitnej grafénovej elektródy na jej povrchu (doplnkový obrázok 2). ( ) Schematická štruktúra zariadenia navrhovaných OLEDov. ( ) Distribúcia intenzity elektromagnetického poľa (prerušované čiary) OLEDov pod štúdiou pre ich príslušný návrh dutiny prvého rádu. Pre porovnanie je zobrazená aj distribúcia intenzity poľa pre OLED založený na graféne bez TiO2 v prípade, keď hrúbky organických vrstiev sú rovnaké ako v OLEDoch s TiO2, ale bez HIL s nízkym indexom lomu. ( , ) Vypočítaná maximálna externá kvantová účinnosť (ηEQE) OLEDov založených na graféne s podvrstvou TiO2 ako funkcia hrúbky TiO2 a organických vrstiev (dTiO2 a dorg, resp.). Prerušované čiary predstavujú kontúry pre ηEQE 10, 20, 30 alebo 40 % podľa indikácií v grafe. ( ) Bez HIL s nízkym indexom lomu; ( ) s GraHIL ako HIL s nízkym indexom lomu. V spodnej časti každého prípadu je prezentovaná odrazivosť (Rbot) od spodnej zostavy elektród (TiO2/grafén/(HIL)) ako celku ako funkcia dTiO2 pre svetlo dopadajúce z organických vrstiev. a b c d c d Je pozoruhodné, že štruktúra mikro dutiny vyššieho rádu (napríklad druhého rádu, 5λ/4 dutina) založená na hrubom organickom zoskupení môže byť tiež možná. V tejto práci však bol najprv zvolený návrh dutiny prvého rádu, pretože vedie k silnejšiemu Purcellovmu efektu a menšiemu počtu vlnovodových módov ako návrh vyššieho rádu, čo v konečnom dôsledku vedie k väčšej účinnosti odvodu a EQE [24, 25]. Pre návrh dutiny prvého rádu stále pretrvávajú výzvy, pretože ideálne umiestnenie emisnej zóny je obmedzené na prvom antinóde od rozhrania organická hmota/kov, čo sťažuje redukciu SPP módov dlhšou vzdialenosťou emitera od kovu [25, 26]. Alternatívnou metódou bežne používanou na redukciu SPP je začlenenie vnútorných vlnitých štruktúr alebo zvrásnení [27], ale tolerancia k elektrickým skratom môže byť týmito prístupmi často kompromitovaná. Metóda, ktorú tu používame, spočíva v začlenení vrstvy s nízkym indexom lomu, o ktorej sa ukázalo, že účinne redukuje SPP módy [28, 29]. Našťastie, GraHIL alebo samousporiadaná gradientná vrstva na vstrekovanie dier zložená z PEDOT:PSS a kopolyméru tetrafluóretylén-perfluór-3, 6-dioxa-4-metyl-7-okténsulfónovej kyseliny (PFI), ktorá bola predtým navrhnutá autormi a ukázala sa ako veľmi účinná pri zlepšovaní vstrekovania dier v OLEDoch založených na graféne [13], má index lomu okolo 1,42 pri λ 550 nm (doplnkový obrázok 3), čo je oveľa nižšie ako indexy lomu typických organických vrstiev (n=1,8). So synergickým vzájomným pôsobením vysoko a nízko indexových vrstiev obklopujúcich grafénové vrstvy tak môžu byť súčasne dosiahnuté zosilnenie efektu rezonancie dutiny a redukcia SPP módov, takže EQE môže byť výrazne zvýšená aj bez štruktúr na odvod svetla. predstavuje výsledky optickej simulácie založené na pokročilej klasickej elektromagnetickej teórii zhrnutej Furnom et al. [19] v celom viditeľnom rozsahu spektra a pri λ 550 nm. Formalizmus zohľadňuje Purcellov faktor, efekt orientácie dipólu a excitácie na SPP a vlnovodové módy. Komplexné začlenenie všetkých týchto faktorov sa ukazuje ako kritické pre presnú analýzu a kvantitatívny návrh, pretože podhodnotenie alebo nadhodnotenie môže nastať pri použití zjednodušeného prístupu, ktorý nezohľadňuje jeden alebo viacero z týchto efektov (pozri doplnkový obrázok 4; doplnková tabuľka 1 a doplnková poznámka 1 pre príklady). Výsledky naznačujú, že použitie GraHIL preusporiada relatívne obsah výkonu medzi rôznymi módmi smerom k menším vlnovým vektorom v rovine, takže výkon viazaný na SPP módy je redukovaný a odvádzané časti sú ďalej zosilnené (doplnkový obrázok 5a). Z doplnkovo tabuľky 2 je tiež vidieť, že použitie vrstvy TiO2 pod grafénom účinne potláča množstvo výkonu viazaného na vlnovodové a substrátové módy prostredníctvom zosilnenia rezonancie. To vedie k významnému zvýšeniu účinnosti odvodu, hoci sa tiež ukazuje zvýšenie straty na evanescentných módoch kvôli posunu priečne elektrických vlnovodových módov smerom k vyšším normalizovaným vlnovým vektorom v rovine (doplnkový obrázok 5b). Kombinované použitie vysoko indexových (H) TiO2 a nízko indexových (L) vrstiev GraHIL vedie k ideálnej situácii, kde je zosilnenie rezonancie veľké, zatiaľ čo strata na SPP/evanescentné módy je minimalizovaná. Okrem toho kombinované použitie vytvára situáciu podobnú HL zásobníkom, bežne používaným pre viacvrstvové povlaky tenkých fólií [30], a ešte viac zvyšuje Rbot (obr. 1d), čo umožňuje dodatočné zosilnenie v rezonančnom efekte Fabry-Perota. To, čo robí navrhovanú technológiu jedinečnou a pokročilou v porovnaní s konvenčnými technológiami, je práve synergická spolupráca týchto vysoko a nízko indexových vrstiev, ktoré umožňujú optické riadenie rezonančného efektu aj straty SPP v prospech maximálneho odvodu; a dodatočné zosilnenie rezonancie prostredníctvom HL skladania. Spolu s ich prirodzenou kompatibilitou s požadovanými elektrickými vlastnosťami (napr. účinné vstrekovanie dier) všetky tieto optické výhody umožňujú plne odomknúť aj skrytý potenciál toho, čo planárne OLEDy môžu skutočne ponúknuť. Kontúrové grafy získané pre opticky dostupnú maximálnu EQE (ηEQE (max)) ako funkciu organickej (dorg) a hrúbky TiO2 (dTiO2) prezentované na obr. 1c, d ukazujú, že ηEQE (max) môže byť až 44 % v zariadeniach s vrstvami GraHIL a TiO2, zatiaľ čo bez GraHIL by bola obmedzená na 38 % alebo bez TiO2 na 31 %. Optimálne podmienky zodpovedajú situácii, kde dH (s H, ktoré je TiO2) sa blíži k λ/(4nH) (55 nm pre λ=550 nm). Dá sa tiež poznamenať, že ηEQE (max) 44 % je vyššia ako očakávané pre optimalizované, konvenčné dutinové OLEDy na báze tenkého kovu s rovnakým emitorom. To možno pripísať tomu, že navrhovaná architektúra je menej náchylná na straty spôsobené absorpciou fotónov a/alebo excitáciou SPP módov v polopriepustných elektródach (pozri doplnkový obrázok 6 a doplnkovú tabuľku 3 pre porovnanie s konvenčnými dutinovými OLEDami na báze tenkého kovu). Obrázok 2a, b ( , ) Vypočítané spektrá rozptylu výkonu vážené emisným spektrom v ľubovoľných jednotkách (mapované ako farba definovaná v farebných pásoch) oproti vlnovému vektoru v rovine: ( ) s TiO2, ale bez GraHIL; ( ) s TiO2 aj GraHIL. Čierne prerušované čiary označujú hraničné čiary delidace reprezentatívne optické módy vrátane odvádzaných, substrátovo viazaných (subs), vlnovodových (wg) a evanescentných módov. ( ) Vypočítaný rozptyl výkonu oproti normalizovanému vlnovému vektoru v rovine pri λ=550 nm pre rôzne študované štruktúry elektród. Pre zariadenia s TiO2, dTiO2 bolo fixované na 55 nm a dorg bolo zvolené pre optimálne podmienky v každom prípade. Pre zariadenia bez TiO2, dorg bolo nastavené na rovnakú hodnotu ako u zodpovedajúcich náprotivkov v zariadeniach s TiO2. a b a b c Výkonnosť vyrobených OLEDov založených na graféne Inšpirovaní výsledkami simulácií uvedenými vyššie, sme vyrobili zelené OLEDy založené na fosforescenčných emitoroch bis(2-(2-pyridinyl-N)fenyl-C)(acetylacetonát) irídium (III) (Ir(ppy)2acac) v konfigurácii sklo/anóda/(HIL)/OS1/LiF/Al s rôznymi štruktúrami anóda/(HIL) TiO2/grafén/GraHIL; grafén/GraHIL; a ITO (185 nm)/GraHIL, kde OS1 označuje organickú viacvrstvovú štruktúru definovanú v Metódach. Experimentálne výsledky prezentované na obr. 3 ukazujú, že maximálna EQE, energetická účinnosť a prúdová účinnosť získané pre zariadenie založené na TiO2/grafén/GraHIL sú až 40,8 %, 160,3 lm W−1 a 168,4 cd A−1, resp., zatiaľ čo tieto hodnoty sú obmedzené na 31,7 %, 112,6 lm W−1 a 119,0 cd A−1 pre zariadenie založené na grafén/GraHIL, a 27,4 %, 104,3 lm W−1 a 106,2 cd A−1 pre zariadenie založené na ITO/GraHIL. Pozorovaná vysoká EQE v zariadení založenom na TiO2/grafén/GraHIL potvrdzuje synergickú úlohu vrstiev TiO2 aj GraHIL a je v súlade s výsledkami simulácií. S polguľovou šošovkou opticky spojenou so zadnou stranou substrátu, zariadenie založené na TiO2/grafén/GraHIL vykazuje EQE, energetickú účinnosť a prúdovú účinnosť až 64,7 %, 250,4 lm W−1 a 257,0 cd A−1, resp., čo ďalej ilustruje sľubný potenciál navrhovaných OLEDov založených na graféne. Potom sme ďalej rozšírili navrhovanú schému na tandemový, viacvrstvový OLED, v ktorom sa zlepšuje čistá EQE (na úkor napätia), pretože je nakoniec daná ako súčet účinností jeho jednotlivých OLEDov [31]; tento prístup je populárny, pretože zlepšená EQE všeobecne vedie k dlhšej prevádzkovej životnosti [32]. Viacvrstvové OLEDy založené na TiO2/grafén/GraHIL obsahujúce vrstvu na prenos náboja (CGL) 2, 9-dimetyl-4, 7-difenyl-1, 10-fenantrolínu (BCP):Li/MoO3 vykazujú EQE a energetickú účinnosť až 62,1 % a 120,8 lm W−1 (103,2 % a 183,5 lm W−1 s polguľovou šošovkou), čo demonštruje najmodernejší výkon a všestrannú aplikovateľnosť navrhovanej štruktúry elektród. Simulácia naznačuje, že pozorovaná hodnota zodpovedá súčtu hodnôt EQE ekvivalentných štruktúr dutiny druhého rádu (jedna s emisnou zónou blízko druhého antinódu od katódy; a druhá s emisnou zónou blízko prvého antinódu od katódy) s faktorom elektrickej rovnováhy 0,89 (pozri doplnkový obrázok 7, doplnkovú tabuľku 4 a doplnkovú poznámku 2 pre podrobnú štruktúru pre viacvrstvové OLEDy, ako aj podrobnú diskusiu o výsledkoch simulácie). ( – ) EQE ( ) energetická účinnosť ( ) a prúdová účinnosť ( ) oproti charakteristikám jasu OLEDov založených na graféne s a bez podvrstiev TiO2. Údaje pre kontrolné OLEDy založené na ITO sú tiež uvedené pre porovnanie. Všetky zariadenia na tomto obrázku obsahujú GraHIL ako nízkotlmené vrstvy na vstrekovanie dier a sú založené na sklenených substrátoch. V ( – ) legendy s (L), (M) a (L,M) zodpovedajú údajom získaným s pripojenou polguľovou šošovkou, s viacvrstvovou architektúrou a s polguľovou šošovkou aj viacvrstvovou architektúrou, resp. ( ) Charakteristiky prúdovej hustoty (J)–napätia (V)–jasu (L). Podrobná štruktúra a charakteristiky J–V–L viacvrstvového zariadenia sú uvedené v doplnkovom obrázku 7. ( ) Obrázok OLEDu s navrhnutou elektródou TiO2/grafén/GraHIL v prevádzke. Pre zariadenia s TiO2, dTiO2 bolo fixované na 55 nm a dorg bolo zvolené ako optimálna podmienka pre maximálnu EQE. Pre zariadenia bez TiO2 a zariadenia založené na ITO, dorg bolo nastavené na rovnakú hodnotu ako u zodpovedajúcich zariadení s TiO2. a c a b c a c d e Mechanické vlastnosti navrhovaných elektród a OLEDov Úspech OLEDov založených na graféne by nebol úplný, ak by sa výhoda grafénových elektród vo flexibilite nevyužila v značnej miere. Aby sme otestovali vhodnosť navrhovanej štruktúry pre flexibilné OLEDy, boli vyrobené OLED zariadenia v konfiguráciách (TiO2)/grafén/PEDOT:PSS/OS2/LiF/Al na 50 μm hrubých polyetyléntereftalátových (PET) substrátoch (pozri Metódy pre viacvrstvovú štruktúru použitú pre flexibilné OLEDy (OS2)). Je pozoruhodné, že bežne dostupný PEDOT:PSS (AI4083 od Clevios; n=1,56 pri λ 550 nm) môže hrať v podstate rovnakú optickú úlohu ako GraHIL, len s malým kompromisom v jeho optickom efekte kvôli jeho indexu lomu, ktorý je mierne vyšší ako u GraHIL (pozri doplnkový obrázok 8 a doplnkovú tabuľku 5). Ako je vidieť na obr. 4, navrhované flexibilné OLEDy vykazujú vysokú EQE a energetickú účinnosť porovnateľnú s ich náprotivkami na sklenenom substráte (zobrazené ako čierne trojuholníky na obr. 4), čo demonštruje, že navrhovaná štruktúra a jej procesy môžu byť bez problémov rozšírené aj na plastové substráty (pozri tabuľku 1 pre úplné zhrnutie výkonnosti všetkých študovaných zariadení v tejto práci). Okrem toho sa ukázalo, že tieto zariadenia zostávajú nepoškodené a dobre fungujú aj po 1 000 ohybových cykloch s polomerom zakrivenia (rC) tak malým ako 2,3 mm. To možno považovať za pozoruhodné, pretože navrhované OLEDy obsahujú oxidové vrstvy, ktoré sú často považované za krehké a preto náchylné na ohybom indukované zlomeniny aj pri relatívne nízkom namáhaní. ( ) Charakteristiky EQE oproti jasu flexibilných OLEDov založených na graféne s a bez podvrstiev TiO2. Pre porovnanie sú uvedené aj charakteristiky OLEDu s TiO2 na sklenenom substráte. Pre zariadenia prezentované na tomto obrázku bol 50 nm hrubý PEDOT:PSS (AI4083) použitý ako nízko indexová HIL vo všetkých prípadoch. ( ) Energetická účinnosť oproti charakteristikám jasu. ( ) Jas oproti charakteristikám prúdovej hustoty merané po opakovanom ohýbaní s polomerom zakrivenia (rC) 2,3 mm. Vložený obrázok: fotografia OLEDu ohnutého pri rC 2,3 mm umiestneného na vlastnom cyklickom ohybovom testere. OLED sa nachádza na hornej strane substrátu na obrázku, a preto je pod napäťovým namáhaním. ( ) Fotografia navrhovaných flexibilných OLEDov TiO2/grafén v prevádzke. a b c d Aby sme lepšie pochopili pôvod pozorovaného stupňa flexibility v navrhovaných OLEDoch, mechanické vlastnosti vrstiev TiO2 nanesených na PET substráty boli charakterizované pomocou 3-bodového ohybového testu (ASTM D790; statické zaťaženie