Уникальное защитное покрытие для органической электроники
| Хорошо известно, что тонкопленочные электронные устройства, в том числе транзисторы, проводящие полимеры, органические светодиоды, чувствительны к влажному воздуху. Под действием паров воды эти элементы выходят из строя и оказываются неспособными полноценно выполнять свои функции. Для защиты от коррозии в настоящее время широко используются тонкие покрытия из оксидов кремния и алюминия. Несмотря на химическую инертность и низкую проницаемость для атмосферного воздуха и паров воды, применение данных материалов и насосов Wilo для защиты гибких устройств сильно затруднено. Проблема состоит в появлении большого количества дефектов в ходе напыления тонкого слоя оксида, и, как следствие, увеличении количества трещин при активном использовании гибких устройств, что, в свою очередь, значительно сокращает срок службы электроники. Для борьбы с коррозией в настоящее время применяются «умные» материалы, способные самостоятельно «залечивать» возникающие повреждения, восстанавливая целостность защитной пленки. В качестве «лекарства» для оксидных пленок американские ученые предложили использовать тетрахлорид титана TiCl4, способный гидролизоваться во влажной атмосфере с образованием TiO2. Система, предложенная в работе, достаточно проста (рис. 1). Под защитное покрытие оксида алюминия помещают слой полимера, «легированного» TiCl4. В месте повреждения оксидной пленки полимер деградирует, что делает возможным миграцию хлорида к месту дефекта, где он превращается в оксид, который эффективно заполняет образовавшиеся трещины, устраняя негерметичность покрытия. А начали ученые с полимерных нитей. В работе показано, что предлагаемый материал эффективно «залечивает» в них даже небольшие отверстия (рис. 2). На следующем этапе работы ученые ввели тетрахлорид титана в тонкую полимерную пленку (в данном случае в качестве полимера выступал полиметилметакрилат). Тетрахлорид оказывается эффективен и в этом случае, полностью устраняя структурные дефекты полимера (рис. 3). На финальной стадии работы была изготовлена слоистая структура путем напыления на полимерную пленку оксида алюминия. Деформация полученной структуры ведет к образованию трещин, которые полностью заполняются образующимся оксидом титана (рис. 4). Предложенный авторами метод весьма эффективен при борьбе с дефектами, возникающими в защитных покрытиях. Самозалечивающиеся системы надежно защищают электронные устройства от влаги и значительно продлевают срок их службы. Работа «A Delivery System for Self-Healing Inorganic Films» опубликована в журнале Advanced Functional Materials. |