Светоизлучающая электрохимическая ячейка

( Светоизлучающий электрохимический элемент LEEC или LEEC ) — твердотельное устройство, генерирующее свет за счет электрического тока ( электролюминесценция ). ЛЭК обычно состоят из двух металлических электродов, соединенных (например, между собой) органическим полупроводником, содержащим подвижные ионы. За исключением мобильных ионов, их структура очень похожа на структуру органического светодиода (OLED).

ЛЭК обладают большинством преимуществ OLED, а также дополнительными:

Устройство меньше зависит от разницы работы выхода электродов. Следовательно, электроды могут быть изготовлены из одного и того же материала (например, золота). Аналогичным образом устройство все еще может работать при низком напряжении. ^[1]^[2]
Недавно разработанные материалы, такие как графен ^[3] или смесь углеродных нанотрубок и полимеров ^[4] были использованы в качестве электродов, что устраняет необходимость использования оксида индия и олова в качестве прозрачного электрода.
Толщина активного электролюминесцентного слоя не имеет решающего значения для работы устройства. Это означает, что:
LEC можно распечатать ^[5] с относительно недорогими процессами печати (где контроль толщины пленки может быть затруднен).
В планарной конфигурации устройства можно напрямую наблюдать за работой внутреннего устройства. ^[6]

Существует два различных типа ЛЭК: на основе неорганических комплексов переходных металлов (iTMC) или светоизлучающих полимеров. Устройства iTMC часто более эффективны, чем их аналоги на основе LEP, поскольку механизм излучения является фосфоресцентным, а не флуоресцентным. ^[7]

Хотя электролюминесценция наблюдалась ранее в подобных устройствах, изобретение полимера ЛЭК приписывают Пей и др. ^[8] С тех пор многочисленные исследовательские группы и несколько компаний работали над улучшением и коммерциализацией этих устройств.

В 2012 году было сообщено о первом растягивающемся ЛЭК с использованием эластомерного излучающего материала (при комнатной температуре). Диспергирование ионного комплекса переходного металла в эластомерную матрицу позволяет создавать растягивающиеся светоизлучающие устройства, которые обладают большой площадью излучения (~ 175 мм2) и выдерживают линейные деформации до 27% и повторяющиеся циклы деформации до 15%. Эта работа демонстрирует пригодность этого подхода для новых применений в области адаптивного освещения, которые требуют равномерного, рассеянного излучения света на больших площадях. ^[9]

В 2012 году о изготовлении органических светоизлучающих электрохимических элементов (LEC) с использованием процесса, совместимого с рулонами, в условиях окружающей среды. сообщалось ^[10]

В 2017 году новый подход к проектированию, разработанный группой шведских исследователей, обещал обеспечить существенно более высокую эффективность: 99,2 кд A. ⁻¹ при яркой яркости 1910 кдм ⁻². ^[11]

См. также

Ссылки

^ Гао, Дж.; Дейн, Дж. (2003). «Плоские полимерные светоизлучающие электрохимические ячейки с чрезвычайно большим межэлектродным расстоянием». Письма по прикладной физике . 83 (15): 3027. Бибкод : 2003ApPhL..83.3027G . дои : 10.1063/1.1618948 .
^ Шин, Ж.-Х.; Дзвилевский А.; Ивасевич А.; Сяо, С.; Франссон, О.; Анка, Дж.Н.; Эдман, Л. (2006). «Световое излучение при напряжении 5 В из полимерного устройства с межэлектродным зазором миллиметрового размера». Письма по прикладной физике . 89 (1): 013509. Бибкод : 2006ApPhL..89a3509S . дои : 10.1063/1.2219122 .
^ Матыба, П.; Ямагучи, Х.; Эда, Г.; Чховалла, М.; Эдман, Л.; Робинсон, Северная Дакота (2010). «Графен и мобильные ионы: ключ к полностью пластиковым светоизлучающим устройствам, обрабатываемым раствором». АСУ Нано . 4 (2): 637–42. CiteSeerX 10.1.1.474.2436 . дои : 10.1021/nn9018569 . ПМИД 20131906 .
^ Ю, З.; Ху, Л.; Лю, З.; Сан, М.; Ван, М.; Грюнер, Г.; Пей, К. (2009). «Полностью гибкие полимерные светоизлучающие устройства с углеродными нанотрубками в качестве катода и анода». Письма по прикладной физике . 95 (20): 203304. Бибкод : 2009ApPhL..95t3304Y . дои : 10.1063/1.3266869 .
^ Маутнер, Г.; Ландфестер, К. ; Кок, А.; Брюкл, Х.; Каст, М.; Степпер, К.; Список, EJW (2008). «Светоизлучающие устройства с поверхностными ячейками для струйной печати на основе водной полимерной дисперсии». Органическая электроника . 9 (2): 164–70. дои : 10.1016/j.orgel.2007.10.007 .
^ Гао, Дж.; Дейн, Дж. (2004). «Визуализация электрохимического легирования и формирования светоизлучающих переходов в пленках сопряженных полимеров» . Письма по прикладной физике . 84 (15): 2778. Бибкод : 2004ApPhL..84.2778G . дои : 10.1063/1.1702126 .
^ Тан, Ши; Эдман, Людвиг (13 июня 2016 г.). «Светоизлучающие электрохимические элементы: обзор последних достижений». Темы современной химии . 374 (4): 40. дои : 10.1007/s41061-016-0040-4 . ISSN 2365-0869 . ПМИД 27573392 . S2CID 5205115 .
^ Пей, QB; Ю, Г.; Чжан, К.; Ян, Ю.; Хигер, Эй Джей (1995). «Полимерные светоизлучающие электрохимические элементы». Наука . 269 (5227): 1086–8. Бибкод : 1995Sci...269.1086P . дои : 10.1126/science.269.5227.1086 . ПМИД 17755530 . S2CID 36807816 .
^ Филиатро, HL; Портеус, GC; Кармайкл, RS; Дэвидсон, GJE; Кармайкл, ТБ (2012). «Растягивающиеся светоизлучающие электрохимические элементы с использованием эластомерного излучающего материала». Продвинутые материалы . 24 (20): 2673–8. Бибкод : 2012AdM....24.2673F . дои : 10.1002/adma.201200448 . ПМИД 22451224 . S2CID 13047158 .
^ Сандстрем, А.; Плотина, ВЧ; Кребс, ФК; Эдман, Л. (2012). «Изготовление гибких органических светоизлучающих устройств большой площади с использованием щелевого покрытия» . Природные коммуникации . 3 : 1002. Бибкод : 2012NatCo...3.1002S . дои : 10.1038/ncomms2002 . ПМЦ 3432459 . ПМИД 22893126 .
^ Тан, С.; Сандстрем, А.; Лундберг П.; Ланц, Т.; Ларсен, К.; ван Реенен, С.; Кемеринк, М.; Эдман, Л. (30 октября 2017 г.). «Правила проектирования светоизлучающих электрохимических элементов, обеспечивающих яркую яркость при внешней квантовой эффективности 27,5 процентов» . Природные коммуникации . 8 (1190 (2017)): 1190. Бибкод : 2017NatCo...8.1190T . дои : 10.1038/s41467-017-01339-0 . ПМЦ 5662711 . ПМИД 29085078 .

Эта статья, посвященная электронике, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Гао, Дж.; Дейн, Дж. (2003). «Плоские полимерные светоизлучающие электрохимические ячейки с чрезвычайно большим межэлектродным расстоянием». Письма по прикладной физике . 83 (15): 3027. Бибкод : 2003ApPhL..83.3027G . дои : 10.1063/1.1618948 .

[2] Шин, Ж.-Х.; Дзвилевский А.; Ивасевич А.; Сяо, С.; Франссон, О.; Анка, Дж.Н.; Эдман, Л. (2006). «Световое излучение при напряжении 5 В из полимерного устройства с межэлектродным зазором миллиметрового размера». Письма по прикладной физике . 89 (1): 013509. Бибкод : 2006ApPhL..89a3509S . дои : 10.1063/1.2219122 .

[3] Матыба, П.; Ямагучи, Х.; Эда, Г.; Чховалла, М.; Эдман, Л.; Робинсон, Северная Дакота (2010). «Графен и мобильные ионы: ключ к полностью пластиковым светоизлучающим устройствам, обрабатываемым раствором». АСУ Нано . 4 (2): 637–42. CiteSeerX 10.1.1.474.2436 . дои : 10.1021/nn9018569 . ПМИД 20131906 .

[4] Ю, З.; Ху, Л.; Лю, З.; Сан, М.; Ван, М.; Грюнер, Г.; Пей, К. (2009). «Полностью гибкие полимерные светоизлучающие устройства с углеродными нанотрубками в качестве катода и анода». Письма по прикладной физике . 95 (20): 203304. Бибкод : 2009ApPhL..95t3304Y . дои : 10.1063/1.3266869 .

[5] Маутнер, Г.; Ландфестер, К. ; Кок, А.; Брюкл, Х.; Каст, М.; Степпер, К.; Список, EJW (2008). «Светоизлучающие устройства с поверхностными ячейками для струйной печати на основе водной полимерной дисперсии». Органическая электроника . 9 (2): 164–70. дои : 10.1016/j.orgel.2007.10.007 .

[6] Гао, Дж.; Дейн, Дж. (2004). «Визуализация электрохимического легирования и формирования светоизлучающих переходов в пленках сопряженных полимеров» . Письма по прикладной физике . 84 (15): 2778. Бибкод : 2004ApPhL..84.2778G . дои : 10.1063/1.1702126 .

[7] Тан, Ши; Эдман, Людвиг (13 июня 2016 г.). «Светоизлучающие электрохимические элементы: обзор последних достижений». Темы современной химии . 374 (4): 40. дои : 10.1007/s41061-016-0040-4 . ISSN 2365-0869 . ПМИД 27573392 . S2CID 5205115 .

[8] Пей, QB; Ю, Г.; Чжан, К.; Ян, Ю.; Хигер, Эй Джей (1995). «Полимерные светоизлучающие электрохимические элементы». Наука . 269 (5227): 1086–8. Бибкод : 1995Sci...269.1086P . дои : 10.1126/science.269.5227.1086 . ПМИД 17755530 . S2CID 36807816 .

[9] Филиатро, HL; Портеус, GC; Кармайкл, RS; Дэвидсон, GJE; Кармайкл, ТБ (2012). «Растягивающиеся светоизлучающие электрохимические элементы с использованием эластомерного излучающего материала». Продвинутые материалы . 24 (20): 2673–8. Бибкод : 2012AdM....24.2673F . дои : 10.1002/adma.201200448 . ПМИД 22451224 . S2CID 13047158 .

[10] Сандстрем, А.; Плотина, ВЧ; Кребс, ФК; Эдман, Л. (2012). «Изготовление гибких органических светоизлучающих устройств большой площади с использованием щелевого покрытия» . Природные коммуникации . 3 : 1002. Бибкод : 2012NatCo...3.1002S . дои : 10.1038/ncomms2002 . ПМЦ 3432459 . ПМИД 22893126 .

[11] Тан, С.; Сандстрем, А.; Лундберг П.; Ланц, Т.; Ларсен, К.; ван Реенен, С.; Кемеринк, М.; Эдман, Л. (30 октября 2017 г.). «Правила проектирования светоизлучающих электрохимических элементов, обеспечивающих яркую яркость при внешней квантовой эффективности 27,5 процентов» . Природные коммуникации . 8 (1190 (2017)): 1190. Бибкод : 2017NatCo...8.1190T . дои : 10.1038/s41467-017-01339-0 . ПМЦ 5662711 . ПМИД 29085078 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]