Célula electroquímica emisora ​​de luz.

Una celda electroquímica emisora ​​de luz ( LEC o LEEC ) es un dispositivo de estado sólido que genera luz a partir de una corriente eléctrica ( electroluminiscencia ). Los LEC suelen estar compuestos por dos electrodos metálicos conectados (por ejemplo, intercalando) un semiconductor orgánico que contiene iones móviles. Aparte de los iones móviles, su estructura es muy similar a la de un diodo emisor de luz orgánico (OLED).

Los LEC tienen la mayoría de las ventajas de los OLED, además de otras adicionales:

• El dispositivo depende menos de la diferencia en la función de trabajo de los electrodos. Por consiguiente, los electrodos pueden estar hechos del mismo material (por ejemplo, oro). Del mismo modo, el dispositivo también puede funcionar con tensiones bajas. ^{[1] [2]}
• Se han utilizado como electrodos materiales desarrollados recientemente como el grafeno ^[3] o una mezcla de nanotubos de carbono y polímeros ^{[4] , eliminando la necesidad de utilizar} óxido de indio y estaño como electrodo transparente.
• El espesor de la capa electroluminiscente activa no es crítico para el funcionamiento del dispositivo. Esto significa que:
• Las LEC se pueden imprimir ^[5] con procesos de impresión relativamente económicos (donde el control del espesor de la película puede resultar difícil).
• En una configuración de dispositivo plana, el funcionamiento interno del dispositivo se puede observar directamente. ^[6]

Hay dos tipos distintos de LEC, los basados ​​en complejos de metales de transición inorgánicos (iTMC) o polímeros emisores de luz. Los dispositivos iTMC suelen ser más eficientes que sus homólogos basados ​​en LEP debido a que el mecanismo de emisión es fosforescente en lugar de fluorescente. ^[7]

Si bien la electroluminiscencia se había observado anteriormente en dispositivos similares, la invención del polímero LEC se atribuye a Pei et al. ^[8] Desde entonces, numerosos grupos de investigación y algunas empresas han trabajado para mejorar y comercializar los dispositivos.

En 2012, se informó sobre el primer LEC inherentemente estirable que utiliza un material emisor elastomérico (a temperatura ambiente). La dispersión de un complejo de metal de transición iónico en una matriz elastomérica permite la fabricación de dispositivos emisores de luz intrínsecamente estirables que poseen grandes áreas de emisión (~175 mm2) y toleran deformaciones lineales de hasta el 27 % y ciclos repetitivos de deformación del 15 %. Este trabajo demuestra la idoneidad de este enfoque para nuevas aplicaciones en iluminación adaptable que requieren una emisión de luz uniforme y difusa en grandes áreas. ^[9]

En 2012, se informó sobre la fabricación de celdas electroquímicas orgánicas emisoras de luz (LEC) utilizando un proceso compatible rollo a rollo en condiciones ambientales. ^[10]

En 2017, un nuevo enfoque de diseño desarrollado por un equipo de investigadores suecos prometió ofrecer una eficiencia sustancialmente mayor: 99,2 cd A ⁻¹ con una luminancia brillante de 1910 cd m ⁻² . ^[11]

Ver también

• Célula electroquímica
• electroquimioluminiscencia
• Diodo emisor de luz
• Diodo orgánico emisor de luz
• Fotoelectrólisis

Referencias

1. Gao, J.; Danés, J. (2003). "Celdas electroquímicas emisoras de luz de polímero plano con espacio entre electrodos extremadamente grande". Letras de Física Aplicada . 83 (15): 3027. Código bibliográfico : 2003ApPhL..83.3027G. doi :10.1063/1.1618948.
2. Shin, J.-H.; Dzwilewski, A.; Iwasiewicz, A.; Xiao, S.; Fransson, A.; Ankah, GN; Edman, L. (2006). "Emisión de luz a 5 V desde un dispositivo de polímero con una separación entre electrodos de tamaño milimétrico". Letras de Física Aplicada . 89 (1): 013509. Código bibliográfico : 2006ApPhL..89a3509S. doi : 10.1063/1.2219122.
3. Matyba, P.; Yamaguchi, H.; Eda, G.; Chhowalla, M.; Edman, L.; Robinson, Dakota del Norte (2010). "Grafeno e iones móviles: la clave para dispositivos emisores de luz procesados ​​en solución totalmente de plástico". ACS Nano . 4 (2): 637–42. CiteSeerX 10.1.1.474.2436 . doi : 10.1021/nn9018569. PMID  20131906. 
4. Yu, Z.; Hu, L.; Liu, Z.; Sol, M.; Wang, M.; Grüner, G.; Pei, Q. (2009). "Dispositivos emisores de luz de polímero totalmente flexibles con nanotubos de carbono como cátodo y ánodo". Letras de Física Aplicada . 95 (20): 203304. Código bibliográfico : 2009ApPhL..95t3304Y. doi : 10.1063/1.3266869.
5. Mauthner, G.; Landfester, K .; Kock, A.; Bruckl, H.; Kast, M.; Paso a paso, C.; Lista, EJW (2008). "Dispositivos emisores de luz de células de superficie impresas por inyección de tinta a partir de una dispersión de polímero a base de agua". Electrónica Orgánica . 9 (2): 164–70. doi :10.1016/j.orgel.2007.10.007.
6. Gao, J.; Danés, J. (2004). "Visualización del dopaje electroquímico y la formación de uniones emisoras de luz en películas de polímeros conjugados". Letras de Física Aplicada . 84 (15): 2778. Código bibliográfico : 2004ApPhL..84.2778G. doi : 10.1063/1.1702126 .
7. Tang, Shi; Edman, Ludwig (13 de junio de 2016). "Celdas electroquímicas emisoras de luz: una revisión de los avances recientes". Temas de la química actual . 374 (4): 40. doi :10.1007/s41061-016-0040-4. ISSN  2365-0869. PMID  27573392. S2CID  5205115.
8. Pei, mariscal de campo; Yu, G.; Zhang, C.; Yang, Y.; Heeger, AJ (1995). "Celdas electroquímicas emisoras de luz de polímero". Ciencia . 269 ​​(5227): 1086–8. Código Bib : 1995 Ciencia... 269.1086P. doi : 10.1126/ciencia.269.5227.1086. PMID  17755530. S2CID  36807816.
9. Filiatrault, HL; Porteoso, GC; Carmichael, RS; Davidson, GJE; Carmichael, TB (2012). "Células electroquímicas emisoras de luz estirables utilizando un material emisor elastomérico". Materiales avanzados . 24 (20): 2673–8. Código Bib : 2012AdM....24.2673F. doi :10.1002/adma.201200448. PMID  22451224. S2CID  13047158.
10. Sandström, A.; Presa, HF; Krebs, FC; Edman, L. (2012). "Fabricación ambiental de dispositivos emisores de luz orgánicos flexibles y de gran área utilizando revestimiento de ranura". Comunicaciones de la naturaleza . 3 : 1002. Código Bib : 2012NatCo...3.1002S. doi : 10.1038/ncomms2002. PMC 3432459 . PMID  22893126. 
11. Tang, S.; Sandstrom, A.; Lundberg P.; Lanz, T.; Larsen, C.; van Reenen, S.; Kemerink, M.; Edman, L. (30 de octubre de 2017). "Reglas de diseño para células electroquímicas emisoras de luz que ofrecen una luminosidad brillante con una eficiencia cuántica externa del 27,5 por ciento". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1190 (2017)): 1190. Bibcode : 2017NatCo...8.1190T. doi :10.1038/s41467-017-01339-0. PMC 5662711 . PMID  29085078.