Loading article…
発光電気化学セル( LECまたはLEEC )は、電流から光 (エレクトロルミネセンス) を生成する固体デバイスです。LEC は通常、可動イオンを含む有機半導体で接続された (たとえば、挟まれた) 2 つの金属電極で構成されています。可動イオンを除けば、その構造は有機発光ダイオード(OLED)の構造と非常によく似ています。
LEC には OLED の利点のほとんどに加え、次のような利点もあります。
- このデバイスは電極の仕事関数の違いにあまり依存しないため、電極は同じ材料（金など）で作ることができます。同様に、このデバイスは低電圧でも動作可能です。 [1] [2]
- 最近開発されたグラフェン[3]やカーボンナノチューブとポリマーの混合物[4]などの材料が電極として使用されており、透明電極にインジウムスズ酸化物を使用する必要がなくなりました。
- アクティブ発光層の厚さは、デバイスの動作には重要ではありません。これは次のことを意味します。
- LECは比較的安価な印刷プロセスで印刷することができる[5]（フィルムの厚さの制御が難しい場合がある）。
- 平面デバイス構成では、デバイス内部の動作を直接観察することができる。[6]
LECには、無機遷移金属錯体（iTMC）をベースにしたものと発光ポリマーをベースにしたものの2つの異なるタイプがあります。iTMCデバイスは、発光メカニズムが蛍光ではなく燐光であるため、LEPベースのデバイスよりも効率的であることが多いです。[7]
同様のデバイスでは以前にもエレクトロルミネセンスが見られましたが、ポリマーLECの発明はPeiらによるものとされています。[8] それ以来、数多くの研究グループといくつかの企業がデバイスの改良と商品化に取り組んできました。
2012年に、エラストマー発光材料（室温）を使用した最初の本質的に伸縮可能なLECが報告されました。イオン性遷移金属錯体をエラストマーマトリックスに分散させることで、大きな発光面積（約175 mm2）を持ち、最大27％の線形歪みと15％の歪みの繰り返しサイクルに耐える、本質的に伸縮可能な発光デバイスの製造が可能になります。この研究は、このアプローチが、広い領域にわたる均一で拡散した発光を必要とする適合照明の新しい用途に適していることを示しています。[9]
2012年には、常温でロールツーロール互換プロセスを用いた有機発光電気化学セル（LEC）の製造が報告された。 [10]
2017年にスウェーデンの研究者チームによって開発された新しい設計アプローチは、 1910 cd m −2の明るい輝度で99.2 cd A −1という大幅に高い効率を実現することを約束しました。[11]
参照
参考文献
- ^ Gao, J.; Dane, J. (2003). 「極めて大きな電極間間隔を持つ平面ポリマー発光電気化学セル」.応用物理学レター. 83 (15): 3027. Bibcode :2003ApPhL..83.3027G. doi :10.1063/1.1618948.
- ^ Shin, J.-H.; Dzwilewski, A.; Iwasiewicz, A.; Xiao, S.; Fransson, Å.; Ankah, GN; Edman, L. (2006). 「ミリメートルサイズの電極間ギャップを持つポリマーデバイスからの 5 V での発光」.応用物理学レター. 89 (1): 013509. Bibcode :2006ApPhL..89a3509S. doi :10.1063/1.2219122.
- ^ Matyba, P.; Yamaguchi, H.; Eda, G.; Chhowalla, M.; Edman, L.; Robinson, ND (2010). 「グラフェンとモバイルイオン：オールプラスチックの溶液処理発光デバイスの鍵」. ACS Nano . 4 (2): 637– 42. CiteSeerX 10.1.1.474.2436 . doi :10.1021/nn9018569. PMID 20131906.
- ^ Yu, Z.; Hu, L.; Liu, Z.; Sun, M.; Wang, M.; Grüner, G.; Pei, Q. (2009). 「カーボンナノチューブをカソードとアノードとして使用した完全に曲げられるポリマー発光デバイス」.応用物理学レター. 95 (20): 203304. Bibcode :2009ApPhL..95t3304Y. doi :10.1063/1.3266869.
- ^ Mauthner, G.; Landfester, K .; Kock, A.; Bruckl, H.; Kast, M.; Stepper, C.; List, EJW (2008). 「水性ポリマー分散液からのインクジェット印刷表面セル発光デバイス」.有機エレクトロニクス. 9 (2): 164– 70. doi :10.1016/j.orgel.2007.10.007.
- ^ Gao, J.; Dane, J. (2004). 「共役ポリマーフィルムにおける電気化学ドーピングと発光接合形成の可視化」.応用物理学レター. 84 (15): 2778. Bibcode :2004ApPhL..84.2778G. doi : 10.1063/1.1702126 .
- ^ Tang, Shi; Edman, Ludvig (2016-06-13). 「発光電気化学セル: 最近の進歩に関するレビュー」. Topics in Current Chemistry . 374 (4): 40. doi :10.1007/s41061-016-0040-4. ISSN 2365-0869. PMID 27573392. S2CID 5205115.
- ^ Pei, QB; Yu, G.; Zhang, C.; Yang, Y.; Heeger, AJ (1995). 「ポリマー発光電気化学セル」. Science . 269 (5227): 1086– 8. Bibcode :1995Sci...269.1086P. doi :10.1126/science.269.5227.1086. PMID 17755530. S2CID 36807816.
- ^ Filiatrault, HL; Porteous, GC; Carmichael, RS; Davidson, GJE; Carmichael, TB (2012). 「エラストマー発光材料を使用した伸縮性発光電気化学セル」. Advanced Materials . 24 (20): 2673– 8. Bibcode :2012AdM....24.2673F. doi :10.1002/adma.201200448. PMID 22451224. S2CID 13047158.
- ^ Sandström, A.; Dam, HF; Krebs , FC; Edman , L. (2012). 「スロットダイコーティングを使用し たフレキシブルで大面積の有機発光デバイスのアンビエント製造」。Nature Communications。3 : 1002。Bibcode :2012NatCo...3.1002S。doi :10.1038/ncomms2002。PMC 3432459。PMID 22893126。
- ^ Tang, S.; Sandström, A.; Lundberg P.; Lanz, T.; Larsen, C.; van Reenen, S.; Kemerink, M.; Edman, L. (2017 年 10 月 30 日). 「外部量子効率 27.5% で明るい輝度を実現する発光電気化学セルの設計ルール」. Nature Communications . 8 (1190 (2017)): 1190. Bibcode :2017NatCo...8.1190T. doi :10.1038/s41467-017-01339-0. PMC 5662711. PMID 29085078 .