Ljus på rulle!

Den ljusavgivande elektrokemiska cellen (LEC) är en paradigmskiftande teknik, som ger unika möjligheter för framtida belysnings- och displayapplikationer.

LEC komponenter kan göras tunna, flexibla, lättviktiga, robusta, samt energieffektiva i både drift och produktion, vilket skulle möjliggöra en mycket låg tillverkningskostnad vid storskalig produktion. Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) finansierar projektet som ämnar att utveckla LEC tekniken så att den kan användas i konsumentprodukter. 

Belysning baserad på organisk elektronik är tänkt att ersätta dagens lågenergilampor med något som avger "varmare" ljus. Genom att använda organiska material i form av bläck kan vi trycka LEC komponenterna över stora ytor liknande det sätt på vilket tapeter tillverkas. Om vi använder flexibla substrat (t.ex. plast, textil, metallfolie eller papper) kan vi tillverka lampor och displayer anpassade till krökta och böjbara ytor, vilket öppnar en helt ny värld av möjligheter för arkitekter och ljusdesigners.

Dagens lysdioder

Så-kallade organiska lysdioder (OLED) används redan i mobiltelefoner, tv-apparater och surfplattor, men OLED komponenterna tillverkas i en ganska komplicerad process genom att belägga flera tunna skikt av olika organiska material mellan en transparent elektrod (vanligen indiumtennoxid, ITO) och en (dyr) kemiskt mycket reaktiv metallelektrod.

OLEDs representerar en förbättring i ytstorlek och färg över etablerade teknologier, men det finns stort utrymme för förbättringar vad gäller tillverkningskostnad och flexibilitet/formbarhet. Specifikt, OLEDs är extremt känsliga för variationer i tjockleken hos skikten i komponenterna vilket gör att man inte kan använda de kostnadseffektivaste beläggnings- och tryckteknikerna. 

Framtidens LEC-komponenter

LEC komponenter har, till skillnad från OLEDs, rörliga joner som sammanblandas med de ljusemitterande organiska halvledarna. De rörliga joner i ”blandskiktet” möjliggör att en sofistikerad intern flerskiktsstruktur skapas automatiskt när enheten är påslagen vilket optimerar laddningsinjektion, transport och ljusemission. Därmed behövs endast ett skikt (blandskiktet) beläggas mellan elektroderna, en avsevärd förenkling.

LEC komponenten är dessutom relativt okänslig för tjockleken hos det skiktet och egenskaperna hos elektroderna, vilket sammantaget öppnar upp för de billiga och energisnåla tillverkningsmetoderna. Vi demonstrerade nyligen att vi kan trycka helt metallfria LEC komponenter som är återvinningsbara, ett genombrott för belysningsteknologi!

Publikationer

Granskade publikationer

On the asymmetric evolution of the optical properties of a conjugated polymer during electrochemical p- and n-type doping
T. Lanz, E. M. Lindh, and L. Edman.
Journal of Material Chemistry C5, 4706-4715

Design rules for light-emitting electrochemical cells delivering bright luminance at 27.5 percent external quantum efficiency
S. Tang, A. Sandström, P. Lundberg, T. Lanz, C. Larsen, S. van Reenan, M. Kemerink and L. Edman.
Nature Communications8, 1190

Toward Efficient and Metal-Free Emissive Devices: A Solution-Processed Host–Guest Light-Emitting Electrochemical Cell Featuring Thermally Activated Delayed Fluorescence
P. Lundberg, E. M. Lindh, S. Tang and L. Edman.
ACS Appl. Mater. Interfaces9, 288810-28816

Design, fabrication and application of organic power converters: Driving light-emitting electrochemical cells from the AC mains
C. Larsen, R. Forchheimer, L. Edman, and D. Tu
Organic Electronics, 45, 57-64. 

A Current Supply with Single Organic Thin-Film Transistor for Charging Supercapacitors
V. Keshmiri, C. Larsen, L. Edman, R. Forchheimer, and D. Tu.
ECS Transactions, 75, 217-222.

Light-Emitting Electrochemical Cells: A Review on Recent Progress
Topics in Current Chemistry, 374, 40 (2016). (Invited review)

A light–emission textile device: conformal spray-sintering of a woven fabric electrode
T. Lanz, A. Sandström, S. Tang, U. Sonderegger, P. Chabrecek and L. Edman.
Flexible and Printed Electronics, 1, 025004 (2016).

High-Performance Light-Emitting Electrochemical Cells by Electrolyte Design
J. Mindemark, S. Tang, J. Wang, N. Kaihovirta, D. Brandell and L. Edman.
Chemistry of Materials 28, 2618-2623 (2016).

A Flexible Encapsulation Structure for Ambient-Air Operation of Light-Emitting Electrochemical Cells
A. Asadpoordarvish, A. Sandström and L. Edman.
Advanced Engineering Materials 18, 105-110 (2016).

Luminescent line art by direct-write patterning
E.M. Lindh, A. Sandström, M. Andersson and L. Edman.
Light: Science & Applications 5, e16050 (2016).

An arylene-vinylene based donor-acceptor-donor small molecule for the donor compound in high-voltage organic solar cells
J. Iqbal, J. Enevold, C. Larsen, J. Wang, S. Revoju, H. R. Barzegar, T. Wågberg, B. Eliasson and L. Edman.
Solar Energy Materials and Solar Cells 155, 348-355 (2016).

Illuminating the electrolyte in light-emitting electrochemical cells
J. Mindemark and L. Edman.
Journal of Materials Chemistry C 4, 420-432 (2016). (Invited Review)

White Light from a Light-Emitting Electrochemical Cell: Controlling the Energy-Transfer in a Conjugated Polymer/Triplet-Emitter Blend
S. Tang, H.A. Buchholz and L. Edman 
ACS Applied Materials and Interfaces 7, 25955-25960 (2015).

Regular Energetics at Conjugated Electrolyte/Electrode Modifier for Organic Electronics and their Implications on Design Rules
Qinye Bao, Xianjie Liu, Ergang Wang, Junfeng Fang, Feng Gao, Slawomir Braun and Mats Fahlman
Advanced Materials Interfaces 2, 1500204 (2015).

On the selection of a host compound for efficient host–guest light-emitting electrochemical cells
S. Tang, H.A. Buchholz and L. Edman
Journal of Materials Chemistry C 3, 8114–8120 (2015).

Light-Emitting Paper
A. Asadpoordarvish, A. Sandström, C. Larsen, R. Bollström, M. Toivakka, R. Österbacka and L. Edman
Advanced Functional Materials 25, 3238–3245. (Featured in New Scientist and by the Discovery Channel)

Self-absorption in a light-emitting electrochemical cell based on an ionic transition metal complex
N. Kaihovirta, G. Longo, L. Gil-Escrig, H.J. Bolink and L. Edman
Applied Physics Letters 106, 103502 (2015).

Energetics at Doped Conjugated Polymer/Electrode Interfaces
Qinye Bao, Xianjie Liu, Slawomir Braun, Feng Gao and Mats Fahlman
Advanced Materials Interfaces 2 (2015) 1400403.

Towards High-Throughput Coating and Printing of Light-Emitting Electrochemical Cells: A Review and Cost Ananysis of Current and Future Methods
A. Sandström and L. Edman
Energy Technology 3, 329–339 (2015). (Invited review)

Combining an Ionic Transition Metal Complex with a Conjugated Polymer for Wide-Range Voltage-Controlled Light-Emission Color
J. Wang, S. Tang, A. Sandström and L. Edman
ACS Applied Materials and Interfaces 7, 2784–2789 (2015).

Identifying Key Properties of Electrolytes for Light-Emitting Electrochemical Cells
S. Tang, J. Mindemark, C.M.G. Araujo, D. Brandell and L. Edman
Chemistry Materials 26, 5083–5088 (2014).

Inkjet Printed Bilayer Light-Emitting Electrochemical Cells for Display and Lighting Applications
E.M. Lindh, A. Sandström and L. Edman.
Small 10, 4148–4153 (2014).

Spraying Light: Ambient-Air Fabrication of Large-Area Emissive Devices on Complex-Shaped Surfaces
A. Sandström, A. Asadpoordarvish, J. Enevold and L. Edman
Advanced Materials 26, 4975–4980 (2014).

Populärvetenskapliga publikationer i urval

Mer ljus ur tunn böjlig lampa - Forskning & Framsteg

Avhandlingar

Qinye Bao: PhD Thesis Interface Phenomena in Organic Electronics, August 27, 2015

DeltagareVisa/dölj innehåll