Desarrollo de dispositivos electroluminiscentes mediante R2R

Developing Electroluminescent Devices Using R2R

Los dispositivos electroluminiscentes (EL) son un ejemplo perfecto de iluminación de estado sólido. Estos dispositivos se han fabricado mediante serigrafía plana de rollo a rollo en un total de cuatro capas, una encima de otra, fabricando 200 dispositivos al día. el dispositivos se han sometido a condiciones extremas en cámaras ambientales a 40 .C y 90% de humedad relativa durante un máximo de 336 horas, aplicando un voltaje de 150 V y 750 Hz. Se investigó la protección de los dispositivos electroluminiscentes contra la humedad y la temperatura, y se comprobó que las películas probadas ofrecen menos protección que las tintas de silicona, ya que éstas proporcionan una mayor flexibilidad del sistema, así como una mayor resistencia a la humedad y la temperatura.

1. INTRODUCCIÓN

Los dispositivos electroluminiscentes [1] de corriente alterna (ᴀᴄᴛꜰᴇʟ) se basan en sistemas multicapas donde cada capa [2] tiene una función concreta por desarrollar. Cuando se aplica tensión entre dos materiales conductores que contienen una sustancia electroluminiscente, esta se excita y los electrones promocionan a estados de energía superior (absorbiendo energía) y al relajarse liberan energía en forma de fotones emitiendo luz. La estructura básica de estos dispositivos se muestra en la figura 1. El sistema está formado por cuatro capas, la capa electroluminiscente está compuesta de sulfuro de zinc dopado, en función del material dopante el color de emisión varia. La capa de dieléctrico se basa en una matriz polimérica con partículas de material con una elevada constante dieléctrica como el Titanato de Bario (BaTiO₃). Para el electrodo se pueden utilizar diferentes tipos de materiales metálicos, en el presente proyecto se trabaja con plata. Por último, en la capa conductora transparente [3, 4] se pueden utilizar diferentes tipos de materiales tanto inorgánicos como el óxido de antimonio y estaño (ᴀᴛᴏ) o el óxido de indio y estaño (ɪᴛᴏ) o materiales orgánicos como la polianilina o el ᴘᴇᴅᴏᴛ:ᴘꜱꜱ (“poly(3,4ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate”).

El desarrollo de los dispositivos electroluminiscentes se puede realizar mediante diferentes técnicas dependiendo de la aplicación final, spin coater, doctor blade, bar coater, serigrafía, flexografía, entre otros. Existe un gran número de referencias de dispositivos el depositados sobre plástico y también dispositivos el comerciales depositados sobre plástico con luminancias máximas entre 20-200 cd/m². Sin embargo, la producción de dispositivos sobre sustrato textil [5] todavía no ha sido presentada. En este trabajo se presenta el primer ejemplo de dispositivo electroluminiscente desarrollado sobre sustrato textil por serigrafía roll to roll con elevada estabilidad frente al agua. El sustrato textil representa un mayor reto, ya que la superficie de este presenta una elevada rugosidad y por consiguiente la interacción de la tinta y el sustrato es de vital importancia, puesto que la continuidad de la capa de cada material está directamente afectada por los parámetros de porosidad y rugosidad del sustrato; el objetivo es evitar el craqueo de las capas por la propia elasticidad del tejido.