Dispositivos poliméricos emissores de luz branca

Abstract

Resumo: A utilização de polímeros conjugados como material ativo nos diodos emissores de luz apresenta várias vantagens em relação aos materiais inorgânicos. Entre estas vantagens pode-se citar a possibilidade de filmes flexíveis com boas propriedades mecânicas, que permite o recobrimento de grandes áreas. As respostas espectrais podem ser ajustadas por meio de modificações sintéticas, pelo uso de copolímeros, blendas e processos de dopagens. Estes ajustes permitem o controle da cor de emissão e a eficiência luminosa dos dispositivos. Neste trabalho foi realizado o estudo sobre as principais características físicoquímicas de polímeros eletroluminescentes procurando combinar e utilizar materiais orgânicos para o desenvolvimento de dispositivos orgânicos emissores de luz branca. Para tanto são apresentados os resultados deste estudo que envolve a fabricação e a caracterização dos dispositivos orgânicos emissores de luz baseados em mistura física de componentes emissores no azul, no verde e no vermelho. Inicialmente foi realizado um estudo para a escolha dos melhores componentes para o sistema polimérico. Foram analisados espectros de absorção UV-vis e espectros de fotoluminescência, observando a ocorrência das sobreposições dos espectros de absorção dos dopantes com o espectro de emissão da matriz, fator importante para o estudo de transferência de energia. Em seguida foi realizado um estudo do efeito da concentração dos dopantes no perfil do espectro de emissão. Foram analisadas misturas em solução e no estado sólido. Após a escolha dos componentes dos sistemas poliméricos, foi feito o estudo da eletroluminescência. Os espectros de eletroluminescência podem ser controlados por meio da concentração dos dopantes e da arquitetura dos dispositivos. Estas alterações melhoraram a injeção de portadores de carga, aumentando a probabilidade de formação de éxcitons na matriz e nos dopantes, possibilitando a construção dos dispositivos emissores de luz branca.

Abstract: The use of conjugated polymers as active materials in the fabrication of lightemitting diodes presents some important advantages when compared with the conventional inorganic materials. Among those are the possibilities of the manufacture of flexible films with good mechanical properties, allowing the development of displays with large surface area. The spectral responses of electroluminescent polymer systems can be adjusted by synthetic modifications of the materials involved and /or by the use of copolymers, doping systems and blends. These strategies enable the control of the color emitted by the devices. In this work a study on electroluminescent polymer blends was carried out in order to find the most suitable combination for the development of white light emitting devices (WOLEDs). The manufacture and the characterization of the devices which were based on a blue emitting polymer matrix, containing a green emitting polymer and a red dye as dispersed phase are presented. Initially a study was carried out to select the best components for the polymer blends. UV-vis absorption and photoluminescence spectra had been analyzed, observing the occurrence of overlapping between the absorption spectrum of the dispersed emitters with the emission one of the matrix, which is an important factor for the transfer energy process. Then the effect of the concentration of the dispersed materials in the spectral response was investigated, either in solution or in solid form. After the choice of the blends components the electroluminescence behavior was investigated, leading to the conclusion that the emission spectra could be tuned by controlling the composition of the blends and device architecture. The results enabled the enhancement of the injection and transport of charge carriers, increasing the probability of exciton forming in the matrix as well in the disperse phase and the attainment of the work’s goal, which was the fabrication of polymeric white emitting LEDs.