Fotofísica e eletroluminescência de dispositivos poliméricos emissores de luz branca : uma nova estratégia para a produção de luz branca

Nesta Tese as propriedades foto e eletroluminescentes de diferentes polimeros conjugados foram abordadas: poli[(9,9-dioctilfluoreno-2,7-diil)-alt-co-(9,9-di-{5f-pentanil}-fluoreno-2,7-diil)] (PFP) emissor na regiao do azul, poli[(9,9-dihexilfluoreno-2,7-diil)-alt-co-(bitiofeno)] (F6T2) emissor na regiao do verde e poli[2-metoxi-5(3f,7f-dimetiloctiloxi)1-,4-fenilenovinileno] (MDMO-PPV) emissor na regiao do vermelho. Primeiramente foram preparados materiais hibridos orgânico-inorgânico baseados em PFP e siliconas (polimeros de silicio). Devido a presenca de grupos vinilicos laterais na cadeia do PFP, estes foram ligados quimicamente as siliconas atraves da reacao de hidrossililacao produzindo dois tipos de siliconas: uma com menor grau (PDHS-PDVS-l-PFP-X) e outra com maior (PDHSS-PDVS-h-PFP-X) grau de reticulacao. As propriedades fotofisicas destes materiais hibridos foram comparadas com o polimero PFP na forma de filme e em solucooes de THF e de diferentes polissiloxanos usados na reacao de hidrossililacao. Atraves de medidas de fotoluminescencia no estado estacionario e medidas dinâmicas verificou-se que as cadeias de PFP estao desordenadas em solucao e no filme fino e nas siliconas com menor grau de reticulacao (PDHS-PDVS-l-PFP-X) independente da quantidade de PFP usada. Entretanto, nas siliconas hibridas com maior grau de reticulacao (PDHSS-PDVS-h-PFP-X) uma fase cristalina, conhecida como fase a, foi formada. Alem disso, nestes hibridos foram observados agregados emitindo em regioes de mais baixa energia quando a quantidade de PFP foi aumentada (PDHSS-PDVS-h-PFP-X, com X = 2 e 3). Portanto, a forca dirigente para a formacao da fase cristalina a pode ser pensada como uma combinacao de interacoes p -p entre a cadeia principal planar do polimero e interacoes hidrofobicas dos grupos laterais no ambiente mais confinado causado pelas cadeias das siliconas com maior grau de reticulacao (PDHSS-PDVS-h-PFP-X). Apos o estudo detalhado das propriedades fotofisicas do PFP tanto em solucao como no estado solido, blendas polimericas baseadas neste polimero e no copolimero F6T2 foram preparadas. As investigacoes fotofisicas mostraram que ha uma eficiente transferencia de energia do doador PFP para o receptor F6T2 nestas blendas (PFP/F6T2). A transferencia de energia se da pelos processos nao radiativo (mecanismo do tipo Forster) e radiativo. Foram tambem preparados diodos eletroluminescentes usando as blendas polimericas de PFP/F6T2 como camada ativa (configuracao do diodo ITO/PEDOT:PSS/blenda polimerica/Ca/Al) com a intencao de produzir dispositivos polimericos emissores de luz branca (WPLEDs). Nestes dispositivos foi observada uma transferencia de energia do PFP para o F6T2 e uma eficiente recombinacao de cargas sendo favorecida nos dominios do copolimero F6T2, impossibilitando a preparacao de WPLEDs empregando este dois componentes na mesma camada ativa. Como a preparacao de WPLEDs foi comprometida usando blendas de PFP e F6T2, devido a eficiente recombinacao de cargas nos dominios do F6T2, foi proposta uma metodologia empregando dois materiais polimericos com propriedades de emissao de luz diferentes: um composto eletroluminescente, neste caso foi usado o PFP e outro composto fotoluminescentes (para isto foi escolhido o MDMO-PPV). Nesta metodologia foi construido um diodo EL baseado no polimero PFP (ITO/PEDOT/PSS:PFP/Ca/Al) que emitiu luz azul-esverdeada. Na face oposta deste dispositivo (onde ha a saida de luz, substrato de quartzo/ITO) foi colocado um filme fino (depositado sobre um substrato de quartzo) do polimero MDMO-PPV. Este filme absorve na regiao da eletroemissao esverdeada do PFP, ou seja, a luz emitida pelo PFP e capaz de excitar as moleculas de MDMO-PPV, e ambos os componente emitem fazendo surgir uma emissao de luz branca. A cor branca foi confirmada pela coordenada de cromaticidade CIE (x = 0.35 e y = 0.31) Abstract