Síntese, caracterização e investigação do potencial de polímeros conjugados para aplicação em dispositivos emissores de luz do tipo RGB - Brito, Elisa Barbosa de (UFRJ, 2022)
[PT]Os dispositivos emissores de luz poliméricos (PLEDs) têm atraído a atenção da comunidade acadêmica e industrial pela fácil processabilidade e grande potencial para a fabricação de dispositivos de pequenas e grandes áreas, tais como telas de celulares, televisores e iluminação de estado sólido (SSL). Os PLEDs são constituídos por polímeros conjugados que possuem alternância entre as ligações sigma (σ) e pi (π) e funcionam através da injeção de cargas pelo cátodo e ânodo, onde os portadores de cargas migram pelas camadas até a interface na camada ativa, propiciando a recombinação dessas cargas que passa por processo de decaimento radiativo, que libera energia na forma de luz. Para aplicações em SSL usualmente são empregados polímeros capazes de emitir luz vermelha, verde e azul (RGB), que combinadas geram a luz branca. Dessa forma, a presente tese visa sintetizar e investigar o potencial de polímeros emissores de luz para o emprego em dispositivos do tipo RGB. Desse modo, foram sintetizadas duas famílias distintas para cada emissor de luz, para a emissão de luz vermelha, o poli([2-metoxi-5-(2-eil-hexiloxi)-1,4-fenilenovinileno] (MEH-PPV) e o copolímero D-A baseado em fluoreno, tiofeno e benzotiadiazol (PFDTBT), para a luz verde, copolímeros D-A baseados em fluoreno e benzotiadiazol (F8BT) e fluoreno – tiofeno (PFT) e para a luz azul, o poli(9-vinilcarbazol) (PVK) e o poli(9,9-dioctilfluoreno) (PFO). As sínteses foram otimizadas em relação ao que é reportado na literatura, uma vez que se empregou um agente de interface, Aliquat 336, nas policondensações de Suzuki-Miyaura, resultando em maior estabilidade térmica e maiores massas molares dos copolímeros.As propriedades químicas e elétricas foram avaliadas e foi observado que, o copolímero PFDTBT (emissor vermelho) apresentou melhores propriedades químicas e dessa forma, foram construídos dispositivos com as amostras sintetizadas, entretanto, as propriedades elétricas não acompanharam a melhoria nas propriedades químicas observadas. Quanto aos emissores verdes, ambas famílias sintetizadas apresentaram propriedades promissoras e os dispositivos montados revelaram propriedades elétricas melhores quando maior era massa molar do copolímero, dentre as amostras, o copolímero de F8BT exibiu maior massa molar que o copolímero comercial, bem como, maior luminância e eficiência de corrente. Quanto aos polímeros de emissão de luz azul, destacam-se os PVKs sintetizados que apresentaram Mn> 106 g/mol e exibiram propriedades elétricas aprimoradas e superiores ao PVK comercial de Mw~106 g/mol.[EN]Polymeric light-emitting devices (PLEDs) have attracted the attention of the academic and industrial community for their easy processability and great potential for the manufacture of small and large-area devices, such as cell phone screens, televisions and solid-state lighting (SSL) . PLEDs are made up of conjugated polymers that alternate between sigma (σ) and pi (π) bonds and work by injecting charges through the cathode and anode, where charge carriers migrate through the layers to the interface in the active layer, providing the recombination of these charges that undergoes a radiative decay process, which releases energy in the form of light. For SSL applications, polymers capable of emitting red, green and blue (RGB) light are usually used, which combined generate white light. Thus, the present thesis aims to synthesize and investigate the potential of light-emitting polymers for use in RGB-type devices. In this way, two distinct families were synthesized for each light emitter, for the emission of red light, poly([2-methoxy-5-(2-eyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV) and the D-A copolymer based on fluorene, thiophene and benzothiadiazole (PFDTBT), for green light, copolymers D-A based on fluorene and benzothiadiazole (F8BT) and fluorene-thiophene (PFT) and for blue light, poly(9-vinylcarbazole) (PVK) and poly(9,9-dioctylfluorene) (PFO).The syntheses were optimized in relation to what is reported in the literature, since an interface agent, Aliquat 336, was used in the Suzuki-Miyaura polycondensations, resulting in greater thermal stability and greater molar masses of the copolymers. The chemical and electrical properties were evaluated and it was observed that the PFDTBT copolymer (red emitter) presented better chemical properties and thus, devices were built with the synthesized samples, however, the electrical properties did not keep up well ria in the observed chemical properties.As for the green emitters, both synthesized families showed promising properties and the assembled devices showed better electrical properties when the molar mass of the copolymer was higher, among the samples, the F8BT copolymer exhibited a greater molar mass than the commercial copolymer, as well as greater luminance and current efficiency. As for the blue light emitting polymers, the synthesized PVKs that presented Mn> 106 g/mol and exhibited improved electrical properties and superior to the commercial PVK of Mw~106 g/mol stand out.