POLARIZAÇÃO DOS DISPOSITIVOS

Para verificarmos o comportamento dos dispositivos P-OLEDs quando polarizados, foram realizados dois lotes de dispositivos para motivo de comparação. Nesta análise, estabelecemos o intervalo de tensão entre 0 e 25 V, com intervalo de 0,25 V e limite máximo de corrente elétrica de 100 mA.

A Figura 34 mostra a comparação entre as curvas I x V, obtidas para o primeiro lote de dispositivos P-OLEDs testados.

Para este primeiro lote de dispositivos montados, não obtivemos a curva I x V característica para camada ativa utilizando o solvente diclorometano, devido a uma falha no processo de metalização, onde, ocorreu curto-circuito entre os filmes de ITO e Al inutilizando o dispositivo.

38 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 20 40 60 80

Corr

ente El

étrica (mA

)

Figura 34: Comparação entre as curvas I x V do primeiro lote de dispositivos.

A partir de uma extrapolação linear (imaginária) das curvas obtidas, podemos notar que os dispositivos com camada ativa utilizando clorofórmio, apresentaram maior valor na tensão de limiar com ≈ 16 V, enquanto que utilizando o triclorobenzeno, esse valor foi menor, apresentando ≈ 6 V. Esse resultado revela que houve uma redução significativa (aproximadamente 10 V de diferença) na tensão de limiar, entre os dispositivos com solvente clorofórmio (comumente utilizado) e o triclorobenzeno.

Na Figura 35, mostramos a comparação entre as curvas I x V, obtidas a partir do segundo lote de dispositivos.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 20 40 60 80

Corr

ente El

étrica

(mA)

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Assim como ocorreu nos resultados do primeiro lote, nas curvas de corrente-tensão do segundo lote verificamos o valor máximo de tensão de limiar para o dispositivo P-OLED utilizando o clorofórmio com ≈ 18,5 V e o valor mínimo para o dispositivo P-OLED utilizando triclorobenzeno com ≈ 8,5 V, comprovando a confiabilidade dos testes realizados. Com base nesses resultados, verificamos que a mudança no solvente utilizado provocou uma redução na tensão de limiar dos dispositivos em ≈ 10 V, tanto no primeiro lote de dispositivos quanto no segundo.

Comparando os valores obtidos nesses resultados, com os obtidos em outros trabalhos, verificamos novamente que esses valores corresponderam ao esperado [9,13].

Portanto, o que podemos dizer é que o clorofórmio foi o solvente que apresentou maior tensão de limiar, enquanto que o triclorobenzeno foi o que apresentou o menor valor.

Ainda, há uma hipótese de que a variação da tensão de limiar esteja associada com a volatilidade dos solventes. Acredita-se que, quanto menos volátil for o solvente, haverá mais tempo das cadeias poliméricas se rearranjarem melhorando ou aumentando as ligações químicas entre si e tenderem a formar uma estrutura mais estável. Essa afirmativa se justifica pelo fato do triclorobenzeno ser, dentre os escolhidos, o solvente orgânico com o maior ponto de ebulição (menor volatilidade), o que pode ser justificado pela apresentação da menor tensão de limiar. Por outro lado, o clorofórmio e o diclorometano apresentam menores pontos de ebulição e também foram os solventes que apresentaram as maiores tensões de limiar, evidenciando assim, essa relação.

De qualquer forma, esses resultados revelam que a utilização do triclorobenzeno pode ser uma boa opção como solvente ao invés do clorofórmio que é comumente utilizado para a fabricação de dispositivos P-OLEDs no Laboratório de Engenharia de Macromoléculas da USP.

É importante relatar que, no trabalho de conclusão de curso de Materiais, Processos e Componentes Eletrônicos da Faculdade de Tecnologia de São Paulo, do aluno Erick Vendruscolo Guerra, dispositivos P-OLEDs também foram montados com a mesma arquitetura: ITO/PEDOT:PSS/PVK/Alq3/Al, sendo que o PVK foi diluído em clorofórmio na

mesma concentração de 10 mg/ml e os dispositivos apresentaram tensão de limiar de ≈ 20 V [9].

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CAPÍTULO 6

CONCLUSÃO

Após realizar as caracterizações dos filmes de PVK, foi possível entender melhor o comportamento elétrico e óptico das camadas que compõem os dispositivos P-OLEDs. Foi verificado que, uma desuniformidade nos filmes de ITO, PEDOT:PSS e PVK (formados a partir de diferentes solventes para a formação da camada de PVK) provocou uma variação da resistência elétrica. Para filmes mais uniformes, como é o caso do ITO, houve pouca variação nos valores médios das resistências. Por outro lado, os filmes de PEDOT:PSS e

PVK, na estrutura: vidro/ITO/PEDOT:PSS e vidro/ITO/PEDOT:PSS/PVK, apresentaram

maiores variações em seus valores médios de resistência elétrica, devido à maior desuniformidade dos filmes formados. Mesmo com essa variação, foi possível observar que ambas estruturas apresentaram valores de resistência elétrica próximas. Os filmes de PVK, obtidos a partir dos diferentes solventes, apresentaram variações nos valores médios de resistência elétrica, indicando o melhor solvente para o triclorobenzeno e o pior resultado para o tetrahidrofurano. Possivelmente, isso deva ter ocorrido porque a mudança no solvente pode provocar também uma mudança na morfologia do filme formado, conforme foi analisado por microscopia óptica.

Com a montagem dos dispositivos analisados pelas caracterizações óptica e elétrica, foi possível avaliar a influência da mudança do solvente no comportamento de cada dispositivo P-OLED. Verificou-se que, a modificação do solvente não alterou significativamente o comprimento de onda emitido pelos dispositivos na polarização, todavia, verificamos que a tensão de limiar variou bastante com a mudança do solvente, indicando o melhor resultado para o triclorobenzeno e o pior resultado para o clorofórmio, sendo observada uma diferença de ≈10 V na tensão de limiar, entre ambos dispositivos.

Isso indica que é possível existir alguma característica específica em cada solvente, e que esteja influenciando diretamente a tensão de limiar dos dispositivos P-OLEDs. Neste caso, supostamente seja a volatilidade, pois quanto maior a volatilidade do solvente, mais rápido será sua evaporação, sem que ocorra tempo suficiente para que as cadeias poliméricas se rearranjem de maneira ordenada, causando descontinuidades estruturais e conseqüentemente, maior resistência à passagem de portadores de carga.

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Essa hipótese tornou-se mais provável ao compararmos os pontos de ebulição do triclorobenzeno (em 213 °C) e do clorofórmio (em 61 °C) que foram os solventes que apresentaram menor e maior tensão de limiar, respectivamente.

Com base em outros estudos realizados e nos resultados obtidos neste trabalho, fica evidente a necessidade de continuar aprimorando o desempenho final dos dispositivos, com intuito de obter-se ainda menor a tensão de limiar e maior luminosidade nos dispositivos P-

OLEDs [9]. Para isso, é preciso entender melhor a interface e interação entre os diferentes

filmes e aprimorar também as metodologias de preparação e deposição dos filmes poliméricos.

Também foram realizadas medições de FTIR nas amostras de vidro/ITO/PEDOT:PSS/PVK com os diferentes solventes, porém essa técnica utilizada não mostrou-se adequada, devido apresentar muitos ruídos nos espectros, dessa forma, não foi possível concluir as análises. Uma possível solução para esse problema seria a modificação do substrato utilizado, ou seja, a substituição de lâminas de vidro pelo substrato utilizando lâminas de silício (muito utilizada nos processos de microeletrônica).

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REFERÊNCIAS

1. Lucas Fugikawa Santos: “Estudos de Processos de Transporte em Dispositivos Poliméricos Emissores de Luz”; Tese de Doutorado; Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo; São Paulo; 201 páginas; 2003.

2. Emerson Roberto Santos: “Estudos de tratamentos superficiais em substratos de óxidos transparentes condutivos para fabricação de dispositivos poliméricos eletroluminescentes”; Tese de Doutorado; Escola Politécnica da Universidade de São Paulo; São Paulo; 238 páginas; 2009.

3. <http://www.comprafacil.blog.br/oled-muito-mais-que-um-led-organico-e-flexivel/>. Acessado em 29 de abril de 2012.

4. Sony Entertainment Television; <http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/200705/07- 053/index.html&langpair=ja|en&hl=en&ie=UTF8>. Acessado em 29 de abril de 2012.

5. Marcelo Valadares de Magalhães Pereira: “Propriedades ópticas de blendas e bicamadas de polímeros semicondutores e aplicações em dispositivos emissores de luz”; Tese de Doutorado; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte; 101 páginas; 2008.

6. Helena Liberatori Gimaiel: “Estudo das camadas transportadoras de elétrons em dispositivos poliméricos emissores de luz”; Dissertação de Mestrado; Escola Politécnica da Universidade de São Paulo; São Paulo; 122 páginas; 2008.

7. Sandra de Melo Cassemiro; “Síntese e caracterização de copolímeros em bloco com segmentos conjugados não conjugados contendo unidades fenileno-vinileno”; Dissertação de Mestrado; Área de concentração: Engenharia e Ciências dos Materiais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia – PIPE Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná; Curitiba; 112 páginas; 2008.

8. Alexandre Mantovani Nardes: “On the conductivity of PEDOT:PSS thin films”; Tese de Doutorado; Technische Universiteit Eindhoven; Holanda; Eindhoven; 161 páginas; 2007.

9. Erick Vedrusculo Guerra: “Estudo do desempenho de dispositivos diodos orgânicos-poliméricos emissores de luz utilizando-se camada PEDOT:PSS”; Trabalho de Conclusão de Curso; Faculdade de Tecnologia de São Paulo; São Paulo; 2011.

10. Sigma-Aldrich;

<http://www.sigmaaldrich.com/catalogLookup.do?N5=All&N3=mode+matchpartialmax&N4=pedot%3APSS &D7=0&D10=pedot%3APSS&N1=S_ID&ST=RS&N25=0&F=PR>. Acessado em 22 de abril de 2012. 11. Tunísia Eufrausino Schuler, Shu Hui Wang, Roberto Koji Onmori, Gerson Santos, Emerson Roberto Santos, Elvo Calixto Burini Junior, Adnei Melges de Andrade, “Electroluminescence of phenylene – vinylene random copolymers with different conjugation lenghts”; Synthetic metals; volume 159; p. 2306-2308; 2009. 12. Erik Yassuo Yuki; “Estudo de encapsulamento de dispositivos poliméricos-orgânicos eletroluminescentes”; Trabalho graduação; Escola Politécnica da Universidade de São Paulo; Engenharia Metalúrgica e de Materiais; São Paulo; São Paulo; 2011.

13. Satoru Yoshida; “Estudo de dispositivos P-OLEDs flexíveis”; Trabalho de conclusão de curso; Faculdade de Tecnologia de São Paulo; São Paulo; 56 páginas; 2012.