Este trabalho tem como principais objetivos: desenvolver procedimentos sintéticos e novos materiais poliméricos que apresentem boa condutividade elétrica, estudar o comportamento eletro-óptico dos polímeros obtidos, desenvolver procedimentos para a construção de dispositivos eletroluminescentes, caracterizá-los e correlacionar as características eletro-ópticas observadas com a constituição da camada ativa polimérica. Foram realizadas diversas sínteses objetivando a preparação de polifluorenos com diferentes estruturas químicas a partir de monômeros difuncionais aromáticos boronados e bromados, utilizando uma mesma rota de acoplamento de Suzuki. Assim, foram preparados três polímeros, poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)] (PF, polifluoreno), poli[1,4-fenileno-alt-2,7- (9,9-dioctilfluoreno)] [PFP, poli(fluoreno-fenileno)] e poli[(1,4-fenileno-2-flúor)-alt-2,7-(9,9- dioctilfluoreno)] [PFPF, poli(fluoreno-fenileno)fluorado]. Para obtenção destes polifluorenos com bom rendimento e com pureza adequada para a preparação de dispositivos poliméricos eletroluminescentes, foi necessário testar diversas condições de reação, até a otimização de um procedimento sintético robusto. Os polifluorenos preparados foram exaustivamente purificados por extração e solubilização-precipitação. Todos os polifluorenos tiveram a sua estrutura e composição químicas caracterizadas e confirmadas pelas técnicas de espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (¹HNMR) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). As massas molares médias e a polidispersão foram determinadas por cromatografia de permeação em gel (GPC). Soluções em clorofórmio dos polifluorenos foram analisadas por espectroscopias de absorção e emissão no UV-Vis. Estes resultados nos forneceram informações importantes quanto às propriedades de fotoluminescência dos polifluorenos obtidos. Até o momento, sabe-se que todos os três polímeros emitem cor azul e dentre as três estruturas estudadas, o PFPF apresentou maior intensidade de fluorescência. Para a fabricação dos P-OLEDs (Diodos Orgânico-Polimérico Emissor de Luz) foram feitas soluções de clorofórmio em concentrações de 1% dos três tipos de polímeros. Também foi estudada a influência dos compostos ETL (electron transport layer) (Alq3 ou butyl-PBD) com concentrações de 0,5%. Quando aplicada uma tensão no dispositivo, o PFPF apresentou menor tensão de operação entre os polímeros estudados. A partir das curvas de tensão vs. corrente, verificou-se que a adição do butyl-PBD nos três tipos de polímeros diminui a tensão de limiar em comparação com os dispositivos sem composto ETL. Os comprimentos de onda de eletroluminescência dos dispositivos polarizados permaneceram constante mesmo com a adição dos dois compostos ETL (Alq3 ou butyl-PBD). / This work has as main objectives: develop synthetic procedures and new electroluminescent polymeric materials that have good electrical conductivity, study the behavior of polymer systems thus obtained, and develop procedures for the construction of electroluminescent devices, characterize them and correlate the photo- electrical behavior with the features of the constitutive active polymeric layer Several syntheses were performed aiming at preparing polyfluorenes with different structures from boronated and brominated difunctional aromatic monomers using a Suzuki coupling route. So far, three polymers were prepared, poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)] (PF, polyfluorene), poly[1,4-phenylene-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)] [PFP, poly(fluorenephenylene)] and poly[1,4-phenylene-2-fluoro)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)] [PFPF, fluorinated poly(fluorene-phenylene)]. To obtain these polyfluorenos with good yield and purity suitable for preparing polymeric electroluminescent devices, it was necessary to test various reaction conditions and to optimize a robust synthetic procedure. The polyfluorenes prepared were thoroughly purified by extraction and solubilization-precipitation. All polyfluorenes have had their structures and chemical composition characterized and confirmed by infrared spectroscopy (FTIR), and hydrogen and carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹HNMR and 13CNMR). The average molar masses and polydispersity were determined by gel permeation chromatography (GPC). Polyfluorenes in chloroform solutions were analyzed by the UV-Vis absorption and emission spectroscopy. These results provided us with important information regarding the photoluminescence properties of polyfluorenes thus obtained. Until now, it is known that all three polymers emit in the blue region and among the three structures, the PFPF has the highest fluorescence intensity. The construction of PLEDs was carried out from the chloroform solutions at concentrations of 1% for each of the all three types of polymers. The influence of an ETL (electron transport layer) compound (Alq3, PBD) was also studied, and its concentration was kept constant at 5% in the polymer solution. Tests of the devices under applied voltage have shown a higher stability for PFPF among all. From the voltage vs. current curves, it was possible to observe that the addition of PBD decreased the threshold voltage for the devices prepared from the three types of polymers. The wavelength of electroluminescence remained constant despite the addition of the ETL compound (Alq3 or butyl-PBD).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-23052014-014442 |
| Date | 06 May 2013 |
| Creators | Herick Garcia Takimoto |
| Contributors | Shu Hui Wang, Luiz Claudio de Santa Maria, Emerson Roberto Santos |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Metalúrgica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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