Produção de um dispositivo eletroluminescente em uma única etapa

Abstract

Currently, there are different kind of production methods involving light emitting diodes (LEDs), light emitting cells (LECs) and eletroluminescents devices produced with composites (LECELs). These devices are produced with three processing steps: one for the active layer's production (light emitting) and two steps for the electrodes production. The present work proposes a device LECEL fabrication methodology in one only processing step, aiming the device electroluminescent production's low-cost. The active layer is formed by an unstable suspension of the conductive polymer poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly(sulfonated styrene) (PEDOT:PSS) blend with the silic/organic material 3-glycidoxypropyltrimethylsilane (GPTMS), and the light emitting manganese doped zinc silicate (Z𝑛2Si𝑂4:Mn). After the suspension's deposition over a copper substract, due to it's instability, the manganese doped zinc silicate particles decantation ocurrs. Through this process, over the active layer rich with eletroluminescente silicate ocurrs a thin-film formation of the conductor transparent material PEDOT:PSS/GPTMS. In this single process ocurrs the eletroluminescente device formation, since the copper substract acts as a metalic eletrode, the PEDOT:PSS/GPTMS thin-film acts as a transparent and the rich eletroluminescente silicate film acts as the active layer. The produced device had an operatting voltage in direct polarization 15 V and maximum luminance of 10 cd/m² (195 V). The device showed maximum emission at 533 nm, corresponding to the green color with coordinates CIE 1931 Illuminant E x = 0,3171 and y = 0,6438 and 78% purity. These results are good indicators that the concepts of manufacturing the electroluminescent device decresing its processing steps is feasible

Atualmente, existem diferentes métodos de produção de dispositivos eletroluminescentes de filmes finos, como diodos emissores de luz (LEDs), células eletroquímicas emissoras de luz (LECs) e dispositivos eletroluminescentes produzidos com compósitos (LECELs). Estes dispositivos são produzidos com pelo menos três etapas de processamento, uma para produção da camada ativa (emissora de luz) e duas para a produção dos eletrodos. O presente estudo propõe uma metodologia para fabricação de um dispositivo LECEL em uma única etapa de processamento, visando a diminuição do custo de produção de dispositivos eletroluminescentes. A camada ativa formada a partir de uma suspensão instável da mistura do polímero condutor poli(3,4-etileno dioxitiofeno):poli(estireno sulfonado) (PEDOT:PSS), com o material sílica/orgânico 3-glicidoxipropil-trimetilsilano (GPTMS), e o silicato emissor de luz silicato de zinco dopado com manganês (Z𝑛2Si𝑂4:Mn). Após a deposição desta suspensão sobre um substrato de cobre, devido à sua instabilidade, ocorre a decantação das partículas de silicato de zinco dopado com manganês. Por este processo, sobre a camada rica em silicato eletroluminescente ocorre a formação de um filme fino do material condutor transparente PEDOT:PSS/GPTMS. Neste único processo ocorre a formação de um dispositivo eletroluminescente já que o substrato de cobre atua como eletrodo metálico, o filme fino de PEDOT:PSS/GPTMS atua como eletrodo transparente e o filme rico em silicato eletroluminescente atua como camada ativa. O dispositivo produzido teve como tensão de operação em polarização direta 15 V e luminância máxima de 10 cd/m² (195 V). O dispositivo apresentou máxima emissão em 533 nm, correspondente à cor verde com coordenadas CIE 1931, com Iluminante E x = 0,3171 e y = 0,6438 e pureza de cor de 78%. Estes resultados são bons indicadores de que o conceito de fabricação do dispositivo...