Ellipsometry study of the photo‐oxidation of poly[(2‐methoxy‐5‐hexyloxy)‐ p‐phenylenevinylene]

Abstract

Poly(p‐phenylenevinylene) (PPV) and its derivatives exhibit strong luminescence, being serious candidates to be used as active layers in organic light‐emitting diodes. However, the structural degradation caused by photo‐oxidation is an obstacle for commercial applications of such materials. Here, we show that spectroscopy ellipsometry is a useful technique to investigate the photo‐oxidation of poly[(2‐methoxy‐5‐hexyloxy)‐p‐phenylenevinylene] (MH‐PPV), a PPV derivative, which emits a red color light. Spectroscopy ellipsometry enables determination of the complex dielectric function—ϵ*(E)—of MH‐PPV thin‐layer films exposed to air, in the 2.1–4.2 eV energy range, as a function of the light exposure time (te). By using the Lorentz model to fit the experimental ϵ*(E) curves, it was inferred that the interactions among polymeric chains increase with te. From ϵ*(E), it is also possible to obtain the complex refractive index, N*(E) = n + ik. At higher energies (where k ≪ n), n increases from 1.32 to 1.40 with the photo‐oxidation progress. The behavior of n was investigated by using the Lorenz–Lorentz equation, taking into account the contribution for n by the chromophores of MH‐PPV. The effect of photo‐oxidation, mainly due to the replacement of vinyl CC by the ketone CO bonds, is confirmed by Fourier transform infrared measurements, an effect that reduces the average effective polymer conjugation length. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 42: 1033–1041, 2004

Polímeros luminescentes como sensores de radiação não ionizante: aplicação em fototerapia neonatal

“…máximo (λ máx ) desses espectros também varia com o tempo, deslocando-se para o azul, como mostra a Figura 3. Resultados similares foram obtidos recentemente por Borin [13] , Bianchi [9] , Olivati [22] e colaboradores no estudo do comportamento das propriedades ópticas de soluções e/ou filmes de MEH-PPV expostos a diferentes tempos de radiações ionizante ou não. Os resultados obtidos por esses autores mostram que as mudanças nos espectros de absorção e de fotoemissão do polímero, sobretudo quando exposto a radiação na região do visível, está relacionada ao processo de fotoexcitação do material devido à quebra das ligações vinílicas, e conseqüente incorporação de ligações carbonílicas (C=O), na cadeia polimérica principal, reduzindo tanto a intensidade de absorção dos espectros, como também os seus λ máx´s .…”

“…Muitos autores têm estudado e se preocupado com este tema, propondo que a otimização da eficiência luminoso e do tempo de vida dos dispositivos só será possível quando os mecanismos ligados à sua degradação forem entendidos e minimizados [8,9] . Dentre estes mecanismos, destaca-se a fotoxidação da camada polimérica [9,10] . Devido às presenças de luz e oxigênio, inerentes aos processos de fabricação e/ou às condições de operação dos dispositivos, ligações vinílicas (C=C) das cadeias poliméricas são substituídas por ligações carbonilas …”

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(C=O) [9,10] . Assim, o comprimento da conjugação da cadeia principal é reduzido, modificando as propriedades eletrô-nicas dos polímeros e influenciando diretamente o desempenho dos seus dispositivos luminosos [8,11] .

…”

“…Desta forma, enquanto as promessas de novos dispositivos crescem a cada dia, o fraco desempenho destes sistemas tem inviabilizado muitas de suas aplicações comerciais [8] . Muitos autores têm estudado e se preocupado com este tema, propondo que a otimização da eficiência luminoso e do tempo de vida dos dispositivos só será possível quando os mecanismos ligados à sua degradação forem entendidos e minimizados [8,9] . Dentre estes mecanismos, destaca-se a fotoxidação da camada polimérica [9,10] .…”

“…Muitos autores têm estudado e se preocupado com este tema, propondo que a otimização da eficiência luminoso e do tempo de vida dos dispositivos só será possível quando os mecanismos ligados à sua degradação forem entendidos e minimizados [8,9] . Dentre estes mecanismos, destaca-se a fotoxidação da camada polimérica [9,10] . Devido às presenças de luz e oxigênio, inerentes aos processos de fabricação e/ou às condições de operação dos dispositivos, ligações vinílicas (C=C) das cadeias poliméricas são substituídas por ligações carbonilas The main results demonstrated the possibility of using luminescent polymers as active material of non-ionizing radiation dosimeter, in such a way that MEH-PPV is promising for use in a management system to monitor radiation absorbed by newborns during phototherapy treatment of neonatal hyperbilirubinemia.…”