Desenvolvimento de um Sistema para Caracterização Elétrica e da

A.3.1 – Física
Desenvolvimento de um Sistema para Caracterização Elétrica e da Luminância de
Dispositivos Eletroluminescentes em Regime de Excitação Alternada
Alisson H. F. Marques¹; Dante Luis Chinaglia²; Giovani Gozzi².
1. Estudante de IC da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Unesp/IGCE/Departamento de Física* [email protected]
2. Prof. Dr. do Departamento de Física da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Unesp Rio Claro/IGCE
Palavras Chave: Dispositivos Eletroluminescentes, Espectroscopia de Impedância e Sistema de Medidas.
Introdução
A Caracterização elétrica e luminosa de dispositivos
Eletroluminescentes, EL, é feita a partir de curvas
características I vs. V (Corrente versus Tensão) e L vs. V
(Luminância versus Tensão). Essa técnica, em geral,
consiste na aplicação de uma diferença de potencial
estacionária, d.c., entre os terminais da amostra a ser
analisada e são efetuadas concomitantemente medições
da corrente elétrica e da luminância obtidas em resposta a
diferença de potencial aplicada. Com esta metodologia
convencional é possível estabelecer relação entre as
magnitudes das grandezas envolvidas, diferença de
potencial de excitação, corrente elétrica e Luminância.
Contudo, como o experimento é efetuado em regime
estacionário, não é possível obter informações sobre a
cinética
do
mecanismo
de
eletroluminescência,
dependência com o tempo. Para efetuar a caracterização
elétrica e da luminância de dispositivos EL, desenvolveuse um sistema de caracterização empregando-se sinais de
tensão senoidais, a.c., com variação de frequência para a
excitação de dispositivos EL, medindo-se os sinais de
luminância e corrente elétrica a.c. obtidos como resposta.
Resultados e Discussão
A montagem experimental utilizada para caracterização
dos dispositivos ELs é mostrado na figura abaixo.
dispositivo e o outro, obtido da queda de potencial no
resistor de referência, para determinara a corrente elétrica
que flui pelo dispositivo. Esse sistema apresenta um limite
máximo de frequência e tensão de 2 MHz e 1000 V
respectivamente. A fase do sinal de luminância é
determinada para frequências inferiores a 200 Hz,
entretanto para caracterizar o dispositivo utilizaram-se
faixas de frequências em kHz, o que proporcionou valores
RMS de luminância.
O sistema de caracterização desenvolvido foi empregado
para a caracterização de um dispositivo confeccionado a
partir de uma fase orgânica condutora e uma fase
inorgânica
luminescente,
cujo
processo
de
eletroluminescência ainda não foi completamente
compreendido [1]. O dispositivo apresentou uma tensão de
operação de aproximadamente 150 V e uma
luminescência de 100 cd/m². Com o aparato experimental
desenvolvido foi possível obter o espectro de impedância e
a luminância RMS do dispositivo em um intervalo de
frequência de 50 Hz até 20 kHz. No espectro de
impedância observaram-se dois processos elétricos, um
referente ao transporte de cargas no volume do material
ativo do dispositivo e outro relacionado com a injeção de
cargas a partir dos eletrodos. A luminância do dispositivo
manteve-se aproximadamente constante para frequências
abaixo de 1 kHz e apresentou uma redução abrupta para
frequências acima de 1 kHz, para as quais a corrente de
condução no material ativo é drasticamente reduzida.
Conclusões
Figura 01. Esquema da montagem experimental do sistema de medidas.
O sinal de tensão a.c. foi gerado por um gerador de sinais
System GEGEM, modelo PU-222 (i) este sinal foi
amplificado com um amplificador de sinais TREK, modelo
10/10B (ii) O sinal de tensão de excitação foi aplicado a um
circuito contendo uma caixa de resistores de referência (iii)
conectado em série com o dispositivo EL (iv). O sinal de
luminescência do dispositivo foi captado por um fotodiodo
Hamamatsu, modelo S1133-01 (v) acoplado a um
eletrômetro Keithley, modelo 610 C (vi). A luminância e a
corrente elétrica que flui pelo dispositivo foi obtida a partir
de sinais de tensão medidos com um osciloscópio (vii)
MINIPA, modelo 1221S. Um destes sinais de tensão,
obtido na saída analógica do eletrômetro acoplado ao
fotodiodo, foi utilizado para determinar a luminância do
Foi desenvolvido um sistema para a caracterização de
dispositivos eletroluminescentes com uso de tensões a.c.
para a excitação dos dispositivos. O sistema proposto
permitia a aplicação de tensões até 1000 V e variação da
frequência do sinal de excitação no intervalo de 20 Hz até
2 MHz. Com este sistema foi possível obter dados de
luminância e o espectro de impedância de um dispositivo
produzido com compósito eletroluminescente, para o qual
o mecanismo de eletroluminescência ainda não é
completamente compreendido. A partir destes resultados
pode-se
demonstrar
que
o
mecanismo
de
eletroluminescência no dispositivo estudado está
relacionado com as correntes de condução no volume do
material ativo.
Agradecimentos
____________________
[1] STEFANELO, J. C. Estudos das propriedades elétro-óptica de dispositivos
eletroluminescentes confeccionados com um compósito híbrido, Dissertação de
Mestrado, Universidade estadual paulista “Júlio de Mesquita Filho”,
Departamento de Física, Rio Claro, 2009.
67ª Reunião Anual da SBPC