Luminiscencia en polimeros semiconductores

Luminiscencia en polímeros
semiconductores
Roberto Carlos Cabriales Gómez
Programa Doctoral en Ingeniería de Materiales. FIME-UANL,
Pedro de Alba, 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México
rocabriales@terra.com.mx

RESUMEN
La luminiscencia es una propiedad, resultado de fenómenos electroópticos, de gran importancia en el desarrollo de nuevas tecnologías. Además,
hace una décadase descubrió que algunos polímeros presentan esta
propiedad con características de intensidad y eficiencia suficientes como
para ser usados en aplicaciones tecnológicas de vanguardia, por ahora
exclusivas de materiales inorgánicos.
El objetivo de este artículo es describir los principios de la luminiscencia
en sus diversas manifestaciones, orientándose a la electroluminiscencia en
lospolímeros conjugados y finalmente informar de algunos resultados de
investigación en esta área, obtenidos en nuestros laboratorios.
PALABRAS CLAVE
Luminiscencia, polímeros conjugados, niveles de energía, electroluminiscencia,
OLED.
ABSTRACT
Luminescence is a property, result of electro-optical phenomena, with
high importance in the development of new technologies. One decade ago it
wasdiscovered that several polymers show this property with characteristics of sufficient intensity and efficiency to be used in advanced technological applications, so far exclusive of inorganic materials.
The objective of this article is to describe the principles of luminescence
in its diverse manifestations, the discussion of this phenomenon is oriented
to electroluminiscence in conjugated polymers andfinally we report some
results in this area, obtained in our laboratories.
KEYWORDS
Luminescence, conjugated polymers, energy leves, electroluminescence,
OLED.
LA LUMINISCENCIA
La luminiscencia se define como la des-excitación de un átomo o molécula,
por emisión de fotones. Este fenómeno ocupa un rol fundamental en la vida.
Procesos como la visión y logros como el secuenciamiento delgenoma humano y

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Ingenierías, Abril-Junio 2004, Vol. VII, No. 23

Luminiscencia en polímeros semiconductores / Roberto Carlos Cabriales Gómez

la tecnología de la información, serían imposibles de
concebir sin la luminiscencia. La excitación del material luminiscente es un prerrequisito para la emisión.
De acuerdo al origen de la excitación, el proceso
luminiscente puede ser designadocomo:
• Fotoluminiscencia. Cuando se utilizan fotones de
baja energía para excitarlo (como puede ser luz
visible o U.V.)
• Electroluminiscencia. Cuando se utiliza un campo
eléctrico para excitarlo.
• Quimioluminiscencia. Cuando la energía se deriva
de una reacción química.
• Bioluminiscencia. Si la reacción química se produce en un organismo vivo.
• Sonoluminiscencia. Cuando el materialse excita
por ultrasonido.
• Incandescencia. Cuando el material se excita
térmicamente.
• Magnetoluminiscencia. Cuando la excitación es
inducida por campos magnéticos.
El fenómeno luminiscente puede también
clasificarse de acuerdo con la duración de la emisión
después de la excitación. Cuando la excitación se
suspende, siempre existe un decaimiento
exponencial de la luz emitida. Elproceso
luminiscente se denomina fluorescencia cuando
el tiempo para que la intensidad inicial de emisión
decaiga de su valor original a 1/e (donde “e” es la
carga del electrón) es del orden de 10-3 s o menor.
Cuando este tiempo es de segundos, o aún de horas,
entonces el fenómeno luminiscente se denomina
fosforescencia.
La emisión luminiscente involucra transiciones
entre estados electrónicoscaracterísticos de la
sustancia radiante. Ésta puede observarse en
todos los estados de la materia: sólidos, líquidos y
gases (Xe, Kr), así como en materiales semicristalinos y en sólidos orgánicos (cristales
moleculares y polímeros conjugados).
ESTADOS ELECTRÓNICOS EXCITADOS1
Cuando un átomo absorbe energía, ocurre una
transición electrónica desde un estado fundamental
a un estado...