Host-Guest
Spesso l'architettura utilizzata nei dispositivi OLED Ŕ di tipo host-guest, dove il GUEST Ŕ il dopante responsabile delle proprietÓ luminose dell'OLED, mentre l'HOST, di solito una matrice polimerica, Ŕ la sostanza che ospita il GUEST.

I dopanti, in genere, sono molecole a basso peso molecolare con proprietÓ di fluoroforo.
Diamo ora alcuni brevi cenni sui fenomeni della fluorescenza e della fosofrescenza per comprendere meglio il funzionamento e il ruolo svolto dai dopanti negli OLED.
Il fenomeno della fluorescenza Ŕ legato all'emissione radiativa delle molecole dopanti che conservano il loro stato di spin elettronico vedendo coinvolti il primo stato eccitato e il ground state.
Alla fluorescenza si affianca il fenomeno della fosforescenza, che Ŕ il risultato di una transizione di spin elettronico dallo stato eccitato di singoletto allo stato eccitato di tripletto (intersystem crossing) con successiva emissione radiativa. Si tratta di una transizione elettronica spin-proibita Ŕ[1].
I fenomeni radiativi di fluorescenza e fosforescenza sono ben dettagliati nel diagramma di Jablonski riportato nella figura seguente.

La differenza che emerge subito tra i normali fenomeni radiativi e l'elettroluminescenza Ŕ costituita dal fatto che l'eccitone formatosi dalla neutralizzazione di elettroni e buche ha giÓ da principio una particolare configurazione di spin elettronico o di singoletto o di tripletto. Questo garantisce di ottenere da alcune sostanze sempre emissioni per fluorescenza o fosforescenza.
Sempre riferendosi all'architettura HOST-GUEST, gli eccitoni formatisi sotto l'azione del campo elettrico si formano nell'HOST layer che a seguito di trasferimento d'energia eccitano le molecole GUEST, che in un secondo tempo si rilassano emettendo per fenomeni radiativi. Sono stati scoperti, in questo contesto, tre possibili modi di trasferimento intermolecolare d'energia [2][3]:

  • Trasferimento di F÷rster:
    si tratta di un'interazione Coulombiana a lungo raggio (40~100 ┼) che coinvolge un accoppiamento dipolo-dipolo degli stati di donatore (HOST) e accettore (GUEST)[4]. I possibili modi di trasferimento sono riportati nell'immagine seguente.

    Forster

    Come si pu˛ osservare dalla figura, con questo meccanismo lo stato eccitato prodotto ha sempre configurazione di spin elettronico di singoletto.

  • Trasferimento di Dexter:
    si tratta di un fenomeno con raggio d'azione pi¨ limitato rispetto al precedente. L'energia degli eccitoni (HOST) viene trasferita ai donatori (GUEST) attraverso scambi intramolecolari [5].
    Con questo tipo di trasferimento lo stato di spin elettronico dell'eccitone donatore viene passato all'eccitone accettore.

    Tale tipo di trasferiemento decade facilmente con l'aumentare della distanza.

La ricerca attuale si Ŕ spinta verso lo sviluppo di nuovi materiali fosforescenti con caratteristiche di emissione nella luce bianca nelle sigole componenti blu (450-470 nm), verde (500-550 nm) e rossa (650-700 nm). In questo lavoro altri importantissimi parametri da considerare sono la resa del fluoroforo e il tempo di decadimento radiativo.
Restringendo la nostra analisi ai fluorofori di tipo metallo-organico come emettitori, le transizioni elettroniche che ne conferiscono le caratteristiche di fluoroforo sono prese attentamente in esame nella sezione degli emettitori.


    Bibliografia:
  1. R.C. Evans, P. Douglas, C.J. Winscom, Coordination complexes exhibiting room-temperature phosphorescence: Evaluation of their suitability as a triplet emitters in organic light emitting diodes, Coordination Chemistry Reviews 250 (2006) 2093-2126
  2. N.J. Turro, Modern Molecular Photochemistry, University Science Books, California, 1991
  3. H. Yersin, Top. Curr. Chem. 241 (2004) 1
  4. T. FĘorster, Disc. Faraday Soc. 27 (1959) 7
  5. D.L. Dexter, J. Chem. Phys. 21 (1953) 836