Processos radiativos e não radiativos em copolímeros para aplicação em OLEDs
Data
2026-03-13
Autores
Moraes, Thaís dos Santos
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
O desenvolvimento de materiais orgânicos emissores de luz tem se destacado como uma alternativa promissora aos semicondutores inorgânicos empregados em dispositivos emissores de luz (LEDs). Nesse contexto, a compreensão detalhada dos processos radiativos e não radiativos, bem como dos mecanismos de transferência de energia e da dinâmica dos estados excitados, torna-se fundamental para a otimização do desempenho desses materiais. Esta tese apresenta o estudo fotofísico de dois polímeros conjugados com diferentes mecanismos de emissão: um terpolímero com elevada eficiência de transferência de energia intramolecular e um copolímero com fluorescência atrasada termicamente ativada (TADF). Inicialmente, investigou-se o terpolímero LaPPS76 (poli[fluoreno-benzotiadiazol-fluoreno-terpiridina]), composto por unidades de Fluoreno-Terpiridina e Fluoreno-Benzotiadiazol, com o objetivo de compreender a eficiência da transferência de energia intramolecular. Foram realizadas medidas de absorção, fotoluminescência, fotoluminescência de excitação e tempo de vida de emissão, além da comparação com blendas formadas pelas unidades doadoras e aceitadoras isoladas. Os resultados demonstraram que a transferência de energia no terpolímero é significativamente mais eficiente do que nas misturas físicas, evidenciando o papel da polimerização na promoção da transferência interna. A eficiência de transferência de energia atingiu 78,5% para a composição com maior fração aceitadora, enquanto valores inferiores a 25% foram obtidos para as blendas. Na segunda etapa do trabalho, foi estudado o copolímero CP6 (poli[fluoreno-fenotiazina-dibenzotiofeno-S,S-dióxido]), contendo segmentos doadores e aceitadores projetados para favorecer a TADF. A caracterização óptica em solução e em filme fino revelou a presença de bandas de emissão atribuídas ao fluoreno e ao cromóforo PTZ-DBTO2. Medidas de fotoluminescência resolvida no tempo permitiram identificar a fluorescência convencional, a fluorescência atrasada e a fosforescência, confirmando a ocorrência de TADF tanto em solução desgaseificada quanto em filme fino. A análise espectral possibilitou a estimativa da energia do estado de transferência de carga singleto em 2,41 eV, além de indicar a proximidade energética entre os estados singleto e tripleto localmente excitados, característica essencial para materiais que exibem TADF. Medidas em baixa temperatura corroboraram o caráter termicamente ativado do processo. Adicionalmente, simulações computacionais foram empregadas para a análise da distribuição dos orbitais moleculares e dos níveis energéticos do CP6, confirmando a natureza doadora do PTZ e aceitadora do DBTO2, bem como a formação do estado de transferência de carga intramolecular. De forma integrada, os resultados experimentais e teóricos demonstraram o potencial dos materiais estudados para aplicação em LEDs orgânicos, tanto em sistemas baseados em transferência de energia quanto em emissores TADF livres de metais
Descrição
Palavras-chave
Copolímero, Transferência de energia interna, TADF, Fotoluminescência resolvida no tempo, Polímeros conjugados, Fotoluminescência, Filmes finos, Optoeletrônica