Processos radiativos e não radiativos em copolímeros para aplicação em OLEDs

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorLaureto, Edson
dc.contributor.authorMoraes, Thaís dos Santos
dc.contributor.bancaSilva, Marco Aurélio Toledo da
dc.contributor.bancaRodrigues, Paula Cristina
dc.contributor.bancaLourenço, Sidney Alves
dc.contributor.bancaCosta, Marcello Ferreira da
dc.coverage.extent108 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-09-01T17:26:33Z
dc.date.available2026-09-01T17:26:33Z
dc.date.issued2026-03-13
dc.description.abstractO 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
dc.description.abstractother1The development of organic light-emitting materials has emerged as a promising alternative to inorganic semiconductors employed in light-emitting devices (LEDs). In this context, a detailed understanding of radiative and non-radiative processes, as well as energy transfer mechanisms and excited-state dynamics, is essential for optimizing the performance of these materials. This thesis presents a photophysical study of two conjugated polymers exhibiting distinct emission mechanisms: a terpolymer with high intramolecular energy transfer efficiency and a copolymer displaying thermally activated delayed fluorescence (TADF). Initially, the terpolymer LaPPS76 (poli[fluorene-benzothiadiazole-fluorene-terpyridine]), composed of Fluorene-Terpyridine and Fluorene-Benzothiadiazole units, was investigated with the aim of elucidating the efficiency of intramolecular energy transfer. Absorption, photoluminescence, photoluminescence excitation, and emission lifetime measurements were performed, along with a comparative analysis using blends formed by the isolated donor and acceptor units. It was demonstrated that energy transfer in the terpolymer is significantly more efficient than in physical mixtures, highlighting the role of polymerization in promoting internal energy transfer. The energy transfer efficiency reached 78.5% for the composition with the highest acceptor fraction, whereas values below 25% were obtained for the blends. In the second stage of this work, the copolymer CP6 (poli[fluorene-phenothiazine-dibenzothiophene-S,S-dioxide]), containing donor and acceptor segments designed to promote TADF, was investigated. Optical characterization in solution and in thin films revealed emission bands attributed to fluorene and to the PTZ–DBTO2 chromophore. Time-resolved photoluminescence measurements enabled the identification of conventional fluorescence, delayed fluorescence, and phosphorescence, confirming the occurrence of TADF in both degassed solution and thin-film form. Spectral analysis allowed the estimation of the singlet charge-transfer state energy at 2.41 eV and indicated a small energetic gap between the locally excited singlet and triplet states, a key feature of efficient TADF materials. Low-temperature measurements further corroborated the thermally activated nature of the process. Additionally, computational simulations were employed to analyze the molecular orbital distribution and energy levels of CP6, confirming the donor character of PTZ and the acceptor character of DBTO2, as well as the formation of an intramolecular charge-transfer state. Taken together, the experimental and theoretical results demonstrate the potential of the investigated materials for application in organic LED devices, both in systems based on energy transfer and in metal-free TADF emitters
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19892
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Física
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Física
dc.subjectCopolímero
dc.subjectTransferência de energia interna
dc.subjectTADF
dc.subjectFotoluminescência resolvida no tempo
dc.subjectPolímeros conjugados
dc.subjectFotoluminescência
dc.subjectFilmes finos
dc.subjectOptoeletrônica
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Física
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Física
dc.subject.keywordsCopolymer
dc.subject.keywordsInternal energy transfer
dc.subject.keywordsTADF
dc.subject.keywordsTime-resolved photoluminescence
dc.subject.keywordsConjugated polymers
dc.subject.keywordsPhotoluminescence
dc.subject.keywordsThin films
dc.subject.keywordsOptoelectronics
dc.titleProcessos radiativos e não radiativos em copolímeros para aplicação em OLEDs
dc.title.alternativeRadiative and non-radiative processes in copolymers for OLEDs application
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 2 de 2
Imagem de Miniatura
Nome:
CE_FIS_Dr_2026_Moraes_Thais_S.pdf
Tamanho:
3.32 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Texto completo ID. 195246
Baixar
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
CE_FIS_Dr_2026_Moraes_Thais_S_Termo.pdf
Tamanho:
206.15 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Termo de autorização
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
555 B
Formato:
Item-specific license agreed to upon submission
Descrição:
Baixar

Coleções

01 - Doutorado - Física