Moléculas pequenas luminescentes : caracterização e aplicação em OLEDs processados por solução

Abstract

O emprego de moléculas pequenas luminescentes em OLEDs processados por solução é uma alternativa promissora para a construção de dispositivos eficientes, estáveis e de baixo custo. Complexos de Cu(I), B(III) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) são de particular interesse devido sua facilidade de síntese, estabilidade, versatilidade e possibilidade de elevado rendimento quântico de emissão. Nesta perspectiva, este trabalho apresenta a caracterização de duas séries de moléculas pequenas emissoras inéditas, complexos de Cu(I) e B(III), um novo PAH e aplicação dos primeiros em OLEDs processados em solução. Nos complexos de Cu(I), o mecanismo de fluorescência atrasada termicamente ativada (TADF) foi identificado. Para esta série, um dos resultados mais relevantes foi a predominância da geometria molecular no aumento do rendimento quântico em relação aos efeitos de átomos pesados no ligante orgânico. A introdução de grupos funcionais nos complexos de B(III) permitiu a obtenção de um emissor azul fluorescente altamente eficiente e estável. O emissor de maior rendimento quântico entre os complexos de Cu(I) e B(III) foram dispersos em materiais hospedeiros convenientemente escolhidos para a construção de OLEDs. Vale destacar a obtenção de um dispositivo com um dos melhores desempenhos utilizando complexos de B(III) totalmente processado em solução e uma significativa melhora no desempenho dos OLEDs baseados em complexos de Cu(I). O PAH apresentou surpreendente emissão fosforescente persistente em temperatura ambiente, algo extremamente raro para esta classe de materiais. Ele também exibiu significativa fluorescência atrasada (DF) gerada por aniquilação tripleto-tripleto (TTA) na presença de oxigênio, o que ainda não havia sido observado para estes compostos.<br>

Abstract : The use of luminescent small molecules in solution-processed OLEDs is a promising alternative for the construction of efficient, stable and inexpensive devices. Complexes of Cu(I), B(III) and polycyclic aromatic hydrocarbons are of particular interest due to their easy synthesis, stability, versatility and possibility of high emission quantum yield. In this perspective, this work presents the characterization of two new series of small emitting molecules, Cu (I) and B (III) complexes, a new polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) and solution-process OLED application. In the Cu (I) complexes, the thermally activated delayed fluorescence mechanism (TADF) was identified. For this series, one of the most relevant results was the molecular geometry predominance in the quantum yield increase in relation to the heavy atoms effects in the organic ligand. The introduction of functional groups in the B (III) complexes allowed obtaining a highly efficient and stable fluorescent blue emitter. The emitter with higher quantum yield of the Cu (I) and B (III) complexes were dispersed in suitably chosen host materials for the construction of OLEDs. It is worth mentioning the obtaining of a device with one of the best performances using fully solution processed B (III) complexes and a significant improvement in the performance of OLEDs based on Cu (I). The new PAH presented surprising persistent phosphorescent emission at room temperature, something extremely rare for this class of materials. It also exhibited significant delayed fluorescence generated by triplet-triplet annihilation (TTA) in presence of oxygen, which has not been observed for these compounds yet.