[pt] Este trabalho apresenta os resultados de um estudo que envolve a
fabricação e a caracterização de dispositivos orgânicos emissores de luz
(OLEDs) baseados em complexos β-dicetonatos de terras-raras. O estudo se
coloca como continuação lógica da linha de pesquisa em dispositivos
eletroluminescentes baseados em íons terras-raras, começada alguns anos
atrás neste grupo de pesquisa. Para a produção dos dispositivos foram
empregadas várias técnicas de deposição de filmes finos, tais como deposição
térmica resistiva, pulverização catódica assistida por plasma (rf-magnetronsputtering)
e spin-coating. A síntese dos compostos orgânicos, bem como alguns
estudos adicionais puderam ser realizadas através de colaborações com
diversos grupos de pesquisas nacionais, os quais dispõem de recursos e
capacitação em áreas complementares. Os complexos orgânicos estudados
foram divididos em três conjuntos, que chamamos de sistemas. No sistema 1,
estudou-se o complexo Eu(bmdm)3(ttpo)2, onde o ligante orgânico bmdm é um
conhecido agente absorvedor de radiação UV bastante usado em protetores
solares. Os OLEDs baseados neste complexo apresentaram intensa foto- e
eletroluminescência com alta pureza de cor dada apenas pelas finas transições
características do íon Eu3+. No sistema 2, estudou-se o complexo chamado de
binuclear. Este composto tem dois núcleos terras-raras coordenados numa
mesma molécula. O primeiro binuclear estudado, o complexo
Eu(btfa)3 phenterpy Tb(acac)3, não apresentou as transições características dos
íons Tb3+ e Eu3+ como era esperado inicialmente. Por outro lado, apresentou
uma eletroluminescência sintonizável em duas situações distintas, a primeira em
função da tensão aplicada e a segunda através de mudanças na arquitetura das
camadas constituintes. Por causa desse efeito, mostramos a possibilidade de se
construir um dispositivo OLED emissor de luz branca. Ainda nesse sistema,
foram estudados OLEDs com complexos modificados quimicamente, chamados
de binuclear 2 e trinuclear. O complexo binuclear 2 apresentou as linhas de
emissão dos íons Tb3+ e Eu3+. Apesar de menos eficiente que o primeiro
complexo binuclear, este estudo mostrou que através de manipulações
moleculares (nanotecnologia) é possível sintetizar compostos capazes de emitir
as linhas características de emissão dos íons terras-raras, ou seja, com um
único complexo é possível obter duas emissões distintas. Por último, ainda como
sistema 2, o complexo trinuclear, é uma mistura de compostos orgânicos
contendo Tm, Tb e Eu e não formam uma única molécula, como no caso dos
compostos binucleares. Este estudo foi iniciado recentemente e ainda não foi
completamente explorado. Os primeiros testes mostraram que é possível usar
este complexo também para fabricar OLEDs com emissão de cor branca,
variando-se as quantidades relativas de Tm, Tb e Eu da mistura. Sabendo-se
que os ligantes β-dicetonas são os responsáveis pela transferência de energia
para os íons TR3+, através do efeito antena, o sistema 3, despontou como
grande novidade, mostrando a construção de dispositivos eletroluminescentes
baseados em complexos tetrakis(β-dicetonatos) de TR, ou seja, compostos que
possuem quatro ligantes β-dicetonas coordenandos a um único íon TR. Com
esse sistema conseguimos pela primeira vez uma emissão eficiente e pura das
principais transições do íon Tb à temperatura ambiente. O trabalho apontou,
também, que tanto a irradiação com luz UV, quanto a exposição aos agentes
atmosféricos (oxigênio, água, umidade, etc.) contribuem para uma rápida
degradação dos complexos orgânicos com conseqüente decaimento do
desempenho dos dispositivos fabricados. Para tanto, iniciamos um estudo para
investigar as causas da degradação de alguns dos compostos orgânicos
utilizados na fabricação de OLEDs. Os estudos de fotoabsorção e fotoemissão
realizados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron foram fundamentais para
uma maior compreensão destes efeitos. Os resultados deste estudo mostraram
que as técnicas espectroscópicas empregadas neste trabalho podem ser
utilizadas para se investigar a estrutura eletrônica, bem como a fotodegradação
de compostos orgânicos usados na fabricação de OLEDs. Utilizando a
espectroscopia de fluorescência, se estudou a viabilidade de se construir um
dosímetro de radiação ultravioleta portátil e de uso pessoal usando um OLED
cuja eletroluminescência é sensível à radiação UV. / [en] In this work we present the results of a study that
involves the manufacture
and the characterization of organic eletroluminescent
devices (OLEDs) based on
(beta)-diketonates Rare-Earth complexes. The investigation
reported is a continuation
of the research in electroluminescent devices based on
rare-earth ions, started
some years ago in our Group. For the production of the
devices were applied
several thin films deposition techniques: thermal
resistive, rf-magnetronsputtering
and spin-coating. The synthesis of organic compounds, as
well some
additional studies, were carried on through the
collaboration with different
brazilian research groups, which have resources and
qualification in
complementary areas. The organic compounds studied in this
thesis have been
divided in three groups, named systems. In system 1, the
studied complex was
Eu(bmdm)3(ttpo)2, where the organic bmdm ligand is a known
UV sensitive
material, frequently used in sunblockers. The OLEDs based
on this complex
presented intense photo- and electroluminescence with high
pure color emission
due to the almost atomic transitions characteristic of the
Eu3+ ion. In system 2, a
binuclear complex, represented by the molecular formula
Eu(btfa)3 phenterpy Tb(acac)3 was studied. This complex
has two rare-earth
nuclei coordinated in the same molecule. The OLEDs based
on this complex did
not present the Tb3+ and Eu3+ characteristic transitions
as expected. On the other
hand, the complex gave us the possibility to develop an
OLED with white color
emission. Probably the major novelty of this thesis is
represented by system 3.
Indeed, knowing that the (beta)-diketone ligands are the
main responsible for the RE3+
ions energy transference through the antenna effect, in
system 3, we investigated
the possibility to fabricate electroluminescent devices
based on RE (beta)-diketonate
tetrakis complexes, which have four coordinated (beta)-
diketones ligand to an RE ion
in order to enchance the energy transfer and the emission
efficiency. With this
system we obtained, for the first time, an efficient and
pure Tb emission at room
temperature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10657 |
| Date | 27 September 2007 |
| Creators | WELBER GIANINI QUIRINO |
| Contributors | MARCO CREMONA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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