CC BY
16
УДК 661.143
О.А. Белозерова*, А.Г. Чередниченко
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д.9 *e-mail: san@rctu.ru
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДЕГРАДАЦИИ (1,10-ФЕНАТРОЛИН)-ТРИ-(8-ОКСИХИНОЛЯТОВ) ЕВРОПИЯ (III) И САМАРИЯ (III)
Аннотация
В ходе проведенных исследований были получены экспериментальные данные влияния различных факторов окружающей среды на процесс деградации (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) европия (III) и (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) самария (III). Методом оптической люминесцентной микроскопии изучена динамика процесса деградации и сделаны выводы о влиянии различных факторов на скорость деградации. Выданы рекомендации для определения условий использования и хранения органических электролюминесцентных препаратов на основе координационных соединений редкоземельных металлов (РЗМ).
Ключевые слова: деградация органических люминофоров, металлокомплексные соединения РЗМ, OLED-устройства
Процессы деградации материалов светоизлучающихспециальной программе. В итоге определялось слоев органических электролюминесцентных структурсодержание микропримесей в исследуемом объекте. являются важным эксплуатационным фактором,По условиям эксперимента воздействию факторов определяющим долговечность и надежность работыокружающей среды и дальнейшему анализу конечного изделия. Поэтому устойчивостьподвергался только поверхностный слой образца. электролюминесцентных материалов к различным Полученные результаты представлены на рис. 1. разрушающим воздействиям окружающей средыБыло показано, что наиболее интенсивно является необходимым показателем их пригодности длядеградировал образец, находящийся в контакте с OLED-технологии. В настоящее времякислородом воздуха при облучении дневным светом.
координационные соединения редкоземельных металловДействительно для этого образца уже на начальном (РЗМ) с органическими лигандами широко используютсяэтапе воздействия наблюдается интенсивное в OLED-производстве для формирования эмиссионныхуменьшение содержания основного вещества. Более слоев различных цветов свечения [1]. Большинство этихстабильным был образец, не подвергавшийся соединений обладают высокой химической иоблучению светом. Таким образом, процессы термической стабильностью. Однако существуютокисления, вследствие которых происходит основное эмиссионные материалы на основе РЗМ, которыеразрушение материала, интенсифицируются под деградируют в присутствии кислорода и воды сдействием света. Это хорошо согласуется с достаточно высокой скоростью и являются удобнымилитературными данными о большей скорости фотообъектами для изучения влияния различных факторовхимического окисления по сравнению с химическим окружающей среды на стабильность светоизлучающегоокислением большинства органических материалов материала. Такими соединениями являются[3]. Примечательно, что третий образец (1,10-синтезированные нами (1,10-фенантролин)-три-(8-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) европия (III), оксихинолят) европия (III) и (1,10-фенантролин)-три-(8-находившийся в вакууме, практически не разрушался оксихинолят) самария (III). в течение всего эксперимента, несмотря на
Было исследовано поведение нескольких образцов воздействие светового излучения. этих электролюминофоров, находящихся в разных Синтезированный (1,10-фенантролин)-три-(8-условиях. Так для (1,10-фенантролин)-три-(8- оксихинолят) самария (III) является близким по оксихинолят) европия (III) первый образец свойствам (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихиноляту) подвергался воздействию кислорода воздуха при европия (III). Поэтому сравнение влияния факторов облучении дневным светом. Второй образец также окружающей среды на стабильность этих материалов подвергался воздействию кислорода воздуха, но без в одинаковых условиях проведения испытаний дает освещения. Третий образец находился в вакуум- информацию о влиянии природы металла на эксикаторе и воздействие солнечного света на него не устойчивость соответствующего координационного контролировалось. Все эксперименты проводились соединения. Условия эксперимента и общий вид при температуре окружающей среды 25±2 оС. Для полученных деградационных зависимостей определения количественных показателей чистоты аналогичен зависимостям для (1,10-фенантролин)-материала и динамики их возможного изменения три-(8-оксихинолята) европия (III). Полученные использовался метод люминесцентной микроскопии результаты представлены на рис. 2. [2]. Измерения производились с помощью Действительно образец (1,10-фенантролин)-три-
оптического микроскопа Stereo Discovery V.12 (8-оксихинолята) самария (III), подвергавшийся (производство фирмы «Zeiss», Германия), воздействию кислорода воздуха при освещении, снабженного фотоаппаратом Canon EOS 450D и УФ- деградировал намного быстрее, чем образец без излучателем. Результаты измерений автоматически освещения и содержащийся в вакуумном эксикаторе. передавались на компьютер и обрабатывались по
s л
й б
ion 99,1
во
98,5 98 97,5 97 96,5
■ ^ — X-Ш A A-; i-А Д—
■
I С s
♦
■ I ♦ Г" ■ ■
♦ <
10
20
30
10
С^тки
100
a
4 ».s
a
£ 0(1
?
Ж 5
=
к « 98
£ 97,5
97
96.5
95.5
■ U A Ai Л-1 LU А А 1 L
■ _
1
■ g
V 1 ■ i ■
< ч
♦ ♦ 4
(1 J LU 1? 25 i« 35 4«
(Л"ТКИ
Рис. 1. Зависимость изменения содержания основного
вещества в образцах (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) европия (III) от времени: деградация на воздухе при освещении (внизу); деградация на воздухе без освещения (в середине); деградация в условиях вакуума (вверху).
Это полностью соответствует данным полученным для (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята)
европия. Однако было отмечено, что в случае использования координационного соединения самария скорость разложения была на 25-30 % выше, чем в случае соответствующего соединения европия. Выявленная закономерность уменьшения содержания основного вещества характерна для всех образцов подвергавшихся воздействию кислорода. Только в случае образца, находившегося под вакуумом изменение состава во времени не наблюдалось (рис.1,2).
Рис. 2. Зависимость изменения содержания основного вещества в образцах (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) самария (III) от времени: деградация на воздухе при освещении (внизу); деградация на воздухе без освещения (в середине); деградация в условиях вакуума (вверху).
Полученные результаты позволили
сформулировать требования к условиям хранения и эксплуатации (1,10-фенантролин)-три-(8-
оксихинолята) европия (III) и (1,10-фенантролин)-три-(8-оксихинолята) самария (III). Для
предотвращения потери кондиционных свойств за счет процессов окисления данные люминесцентные материалы должны храниться в герметичной посуде из темного стекла в инертной атмосфере или под вакуумом.
Белозерова Ольга Александровна - аспирант кафедры химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва
Чередниченко Александр Генрихович - к.х.н., ведущий научный сотрудник кафедры химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. K.Mullen, U. Scherf. Organic Light-Emitting Devices.Wiley -VCH. 2006.-472 p.
2. М.Н.Бочкарев, А.Г.Витухновский, М.А.Каткова. Органические светоизлучающие диоды (OLED). Н.Новгород.: Деком. 2011. - 359 с.
3. Б.И.Степанов. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия, 1984.- 592 с.
4.А.Ю.Зиновьев, А.Г.Чередниченко, И.Х.Аветисов. Технология органических электролюминесцентных устройств. Теоретические основы и материалы. М.: изд. РХТУ им.Д.И.Менделеева. 2010. - 62 с.
5. A.J. Lees. Photophisics of organometallics. Berlin.: Springer.2010.- 239 р.
Belozerova Olga Aleksandrovna*, Cherednichenko Aleksandr Genrihovich D.I.Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia *e-mail: san@rctu.ru
INVESTIGATION OF DEGRADATION PROCESSING OF 1,10-PHENANTROLINE-TRYS-(8-HYDROXYQUINOLINES) EUROPIUM (III) AND SAMARIUM (III)
Abstract
The process of degradation of 1,10-phenantroline-trys-(8-hydroxyquinolines) europium (III) and samarium (III) was studied. The sample's purity was analyzed by luminescent microscopy methode.
Key words: degradation of organics luminophores, complex of rare earth elements , OLED
