Применение координационных соединений лития в ОСИД-технологии Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 661.143:547 А. Г. Чередниченко

ПРИМЕНЕНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛИТИЯ В ОСИД-ТЕХНОЛОГИИ

Ключевые слова: координационные соединения лития, электролюминесценция, ОСИД-технология.

Синтезированы образцы 8-оксихинолята лития (ОХЛ), который является флуоресцентным электролюминофором синего цвета свечения и используется в производстве органических светоизлучающих устройств (ОСИД) для изготовления эмиссионных и электроно-транспортных слоев. На основе полученного эмиссионного материала методом вакуумного термического испарения были изготовлены многослойные тестовые электролюминесцентные структуры и исследованы их характеристик. Показана перспективность применения 8-оксихинолята лития в ОСИД-технологии.

Keywords: coordination compounds of lithium, electroluminescence, OLED-technology.

Samples of 8-oxyquinolinate lithium were synthesized. 8-Oxyquinolinate lithium is a fluorescent electroluminophore blue glow. On the basis of the emission material made of multilayer test structure and investigated their characteristics. Prospects of application of 8-oxyquinolinate lithium in OLED-technologies were shown.

Введение

Органические светоизлучающие диоды и устройства отображения информации (ОСИД) активно вытесняют изделия из неорганических материалов на рынке бытовой и промышленной электроники [1]. Перспективность использования органических компонентов для создания устройств индикации, отображения информации и освещения определяются высокими техническими характеристиками изделий на их основе [1-3]. 8-Оксихинолят лития (ОХЛ) является электролюминесцентным материалом синего цвета свечения (рис.1) и может быть использован для получения эмиссионных слоев в монохромных или полноцветных ОСИД-устройствах.

(1)

Li-

(2)

Li—O

(3)

Рис. 1 - Координационные соединения лития, используемые в ОСИД-технологии: 8-оксихинолят лития (1); 8-оксихинальдинат лития (2); 10-оксибензохинолят лития (3)

вергали ступенчатой сублимационной очистке в вакууме и затем анализировали на наличие имеющихся примесей методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и люминесцентной оптической микроскопии. В ходе проведенных анализов было показано, что содержание основного вещества в образцах 8-оксихинолята лития составляет не менее 99,98 % масс. и его качество соответствует требованиям ОСИД-технологии. В условиях возбуждения УФ-светом порошок 8-оксихинолята лития люминесцировал в синей области спектра (рис. 1).

H3C

о

а

Кроме того 8-оксихинолят лития широко применяется в ОСИД-технологии в качестве материала для формирования электронного проводящего и матричного слоев [1-3]. При его использовании эффективность ОСИД-структур может увеличиваться в несколько раз.

Экспериментальная часть

Для проведения исследований нами был синтезирован 8-оксихинолят лития (ОХЛ) по ранее разработанной методике [4]. Для этого 8-оксихинолин предварительно очищали методом сублимационной очистки при атмосферном давлении и вводили в реакцию с гидроксидом лития в среде изопропило-вого спирта при температуре 40-50оС. Полученный продукт отфильтровывали, промывали изопропило-вым спиртом, н-гексаном и сушили в вакуумном сушильном шкафу. Синтезированный препарат под-

I-г--т--1-1-1--1--1-г-

400 500 600 700 800

Wavelength (nm)

б

Рис. 1 - Микрофотография (х30) порошка 8-оксихинолята лития при УФ-освещении (а); спектр фотолюминесценции порошка 8-оксихинолята лития (б)

Для определения электролюминесцентных характеристик синтезированного материала методом вакуумного термического испарения нами была изготовлена многослойная тестовая структура и проведены ее испытания [5]. Технические характеристики исследуемой структуры определяли с помощью цве-тоанализатора Konica Minolta CA-310.

Обсуждение результатов

Для определения электролюминесцентных характеристик нами была изготовлена многослойная тонкопленочная тестовая структура состава IT0/TPD/0ХЛ/LiF/Ag:Mg с использованием синтезированного электролюминофора в качестве материала эмиссионного слоя. Для нормального функционирования устройства использовались вспомогательные дырочно-проводящий (TPD) и электроно-инжекционный (LiF) слои. Формирование структуры производилось на стеклянной подложке с помощью установки УВН-71. Для обеспечения работоспособности тестовой структуры проводилась его защита от негативного воздействия паров воды и кислорода, содержащихся в воздухе. Герметизация осуществлялась с помощью приклеивания в инертной атмосфере защитного стекла. При напряжении питания 5,0-5,2 В яркость свечения электролюминесцентных ОСИД-структур составила 518,8-520,0 кд/м2. Полученные результаты представлены в таблице № 1.

Таблица 1 - Технические характеристики исследованных ОСИД-структур на основе 8-оксихинолята лития

1.9

У

О.Й

№ Рабочее напряжение, В Рабочий ток, мА Яркость, кд/м2 (координаты цветности, CIE)

1 5,08 5,0 518,8 (x=0,15; y= 0,14)

2 5,10 5,2 520,0 (x=0,16; У= 0,14)

Рассчитанные по спектральным данным координаты цветности электролюминесценции тестовых структур на основе 8-оксихинолята лития показаны на рисунке 2.

_о61В ■

sFKSB uses IT'J-R BT.7Q9 primarte

Red Often Blue WNIe X Q.M 0.30 9.15 0.3127 у 0.33 0.00 9.06 0.S28C A<toteRGB(W) us» Red and Blue Ike ¡¡RGB and Green like- HTSC CIE-RGB arclhe primaries for ccbr ггй1сГ*11.| tesis; 7w;we.1;1í».a™

'.1 OjZ 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.® 0.8 ä 1.0

Рис. 2 - Координаты цветности электролюминесценции ОСИД-структур на основе 8-оксихинолята лития

Выводы

В ходе проведенных исследований был синтезирован 8-оксихинолят лития, проведена его очистка и изготовлена тестовая ОСИД-структура, для которой были определены вольт-амперные и вольт-яркостные характеристики. По результатам исследований сделаны выводы о возможности использования синтезированного 8-оксихинолята лития (ОХЛ) в качестве материала для формирования эмиссионных и электронных транспортных слоев в производстве органических светоизлучающих диодов (ОСИД).

Литература

1. Z. Li, H.Meng. Organic light-emitting materials and devices. New York, CRC Press., 2009, 671 р.

2.F. So, Organic electronics. Materials. Processing. Devices and Application. New York, CRC Press., 2010, 568 р.

3.М.Н. Бочкарев, А.Г. Витухновский, М.А. Каткова, Органические светоизлучающие диоды (OLED). Н.Новгород, Деком, 2011, 359 с.

4. А.А.Поленкова, А.Г.Чередниченко, Успехи в химии и химической технологии, Т. XXVIII, №. 6, 22 - 24 (2014).

5.А.Ю.Зиновьев, И.Х.Аветисов, А.Г.Чередниченко. Технология органических электролюминесцентных устройств. Гетероструктуры. М., изд. РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2011, 63 с.

© А. Г. Чередниченко - к.х.н., вед. науч. сотр. каф. химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И.Менделеева, [email protected].

© A. G. Cherednichenko - candidat of chemical sciences, postdoctoral lead researcher D.I.Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, [email protected].