CC BY
51
УДК 661.143:547
А.А. Поленкова, А.Г. Чередниченко
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СИНТЕЗ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА КОМПЛЕКСОВ ЛИТИЯ С ЗАМЕЩЕННЫМИ 8-ОКСИХИНОЛИНАМИ
Синтезированы различные комплексы лития с замещенными 8-оксихинолинами, которые являются перспективными электролюминесцентными материалами для создания OLED-устройств. Проведена очистка полученных образцов материалов методом перекристаллизации и изучены их свойства. Чистота синтезированных продуктов была исследована методами микроскопического люминесцентного анализа и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Получены спектры люминесценции порошков синтезированных продуктов и определены их координаты цветности.
Ключевые слова: органические электролюминофоры, металлокомплексные соединения, OLED-устройства.
Значительный интерес к синтезу новых высокоэффективных органических люминофоров на основе координационных соединений различных металлов и изучению их свойств сегодня связан с развитием новых методов люминесцентного анализа, а также с развитием технологии электролюминесцентных устройств освещения и средств отображения информации. Применение органических светоизлучающих материалов в этой области позволяет добиться существенной экономии энергопотребления и значительно улучшить технические
характеристики конечного изделия [1-4]. Значительное место среди органических электролюминесцирующих материалов занимают металло-комплексные соединения. Широко известны и используются в технологии OLED-дисплеев 8-оксихиноляты алюминия ^^3), цинка, лития и др. металлов. Заметное место в этом списке занимают различные соединения редких (РМ) и редкоземельных металлов (РЗМ) с органическими лигандами [1-4]. Одной из основных особенностей использования органических лигандов в синтезе
соответствующих координационных
люминесцентных соединений является возможность их быстрой и глубокой модификации в рамках используемой структуры за счет введения различных заместителей в молекулу органического соединения. В этом случае возможно проследить зависимость структура -
свойство для ряда исследуемых веществ и установить факторы, влияющие на процесс светоизлучения.
В рамках решения этой задачи нами были синтезированы метало-комплексные соединения на основе лития и различных производных 8-оксихинолина. Перед использованием 8-оксихинолин и его производные очищали методом возгонки с последующей сублимацией на лабораторной сублимационной установке. Для осуществления синтеза в спиртовой раствор расчетного количества гидроксида лития при температуре 50 оС и интенсивном перемешивании добавляли эквимолярное количество спиртового раствора 8-оксихинолина или его производного и выдерживали в течение 1 часа. Затем реакционную массу охлаждали, а выпавший осадок целевого продукта отфильтровывали на фильтре Шотта и несколько раз промывали этиловым спиртов, а затем н-гексаном. Полученный продукт очищали перекристаллизацией из смеси этилацетата с этиловым спиртом. Сушку полученных люминофоров осуществляли в течение 48 часов при комнатной температуре. После чего определяли технологический выход продукта, его температуру плавления и проводили анализ методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и люминесцентной микроскопии. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Синтезированные соединения и их свойства.
№ Название соединения Выход, % ^ max , нм Чистота, % вес. (КГ MS)
1. 8-оксихинолят лития 76,5 449 99,98
2. 8-оксихинальдинат лития 71,7 450 99,96
3. 5,7-дихлор-8-оксихинолят лития 68,4 475 -
Рис.1. Микрофотографии порошка 8-оксихинолята лития в отраженном и УФ-свете
На рис.1 и 2 в качестве примера приведены микрофотографии порошков 8-оксихинолята и 8-оксихинальдината лития при естественном и УФ-
освещении. Видно, что синтезированные соединения обладают интенсивной
фотолюминесценцией в синей области спектра.
Рис.2. Микрофотографии порошка 8-оксихинальдината лития в отраженном и УФ-свете
Люминесцентные свойства порошков синтезированных соединений изучались на спектрофлуориметре Р1иго1о§ 3БЬ22. Анализ спектров фотолюминесценции порошков синтезированных люминофоров показал, что при переходе от 8-оксихинолята лития к
оксихинальдинату и 5,7-дихлор-8-оксихиноляту лития длина волны соответствующая максимуму светоизлучения увеличивается от 449 до 475 нм. При этом интенсивность люминесценции уменьшается в этом же ряду в 10 раз.
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 * 1.0
Рис. 3. Координаты цветности порошков 8-оксихинолята лития (1), 8-оксихинальдината лития (2) и 5,7-дихлор-8оксихинолята лития (3).
На рис.3. приведены рассчитанные по спектральным данным координаты цветности для 8-оксихинолята лития, 8-оксихинальдината лития и 5,7-дихлор-8-оксихинолята лития.
Полученные результаты хорошо согласуются с аналогичным влиянием строения органического лиганда на люминесцентные свойства 8-оксихинолятов алюминия, что свидетельствует об идентичности механизмов люминесценции этих соединений.
Следует отметить, что синтезированные люминофоры имеют высокую степень чистоты, подтвержденную анализом методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (1СР МБ). Проведенные исследования показали, что полученные 8-оксихинолят лития и 8-оксихинальдинат лития могут быть использованы для формирования светоизлучающих слоев ОЬЕБ-структур.
Список литературы
1. G.F. de Sa, O.L. Malta, C D. Donega, A.M. Simas , R.L. Longo, P.A. Santa-Cruz, E.F. Silva // Coord. Chem. Rev. -2000. V.196. - P.165.
2. Зиновьев А.Ю., Чередниченко А.Г., Аветисов И.Х. Технология органических электролюминесцентных устройств. Теоретические основы и материалы. М.: изд. РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2010. 62 с.
3. Z. Li, H.Meng. Organic light-emitting materials and devices. - New York.: CRC Press. 2007. 671 р.
4. F.So. Organic electronics. Materials. Processing. Devices and Application.- New York.: CRC Press. 2010. 568 р.
SYNTHESIS AND LUMINESCENT PROPERTIES OF COMPLEXIS LITHIUM AND 8-HYDROXYQUINOLINE DERIVATIES
A.A. Polenkova, A.G.Cherednichenko
D.I. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, 9, Miusskaya sq., Moscow, 125047 Russia
Key words: organic luminophor, metal complex, OLED
In this work, the effect of synthesis and luminescent properties of organic electroluminophore 8-hydroxyquinolinate lihium and this derivaties was studied. The preparation purity was analyzed by ICP MS, TCA and luminescent microscopy. The luminescent properties of powdered materials were studied.
