Синтез разветвлённых полифениленов и исследование их люминесцентных свойств. Дипломная (ВКР). Химия.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Синтез разветвлённых полифениленов и исследование их люминесцентных свойств
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Российский
химико-технологический университет
Факультет
химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов
Кафедра химии
и технологии биомедицинских препаратов
«Синтез разветвлённых полифениленов и
исследование их люминесцентных свойств»
В настоящее время наблюдается прогресс в создании многоцветных дисплеев,
а также источников белого света на основе полимерных светодиодов. Наравне с
жидкими кристаллами, которые успешно используются и по сей день, как
элементоорганические матрицы в большинстве устройств отображения информации,
полимерные люминофоры заслуженно обращают на себя всё большее внимание многих исследователей
оптических свойств полимерных соединений. Обладая хорошими показателями
люминесценции в видимой области, полимеры всё чаще стали использоваться для
создания на их основе светодиодных устройств. Преимуществами таких устройств
являются энергоэффективность, хорошие яркость и контрастность, а также
безусловно их меньший размер в сравнении с обычными устройствами. Важной
проблемой продвижения в жизнь этой замечательной технологии является получение
полимерных материалов голубого свечения. Несмотря на то, что на сегодняшний
день ряд зарубежных фирм уже разработали серийный выпуск практически
полноцветных дисплеев на базе полимерных материалов, диоды синего свечения
по-прежнему являются узким звеном в данном технологическом процессе. Подобные
мониторы имеют высокую стоимость, а также небольшие размеры отображающей
площади, к тому же ещё не получено полимерных структур устойчивых к окислению,
так что на долговечность качественной работы таких устройств можно только
надеяться. Поэтому в настоящее время получение новых полимеров голубого
свечения является перспективнейшей задачей, которую пытаются решить многие
научные коллективы во всём мире.
В связи с вышесказанным, целью дипломной работы является синтез
разветвлённых растворимых полифениленов, перспективных для использования в
качестве активных слоёв в светоизлучающих приборах.
На сегодняшний день достигнут значительный успех в изучении
физико-химических свойств органических соединений. В частности широко изучены
их люминесцентные свойства, такие как электролюминесценция, фосфоресценция,
фотолюминесценция и т.п. Исследование полупроводниковых свойств некоторых
органических соединений, как элементоорганической, так и полимерной природы,
показали перспективу их применения во многих областях жизнедеятельности. Одна
из наиболее интенсивно развивающихся областей - создание электролюминесцентных
устройств нового поколения: инжекционных светодиодов, солнечных элементов,
полевых транзисторов и устройств отображения информации (различные дисплеи,
телевизоры нового поколения, мониторы и т.п.).
Для того, чтобы соединение обладало флуоресценцией, оно должно содержать
достаточное количество π-электронов, делокализованных на некотором участке
молекулы [1]. Этим требованиям отвечают многие сопряженные и ароматические
низкомолекулярные и высокомолекулярные соединения, которые называют
люминофорами. Включение таких фрагментов в структуру полимера или синтез
целевых продуктов на их основе позволяет получать материалы, обладающими
свойством люминесценции и представляющие интерес для различного практического
применения.
Полимеры, обладающие свойством флуоресценции известны достаточно давно. В
50-х годах ХХ в. было обнаружено, что многие из природных полимеров - белков -
обладают свечением в области 280 - 360 нм, связанным с излучением света за счет
остатков ароматических аминокислот (триптофана, тирозина, фенилаланина) [2]. В
начале 60-х годов ХХ века советским химиком А.Н. Быковым были синтезированы
полиамиды и поликапролактамы, обладающие яркой окраской и флуоресценцией.
Поскольку полисопряженные молекулы чаще всего имеют низкую растворимость
в технологичных растворителях, то прогресс в области синтеза флуоресцентных
полимеров будет определяться, прежде всего, успехами в создании таких
соединений, которые могли бы легко перерабатываться в изделия, т.е. хорошо
растворялись бы в органических растворителях, а метод их синтеза был бы
технологичным и базировался бы на доступных исходных мономерах [3]. С целью
улучшения растворимости и снижения агрегации макромолекул, в них вводят
объемные боковые группы или получают разветвлённые полимеры.
Большой интерес представляют разветвлённые высокомолекулярные структуры,
на основе которых могут быть получены полимерные материалы, пригодные для
создания оптоэлектронных устройств. Несмотря на то, что соединения с
разветвленной структурой давно известны и часто встречаются в живой и неживой
природе, синтетические разветвленные полимеры до сих пор представляют собой
один из новых и малоизученных классов высокомолекулярных соединений. Один из
первых примеров получения разветвленных макромолекул относится к концу XIX
века, когда Берцелиус сообщил об образовании резины из винной кислоты и
глицерина. Но детальное исследование свойств и строения соединений этой группы
были начаты спустя более чем 100 лет - только в 90-е годы XX века, когда были
исследованы их флуоресцентные свойства [4].
В зависимости от вида ветвления, разветвленные макромолекулы можно
разделить на шесть классов (рисунок 1): дендримеры (а), линейно-разветвленные
гибриды (б), гребнеобразные полимеры (в), высокоразветвленные полимеры (г),
звездообразные полимеры (д) и привитые полимеры (е).
Рисунок
1 - Типы разветвлённых структур
Представители
первых трех классов имеют четко определенную структуру, в то время как для
последних трех классов ветвление носит случайный (статистический) характер. Для
получения разветвленных макромолекул с четко определенной структурой (рисунок
1, а - в) были разработаны многоступенчатые методы синтеза, требующие очистки
промежуточных продуктов на каждой стадии. Структура таких соединений
определяется числом поколений и функциональностью звеньев. Преимуществом
разветвленных полимеров (рисунок 1, г) является то, что они могут быть получены
в одну стадию. Однако поскольку такие соединения образуются случайным образом,
для характеристики их строения необходимо учитывать распределение по
молекулярной массе и числу ветвей.
Преимуществом
разветвленных флуоресцирующих макромолекул по сравнению с линейными является
то, что в них, за счет ветвления, снижено взаимодействие между группами
хромофора, что создает предпосылки для получения материалов со сниженной
вероятностью концентрационного тушения люминесценции, к тому же если рассматривать
ненасыщенные молекулы, то наличие π-электронов в таких соединениях выше на несколько порядков.
Для получения разветвленных органических и элементорганических соединений
- полифениленполигерманов, кремнийорганических дендримеров, сополиэфиримидов,
полифлуоренов, полифениленов - были использованы мономеры, уже содержащие
группы люминофора, которые взаимодействовали с сомономером, являющимся центром
ветвления. Описаны следующие методы получения разветвленных полимеров:
тримеризационная конденсация терминальных ацетиленов [5, 6], поликонденсация
2,3-бис(3-аминогидрокси-фенил)хиноксалин-6-карбоновой кислоты [7],
самоконденсация виниловых мономеров, реакция Гилча, через реактив Гриньяра,
«click»-полимеризация [8], радикальная полимеризация.
В последние два десятилетия для получения фениленовых разветвленных
структур, которые наиболее вероятно являются люминесцентными, широкое
распространение получили методы синтеза, в присутствии металло-комплексных
катализаторов (реакции кросс-сочетания: реакция Соногашира, реакция Стилле,
кросс-сочетание по Кумада и т.д.) [9], в результате которых образуется новая
связь углерод-углерод.
Создание связи углерод-углерод играет ключевую роль в синтезе многих
органических молекул. Так для синтеза многих полифениленов и полифлуоренов,
которые являются основными соединениями, на основе которых получается
полимерная матрица для диодов, используются реакции Соногаширы, катализируемые комплексами
палладия [10]. В 1970-х годах был открыт и изучен широкий спектр реакций
образования С-С связи, катализируемых комплексами палладия (реакции
кросс-сочетания, cross-coupling reaction), что позволило им стать необходимым
условием для получения связи С-С (углерод-углерод). В настоящий момент известны
разнообразные каталитические реакции с участием Pd(0).
Основные реакции данного типа представлены на схеме (рисунок 2), где 1 -
реакция Хека, 2 - реакция Стиле [11], 3 - реакция Негиши [12], 4 - реакция Сузуки
[13], 5 - реакция Соногаширы [14].
Реакциями кросс-сочетания синтезированы такие классы соединений, как
биарилы, стиролы, арилацетилены с участием соединений: лития и магния, цинка,
олова, а также органических производных бора.
Рисунок
2 - Основные реакции образования связи углерод-углерод с участием комплексов Pd
Миаура
(Miyaura) и Сузуки (Suzuki) в 1995 году предложили проводить реакцию
палладий-катализируемого кросс-сочетания арилгалогенидов с боралкенильными производными
в присутствии оснований[15]. Они показали, что при взаимодействии
стирил-1,3,2-бензодиоксаборола с бромбензолом в кипящем бензоле в присутствии
этилата натрия и комплекса тетракис(трифенилфосфин)палладий(0) образуется
стильбен (рисунок 3)
В
отсутствии основания стильбен в данной реакции не образовывался. Таким образом,
добавление основания позволило использовать арил- и алкенилбораны в реакциях
кросс-сочетания , которые до этого в указанных реакциях считались инертными.
Впервые реакцию кросс-сочетания для синтеза полимеров использовал в 1978
году Ямамото, когда он из 1,4-дибромбензола в присутствии комплексов
циклооктадиенил (дифенилфосфин)никель(0) и PdCl2(bpy) (бипиридилдихлорид
палладия(II)) получил нерастворимые п-фенилены со степенью полимеризации n
порядка 20 (из данных элементного анализа по брому) (рисунок 4)
Рисунок
4 - Получение n-фениленов со степенью полимеризации n≈20
А
уже в конце 80-х годов был получен уже растворимый п-фенилен co значением n
порядка 30 из 4-бром-2,5-ди-н-гексил-фенилборной кислоты в присутствии основания
и палладиевого катализатора (рисунок 5)
Рисунок
5 - Получение n-фениленов со степенью полимеризации n≈30
Благодаря
своей простоте и высоким выходам эти методики стали основными в химии линейных
и разветвленных ароматических макромолекул.
Разветвленные
полимеры получают методами различных конденсацией мономеров, функциональность
хотя бы одного из которых больше двух. Впервые разветвленные полифенилены с
использованием методов металло-комплексного катализа получили в 1988 году Ким и
Вебстер по реакции конденсации одного мономера AB2-типа (1 или 2, рисунок 6)
при использовании в качестве катализатора трифенилфосфиновых комплексов Pd и Ni
(полимеры 3 и 4 соответственно) [16, 17, 18].
Рисунок
6 - Получение разветвлённых полифениленов 3 и 4 по реакции гомополиконденсации
одного мономера «А2В»-типа
Среднечисловые
молекулярные массы (Mn) полученных соединений составили примерно 3 900 Da.
Аналогичные синтезы были проведены на основе производных трифениламина 5 и 6
(рисунок 7). Ими были получены разветвленные полимеры 7 и 8, средневесовые
значения молекулярных масс (Mw) которых составили 9 800 и 169 000 Da (т.е.
содержащие примерно 23 и 143 звена соответственно). Таким образом, в условиях реакции
Сузуки удалось получить более высокие значения молекулярных масс по сравнению с
полимерами, синтезированными ранее через реактив Гриньяра (Mw
порядка 4 000 Da), а также в условиях реакции Негиши (Mw порядка 24 400
Da ).
Рисунок
7 - Получение разветвлённых полимеров 7 и 8 по реакции Сузуки «А2В»-типа
В
дальнейшем для получения разветвленных полифениленов большее развитие получила
конденсация двух и более сомономеров. При этом большинство полимеров получено в
условиях реакции Сузуки - при взаимодействии арилгалогенидов c ароматическими
борными кислотами (или их эфирами) при использовании комплексов Pd(0) или
Pd(II) в качестве катализатора и 2М водного раствора карбоната натрия или калия
в качестве основания.
В
литературе описаны способы синтеза разветвленных полимеров при различном
сочетании двух и более сомономеров, функциональность одного из которых не менее
трех (An, где n≥3), а у остальных она равна двум (А2, В2 и т.д.). Так синтезированы
разветвленные полифлуорены 15 - 19 по реакции Сузуки «А3+В2»-типа (рисунок 8).
Mw этих полимеров были определены методом
гель-проникающей хроматографии и составили примерно 15 000 - 19 000 Da.
Поскольку в реакциях такого типа возможно образование сшитых нерастворимых
макромолекул, реакцию заканчивали за несколько минут до точки гелеобразования
(через 30 мин. для олигомеров 17 и 18 и через 315 мин для 19).
Рисунок
8 - Получение разветвлённых полимеров 15-19 по реакции Сузуки «А3+В2»-типа
Аналогичным
образом по реакции Сузуки были получены разветвленные полиариленсиланы 24 - 27
(рисунок 9), Mw которых составили 3 500 - 7 500 Da.
Рисунок
9 - Получение разветвлённых полимеров 24-27 по реакции Сузуки «А4+В2»-типа
Поскольку
при концентрации тетрафункционального мономера 0,5 - 1 М был получен полностью
нерастворимый полимер, для получения растворимых макромолекул реакции проводили
при пониженной концентрации тетрафункционального мономера (0,005 М). Было
отмечено, что в одних и тех же условиях полимер 25 имел более низкое значение Mw (~3
500 Da) по сравнению с 24 (~7 500 Da), поэтому для получения полимера 26 с
более высокой молекулярной массой время реакции было увеличено в два раза, до 8
ч.
В
соответствии со схемой реакции межузловые фрагменты в структуре образующихся
макромолекул имеют постоянную длину.
В
литературе также описаны способы синтеза разветвленных полифлуоренов, в которых
в процессе полимеризации могут образовываться межузловые фрагменты различной
длины. Такая ситуация возникает, например, при использовании реакции Сузуки
«AnB+AB»- или «Аn+В2+А2»-типа. Это затрудняет установление корреляций
«структура-свойства» для синтезируемых соединений. Сообщается [19] о синтезе разветвленных
полифлуоренов 30 - 32 при взаимодействии 3,5-дибромфенилборной кислоты 28
(A2B-мономер) с 7-бром-9,9-диоктилфлуорен-2-борной кислотой 29 (AB-мономер),
взятых в различных соотношениях (100:5, 100:15 и 100:40 соответственно, рисунок
10).
Рисунок
10 - Получение разветвлённых полифлуоренов 30-32 с межузловыми фрагментами
различной длины по реакции Сузуки «А2В+АВ»-типа
Количество
остаточного брома для полимеров 30 - 32 по данным элементного анализа составило
порядка 3%, а их Mw составили 40 000 - 130 000 Da. По данным 1Н
ЯМР-спектроскопии степень ветвления этих полимеров (сигналы протонов
1,3,5-тризамещенного бензольного кольца находятся в области λ = 7,80 м.д.), возрастает с увеличением доли
трифункционального мономера и составляет 27% для полимера 32. Вен (Wen) c
сотрудниками сообщают [20] о получении по реакции Сузуки «А3+B2+А2»-типа
разветвленных полифлуоренов 37 и 38 при взаимодействии
2,7-дибром-9,9’-диоктилфлуорена 36 (A2-мономер) и 9,9’-диоктилфлуорен-2,7-бис(триметиленобороната)
14 (В2-мономер) с 2,4,6-трифенил-1,3,5-триазином 33 (В3-мономер) (рисунок 11),
сомономеры 36, 14 и 33 были взяты в двух мольных соотношениях - 5:6.5:1
(полимер 37) и 10:11.5:1 (полимер 38).
Рисунок
11 - Получение полифлуоренов 37-42 с межузловыми фрагментами различной длины по
реакции Сузуки «А3+В2+А2»-типа
Значения
Mw полимеров 37 и 38 составили 48 000 и 52 500 Da, а степень ветвления - 11% и
6% соответственно (сигналы протонов 2,4,6-трифенил-1,3,5-триазиновых фрагментов
в структуре этих полимеров расположены в области λ = 8,90 м.д.). Этой же группой исследователей был
использован также другой трифункциональный мономер -
2-(4-бромфенил)-5-(3,5-дибромфенил)-1,3,4-оксадиазол 34. Аналогичную работу
провел Ву (Wu) [21], который в качестве трифункционального мономера
использовал 3,6-дибром-9-(4-бромфенил)-9Н-карбазол 35.
В
этих работах были получены примерно такие же значения Mw и степени
ветвления, как и для полимеров 37 и 38 [22].
Проведенный
анализ работ, посвященных получению разветвленных полимеров, позволяет
заключить, что данная область химии ВМС является новой и динамично
развивающейся. К настоящему времени получен ряд разветвленных ароматических
полимеров различного строения. К сожалению, во многих случаях не удается
получить растворимые макромолекулы с высокими значениями молекулярных масс,
поскольку часто увеличение молекулярной массы приводит к образованию
нерастворимых продуктов. Другой нерешенной проблемой является определение
молекулярной структуры получаемых полимеров (в частности, определение
соотношения центров ветвления, межузловых фрагментов и концевых групп). Решению
этих вопросов могли бы способствовать спектральные исследования, в частности
методы ЯМР-спектроскопии, спектрофотометрии и различные методы исследования
люминесценции.
Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные
многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на
анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает
через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдает электроны в
эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими
словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает
отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием
электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при
встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в
органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем
электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое
сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области
видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.
Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода
напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном
направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.
В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный
оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая
способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто
используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой
работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.
Органический светодиод, как правило, это анод, катод, слой чистого
люминофора или с примесями, добавляемыми для повышения квантового выхода и как
следствие лучшей работы диода. Слой между анодом и катодом стараются сделать
максимально тонким, не превышающим 100 нм по толщине. Обычно, если в качестве
примера приводить простейший диод, роль подложки играет стекло с уже нанесённым
слоем анода из оксида сплава индия и олова (ITO), преимуществом которого является его прозрачность.
Далее на специальной установке методом вращательного нанесения, для
равномерного распределения анод покрывается слоем люминофора, который затем
покрывается т.н. маской с необходимым числом отверстий для получения
соответствующего количества пикселей, на которую затем путём напыления наносят
слой катода с рассчитанными характеристиками. Сверху катод покрывают обычно
эпоксидной смолой или другим изолирующим материалом для исключения доступа
кислорода и влаги. После к полученным пикселям прикрепляют серебряные провода,
по которым подводят ток к светодиоду. На рисунок12 представлена модель
светодиода, в котором вещества эмиттеры (зелёный, красный и голубой) уложены
параллельно, однако возможно и послойное нанесение друг на друга слоёв
люминофора.
Применение полимерных люминофоров, даёт возможность уменьшить толщину
слоя между анодом и катодом, вследствие предрасположенности полимеров к
пленкообразованию и как следствие уменьшения размеров конечных продуктов.
Основным элементом электролюминесцентного диода на основе полимеров
служит полимерная плёнка, помещенная между двумя электродами, из которых катод
инжектирует электроны (носители n-типа), а анод - дырки (носители p-типа).
Практически всегда помимо элементоорганической или полимерной матрицы в диоде
можно встретить слои вспомогательных веществ, предназначенных для более
эффективного ввода (инжекции) носителей заряда, для чего в слой люминофора
между ним и электродами встраивают дополнительные слои с электронной или
дырочной проводимостью [23, 24, 25]. При приложении напряжения электроны и
дырки движутся от противоположных электродов, а электроны рекомбинируют [26]
при этом с излучением света.
Рисунок 12 - Схема органического светодиода
Полимерные слои в таких устройствах имеют принципиальные преимущества по
сравнению с неорганическими и низкомолекулярными органическими слоями - это
технологическая простота их получения, значительно меньший размер - они гораздо
тоньше «жидких кристаллов» и возможность достаточно просто формировать
электронные схемы и, как следствие, более низкая стоимость изготавливаемых
изделий.
Преимущества в сравнении c плазменными дисплеями:
· более низкое энергопотребление при той же яркости
· возможность создания гибких экранов
· В сравнении c жидкокристаллическими дисплеями:
· отсутствие необходимости в подсветке
· отсутствие такого параметра как угол обзора - изображение
видно без потери качества с любого угла
· мгновенный отклик (на порядок выше, чем у LCD) - по сути
полное отсутствие инерционности
· более качественная цветопередача (высокий контраст)
· возможность создания гибких экранов
· большой диапазон рабочих температур (от −40 до +70 °C)
Яркость.дисплеи обеспечивают яркость излучения от нескольких кд/м2 (для
ночной работы) до очень высоких яркостей - свыше 100 000 кд/м2, причем их
яркость может регулироваться в очень широком динамическом диапазоне. Так как
срок службы дисплея обратно пропорционален его яркости, для приборов
рекомендуется работа при более умеренных уровнях яркости до 1000 кд/м2. При
освещении LCD-дисплея ярким лучом света появляются блики, а картинка на
OLED-экране останется яркой и насыщенной при любом уровне освещенности (даже
при прямом попадании солнечных лучей на дисплей).
Здесь OLED также лидер. OLED-дисплеи обладают контрастностью 1000000:1
(Контрастность LCD 1300:1, CRT 2000:1)
Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым
углом, причем без потери качества изображения. Впрочем, современные ЖКИ дисплеи
(за исключением основанных на TN+Film матрицах) также сохраняют приемлемое
качество картинки при больших углах обзора.
· маленький срок службы люминофоров некоторых цветов (порядка 2-3 лет)
· как следствие первого, невозможность создания долговечных
полноценных TrueColor дисплеев
· дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших
матриц.
Главная проблема для OLED - время непрерывной работы должно быть более 15
тыс. часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому
распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный»
OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED.
Это визуально искажает изображение, причем время качественного показа
неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий»
OLED всё-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы.
При этом для дисплеев телефонов, фотокамер и иных малых устройств
достаточно 5 тысяч часов непрерывной работы. Поэтому в них OLED успешно
применяется уже сегодня.
Можно считать это временными трудностями становления новой технологии,
поскольку разрабатываются новые долговечные люминофоры. Также растут мощности
по производству матриц. Потребность в преимуществах, демонстрируемых
органическими дисплеями с каждым годом растёт. Этот факт позволяет заключить, что
в скором времени человечество увидит расцвет данной технологии.
На сегодняшний день OLED-технология применяется многими разработчиками
узкой направленности, например, для создания приборов ночного видения. Дисплеи
OLED встраиваются в телефоны, цифровые камеры и другую технику, где не
требуется большого полноцветного экрана. Такие дисплеи широко применяются в
мобильных телефонах, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.
Органические дисплеи встраиваются в телефоны, цифровые фотоаппараты,
автомобильные бортовые компьютеры, коммерческие OLED-телевизоры, выпускаются
небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов, лицевых панелей автомагнитол,
MP3-плееров и т. д.
Также есть и мониторы на основе органики (Epson, Samsung - достигнут
40" предел).
В 2013 году компания LG
представила первый в мире OLED телевизор. OLED (Organic Light-Emitting Diode) -
органический светоизлучающий диод. Светодиодный экран данного телевизора сделан
на основе технологии 4-х цветного пикселя (белый/красный/зелёный/синий).
Светодиодный экран - устройство отображения и передачи визуальной информации, в
котором каждой точкой, пикселем являются светодиоды - небольшие
полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении электрического тока.
Важной проблемой для OLED
является сложность получения эмиттеров, обладающих свечением в голубой области
(430-460 нм). Так для OLED
устройств была синтезирована серия соединений со свечением в голубой области на
основе иридиевого (3) комплекса с одним постоянным лигандом - N-оксидом пиколиновой кислоты [27].
Были изучены их фотофизические, электрохимические и электролюминесцентные (ЭЛ)
свойства. Было выяснено, что когда в качестве двух остальных лигандов были
использованы молекулы 2,4 - дифенилхинолина (DPQ), то для полученного комплекса
(рисунок 13) ЭЛ составила 26,9 кд/А, что эквивалентно внешнему квантовому
выходу (ВКВ) в 14,2 %.
Рисунок 13 - Получение ди(2,4-дифенилхинолина)иридий(3) N-оксида
пиколиновой кислоты
Также был получен комплекс иридия (3) в качестве лигандов в котором
выступали 2 молекулы 4-фенил-2-(2,3,4,5-тетрафлуорофенил)хинолин (F4PPQ)
(рисунок14)
Рисунок 14 Получение 4-фенил-2-(2,3,4,5-тетрафлуорофенил)хинолина
иридия(3) N-оксида пиколиновой кислоты
Ещё одно производное было получено по реакции с
2-(9,9-диэтил-9H-флуорен-2-ил)-4-фенилхинолином (FPQ) (рисунок15)
Рисунок 15 - Получение 2-(9,9-диэтил-9H-флуорен-2-ил)-4-фенилхинолина
иридия (3) N-оксида пиколиновой кислоты
Все
полученные комплексы иридия (III) оказались перспективными для создания диодов
голубого свечения на их основе, благодаря их электрохимической и термической
стабильности, лёгкости преодоления энергетической щели экситоном и коротким
периодом существования данных соединений в возбуждённом состоянии.
Китайскими
совместно с корейскими учёными [28] были получены и изучены люминесцентные
свойства комплексов иридия в которых высокие квантовые выходы (свыше 20%)
достигались за счёт комбинации лигандов новых, недавно полученных и уже хорошо
извесных, таких как: Ir (III) бис[(4,6-дифлуорофенил)пиридинато-N,C 20]пиколината
(FIrpic), Ir (III)
бис(40,60-дифлуорофенилпиридинато)тетракис(1-пиразолил)бората (FIr6) и Ir (III)
бис((3,5-дифлуоро-4-цианофенил)пиридин)пиколината (FCNIrpic) и т.д.[29, 30, 31,
32, 33] На рисунок16 представлены иридиевые комплексы с хорошим глубоко-голубым
свечением отвечающие общей формуле: Ir(C^N)2(L^X), где C^N это два лиганда
20,60-дифлуоро-2,3’-бипиридина (dfpypy) [34], а L^X это чередуемые лиганды, в
данном случае: пиколинат (1), ацетилацетонат (2) и дипивалоилметаноат (3).
Рисунок
16 - Структуры комплексов 1, 2 и 3
Соединения
показали средние показатели эффективности свечения (ВКВ = 10-15%) [35] и
продемонстрировали чистое голубое свечение, благодаря чему они могут являться
хорошими голубыми эмиттерами.
Наряду с соединениями элементоорганической природы, в состав которых
могут входить атомы переходных металлов и редкоземельных элементов,
перспективным материалом для создания матрицы светодиодов могут служить полимеры
и мономеры, обладающие люминесценцией. Использование высокоразветвлённых
полимеров, таких как полифенилены и полифлуорены с хорошими плёнкообразующими
свойствами облегчают технологический процесс. Основная проблема полимерных
люминофоров, также как и элементоорганических, заключается в том, что получение
высокоэффективного полимерного люминофора голубого свечения затруднено в силу
физико-химических особенностей голубого свечения. Однако последние исследования
в этой области дают полагать, что полимерные материалы могут стать основной
концепцией LED. В настоящее время основному
изучению подвергнуты три класса полимеров это полифенилены, полифлуорены и
полифениленвинилены.
Первое PLED устройство на основе соединения
полифлуоренового ряда было изготовлено и прошло испытания в 1991 году [36, 37].
Этим соединением было поли(9,9-ди-н-гексилфлуорен) (PDHF) (1) (рисунок 17). Графики электролюминесценции PDHF показали максимум испускания образца
при 470 нм с плечом в области 420 нм, что соответствует голубой области
спектра. Поли(9,9-ди-н-гексилфлуорен) обладал средним значением растворимости в
органических растворителях и в дальнейших исследованиях было выяснено, что при
замене одного из гексильных заместителей в 9 положении на алкильную цепь,
растворимость повышалась. Полифлуорены замещённые в 9 положении одним
циклогексильным звеньем (2) а также двумя гексадецильными звеньями (3) давали
изменение значения температуры стеклования соединений (Tg), но изменений в их фотолюминесцентных спектрах обнаружено
не было[38].
Рисунок 17 - Структуры 1-PDHF; 2- поли(9-н-гексил-9’-Н-флуорена); 3-
поли(9,9’-ди-н-гексадецилфлуорена)
Ещё два производных полифлуоренов - поли(9,9’-диоктилфлуорен) (4) и
поли[9,9’-бис(3,6-диоксагептил)-флуорен] (5), представленные на рис были
получены и исследованы в ходе данной работы.
Рисунок 18 Структуры 4- поли(9,9’-диоктилфлуорена); 5-
поли[9,9’-бис(3,6-диоксагептил)-флуорена]
Макс
Дипломная (ВКР). Химия.
Реферат: Discrimination Essay Research Paper Janet Smith awoke
Реферат по теме Преимущества и недостатки редуктора Raba 718.87
Контрольная Работа На Тему Редактор Растровой Графики Adobe Photoshop
Реферат по теме Проблема социального взаимодействия в различных социологических концепциях
Контрольная работа: Экономическая ситуация Японии после катастрофы 2022 года. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Биоиндикация как метод оценки состояния окружающей среды
Государственное Регулирование Занятости Населения Курсовая Работа
Сочинение по теме Жестокие нравы города Калинова
Курсовая работа по теме Количественный анализ смешанного фосфата лития, железа, марганца
Курсовая Работа На Тему Капитал
Лекция по теме Бинокулярное зрение
Реферат по теме Особенности интеграции России и стран Восточной Азии в современное мировое хозяйство
Курсовая работа: Система управления персоналом на государственном, муниципальном предприятии
Сочинение Про Мой Город Мытищи На Английском
Курсовая работа: Разработка экономического ядра модуля ERP системы
Курсовая работа: Линейно-функциональная система управления. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Патогенетические основы фармакотерапии бронхиальной астмы
Курсовая работа по теме Изготовление гаражных ворот
Реферат: Асаблівасці літаратурнага творы
Оформление Реферата Мхпи
Похожие работы на - Влияние метода сбора данных на вербальное поведение респондентов
Реферат: Worlds End By T Corghessan Boy Essay