RU2551675C2 - Электролюминесцентное устройство - Google Patents

Электролюминесцентное устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2551675C2
RU2551675C2 RU2013146641/04A RU2013146641A RU2551675C2 RU 2551675 C2 RU2551675 C2 RU 2551675C2 RU 2013146641/04 A RU2013146641/04 A RU 2013146641/04A RU 2013146641 A RU2013146641 A RU 2013146641A RU 2551675 C2 RU2551675 C2 RU 2551675C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
zinc
hole
electronic
electroluminescent device
Prior art date
Application number
RU2013146641/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013146641A (ru
Inventor
Владимир Роленович Никитенко
Анатолий Сергеевич Бурлов
Евгений Иванович Мальцев
Дмитрий Александрович Гарновский
Артем Владимирович Дмитриев
Валерий Григорьевич Власенко
Дмитрий Александрович Лыпенко
Анатолий Вениаминович Ванников
Анатолий Викторович Метелица
Владимир Исаакович Минкин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority to RU2013146641/04A priority Critical patent/RU2551675C2/ru
Publication of RU2013146641A publication Critical patent/RU2013146641A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2551675C2 publication Critical patent/RU2551675C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электролюминесцентному устройству. Устройство включает дырочный инжектирующий слой, дырочный транспортный слой, электронный блокирующий слой, активный люминесцентный слой на основе люминесцентного вещества, дырочно-блокирующий слой, электронный транспортный слой, электронный инжектирующий слой. В качестве люминесцентного вещества оно содержит бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридинато]цинка(II) формулы I:
Figure 00000007
Техническим результатом изобретения является электролюминесцентное устройство на основе хелатных комплексов цинка азометиновых производных 2-(N-тозиламинобензальдегида), излучающих в желто-зеленой области спектра. 6 ил., 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к электролюминесцентным устройствам ЭЛУ (органическим светоизлучающим диодам, известным как ОСИД или OLED - Organic Light Emitting Diodes), которые используются в качестве эффективных и высокоэкономичных твердотельных источников освещения нового поколения.
Известны электролюминесцентные устройства с использованием в качестве эмиссионных слоев хелатных комплексов цинка, производных салицилового альдегида с различными аминами, например, бис[N-(2-оксибензилиден)циклогексиламинато]цинка, бис[N-(2-оксибензилиден)-4-трет-бутиланилинато]цинка и N,N′-бис(оксибензилиден)-1,2-фенилендиаминцинка, излучающие в синей, зеленой и красной областях спектра (М.Г. Каплунов и др. Новые электролюминесцентные материалы на основе хелатных комплексов цинка // Известия академии наук, Серия химическая, 2004, №10, с.2056-2058).
Известно электролюминесцентное устройство на основе N,N′-бис[(2-гидроксибензилиден)-1,2-фенилендиаминато]цинка, содержащее электронно-инжектирующий слой, дырочно-инжектирующий слой и активный люминесцентный слой на основе вышеприведенного хелатного комплекса цинка (патент РФ №2140956, C09K 11/06, 1999 г.). Устройство излучает в зеленой области, обладает яркостью 480 кД/м2 при напряжении 11,8 В и плотности тока 26 мА/см2, что соответствует энергопотреблению 6,4 Вт/кД.
Известно электролюминесцентное устройство, содержащее электронно-инжектирующий слой, дырочно-транспортный слой, дырочно-инжектирующий слой и активный люминесцентный слой комплекса цинка с лигандами на основе производных 8-аминохинолина (патент РФ №2310676, C09K 11/06, 2006 г.). Устройство излучает в сине-зеленой области, обладает яркостью 140 кД/м2 при напряжении 19 В и плотности тока 1,5 мА/см2 (эффективность 9 кД/А).
Известно электролюминесцентное устройство, где в качестве электролюминесцентного вещества используется один из оксихинолятных металлокомплексов 8-гидрокси-2-метоксихинолинат цинка или 8-гидрокси-2-метилхинолинат цинка (патент РФ №2265840, МПК C09K 11/06, 2005 г.). Данное устройство излучает в зеленой области спектра со следующими параметрами: яркость 140 кД/м2 достигается при напряжении 16 В и плотности тока 24 мА/см2 (эффективность 4 кД/А).
Известно электролюминесцентное устройство, включающее дырочно-инжектирующий слой, дырочно-транспортный слой, активный люминесцентный слой на основе люминесцентного вещества, дырочно-блокирующий слой, электронно-транспортный слой, электронно-инжектирующий слой, где в качестве люминесцентного вещества используют бис[2-(2′-тозиламинофенил)бензоксазолато]цинк(II) формулы A.
Figure 00000001
Такое ЭЛУ излучает в зеленой области спектра и обладает следующими параметрами: яркость 460 кД/м2 достигается при напряжении 8 В и токе 30 мА/см2, что соответствует световой эффективности 0.67 Lm/W (патент РФ №2408648, МПК C09K 11/06, 2011 г.).
Известно излучающее в синей области спектра электролюминесцентное устройство, где в качестве люминесцентного вещества используются комплексы цинка и алюминия общей формулы Б, обладающие яркостью от 204, 505, 695, 720 и 2124 кД/м2, достигающейся при напряжении 9-15 В (заявка JP №2000026472 A, МПК C09K 11/06, 2000 г.).
Figure 00000002
Известно излучающее в желтой области спектра многослойное электролюминесцентное устройство, где в качестве эмиссионного слоя используется цинковый комплекс бис{3-метил-1-фенил-4[(хинолил-3-имино)метил]1-H-пиразол-5-олато}цинк(II) (В), структуры ITO/CuPc/2TNTA/Spiro-TRD/цинковый комплекс B/BCP/BPhen/LiF/Al (λEL=600 нм) с яркостью 800 кД/м2 при напряжении 10 В, что соответствует световой эффективности 0,5 Лм/Вт [Патент РФ №2470025, МПК C07F 3/06, C09K 11/06, 2012 г.].
Figure 00000003
Наиболее близким по выполнению является электролюминесцентное устройство на основе пленок бис(2-оксибензилиден-4-трет-бутиланилинато)цинка формулы Г, и его смеси (99%) с нильским красным (1%), излучающее в зеленой и красной областях спектра. Зеленое излучение имеет яркость 480 кД/м2 при напряжении 11 В и плотности тока 2 мА/см2. Красное излучение имеет яркость 0,4 кД/м2 при напряжении 11 В и плотности тока 30 мА/см2 (Патент РФ №2155204, МПК C09K 11/06, 2000 г.).
Figure 00000004
Задачей изобретения является расширение электролюминесцентных устройств, излучающих в желто-зеленой области спектра.
Техническим результатом изобретения является электролюминесцентное устройство на основе хелатных комплексов цинка азометиновых производных 2-(N-тозиламинобензальдегида), излучающих в желто-зеленой области спектра.
Технический результат достигается тем, что электролюминесцентное устройство, включающее дырочный инжекционный слой, дырочный транспортный слой, активный люминесцентный слой на основе люминесцентного вещества, дырочный блокирующий слой, электронный транспортный слой, электронный инжекционный слой, в качестве люминесцентного вещества содержит бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридината]цинка(II) формулы I:
Figure 00000005
Изобретение удовлетворяет критерию изобретательского уровня, так не известны электролюминесцентные устройства, излучающие в желто-зеленой области спектра, с активным люминесцентным слоем на основе цинковых хелатных комплексов 2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридинов.
Бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридинато]цинка(II) известно как соединение, проявляющее люминесцентную активность (патент РФ №2295527, пример 7, МПК C09K 11/06, 2007 г.).
Ниже приведен пример получения соединения.
Пример 1.
Получение бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридинато]цинка(II) - соединения I.
Синтез соединения осуществлен по схеме:
Figure 00000006
К раствору 0.55 г (2 ммоль) 2-(N-тозиламино)-бензальдегида в 20 мл этанола прибавляют 0.19 г (2 ммоль) 2-аминопиридина в 20 мл этанола и 0.22 г (1 ммоль) дигидрата ацетата цинка в 10 мл этанола. Смесь кипятят. Выпавший по охлаждении осадок комплекса отфильтровывают, промывают этанолом и перекристаллизовывают из смеси бензол:этанол (1:2).
Получают желтые кристаллы. Выход 84%. Тпл>250°C.
Элементный анализ:
Найдено, %: C 59.69; H 4.29; N 11.07; Zn 8.35.
Брутто-формула C38H32N6O4S2Zn.
Вычислено, %: C 59.57; H 4.21; N 10.96, Zn 8.53.
1Н ЯМР спектр (CDCl3), δ (м.д.):
2.29 (3H, с, CH3), 6.87-7.86 (11H, м, CAr-H), 8.33 (1H, д, 3J=4.8 Гц, CAr-H), 9.2 (1H, с, CH=N).
В ИК спектрах (порошок) зарегистрированы полосы поглощения, ν (см-1):
1611 (CH=N), 1257 (as SO2), 1139 (s, SO2).
На фиг.1 представлен электронный спектр поглощения соединения I.
В электронном спектре поглощения I в хлороформе наблюдаются две полосы поглощения при λabs=308 нм и λabs=394 нм.
На фиг.2 представлен спектр фотолюминесценции соединения I, где по оси абсцисс отложены значения длины волны в нанометрах, а по оси ординат значения флюоресценции в условных единицах. При возбуждении I спектр фотолюминесценции имеет максимум при λPL=498 нм и претерпевает батохромный сдвиг (на 104 нм).
На фиг.3 представлена общая схема электролюминесцентного устройства в продольном разрезе. В таблице 1 приведены, в том числе, наименования слоев 1-14.
Таблица 1
Поз. обознач. Наименование Количество
1 Стеклянная пластина 1
2 Анод : ITO-In2O3:SnO2 1
3 Металлический контакт к аноду 1
4 Дырочный инжекционный слой: CuPc (фталоцианин меди), толщина слоя 3 нм 1
5 Дырочный транспортный слой: 2-TNATA (4,4′,4″ три(2-нафтилфенил-фениламино)-трифениламин), толщина слоя 35 нм 1
6 Электронный блокирующий слой: TPD (N,N′-би(3-метилфенил)-N,N′-дифенилбензидин), толщина слоя 6,5 нм 1
7 Активный люминесцентный слой: бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-R′-2′-аминопиридинато]цинка(II) I, толщина слоя 23 нм 1
8 Дырочный блокирующий слой: BCP (2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин), толщина слоя 5 1
нм
9 Электронный транспортный слой: BPhen (4,7-дифенил-1,10-фенантролин), толщина слоя 26 нм 1
10 Электронный инжекционный слой: LiF, толщина слоя 0.8 нм 1
11 Катод: Al (100 нм) 1
12 Разделительная дорожка 1
13 Токопровод к катоду 1
14 Металлический контакт к катоду 1
В качестве твердой прозрачной подложки (1) используют выпускаемую промышленностью стеклянную подложку с нанесенным на нее прозрачным токопроводящим слоем из оксида индия, допированного оловом, являющимся анодом (2), к которому подсоединен металлический контакт (3). Далее последовательно методом термического вакуумного испарения наносят слой инжектирующий дырки из фталоцианина меди (CuPc) (4), дырочно-транспортный слой 2-TNATA-(4,4′,4″-три(2-нафтилфенил-фениламино)-трифениламин) (5), электронно-блокирующий слой TPD (N,N′-бис(3-метилфенил)-N,N′-дифенилбензидин) (6), активный люминесцентный слой на основе электролюминесцентного вещества бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-R′-2′-аминопиридинато]цинка(II) общей формулы I (7), дырочно-блокирующий слой BCP (2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин) (8), электронно-транспортный слой Bphen (4,7-дифенил-1,10-фенантролин) (9), электронно-инжектирующий слой (LiF) (10) и алюминиевый катод (11). Разделительная дорожка (12) на электродном покрытии из оксида индия, допированного оловом, делит прозрачный проводящий слой на анодную (2) и катодную зоны. Катодная зона одновременно являлась токопроводом к катоду (13) и имеет металлический контакт (14). Толщины слоев при изготовлении методом термического вакуумного испарения строго контролируют.
В таблице 1 указан также химический состав ниже приведенных веществ, а также толщина функциональных слоев устройства с использованием общепринятой в литературе аббревиатуры соединений:
Phthalocyanine Copper complex (CuPc), ALDRICH, CAS 147-148
4,4′,4″-Tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (2-TNATA)
KINTEC, lot: KZ88BuOMEEO, sales@kintec.hk
TPD - N,N′-бис(3-метилфенил)-N,N′-дифенилбензидин SIGMA - ALDRICH, CAS 443263-5G
2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanhroline (BCP) KINTEC, lot: KZ86BUOHRYO, sales@kintec.hk
4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen) KINTEC, lot: KZ88BuOMEEO, sales@kintec.hk
LiF ALDRICH, CAS: 7789-24-4.
Перед использованием вещество подвергается многократной очистке путем переосаждения. Формирование многослойной структуры ОСИД и измерение рабочих характеристик проводят в инертной атмосфере аргона в отсутствие контакта с атмосферой. Слои наносят методом термического вакуумного испарения. Комплекс I показал высокую термическую устойчивость при термическом вакуумном испарении, что позволяет считать его перспективным материалом для использования в технологии OLED.
На фиг.4 представлен спектр электролюминесценции ЭЛУ, где по оси абсцисс отложены значения длины волны излучения в нанометрах, а по оси ординат значения электролюминесценции в относительных единицах. Как видно из фиг.4. ЭЛУ имеет максимум излучения при 525 нм. Полоса эмиссии в спектре электролюминесценции ЭЛУ также претерпевает по сравнению с фотолюминесцентным спектром Ia батохромный сдвиг на 27 нм.
На фиг.5 представлены координаты цветности (CIE) ЭЛУ, а на фиг.6 показаны вольт-амперные (а) и вольт-яркостные (б) характеристики устройства.
При подаче напряжения на анод (2) и катод (11) из них в соседние проводящие слои инжектируются соответственно дырки и электроны, которые движутся навстречу друг другу. В светоизлучающем слое (7) происходит рекомбинация этих зарядов, что вызывает эффект электролюминесценции (излучение света). Блокирующие слои (6) и (8) обеспечивают накопление электронов и дырок в слое (7), повышая тем самым эффективность рекомбинации зарядов, т.е. интенсивность излучения.
Установлено, что при данной конфигурации ОСИД, а также указанной толщине слоев, яркость излучения составляет 220 кД/м2 при рабочем напряжении 10 В, координаты CIE (x=0.409, y=0.506) фиг.5. Максимальная яркость устройства превышает 1000 кД/м2 при напряжении 16 В и плотности тока 600 мА/см2 Световая эффективность устройства составляет около 1 Лм/Вт, пороговое напряжение - 5 В.
Таким образом, ЭЛУ на основе соединения с формулой I демонстрирует высокие рабочие характеристики, что позволяет использовать его в качестве излучающего органического материала в источниках освещения с желто-зеленым светом, а также приводит к расширению ассортимента ОСИД.

Claims (1)

  1. Электролюминесцентное устройство, включающее дырочный инжектирующий слой, дырочный транспортный слой, электронный блокирующий слой, активный люминесцентный слой на основе люминесцентного вещества, дырочно-блокирующий слой, электронный транспортный слой, электронный инжектирующий слой, отличающееся тем, что в качестве люминесцентного вещества оно содержит бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-2-аминопиридинато]цинка(II) формулы I
    Figure 00000007
RU2013146641/04A 2013-10-21 2013-10-21 Электролюминесцентное устройство RU2551675C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146641/04A RU2551675C2 (ru) 2013-10-21 2013-10-21 Электролюминесцентное устройство

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146641/04A RU2551675C2 (ru) 2013-10-21 2013-10-21 Электролюминесцентное устройство

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013146641A RU2013146641A (ru) 2015-04-27
RU2551675C2 true RU2551675C2 (ru) 2015-05-27

Family

ID=53282952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146641/04A RU2551675C2 (ru) 2013-10-21 2013-10-21 Электролюминесцентное устройство

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551675C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616979C1 (ru) * 2016-05-10 2017-04-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Комплексы цинка 2-(N-тозиламинобензилиден)-2'-иминоалкилпиридинов, обладающие люминесцентной активностью

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140956C1 (ru) * 1998-05-07 1999-11-10 Институт проблем химической физики РАН Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество
RU2155204C2 (ru) * 1998-09-23 2000-08-27 Институт проблем химической физики РАН Органический электролюминесцентный материал, излучающий в красной области спектра
RU2295527C1 (ru) * 2006-01-10 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский Государственный Университет" (РГУ) Бис[2-(тозиламино)бензилиден-n-алкил(арил, гетарил)аминаты]цинка, их применение в качестве люминофоров
RU2368641C2 (ru) * 2007-11-08 2009-09-27 Некоммерческая организация Учреждение Институт проблем химической физики Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПХФ РАН) Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество
RU2395512C1 (ru) * 2008-12-18 2010-07-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Бис[2-(тозиламино)бензилиден-n-алкилиминаты]цинка, обладающие люминесцентной активностью
RU2408648C1 (ru) * 2009-07-27 2011-01-10 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Электролюминесцентное устройство

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140956C1 (ru) * 1998-05-07 1999-11-10 Институт проблем химической физики РАН Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество
RU2155204C2 (ru) * 1998-09-23 2000-08-27 Институт проблем химической физики РАН Органический электролюминесцентный материал, излучающий в красной области спектра
RU2295527C1 (ru) * 2006-01-10 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский Государственный Университет" (РГУ) Бис[2-(тозиламино)бензилиден-n-алкил(арил, гетарил)аминаты]цинка, их применение в качестве люминофоров
RU2368641C2 (ru) * 2007-11-08 2009-09-27 Некоммерческая организация Учреждение Институт проблем химической физики Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПХФ РАН) Электролюминесцентный материал, содержащий органическое люминесцентное вещество
RU2395512C1 (ru) * 2008-12-18 2010-07-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Бис[2-(тозиламино)бензилиден-n-алкилиминаты]цинка, обладающие люминесцентной активностью
RU2408648C1 (ru) * 2009-07-27 2011-01-10 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Электролюминесцентное устройство

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERMEJO М.R. et al, Zinc and cadmium complexes with an achiral symmetric helicand. Crystal structure of an enantiomerically pure -Zn(II) monohelicate, NEW J. CHEM., 2002, v.26, p.1365-1370. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616979C1 (ru) * 2016-05-10 2017-04-19 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Комплексы цинка 2-(N-тозиламинобензилиден)-2'-иминоалкилпиридинов, обладающие люминесцентной активностью

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013146641A (ru) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101764006B1 (ko) 유기 발광 소자
KR101376933B1 (ko) 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
Cocchi et al. Mixing of molecular exciton and excimer phosphorescence to tune color and efficiency of organic LEDs
EP3275968A1 (en) Ortho-substituted thermally activated delayed fluorescence material and organic light-emitting device comprising same
Cui et al. A simple systematic design of phenylcarbazole derivatives for host materials to high-efficiency phosphorescent organic light-emitting diodes
JP4717703B2 (ja) 化合物および有機el素子
JPWO2008015949A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20170118113A (ko) 인광 화합물, 제조방법 및 유기발광다이오드 소자
JP2003264086A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN109776334B (zh) 有机电致发光化合物及其制法和器件
JP2013540363A (ja) 有機エレクトロルミネッセント素子
KR100684109B1 (ko) 전기발광용 유기화합물 및 이를 발광재료로 채용하고 있는표시소자
Wang et al. Obtaining highly efficient single-emissive-layer orange and two-element white organic light-emitting diodes by the solution process
RU2408648C1 (ru) Электролюминесцентное устройство
JP4801907B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用透明電極、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
KR20150112811A (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자용 발광 재료 및 이를 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자
RU2551675C2 (ru) Электролюминесцентное устройство
RU2518893C1 (ru) Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
RU2470025C1 (ru) Бис{3-метил-1-фенил-4-[(хинолин-3-имино)-метил]1-н-пиразол-5-онато}цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
RU2532565C2 (ru) Многослойное электролюминесцентное устройство
KR101763712B1 (ko) 전자 끌개기를 포함하는 전자전달 화합물 및 이를 채용한 유기발광 소자
KR102630691B1 (ko) 신규한 유기전기발광 화합물, 이를 포함하는 유기전기발광소자 및 전자 기기
KR102297637B1 (ko) 신규한 유기전기발광 화합물, 이를 포함하는 유기전기발광소자 및 전자 기기
JP5888748B2 (ja) 有機電界白色発光素子
KR101131886B1 (ko) 고효율 청색 발광 화합물 및 이를 포함하는 표시 소자