Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе



Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе
Бис[2-(n-тозиламино)бензилиден-4-диметиламинофенилиминато]цинка(ii) и электролюминесцентное устройство на его основе

 


Владельцы патента RU 2518893:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской Академии наук (RU)

Изобретение относится к новым соединениям в ряду хелатных комплексов цинка с производными азометина, а именно к бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) формулы I

Также предложено электролюминесцентное устройство. Изобретение позволяет получить соединения, проявляющие электролюминесцентные свойства с высокой яркостью. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к новым соединениям в ряду хелатных комплексов цинка с производными азометина, а именно с 2-(N-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилимином, формулы I,

проявляющим электролюминесцентные свойства, и электролюминесцентным устройствам (органическим светоизлучающим диодам, известных как ОСИД или OLED - Organic Light Emitting Diodes, - которые используются в качестве эффективных и высокоэкономичных твердотельным источников освещения нового поколения) с использованием в них вышеуказанного соединения в качестве активного люминесцентного слоя.

Известны электролюминесцентные устройства на основе хелатных комплексов цинка, производных салицилового альдегида с различными аминами, - бис[N-(2-оксибензилиден)циклогексиламинато]цинк, бис[N-(2-оксибензилиден)-4-третбутиланилинато]цинк и N,N'-бис(оксибензилиден)-1,2-фенилендиаминцинк, 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 комплекса цинка и производного N,N1-бис(2-гидроксибензилиден)-1,2-фенилендиамина, содержащее электроноинжектирующий слой, дырочно-инжектирующий слой и активный люминесцентный слой на основе вышеприведенного хелатного комплекса цинка (патент РФ № 2140956, С09К 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 электроноинжектирующий слой, дырочно-транспортный слой, дырочно-инжектирующий слой и активный люминесцентный слой комплекса цинка с лигандами на основе производных 8-аминохинолина (патент РФ № 2310676, С09К 11/06, 2006г.). 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, включающее дырочно-инжектирующий слой, дырочно-транспортный слой, активный люминесцентный слой на основе люминесцентного вещества, дырочно-блокирующий слой, электронно-транспортный слой, электронно-инжектирующий слой, отличающийся тем, что в качестве люминесцентного вещества используют бис[2-(2'-тозиламинофенил)бензоксазолато]цинк(2+) формулы А.

А

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 электролюминесцентное устройство, состоящее из электронного инжектирующего слоя, активного люминесцентного слоя на основе хелатного комплекса металла, дырочно-транспортного слоя и дырочного инжектирующего слоя. В качестве люминесцентного вещества оно содержит один из оксихинолятных металлокомплексов 8-гидрокси-2-метоксихинолинат цинка или 8-гидрокси-2-метилхинолинат цинка (патент РФ №2265940, МПК H01S 3/13, 2005г.) Электролюминесцентный материал 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).

В качестве люминесцентного вещества в электролюминесцентных устройствах, излучающих в синей области спектра, 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, 2000г.).

Б

Наиболее близким по выполнению является электролюминесцентное устройство на основе пленок бис(2-оксибензилиден-4-третбутиланилинато)цинка формулы В, и его смеси (99%) с нильским красным (1%), излучающих 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, 2000г.).

В

Задачей изобретения является разработка электролюминесцентных материалов на основе хелатных комплексов цинка, излучающих в желтой области спектра.

В ряду хелатных комплексов цинка с азометинами 2-(N-тозиламино)бензальдегида неизвестны соединения, проявляющие электролюминесцентные свойства.

Техническим результатом изобретения являются соединения в ряду хелатных комплексов цинка с азометинами 2-(N-тозиламино)бензальдегида , проявляющие электролюминесцентные свойства с высокой яркостью, и устройство на их основе.

Технический результат достигается новым соединением бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) формулы I.

Технический результат достигается также 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-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) вышеприведенной формулы I.

Изобретение удовлетворяет критерию изобретательского уровня, так в ряду азометинов 2-(N-тозиламино)бензальдегида неизвестны соединения как лиганды комплексов цинка, проявляющих электролюминесцентные свойства.

Соединение I может быть получено при взаимодействии 2-(тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилимина с гидратом ацетата цинка в этиловом спирте.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения.

Пример 1. Получение 2-(N-тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилимина.

Схема синтеза:

К раствору 2,75 г (0,01 моль) 2-N-тозиламинобензальдегида в 50 мл этанола прибавляли 1,36 г (0.01 моль) 4-диметиламиноанилина в 10 мл этанола. Смесь кипятили с обратным холодильником в течение часа. Выпавший по охлаждении осадок азометина отфильтровывали, промывали 2 раза по 5 мл этанолом и перекристаллизовывали из смеси хлороформ: этанол (1 : 2).

Желто-оранжевые кристаллы. Выход 3,34 г (85%). Т.пл. 194-195°С.

Элементный анализ:

Найдено, %: С 67,20; H 5,91; N 10,57.

Брутто-формула C22H23N3O2S.

Вычислено, %: С 67,15; H 5,89; N 10,68.

1Н ЯМР спектр (DMSO-d6), δ (м. д.):

2.28 (3Н, с, СН3), 2.96 (6Н, с, N(CH3)2), 6,81 (2Н, д, J = 9 Гц, CAr-H), 7,14-7,29 (1H, м, CAr-H), 7,32-7,47 (6H, м, CAr-H), 7,61-7,68 (3H, м, CAr-H), 8,78 (1H, c, CH=N), 13,38 (1H, c, NH).

В ИК- спектрах (порошок) содержатся полосы поглощения, ν (см-1):

2890 шир (NH), 1616 (CH=N), 1589, 1565, 1517, 1497, 1441, 1362, 1326 (as SO2), 1281, 1229, 1156 (s, SO2), 1117, 1090, 1044, 969, 882, 871, 805, 777, 767, 722, 657, 628, 607.

Пример 2. Получение бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) - соединение I.

Синтез соединения осуществлен по схеме:

К раствору 0,78 г (0,002 моль) 2-(N-тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилимина в 20 мл этанола прибавляли 0,22 г (0,001 моль) дигидрата ацетата цинка в 10 мл этанола. Смесь кипятили в течение двух часов. Выпавший по охлаждении осадок комплекса отфильтровывали, промывали 2 раза по 5 мл этанолом и перекристаллизовывали из смеси бензол : этанол (1 : 2).

Желто-оранжевые кристаллы. Выход 0,70 г (82%). Т.пл. 254-255°С.

Элементный анализ:

Найдено, %: С 65,21; H 5,28; N 9,91; Zn 7,72.

Брутто-формула C44H44N6O4S2Zn.

Вычислено, %: С 65,15; H 5,22; N 9,88, Zn 7,69.

1Н ЯМР спектр (DMSO-d6), δ (м. д.):

2.29 (3Н, с, СН3), 2.90 (6Н, с, N(CH3)2), 6,67 (2Н, д, J = 9 Гц, CAr-H), 6,89 (1H, т, J = 7,2 Гц, CAr-H), 7,07 (2H, д, J = 7,8 Гц, CAr-H), 7,22-7,49 (6H, м, CAr-H), 7,72 (1H, д, J = 7,8 Гц, CAr-H), 8,70 (1H, c, CH=N).

В ИК- спектрах (порошок) содержатся полосы поглощения, ν (см-1):

1611 (CH=N), 1588, 1552, 1515, 1478, 1439, 1296, 1272, 1257 (as SO2), 1191, 1173, 1139 (s, SO2), 1084, 1059, 948, 928, 897, 855, 813, 762, 746, 708, 661, 646, 585, 577, 556.

На фиг. 1 представлен спектр фотолюминесценции соединения I, где по оси абсцисс отложены значения длины волны в нанометрах, а по оси ординат - значения флюоресценции в условных единицах. Как видно из рисунка, квантовый выход фотолюминесценции соединения I в растворе хлороформа составляет 2%.

На фиг.2 представлен спектр электролюминесценции соединения I, где по оси абсцисс отложены значения длины волны излучения в нанометрах, а по оси ординат - значения электролюминесценции в относительных единицах. Как видно из рисунка, излучение имеет «мягкий» желтый цвет.

Данные элементного анализа, 1Н ЯМР, ИК, УФ спектральные характеристики свидетельствуют об образовании структуры I.

На фиг. 3 представлена общая схема электролюминесцентного устройства в продольном разрезе. В качестве твердой прозрачной подложки (1) используют выпускаемую промышленностью стеклянную подложку с нанесенным на нее прозрачным токопроводящим слоем из смеси In2O3/SnO2, являющимся анодом (2), к которому подсоединен металлический контакт (3). Далее методом полива на центрифуге (spin-coating) наносят слой, инжектирующий дырки, из поли(3,4-этилендиокситиофен):поли(стирол-сульфоната) (PEDOT:PSS) (4), затем последовательно методом термического вакуумного испарения (ТВИ) наносят дырочный транспортный слой (5), электроно-блокирующий слой (6), светоизлучающий слой из 2-(N-тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилимина (формула I) (7), дырочно-блокирующий слой из 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина (BCP) (8), электронный транспортный слой (4,7-дифенил-1,10-фенантролина) (BPhen) (9), электронный инжектирующий слой фторида лития (LiF) (10) и алюминиевый катод (11). Разделительная дорожка (12) на электродном покрытии из смеси In2O3/SnO2 изолирует анодную зону (2) от катодной. Катодная зона одновременно служит токопроводом к катоду (13) и имеет металлический контакт (14). Толщину каждого слоя в процессе его формирования методом термического вакуумного испарения строго контролируют.

В таблице 1 указан химический состав, а также толщина функциональных слоев устройства с использованием общепринятой в литературе аббревиатуры соединений.

Таблица 1

Поз.
обозн.
Наименование Кол-во
1 Стеклянная пластина 1
2 Анод: ITO - In2O3:SnO2 1
3 Металлический контакт к аноду 1
4 Дырочный инжекционный слой: PEDOT:PSS (полиэтилендиокситиофен: полистиролсульфонат), толщина слоя 40 нм 1
5 Дырочный транспортный слой: 2-TNATA (4,4´,4” три(2- нафтилфенил-фениламино)- трифениламин),
толщина слоя 27 нм
1
6 Электронный блокирующий слой: spiro-TPD (N, N´- би(фенил)-9,9- спиробифлюорен), толщина слоя 6 нм 1
7 Активный люминесцентный слой: бис[2-(N-тозиламино)-бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II), толщина слоя 20 нм 1
8 Дырочный блокирующий слой: BCP (2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин), толщина слоя 5 нм 1
9 Электронный транспортный слой: BPhen (4,7- дифенил-1,10- фенантролин), толщина слоя 22 нм 1
10 Электронный инжекционный слой: LiF, толщина слоя 0.9 нм 1
11 Катод: Al (100 нм) 1
12 Разделительная дорожка 1
13 Токопровод к катоду 1
14 Металлический контакт к катоду 1

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 в диапазоне длин волн от 500 до 750 нм при указанной толщине слоев яркость излучения полученного ОСИД составляет 1000 кд/м2 при рабочем напряжении 14 В, координаты CIE (х=0.431, у=0.537).

Таким образом, электролюминесцентные устройства на основе соединения с формулой I демонстрируют высокие рабочие характеристики, что позволяет использовать его в качестве излучающего органического материала в источниках освещения с «мягким» желтым светом. Этим подтверждается достижение нового технического результата по сравнению с известным техническим решением, а также расширение ассортимента ОСИД.

1. Бис[2-(N-тозиламино)бензилиден-4'-диметиламинофенилиминато] цинка(II) формулы I

2. 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-4'-диметиламинофенилиминато]цинка(II) формулы I.



 

Похожие патенты:

Изобретение предоставляет осветительное устройство 100, содержащее полупрозрачное выходное окно 200, одно или более пропускающих окон 300, размещенных после одного или более LED и до полупрозрачного выходного окна 200, и один или более слоев 400 люминесцентного материала, которые могут, в частности, быть нанесены на расположенные дальше относительно направления потока и ближе относительно направления потока поверхности пропускающих окон 300.

Изобретение относится к новым люминесцентным материалам для устройств красного свечения, особенно к области новых люминесцентных материалов для СИД и их использованию в устройствах красного свечения.

Изобретение относится к области светотехники. .

Изобретение относится к неорганическим люминесцирующим материалам, которые могут быть использованы в белых источниках света высокой мощности. .

Изобретение относится к электролюминесцентному устройству на основе хелатных комплексов цинка в качестве активного люминесцентного слоя. .

Изобретение относится к технической области плоского устройства отображения, а именно к устройству отображения, использующему неорганический люминесцентный слой.

Изобретение относится к фотолюминофорам, предназначенным для преобразования излучения синих светодиодов в желто-красную область спектра с целью получения результирующего белого света, в частности к легированному церием люминофору на основе иттрий-алюминиевого граната, используемому в двухкомпонентных светодиодных источниках освещения.

Изобретение относится к электролюминесцентной системе. .

Изобретение относится к электролюминесцентным материалам, содержащим органическое люминесцентное вещество. .

Изобретение относится к области полимерных люминесцентных материалов и к способу их получения. .

Изобретение относится к новому бромиду 2-{4-[(Е)-2-(4-этоксифенил)винил]фенокси}-N,N,N-триметилэтанамина, обладающему свойствами поверхностно-активного фотосенсибилизатора со структурой, которая позволяет изменять возбудимость сердечной и нейронной ткани за счет блокирования ионных каналов клеток.

Настоящее изобретение относится к области органической химии, а именно к новым 4-замещенным-N-фенил-1,8-нафталимидам, содержащим в N-арильном ядре остаток краун-эфира (с различной комбинацией атомов кислорода, азота и серы) общей формулы (I), где R1=NO2, Br, NH2, OCH3, NHCOCH3, Ia: Rl=NO2, X=S, n=1; Ib: R1=NO2, x=NCH3, n=1; Ic: R1=NO2, X=NCH3, n=2; Id: R1=Br, X=NCH3, n=2; Ie: R1=NH2, X=S, n=1; If: R1=NHCOCH3, X=S, n=1; Ig: R1=OMe, X=S, n=1; Ih: R1=OMe, X=NCH3, n=1; Ii: R1=OMe, X=NCH3, n=2, где соединения If-Ii проявляют свойства флуоресцентных сенсоров на катионы щелочно-земельных, переходных и тяжелых металлов, а соединения Ia-Ie являются промежуточными соединениями в процессе синтеза соединений If-Ii.

Изобретение относится к органическому соединению формулы (1), в которой каждый из R1 - R16 независимо выбран из атома водорода, метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила, вторбутила, третбутила, октила, 1-адамантила, 2-адамантила, незамещенной фенильной группы, фенильной группы, замещенной алкильной группой, и незамещенной бифенильной группы.

Изобретение относится к композиции, подходящей для поверхностной обработки бумаги, в частности к раствору для клеильного пресса, и к способу отбеливания бумаги с помощью указанной композиции.

Изобретение относится к новым комплексным соединениям редкоземельных элементов, которые могут быть использованы в качестве активных слоев органических светоизлучающих диодов, оптико-электронных устройств, а также флуоресцентных меток и маркеров.

Изобретение относится к новым органическим материалам, способным генерировать световое излучение при механических воздействиях. .

Изобретение относится к полимерным наночастицам, содержащим среду для преобразования фотонов с повышением частоты, и к способу получения таких полимерных наночастиц.

Изобретение относится к области материалов для оптической записи информации, в частности материалов для архивной записи информации, основанной на фотоиндуцированной флуоресценции, с возможностью использования в устройствах оптической памяти, включая трехмерные системы оптической памяти для Read Only Memory (ROM).

Изобретение относится к органическому соединению, представленному общей формулой (1). .

Изобретение относится к соединению хризена, представленному общей формулой [1]: где каждый из R1-R 9 представляет собой атом водорода, и Ar1, Ar 2 и Ar3 каждый независимо выбирают из группы, представленной общими формулами [2]: где Х1-Х26 каждый независимо выбирают из группы, состоящей из атома водорода, алкильной группы, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода, фенильной группы, которая может быть замещена алкильной группой, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода, нафтильной группы, которая может быть замещена алкильной группой, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода, фенантрильной группы, которая может быть замещена алкильной группой, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода, и флуоренильной группы, которая может быть замещена алкильной группой, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода, при условии, что один из X1-X8, один из X9-X16 и один из Х17-Х26 каждый представляет хризеновое кольцо, представленное общей формулой [1]; и Y 1 и Y2 каждый независимо выбирают из алкильной группы, состоящей только из углерода и водорода, содержащей 1-4 атома углерода.

Изобретение относится к новым цинковым комплексам стириловых красителей для оптических сенсоров и спектрофотометрических датчиков. Описываются 15-краун-5- и дитиа-18-краун-6-содержащие 2-метил-9-стирилфенантролины формулы: где ; , в качестве оптических сенсоров на катионы кальция, бария и свинца.
Наверх