Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем



Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем
Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем

 

H01L51/50 - Приборы на твердом теле, предназначенные для выпрямления, усиления, генерирования или переключения или конденсаторы или резисторы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или поверхностным барьером; с использованием органических материалов в качестве активной части или с использованием комбинации органических материалов с другими материалами в качестве активной части; способы или устройства специально предназначенные для производства или обработки таких приборов или их частей (способы или устройства для обработки неорганических полупроводниковых тел, включающей в себя образование или обработку органических слоев на них H01L 21/00,H01L 21/312,H01L 21/47)

Владельцы патента RU 2583267:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к новым композиционным полимерным материалам для светоизлучающих систем. Предложен фотолюминесцентный полимерный композиционный материал, включающий 1,6 мас.% полифенилхинолина (ПФХ) - поли[2,2′-(9-додецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] или поли[2,2′-(9-окта-децилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] и 98,4 мас.% полимерной матрицы. Полимерную матрицу выбирают из группы, включающей полистирол, сополимер винилового спирта с винилацетатом, поли-N-винилкарбазол и полиметилметакрилат. Варьирование длины бокового радикала при карбазольном фрагменте ПФХ обеспечивает растворимость ПФХ в широком ряду растворителей, что важно для технологического использования, а также обеспечивает варьирование взаимодействия между донорными и акцепторными фрагментами в полимерном композите, что позволяет настраивать координаты цветности фотолюминесцентного материала. 4 ил., 1 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к химии и физикохимии полимерных материалов, а именно к полученным впервые композиционным полимерным материалам, содержащим функциональный компонент - полифенилхинолин (ПФХ) в полимерных матрицах. ПФХ обеспечивает настройку координат цветности благодаря варьированию взаимодействия между донорными и акцепторными фрагментами, что отражается в спектрах фотолюминесценции. Материал может быть использован для создания светоизлучающих систем (светодиодов, светоизлучающих информационных панелей, осветительных систем, фото- и переизлучающих покрытий).

В настоящее время для получения белого свечения с хорошим индексом цветопередачи (CRI>80) в светодиодах используют люминесцентные композитные материалы. Эффект получают за счет использования синих полупроводниковых кристаллов (в светодиодах), покрытых люминофорной композицией желтого свечения, совместно излучающих белый свет [RU 2405804, опубл. 10.12.2010, Бюл. №34. 7 с]. Однако данная технология имеет недостатки, например высокую нагрузку на люминофор, находящийся на полупроводниковом кристалле, что приводит к снижению эффективности светового прибора.

Для получения белого света с помощью синего светодиода могут наносить желтый люминофор (иттрий-алюминиевый гранат Y3Al5O12 - ИАГ или гранатит) или смесь красного и желто-зеленого люминофоров на поверхность синего светодиода с целью их последовательного перепоглощения и выравнивания цвета. Однако такие системы с одним люминофором имеют низкий CRI (<75), что снижает их качество при использовании с целью внутреннего освещения. Использование нескольких люминофоров сопряжено с вопросами оптимизации устройства, кроме того, смешение люминофоров не всегда приводит к эффективному преобразованию света.

Другой подход связан с использованием полимерных люминофоров, обладающих рядом преимуществ по сравнению с предыдущим. Во-первых, он позволяет включать в полимерную цепь люминофоры с разной полосой испускания в видимом диапазоне. С целью разработки полимерных светоизлучающих материалов с белой электролюминесценцией для светодиодных осветительных систем синтезирована серия люминофорсодержащих сополифлуоренов, содержащих фрагменты нильского красного в боковой цепи. Максимальная яркость электролюминесценции достигала 3870 кд/м2. В ряде случаев получены светоизлучающие устройства с индексами цветности, близкими к белому свету, и яркостью 380-2380 кд/м2 [Г.И. Носова и др. / Синтез, фото- и электролюминесцентные свойства сополифлуоренов с фрагментами Нильского красного в боковой цепи // Высокомолекулярные соединения, Polymer Science Series В, Added to Web of Sci. Library: 08 Apr 2014]. Недостатком такого подхода является сложность используемой химической реакции в связи с настройкой координат цветности по системе МКО 1931 г.

Во-вторых, в качестве люминесцирующих материалов используют металлполимерные комплексы, где в качестве испускающих центров используют ионы (III) лантанидов (тербия, европия, самария), а полимер играет роль высокомолекулярного лиганда, обеспечивающего антенный эффект [Якиманский А.В. и др. / Люминесценция комплексов лантанидов Ln3+ в полимерных матрицах // Высокомолекулярные соединения. 2012. Т. 54. №12. С. 1699]. Недостатком таких систем является невысокий индекс передачи цвета, поскольку полоса люминесценции лантанидных ионов состоит из квазимонохроматических линий, которые не обеспечивают полного перекрытия видимого диапазона, если речь идет об источниках освещения.

В-третьих, одним из перспективных классов полимерных материалов для создания молекулярных оптоэлектронных устройств являются полимеры, содержащие в мономерном звене донорные и акцепторные группы, образующие донорно-акцепторные (Д-А) комплексы. Люминесценция от таких Д-А молекул может быть результатом взаимодействия близко расположенных донорных и акцепторных фрагментов с образованием внутримолекулярного комплекса с переносом заряда (ВКПЗ). Перенос энергии электронного возбуждения (ЭЭВ), образование внутри- и межмолекулярных эксимеров и эксиплексов также позволяет контролировать спектральный состав испускаемого света за счет соответствующего подбора Д-А фрагментов [Jenekhe S.A., Liangde L., Maksudul M.A. // Macromolecules. 2001. V. 34. P. 7315]. Так в работе [Александрова Е.Л. и др. / Сополимеры карбазол- и индолокарбазолсодержащих фенилхинолинов - новые материалы для электролюминесцентных устройств // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. №8. С. 1055-1064]. Авторы синтезировали сополимеры фенилхинолинов (ФХ), содержащие звенья карбазола (Кз) и индолокарбазола. Получаемый материал обладает люминесцентными свойствами в широком видимом диапазоне благодаря образованию внутри- и межмакромолекулярных донорно-акцепторных комплексов. При включении гибкой -О- развязки между элементарными повторяющимися фрагментами ФХ-Кз-ФХ происходит нарушение сопряжения в карбазолсодержащих ПФХ, что уменьшает эффективную миграцию ЭЭВ и сохраняет полосу люминесценции 454 нм (синее свечение). Это позволило получить систему с фотолюминесценцией, близкой к белой, с координатами цвета по шкале МКО 1931 г. (0.322, 0.355).

В настоящее время не известны технические решения, позволяющие настраивать координаты цветности спектров фотолюминесценции полимеров путем варьирования длины бокового алкильного радикала в повторяющейся структурной единице полимера, являющейся ВКПЗ, при помещении их в полимерную матрицу, обладающую фотоактивными или электропроводящими свойствами либо инертную.

Прототипом заявляемого изобретения является композиционный материал на основе полимера с мономерным звеном, включающий карбазол и фенилхинолин, помещенного в полимерные матрицы ПММА и ПВКз. Строение и фотофизические свойства такого полимера и его полимер-полимерных композитов раскрыты [Светличный В.М. и др. / Карбазолсодержащие полифенилхинолины как основа оптоэлектронных материалов с белой люминесценцией // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. №4. С. 512-519]. Эти композиционные материалы не обладают во всем видимом диапазоне возможностями по настройке координат цветности фотолюминесценции, поскольку не варьировалась длина бокового алкильного радикала в карбазольном фрагменте ПФХ, что необходимо для регулировки донорно-акцепторного взаимодействия.

Технической задачей и положительным результатом данного изобретения является создание полимерного композиционного материала, обладающего спектром фотолюминесценции с настраиваемыми координатами цветности в системе Международной комиссии по освещению. Указанная задача и технический результат достигаются за счет варьирования длины бокового алкильного радикала от 12 до 18 атомов углерода в ПФХ и химической природы полимерной матрицы, что позволяет благодаря настройке координат цветности люминесценции использовать эти композиционные материалы в фото- и электролюминесцентных устройствах, информационных люминесцирующих панелях, осветительных приборах, декоративных люминесцирующих устройствах.

Заявленным объектом патентования является фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем, включающий 1,6 масс. % полифенилхинолина - поли[2,2′-(9-додецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] или поли[2,2′-(9-окта-децилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] формулы:

,

где n - число повторяющихся звеньев; R - C12H25 или С18Н37,

и 98,4 масс. % полимерной матрицы, выбранной из группы, включающей полистирол, сополимер винилового спирта с винилацетатом, поли-N-винилкарбазол или полиметилметакрилат - матрицы разной функциональной направленности - фотоинертные, фотоактивные - поглощающие и люминесцирующие, обладающие дырочной или электронной проводимостью, а также способные к межмакромолекулярному взаимодействию с функциональными группами вводимого компонента либо вызывающие его сегрегацию.

Существенное отличие заявляемого изобретения от прототипа заключается в том, что использованы два полифенилхинолина (ПФХ): поли[2,2′-(9-додецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолин)] - ПФХ{O-K12} и поли[2,2′-(9-октадецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолин)] - ПФХ{O-K18}, имеющие разную длину бокового алифатического радикала при карбазольном фрагменте. Причем ПФХ{O-K18} синтезирован впервые. Цель варьирования бокового радикала - обеспечить, во-первых, растворимость ПФХ в широком ряду растворителей, что важно для технологического использования, во-вторых, различное взаимодействие люминесцирующих макромолекул с полимерной матрицей, а также между собой в случае сегрегирующей матрицы.

В заявляемом изобретении использован широкий набор матриц с различными свойствами: ПСт, сополимер ВС-ВА, ПВКз и ПММА; некоторые из них совместно с ПФХ ранее не использовались.

Полученный композиционный материал ПФХ в полимерных матрицах обладает широким спектром люминесценции в видимом диапазоне. Возможна тонкая подстройка координат цветности (в стандарте МКО 1931), которая осуществима двумя способами: во-первых, использованием ПФХ с разной длиной боковых радикалов; во-вторых, варьированием природы использованной матрицы.

Заявляемый материал получали в несколько стадий: i) синтез мономеров; ii) синтез гомополимеров ПФХ на основе полученных мономеров; iii) получение пленок композиционного материала из растворов ПФХ - полимерная матрица в диметилформамиде или в хлороформе.

Спектры люминесценции пленок из заявляемого полимерного композицонного материала снимали на люминесцентном спектрофотометре LS-100, фирмы PTI, Канада. Фиг. 1 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18} и ПФХ{O-K12} в ПВКз. Использование ПВКз обусловлено тем, что эта матрица обладает дырочной проводимостью. Для доказательства межмакромолекулярного взаимодействия использовано возбуждение на трех длинах волн: 300, 365 и 380 нм, чтобы были затронуты последовательно в сравнении все поглощающие осцилляторы в макромолекулах ПФХ и матрицы: гетероароматическое ядро карбазола, фенилхинолиновый высокоэнергетический КПЗ и ФХ-карбазольный низкоэнергетический КПЗ, соответственно. Длина волны 300 нм выбрана для возбуждения карбазольного ядра, чтобы показать перенос энергии с этого фрагмента по цепи. Длины волн 365 и 380 нм использованы, чтобы продемонстрировать перенос энергии при первичном поглощении фенилхинолинового фрагмента.

В результате данного эксперимента получен материал с высокой эффективностью фотолюминесценции в синей области видимого спектра (кр. 1′ и 1′′): координаты цветности (0.227, 0.218), и эффективной чистотой цвета pE 0.539 (пример №5, табл. 1).

Фиг. 2 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18} и ПФХ{O-K12} в ПММА. Использование ПММА обусловлено тем, что эта матрица фотоинертна после 300 нм. Анализ спектров люминесценции при возбуждении при всех трех длинах волн - 300, 365 и 380 нм - показывает полное отсутствие полосы люминесценции, связанной с мономерными карбазольными фрагментами (λмакс. люм.=350 нм), высокоэнергетическими (λмакс. люм.=370 нм) и низкоэнергетическими (λмакс. люм.=410 нм) эксимерами карбазола.

Несмотря на разную химическую природу матриц ПВКз и ПММА наблюдают взаимодействие ПФХ-ПФХ. Оказывается, что уменьшение длины бокового радикала усиливает взаимодействие Д-А фрагментов в обеих матрицах, хотя ПВКз является хорошим «твердым» растворителем для ПФХ, а ПММА - сегрегирующим.

В результате получен материал с голубым оттенком (примеры №7, табл. 1, кр. 1′ и 1′′) либо с желтым цветом люминесценции и высокой ее интенсивностью (примеры №8, табл. 1, кр. 2′ и 2′′).

Фиг. 3 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18} и ПФХ{O-K12} в ПСт. Использование ПСт обусловлено тем, что эта матрица, с одной стороны, обладает дырочной проводимостью, а с другой, - она люминесцирует в области 300 нм.

При переходе к композиционным материалам - ПФХ в матрице ПСт - наблюдают такую же тенденцию, как и в матрице ПММА по сравнению с матрицей ПВКз. Это может указывать на незначительное усиление взаимодействия ПФХ-матрицы ПСт при увеличении длины бокового радикала, возможно, за счет лучшего «растворения» макромолекул ПСт в более длинных алифатических радикалах. При увеличении длины бокового радикала усиливается взаимодействие ПФХ-ПФХ в отличие от матриц ПВКз и ПММА.

В результате получен материал (кр. 2′) с приближающимися к белому координатами цветности (0.358, 0.370) и эффективной чистотой цвета pE 0.057 (пример №2, табл. 1).

Фиг. 4 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18} и ПФХ{O-K12} в П(ВС-ВА). Использование П(ВС-ВА) обусловлено тем, что эта матрица фотоинертна в области ближнего ультрафиолета, а с другой стороны, подвержена структурообразованию при нагревании.

Полученные характеристики подтверждены фигурами и таблицами: Таблица 1 представляет образцы композиционного материала, полученного в примерах 1-8, координаты цветности по стандарту МКО 1931 (х, у), доминирующую длину волны λдом, оттенок люминесценции, длину волны возбуждения λвозб.

Фигура 1 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18 или K12} в матрице ПВКз.

Фигура 2 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18 или K12} в матрице ПММА.

Фигура 3 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18 или K12} в матрице ПСт.

Фигура 4 представляет спектры люминесценции ПФХ{O-K18 или K12} в матрице ПВС-ВА.

Для подтверждения соответствия заявленного изобретения такому условию патентоспособности как «промышленная применимость» и для лучшего понимания сущности заявленного изобретения приведены примеры конкретной реализации изобретения, которыми не может исчерпываться его сущность.

i) Стадия синтеза мономеров

Синтез 3,6-диацетил-9-додецилкарбазола (мономер 1)

В трехгорлой круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, верхнеприводной мешалкой, в атмосфере аргона растворяли 9-додецилкарбазол (1,2 г; 3,58 ммоль) в хлористом метилене (10,79 г), затем добавляли хлорид алюминия (1,465 г; 11 ммоль) и при тщательном перемешивании по каплям вводили ацетилхлорид (0,91 г; 11,54 ммоль). Реакцию проводили в течение 5 часов при комнатной температуре. Реакционный раствор обрабатывали смесью хлористого метилена (86,3 г) и дистиллированной воды (38 г). Отделяли органический слой, промывали дистиллированной водой (2×100 г) и сушили в течение 15-17 часов прокаленным сульфатом магния. Хлористый метилен удаляли на ротационном испарителе. Полученный твердый продукт перекристаллизовывали из этилового спирта. Сушили под вакуумом при температуре 75°С. Выход - 0,82 г (54,6%). Температура плавления 97,5-98,5°С.

По данным элементного анализа для C28H37NO2:

Вычислено, %: С - 80,15; Н - 8,89; N - 3,34.

Найдено, %: С - 80,06; 80,05; Н - 9,00; 9,12; N - 3,44; 3,48.

1Н ЯМР (CDCl3), δ (м.д.): 8,85 (2Н); 8,20 (2Н); 7,54 (2Н); 4,37 (2Н); 2,71 (6Н); 1,90 (2Н); 1,37-1,25 (18Н); 0,87 (3Н).

Синтез 3,6-диацетил-9-октадецилкарбазола (мономер 2)

Для синтеза мономера 2 использовали 1,679 г (4 ммоль) 9-октадецилкарбазола, 12,1 г хлористого метилена, 1,64 г (12,3 моль) хлорида алюминия и 1,01 г (12,8 ммоль) ацетилхлорида. Процесс проводили аналогично синтезу мономера 1. Выход продукта - 1,12 г (55,5%). Температура плавления 108,3-109,4°С.

1Н ЯМР (CDCl3), δ (м.д.): 8,80 (2Н); 8,17 (2Н); 7,48 (2Н); 4,34 (2Н); 2,76 (6Н); 1,84 (2Н); 1,34-1,23 (30Н); 0,89 (3Н).

ii) Стадия синтеза гомополимеров ПФХ на основе полученных мономеров.

Синтез поли[2,2′-(9-додецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-окси(бис)(4-фенил-хинолина)] (полимер 1)

В трехгорлой круглодонной колбе, снабженной верхнеприводной мешалкой и обратным холодильником, в атмосфере аргона растворяли 0,85 г пентоксида фосфора в 3,09 г м-крезола в течение 3 часов при температуре 140°С. В полученный светло-желтый раствор при комнатной температуре загружали 0,2042 г (0,5 ммоль) 4,4′-диамино-3,3′-дибензоилдифенилового эфира и 0,21 г (0,5 ммоль) мономера 1. Реакцию проводили при перемешивании в атмосфере аргона при температуре 140°С в течение 24 часов. По окончании реакции полимер высаживали при интенсивном перемешивании в смесь этанола (59,3 г) с триэтиламином (5,84 г). Затем выделенный полимер промывали от м-крезола этанолом с триэтиламином (10%) на аппарате Сокслета в течение 24 часов и сушили под вакуумом при t=100°С в течение 5 часов. Выход продукта - 75%.

1Н ЯМР (CDCl3), δ (м.д.): 9,03 (2Н); 8,45 (2Н); 8,30 (2Н); 8,04 (2Н); 7,58-7,44 (16Н); 4,41 (2Н); 1,96 (2Н); 1,33-1,24 (18Н); 0,87 (3Н).

Синтез поли[2,2′-(9-октадецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина) (полимер 2)

Синтез полимера 2 отличается от синтеза полимера 1 тем, что использовался мономер 2 вместо мономера 1. Выход продукта - 65%.

1Н ЯМР (CDCl3), δ (м.д.): 9,04 (2Н); 8,46 (2Н); 8,29 (2Н); 8,02 (2Н); 7,57-7,46 (16Н); 4,31 (2Н); 1,92 (2Н); 1,33-1,22 (ЗОН); 0,91 (3Н).

Молекулярная масса синтезированных полимеров 1 и 2 была оценена по данным гельпроникающей хроматографии и составила для ПФХ{O-K12} MW=5·104, а для ПФХ{O-K18} MW=4,5·104.

iii) Стадия (основная) получения пленок композиционного материала

Пример 1. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K18} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,25 г его раствора в хлороформе (концентрация 0,067 масс. %), с 0,77 г раствора ПСт в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0.24 г хлороформа. Из полученного композиционного полимерного раствора (2,26 г) формовали покрытие на ровной стеклянной поверхности площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №1).

Пример 2. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K12} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,62 г его раствора в хлороформе (концентрация 0,052 масс. %) с 0,77 г раствора ПСт в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0.34 г хлороформа. Полученные (2,73 г) композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №2).

Пример 3. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K18} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 0,76 г его раствора в диметилформамиде (концентрация 0,106 масс. %) с 0,47 г раствора П(ВС-ВА) в диметилформамиде (концентрация 10,6 масс. %) и 0,15 г ДМФА. Полученные 1,4 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 5 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №3).

Пример 4. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K12} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 0,99 г его раствора в диметилформамиде (концентрация 0,082 масс. %) с 0,47 г раствора П(ВС-ВА) в диметилформамиде (концентрация 10,6 масс. %) и 0,22 г ДМФА. Полученные 1,68 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 5 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №4).

Пример 5. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K18} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,25 г его раствора в хлороформе (концентрация масс. 0,067%) с 0,77 г раствора ПВКз в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0,24 г хлороформа. Полученные 2,26 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №5).

Пример 6. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K12} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,62 г его раствора в хлороформе (концентрация 0,052 масс. %) с 0,77 г раствора ПВКз в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0,34 г хлороформа. Полученные 2,73 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №6).

Пример 7. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K18} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,25 г его раствора в хлороформе (концентрация 0,067 масс. %) с 0,77 г раствора ПММА в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0,24 г хлороформа. Полученные 2,26 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №7).

Пример 8. Полимерный композиционный материал готовили из синтезированного ПФХ{O-K12} (см. ранее Стадии i и ii) путем смешения 1,62 г его раствора в хлороформе (концентрация 0,052 масс. %) с 0,77 г раствора ПММА в хлороформе (концентрация 6,7 масс. %) и 0,34 г хлороформа. Полученные 2,73 г композиционного полимерного раствора выливали на ровную стеклянную поверхность площадью 4 см2. Удаляли растворитель сушкой при 70°С в течение 2 часов. Толщина пленки составляла 40-50 мкм. (См. табл. 1, пример №8).

В примерах 1-8 получаемый композиционный материал включает 1,6 масс. % ПФХ и 98,4 масс. % полимерной матрицы, выбранной из группы, включающей полистирол, сополимер винилового спирта с винилацетатом, поли-N-винилкарбазол, или полиметилметакрилат.

В табл. 1 приведены полученные композиционные материалы с указанием их цветовых характеристик, полученных из спектров фотолюминесценции, и условий их получения.

Впервые также синтезирован поли[2,2′-(9-октадецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолин)] - ПФХ{O-K18} - полимер, имеющий боковой алкильный радикал из 18 атомов углерода. Использование в заявляемом изобретении ПФХ с разной длиной бокового радикала позволило получить полимерный композиционный материал с настраиваемыми координатами цветности фотолюминесценции в системе МКО 1931 г.

Анализ научно-технического уровня не позволил обнаружить опубликованное решение, полностью совпадающее по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением. Это подтверждает вывод о соответствии предлагаемого решения такому условию патентоспособности как «новизна».

Обнаруженные нами два эффекта позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения в целом такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень»: i) «растворяющая» способность матрицы ПВКз, обладающей некоторым сродством к ПФХ; ii) «экранирующая» роль алифатических радикалов, длина которых влияет на вероятность внутри- и межмакромолекулярного переноса энергии электронного возбуждения в макромолекулярных цепях ПФХ и при взаимодействии между собой и полимерной матрицей. В результате, не очевидным, во-первых, стал тот факт, что в матрице ПВКз происходит усиление интенсивности люминесценции ПФХ (строка 15, табл. 1) в области 410-490 нм, что дает синее свечение (λдом=475 нм) с координатами цветности (0.227, 0.218) и эффективной чистотой цвета pE 0.539. Во-вторых, оказалось, что параметры цветности для ПФХ с разной длиной бокового радикала в матрице ПСт (строки 1, 3, 4, 6, табл. 1) близки к белому, что обусловлено сродством этой матрицы по сравнению с ПВКз и с ПММА при полученной формуле композиционного материала:

где n - число повторяющихся звеньев; R - С12Н25 или С18Н37

Таким образом, как изложено в описании, предлагаемые композиты позволяют настраивать координаты цветности (по стандарту МКО 1931) получаемого материала благодаря изменению в химической природе структурного звена ПФХ и использованию полимерных матриц с разными фотофизическими и физико-химическими свойствами. Полученный материал может использоваться в конструировании фото- и электролюминесцирующих устройств, информационных люминесцирующих панелей, осветительных приборов, декоративных люминесцирующих устройств.

Фотолюминесцентный полимерный композиционный материал для светоизлучающих систем, включающий
1,6 мас.% полифенилхинолина - поли[2,2′-(9-додецилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] или поли[2,2′-(9-окта-децилкарбазол-3,6-диил)-6,6′-(окси)бис(4-фенилхинолина)] формулы:

где R - С12Н25 или C18H37, и
98,4 мас.% полимерной матрицы, выбранной из группы, включающей полистирол, сополимер винилового спирта с винилацетатом, поли-N-винилкарбазол или полиметилметакрилат - матрицы разной функциональной направленности - фотоинертные, фотоактивные - поглощающие и люминесцирующие, обладающие дырочной или электронной проводимостью, а также способные к межмакромолекулярному взаимодействию с функциональными группами вводимого компонента либо вызывающие его сегрегацию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области органической электроники, а именно к устройствам памяти на основе органических полевых транзисторов, изготовленных с использованием фотохромных соединений в составе активного слоя, расположенного на границе между слоем полупроводникового материала и диэлектрика.

Изобретение относится к органическому электронному устройству, в частности к ОСИД устройству, и к способу его изготовления. Способ изготовления органического электронного устройства (100) включает в себя следующие этапы: изготовление, по меньшей мере, одного функционального элемента, включающего в себя органический слой (120); нанесение неорганического слоя (140, 141) герметизации поверх функционального элемента; нанесение структурированного органического слоя (150,151) герметизации поверх неорганического слоя (140) герметизации; травление неорганического слоя (140) герметизации для создания, по меньшей мере, одного отверстия; нанесение, по меньшей мере, одной проводящей линии (161, 162) в указанном отверстии таким образом, чтобы она была, по меньшей мере, частично размещена внутри слоев (140, 150) герметизации и доступна извне во внешней контактной точке (CT).

Изобретение относится к новому полимеру бензодитиофена, способу его получения, к полимерной смеси и составу, используемым в качестве полупроводников в органических электронных устройствах, к применению полимера, а также к оптическому, электрооптическому или электронному компоненту или устройству.

Изобретение относится к светоизлучающим устройствам. Светоизлучающее устройство, которое обеспечивает улучшение светового выхода органических светоизлучающих диодов (OLED), содержит по меньшей мере один пористый оксид металла или металлоида, расположенный между подложкой и прозрачным проводящим материалом в OLED.

Изобретение относится к органическому соединению, представленному формулой (1), в которой каждый R1-R20 независимо выбирают из атомов водорода, замещенных или незамещенных алкильных групп, замещенных аминогрупп, замещенных или незамещенных арильных групп.

Изобретение относится к новым сопряженным полимерам, которые могут быть использованы в качестве электролюминесцентного материала в органических светоизлучающих диодах.

Изобретение относится к области органической электроники, а именно к сопряженному полимеру на основе карбазола, бензотиадиазола, бензола и тиофена формулы (Poly-1), где n=5-200.

Изобретение относится к оксиду р-типа, оксидной композиции р-типа, способу получения оксида р-типа, полупроводниковому прибору, аппаратуре воспроизведения изображения и системе.

Изобретение относится к твердотельным источникам света на основе органических светоизлучающих диодов. Органический светоизлучающий диод с белым спектром излучения содержит несущую основу, выполненную в виде прозрачной подложки с размещенными на ней прозрачным слоем анода и металлическим слоем катода, между которыми расположен светоизлучающий слой, при этом светоизлучающий слой содержит низкомолекулярный поливинилкарбазол, 2-(4-бифенилил)-5-(4-трет-бутилфенил)-1,3,4-оксадиазол и разветвленный олигоарилсилан представленной формулы.

Изобретение относится к композиции для создания органических фотогальванических элементов. Композиция включает электронодонорный компонент и электроноакцепторный компонент.

Изобретение может быть использовано при изготовлении солнечных элементов и светодиодов. Люминесцентное покрытие образуется из жидкой полимерной композиции, состава, мас.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Настоящее изобретение относится к сопряженным полимерам. Описан сопряженный полимер, содержащий полностью сопряженную полимерную последовательность по меньшей мере двух чередующихся триад, содержащих первое повторяющееся звено, представляющее собой одно или более звеньев алкилендиокситиофена, и второе повторяющееся звено, выбранное из одного или более ароматических звеньев, причем сопряженный полимер является желтым в нейтральном состоянии и демонстрирует максимум поглощения между 300 и 500 нм, а при окислении является пропускающим между 400-750 нм, при этом полимерная последовательность имеет структуру где А представляет собой ароматическое звено, х представляет собой 0 или 1, у представляет собой 0 или 1, n составляет от 2 до 200 000; X представляет собой S, a R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 и R8 независимо представляют собой Н, С2-С30 алкенилокси, где кислород находится в любом положении, и где А выбран из: или , где X представляет собой CR2, и R независимо представляет собой Н или C1-С30 алкил.

Изобретение относится к люминесцирующим растворимым соединениям двухвалентных лантанидов, находящих широкое применение в различных отраслях промышленности и науки.

Изобретение относится к органическим люминесцентным веществам, а именно к электролюминесцентным материалам для органических светоизлучающих диодов. В качестве люминесцентного вещества предложены производные 1,8-диаминопирена с арильными заместителями при атомах азота, выбираемых из ряда: фенил, нафталин-1-ил, нафталин-2-ил, 4-трет.бутилфенил.

Изобретение относится к органическому соединению, представленному формулой (1), в которой каждый R1-R20 независимо выбирают из атомов водорода, замещенных или незамещенных алкильных групп, замещенных аминогрупп, замещенных или незамещенных арильных групп.

Изобретение относится к флуоресцентному желтому изделию и флуоресцентному желтому световозвращающему изделию. Флуоресцентное изделие включает нижележащую окрашенную флуоресцентную пленку и вышележащую окрашенную флуоресцентную пленку, которую формируют поверх нижележащей окрашенной флуоресцентной пленки.

Изобретение относится к новым сопряженным полимерам, которые могут быть использованы в качестве электролюминесцентного материала в органических светоизлучающих диодах.

Изобретение относится к новым соединениям в ряду металлохелатов тетрадентатных азометиновых лигандов 2-тозиламинобензальдегида и алифатических диаминов, а именно [N,N′-бис(2-тозиламинобензилиден)диаминодипропилиминатам]цинка и кадмия формулы I где M=Zn, Cd.

Изобретение относится к области органической электроники, а именно к сопряженному полимеру на основе карбазола, бензотиадиазола, бензола и тиофена формулы (Poly-1), где n=5-200.

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.
Наверх