ЕЛЕКТРОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ ОРГАНІЧНИХ СВІТЛОДІОДІВ НА ОСНОВІ ПОХІДНОЇ DCM З ХІМІЧНОЮ ФОРМУЛОЮ C25H21N3O3

Ivan Karbovnyk, B. Turko, V. Vasil'yev, B. Sadovyi, O. Kushnir, H. Klym

Анотація


Тонка плівка (E)-2-(2-(4-(диметиламіно)стирил)-6-((3-гідроксифеноксі)метил)-4H-піран-4-іліден)малононітрилу (похідна DCM з молекулярною формулою C25H21N3O3) синтезовано методом термовакуумного осадження. Досліджено оптичні властивості цієї тонкої плівки та фотолюмінесценція. Тонка плівка DCM-18 демонструє два широких піки поглинання при 440 нм і 488 нм і плече при 347 нм. Матеріали типу DCM виявляють сольватохромну поведінку. Спектр фотолюмінесценції тонкої плівки DCM-18, виміряний при кімнатній температурі, демонструє три смуги, що перекриваються, з максимумами при 570 нм, 635 нм і 665 нм у видимій області.

Вперше було виготовлено та охарактеризовано OLED на основі (E)-2-(2-(4-(диметиламіно)стирил)-6-((3-гідроксифенокси)метил)-4Н-піран-4-іліден)малононітрилу. Сама сполука DCM-18 має дуже низьку інтенсивність свічення внаслідок значної міжмолекулярної взаємодії. Проблема зі слабкою фотолюмінесценцією чистої випареної тонкої плівки DCM-18 була подолана шляхом підготовки системи «гость-господар». Це означає змішування молекул (гостей) з іншою речовиною (хазяїном). Трис-(8-гідроксихінолін)алюміній (Alq3) використовувався як господар через сумісність енергетичних рівнів. Отже, створена гетероструктура з конфігурацією ITO/Alq3:DCM-18 (10 мас. %)/Alq3/Al. Досліджено ектролюмінесцентні властивості отриманих зразків органічних світлодіодів за кімнатної температури залежно від струмів. Інтенсивність випромінювання спектрів електролюмінесценції зростає зі збільшенням прикладеної напруги. Широка смуга в діапазоні приблизно від 540 нм до 800 нм має чітке плече на боці високої енергії. Електролюмінісцентне випромінювання гетероструктури має координати кольору CIE (x, y) (0,56, 0,32), тобто надто тепле біле світло випромінюється з еквівалентною температурою 2112 K.

Отримані результати будуть корисними для розробки високоефективних органічних світлодіодів з оптимізованими параметрами.

Ключові слова: Похідні диціанометиленпірану, трис-(8-гідроксихіонолін)алюміній, фотолюмінесценція, електролюмінесценція, OLED.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


  1. Sarma M. Exciplexes in OLEDs: Principles and promises / M. Sarma, L.-M. Chen, Y.-S. Chen, K.-T. Wong // Materials Science & Engineering R. – 2022. – V. 150. – P. 100689. https://doi.org/10.1016/j.mser.2022.100689
  2. Chen C.-T. Evolution of Red Organic Light-Emitting Diodes: Materials and Devices / C.-T. Chen // Chem. Commun. – 2004. – V. 16. – P. 4389–4400. https://doi.org/10.1021/cm049679m
  3. Guo Z. Dicyanomethylene-4H-pyran chromophores for OLED emitters, logic gates and optical chemosensors / Z. Guo, W. Zhu and H. Tian // Chem. Commun. – 2012. – V. 48. – P. 6073–6084. https://doi.org/10.1039/c2cc31581e
  4. Karbovnyk I. Polarized photoluminescence of Alq3 thin films obtained by the method of oblique-angle deposition / I. Karbovnyk, B. Sadovyi, B. Turko, A. V. Kukhta, V. S. Vasil’yev, A. Horyn, Y. Kulyk, Y. Eliyashevskyi, A. Kostruba, V. Savaryn, V. Stybel, S. Majevska // Ukr. J. Phys. Opt. – 2021. – V. 22. – P. 209–215. https://doi.org/10.3116/16091833/22/4/209/2021
  5. Tang C. Electroluminescence of doped organic thin films / C. Tang, S. VanSlyke // Journal of Applied Physics. – 1989. – V. 65. – P. 3610–3616. http://dx.doi.org/10.1063/1.343409
  6. Yao Y.-S. Starburst DCM-Type Red-Light-Emitting Materials for Electroluminescence / Y.-S. Yao, J. Xiao, X.-S. Wang, Z.-B. Deng, B.-W. Zhang // Applications Advanced Functional Materials. – 2006. – V. 16. – P. 709–718.
  7. Mori T. Electroluminescence of organic light emitting diodes with alternately deposited dye-doped aluminium quinoline and diamine derivative / T. Mori, K. Obata, T. Mizutani // J. Phys. D: Appl. Phys. – 1999. – V. 32. – P. 1198–1203. https://doi.org/10.1088/0022-3727/32/11/303
  8. Kapustianyk V. LEDs based on p-type ZnO nanowires synthesized by electrochemical deposition method / V. Kapustianyk, B. Turko, I. Luzinov, V. Rudyk, V. Tsybulskyi, S. Malynych, Yu. Rudyk, M. Savchak // Phys. Status Solidi C. – 2014. – V. 11. – P. 1501–1504. https://doi.org/10.1002/pssc.201300671
  9. Turko B. Electroluminescence from n-ZnO microdisks/p-GaN heterostructure / B. Turko, A. Nikolenko, B. Sadovyi, L. Toporovska, M. Rudko, V. Kapustianyk, V. Strelchuk, M. Panasyuk, R. Serkiz, P. Demchenko // Optical and Quantum Electronics. – 2019. – V. 51. – P. 135. https://doi.org/10.1007/s11082-019-1853-5
  10. Turko B. I. Ultraviolet electroluminescence of LED devices based on n-ZnO nanorods grown by various methods and p-GaN films / B. I. Turko, A. S. Nikolenko, B. S. Sadovyi, L. R. Toporovska, M. S. Rudko, V. B. Kapustianyk, V. V. Strelchuk, R. Y. Serkiz, Y. O. Kulyk // J. of Physical Studies. – 2021. – V. 25. – P. 1701. https://doi.org/10.30970/jps.25.1701
  11. Photophysical Properties of 4-(Dicyanomethylene)-2-Methyl-6-(4-Dimethylaminostyryl)-4H-Pyran (DCM) and Optical Sensing Applications. Chapter 1 in Book: Photophysics, Photochemical and Substitution Reactions – Recent Advances / ed. by S. Saha, R. K. Kanaparthi, T. Soldatovic. – Rijeka: IntechOpen CY, 2021. – 230 p. https://doi.org/10.5772/intechopen.93149
  12. Karbovnyk I. Formation of oriented luminescent organic thin films on modified polymer substrate / I. Karbovnyk, B. Sadovyi, B. Turko, M. Sarzynski, A. Luchechko, I. N. Kukhta, H. Klym, A. Lugovskii // Applied Nanoscience. – 2019. – V. 10. – P. 2791–2796. https://doi.org/10.1007/s13204-019-00969-8
  13. Kukhta A. V. Alignment of luminescent liquid crystalline molecules on modified PEDOT:PSS substrate / A. V. Kukhta, S. A. Maksimenko, K. M. Degtyarenko, T. N. Kopylova, B. Sadovyi, B. Turko, A. Luchechko, I. N. Kukhta, H. Klym, A. N. Lugovskii, I. Karbovnyk // Applied Nanoscience. – 2020. – V. 10. – P. 5063–5068. https://doi.org/10.1007/s13204-020-01278-1
  14. Karbovnyk I. Polarized photoluminescence of thin films of dicyanomethylenepyran and its derivatives obtained by oblique deposition / I. Karbovnyk, B. Turko, V. Vasil'yev, A. Kukhta, O. Kushnir, H. Klym // Visnyk of the Lviv University. Series Physics. – 2021. – V. 58. – P. 50–60. (in Ukrainian) https://doi.org/10.30970/vph.58.2021.50
  15. Vanjinathan M. Design, Synthesis, Photophysical, and Electrochemical Properties of DCM-Based Conjugated Polymers for Light-Emitting Devices / M. Vanjinathan, H.-C. Lin, A. S. Nasar // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. – 2012. – V. 50. – P. 3806–3818. https://doi.org/10.1002/pola.26169
  16. Vembris A. Stimulated emission and optical properties of pyranyliden fragment containing compounds in PVK matrix / A. Vembris, E. Zarins, V. Kokars // Optics & Laser Technology. – 2017. – V. 95. – P. 74–80. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.04.021
  17. Yokoyama S. Amplified Spontaneous Emission and Laser Emission from a High Optical-Gain Medium of Dye-doped Dendrimer / S. Yokoyama, T. Nakahama, S. Mashiko // Journal of Luminescence. – 2005. – V. 111. – P. 285–290. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2004.10.008
  18. Zhong G. Y. In Situ Photoluminescence Investigation of Doped Alq / G. Y. Zhong, J. He, S. T. Zhang, Z. Xu, Z. H. Xiong, H. Z. Shi, X. M. Ding // Applied Physics Letters. – 2002. – V. 80. – P. 4846. https://doi.org/10.1063/1.1489083
  19. Punke M. Coupling of Organic Semiconductor Amplified Spontaneous Emission Into Polymeric Single-Mode Waveguides Patterned by Deep-UV Irradiation / M. Punke, S. Mozer, M. Stroisch, M. P. Heinrich, U. Lemmer, P. Henzi, D. G. Rabus // IEEE Photonics Technology Letters. – 2007. – V. 19. – P. 61–63. https://doi.org/10.1109/LPT.2006.889026
  20. Kaur A. Voltage tunable multicolor light emitting diodes based on a dye-doped polythiophene derivative / A. Kaur, M. J. Cazeca, S. K. Sengupta, J. Kumar, S. K. Tripathy // Synthetic Metals. – 2002. – V. 126. – P. 283–288. https://doi.org/10.1016/S0379-6779(01)00570-7




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.24.8

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.