Hybrid LED용 유기 형광체로서의 Swallow-Tail Perylene Bisimide 제조 및 특성 연구 = Synthesis and Characterization of Swallow-Tail Perylene Bisimide as Organic Phosphor for Hybrid LED

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Although perylene bisimide derivatives have advantages such as excellent thermal stability and high luminanceefficiency, they have poor solubility characteristics in organic solvents. In this research, in order to improve the solubilitycharacteristics, we prepared perylene bisimide derivatives (1C) and (2C) with swallow-tail substituted imide, which isknown to lead to excellent solubility. The structures and properties of swallow-tail perylene bisimide (1C) and (2C) wereanalyzed by 1H-NMR, FT-IR, UV/Vis spectroscopy, and thermogravimetric analysis (TGA). The maximum absorptionwavelengths of (1C) and (2C) in the UV/Vis spectrum were 558 nm and 556 nm, respectively, and the maximum emissionwavelengths were 602 nm and 600 nm, respectively. In the TGA, (1C) demonstrated good thermal stability with less than5 wt% weight loss up to 242℃. In the solubility test, (1C) and (2C) exhibited solubilities of more than 5 wt% inchloroform, ethyl acetate, and dimethylformamide, but not in methanol. When the compounds (1C) and (2C) were mixedwith PMMA (polymethyl methacrylate), thin films showed peaks at 679 nm and 677 nm, respectively, in thephotoluminescence spectra. (1C) was found to be a possible candidate as red organic phosphor for hybrid LEDs.

국문 초록 (Abstract)

Perylene bisimide 유도체들은 우수한 열 안정성, 높은 발광효율과 같은 좋은 특성들을 갖지만, 유기용매 내에서의 용해도 특성이 나쁜 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는, perylene bisimide 유도체의 용해도 특성을 향상시키기 위하여 swallow-tail기를 imide기에 도입한 perylene bisimide 유도체 1C 와 2C를 합성하였다. 합성한 1C 와 2C의 구조와 특성을 1H-NMR, FT-IR, UV/Vis spectroscopy, TGA로 분석하였다. UV/Vis 스펙트럼에서 1C 와 2C의 최대 흡수파장은 558 nm, 556 nm을 나타내었고, 최대 발광파장은 602 nm, 600 nm을 나타내었다. 열 중량분석(TGA)에서 1C는 242°C 까지 5 wt% 미만의 중량 감소를 보이는 우수한 열 안정성을 나타내었다. 용해도 분석에서 1C 와 2C는 메탄올을 제외한 클로로포름, 에틸아세테이트, 디메틸포름아마이드에서 5 wt% 이상의 우수한 용해도 특성을 나타내었다. 합성한 1C 와 2C를 PMMA와 혼합하여 필름을 제조했다. 1C 와 2C를 포함하는 PMMA 필름은 679 nm, 677 nm에서 최대 발광파장의 피크를 나타내어, 1C는 Hybrid LED용 적색 유기형광체로서 사용 가능성을 확인하였다.

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