基于芴酮单元的砜类热激活延迟荧光材料的合成与性能研究开题报告

有机发光二极管（Organiclight-emitting diode , OLED）由于其超薄、重量轻、亮丽色彩、低功耗、柔性等特点，成为新一代显示技术的重要基石。有机电致发光的研究工作始于20世纪60年代，但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管。这一突破性进展使OLED成为发光器件研究的热点。但是，根据目前对OLED的研究进展分析， 基于荧光发射材料的第1代OLED仅仅利用了单重态激子发光, 其内量子效率(IQE)只有25%.基于贵金属包含的磷光发射材料的第2代OLED通过贵金属与其配体间的自旋轨道耦合（SOC）综合利用单重态（25%）和三重态（75%）激子，IQE可达100%，但磷光发射材料仍存在一些问题，如Ir、Pt等金属价格昂贵，OLED在高电流下会出现效率滚降现象，要求高效且稳定的制备技术难度较大。面对如此迫切的形势，人们尝试各种方法来提高荧光OLED的单重态激子产率，其中一种方法成为该领域的研究热点——热激活延迟荧光（TADF）。

TADF材料发展史上的一些重大研究进展:1961年,Parker和Hatchard首次在四溴荧光素中发现TADF现象;1980年,Blasse和McMillin首次合成出金属Cu(I) 掺杂的TADF 化合物;1996 年,Berberan-Santos和Garcia证实了在富勒烯中有延迟荧光,首次利用氧气和温度探测到TADF现象;2009年,Endo等人首次把Sn(IV) 包含的TADF材料应用于OLED器件, 并测试了其光电性能^[2];2012年,Uoyama 等人报道了利用2，4，5，6-四(9-咔唑基)-间苯二腈制备出超过90%的内荧光效率和20% 左右的外发光效率的OLED^[3]; 同年,Adachi课题组取得重大突破, 把TADF基OLED的外量子效率(EQE)提高到19.3%±1.5%, 打破了荧光OLED的极限, 接近磷光OLED; 接着他们又成功合成了从蓝光到红光的TADF材料, 其中, 蓝光和绿光TADF基OLED的EQE分别达到19.5%和17.5%, 显示出替代贵金属磷光材料的巨大潜力。

为了获得高效的TADF材料, 一般的方法是设计具有分子内电荷转移(ICT)效应的双极分子。在一个ICT分子中, 最高占有分子轨道(HOMO) 和最低未占分子轨道(LUMO)分别位于电子给体基团(D)和电子受体基团(A)上。这样, 材料分子的HOMO和LUMO容易实现分离, 从而导致较小的ΔE_ST。另外，作为优良的TADF材料, 还需要有较高的荧光量子效率^[4]。

本课题根据分子设计理论，设计合成基于芴酮单元的砜类TADF材料及对其结构性能表征，分析研究能改善已有合成基于芴酮单元的砜类TADF材料的方法，有效提高这类材料的综合性能。本课题的研究为设计性能优异的新型TADF材料提供一定的参考。

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