基于二苯并吡啶喹喔啉热激活延迟荧光材料的合成及性质开题报告

1. 研究目的与意义

有机电致发光器件(oled, organic light-emitting devices)具有自发光、发光亮度和发光效率高、重量轻、超薄、色彩丰富等诸多优点，被视为下一代显示器和照明技术。

最早的电致发光，即利用有机材料将电能转换为光的过程需要追溯到1963年。当时pope等人使用银浆电极在400v的偏压下向蒽单晶施加直流电，观察到了蒽荧光。但在实际应用中，如此高的驱动电压显然属于不可行的。为了进一步推动电致发光的发展，此后二十年间，科研工作者做了许多尝试，然而却大多以失败告终。直到1987年c.w.tang和vanslyke联合报道了一种基于三(8-羟基喹啉)铝(alq₃)的双层有机电致发光器件其在低于10v 的驱动电压下获得了1%的外量子效率(eqe,external quantum efficiency)。这个研究结果直接推动了有机电致发光二极管的飞速发展。1998 年普林斯顿大学 forrest 开发了基于金属配合物卟啉铂的有机电致发光材料，从此拉开了第二代有机电致发光材料—磷光材料的序幕。这种材料中含有重金属原子，能有效增强系间窜越能力和自旋-轨道耦合作用，促进磷光的产生。由于这类材料可充分利用单线态和三线态激子发光，实现100%的理论内量子效率，大大提高了材料的发光效率。

随着有机电致发光器件的飞速发展，相较于昂贵的磷光材料，原料价格相对低廉的热激活延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence，tadf）材料的研究受到了人们的广泛关注。通过反向系间窜越,热激活延迟荧光(tadf)材料可以同时利用三线态激子和单线态激子,使器件的理论内量子效率突破传统荧光材料的25% ,达到理论上的 00% ,与磷光材料相媲美。2009年,endo等成功开发出将sn⁴ 用于发光层的 oled 材料，开辟了有机电致发光的新领域。2012年，uoya- ma等以咔唑作为电子供体、二氰基苯作为电子受体，合成了一系列咔唑基二氰基苯(cdcb)衍生物，并首次报道出内量子效率达到100%的绿光tad材料。紧接着，蓝光、黄光材料的研究得到了飞速发展。然而，红光材料的发展相对比较缓慢，一般认为受到以下几个原因的影响：(1)较小的Δe_st可以通过减小最高占据分子轨道(homo)与最低未占分子轨道(lumo)的重叠来实现，但是这可能会导致荧光辐射率k_f降低；(2)由于能级带隙的影响，许多具有高共轭体系的红光发射体在固态时会因π-π共轭而引发强烈的荧光猝灭；(3)随着发射光谱的红移，由于能隙规则的影响，在非辐射内转换速率(k_ic)增加的同时，光量子产率(Φ_pl)迅速降低。因此，对给体与受体的合理设计就显得尤为重要。

2. 研究内容和预期目标

具体研究内容如下：

1. 利用现代科技文献的查阅方法和手段，如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库，查阅有关研究光电功能材料的合成与应用方面的科技文献资料，并对文献进行综合、分析、研究。 在此基础上，设计合成吖啶基三氮杂苯并菲咯啉的有机光电功能材料，拟定出具体实验方案，写出开题报告。

2. 查阅文献，设计合成路线，确定具体合成条件，合成出一种吖啶基三氮杂苯并菲咯啉的有机光电功能材料，通过实验训练培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力。

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   3. 研究的方法与步骤

   实验步骤：

   研究方法：

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   4. 参考文献

   1. gong x, li p, huang y h, et al. a red thermally activated delayed fluorescence emitter simultaneously having high photoluminescence quantum efficiency and preferentially horizontal emitting dipole orientation[j]. adv funct mater. 2020, 30(16): 1908839.

   2. dief m, wu p, zou s j, et al. efficient orange–red delayed fluorescence organic light‐emitting diodes with external quantum efficiency over 26%[j]. adv electron mater. 2020, 6(1): 1900843.

   3. 尹新颖，卞健健，郭庆美，等. 红色热激活延迟荧光材料的研究进展[j]. 材料导报.2017,31(z2): 63-66.

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      5. 计划与进度安排

      （1）2021-3-01~2021-3-14（第1、2周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

      （2）2021-3-15~2021-5-30（第3周到第13周）完成合成实验、结构表征及性能测试。

      （3）2021-5-31~2021-6-20（第14到16周）撰写毕业论文并答辩。

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