新型苯氰咔唑基热激活延迟荧光分子的设计、合成及性能研究开题报告

 2023-12-11 04:12

1. 研究目的与意义

现今机发光二极管(OLED)由于其在全色平板显示器和固态照明方面的实际应用,几十年来一直引起了学术界和工业界的广泛关注。热活化延迟荧光(TADF)材料作为最新一代有机电致发光材料,已引起国内外广大科研工作者的极大兴趣,它能够将电致条件下形成的三线态激子通过上转换为辐射发光的单线态激子,从而实现100%的内量子效率。使用TADF材料作为发光层制备器件,其长寿命的三线态激子之间的浓度淬灭效应会显著影响器件效率,所以一般使用主客体掺杂体系来抑制器件中浓度猝灭、三线态-三线态激子湮灭效应。而目前具有高三线态能级的主体材料缺乏,因此开发性能优异的主体材料与TADF发光材料同样重要。咔唑基团具有能隙宽,热稳定性好,空穴传输性能好等优点,一直在OLED材料的研制开发中起到重要作用。要想制备高发光效率的器件,需要对发光材料和主体材料进行设计和优化。

2. 课题关键问题和重难点

本课题研究的关键问题:

1)设计一类新型咔唑苯氰TADF材料;

2)制备目标产物,表征其分子结构;

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3. 国内外研究现状(文献综述)

机发光二极管(OLED)由于其在全色平板显示器和固态照明方面的实际应用,几十年来一直引起了学术界和工业界的广泛关注。其中,热活化延迟荧光(TADF)材料作为最新一代有机电致发光材料,已引起国内外广大科研工作者的极大兴趣,它能够将电致条件下形成的三线态激子通过上转换为辐射发光的单线态激子,从而实现100%的内量子效率。为了能够进一步理解分子结构和分子之间相互作用对热激活延迟荧光材料光物理过程的影响,本文对一部分国内外学者对于热激活延迟荧光材料合成与性质研究特别是基于咔唑衍生物部分的研究的研究成果进行阅读总结。

一、有机发光二极管发展历史及研究热激活延迟荧光的必要性

在过去的几十年里,分子设计所固有的灵活性加速了各种有机半导体的发展。特别是,有机发光二极管(OLEDs)材料的发展取得了巨大的进展,从早期基于荧光分子的装置1,到使用磷光分子的装置2,3在OLEDs中,电注入的载流子以1:3的比例1重组形成单重态和三重态激子;磷光金属-有机配合物的使用利用了正常地非辐射的三重态激子,从而提高了整体电致发光效率2,3

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4. 研究方案

通过学习和借鉴国内外对于咔唑衍生物的热激活延迟荧光分子的合成与性能研究的成果进行理论上的方案设计和实践,对于新型苯氰咔唑基TADF分子的设计、合成及性能研究做出粗略的方案,如下:

第一部分:准备及实验部分

1)新型咔唑基苯氰分子的设计:以咔唑为供体,苯氰为电子受体设计出高效的TADF发射体,根据密度泛函理论计算预测其不同激发态下的几何变化,从而做出调整。

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5. 工作计划

(1)查阅基于咔唑衍生物的热激活延迟荧光分子相关研究及相关文献资料;对收集到的文献进行阅读及整理,写出文献综述;

(2)查阅基于咔唑衍生物的热激活延迟荧光分子合成与性能的相关内容,并将二者结合起来分析;

(3)根据文献理论回顾,进行理论分析,初步建立分析框架;

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