含吖啶的三氮杂苯并菲热激活延迟荧光材料的合成及性质开题报告

 2022-04-05 19:41:15

1. 研究目的与意义

近年来,有机发光二极管(oled)在平面显示和照明等领域的潜在应用受到人们广泛的关注,oled材料具有结构简单,功耗低;响应速度快,播放动态图像无拖尾;视角宽,侧视画面色彩不失真;主动发光,无需背光源;器件更薄,对比度更高,色彩更鲜艳;高低温性能优越,能适应严寒等特殊环境等特点,oled是一项很有发展前景的技术。

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[1]。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,externalquantumefficiency) [2]。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。

有机电致发光二极管一般含有电荷传输层、空穴传输层和发光活性层,其中有机电致发光材料在oleds中作为光活性层,具有举足轻重的作用。在过去三十几年中,有机电致发光材料取得了巨大的发展。依据量子自旋统计规则,电激发产生的激子按自旋简并态随机排布,生成的单线态激子(s1)与三线态激子(t1)比例为1:3。其中单线态激子通过荧光过程快速发光,三线态激子通过磷光过程缓慢发光[3-5]。因此,根据发光机制的不同,有机电致发光材料大致可分为三类。第一代发光材料为荧光材料,它仅可利用单线态激子发光,其内量子效率(iqe,internalquantumfficiency)为25%,导致荧光oleds器件的外量子效率理论值为5%,因而限制了这类材料的进一步发展。为了提高材料的发光效率,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[6],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[6-8]。近年来,磷光材料的发展日新月异,蓝光、绿光和红光的最大外量子效率分别高达33.2%、38.1%和25.9%[9-11]。并且,红色磷光和绿色磷光材料都已在oleds显示中实现了商业化。然而,磷光材料中的重金属原子如铱、铂、锇等属于稀缺资源,且价格昂贵:此外,重金属材料还可能对生态环境具有潜在危害,不符合当今社会的可持续发展理念。因此对于大规模商业化应用而言,磷光材料并不是最优选择。随着社会发展,人们迫切需要一种新型发光材料,同时解决荧光材料发光效率低和磷光材料价格昂贵的缺陷。

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2. 研究内容和预期目标

本论文是在查阅文献的基础上,设计合成一种含吖啶的三氮杂苯并菲的有机光电功能材料。研究确定具体的合成工艺条件,对产物的结构进行表征,并对其基本的光电性能进行评价。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,设计合成含吖啶的三氮杂苯并菲的有机光电功能材料,拟定出具体实验方案。

2、 查阅文献,设计合成路线,确定具体合成条件,合成出一种含吖啶的三氮杂苯并菲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:

1、3,4-二氨基吡啶与3,6-二溴菲-9,10-二酮在氮气保护下乙醇溶剂中进行亲核加成反应再脱水生成3,6-二溴二苯并[f,h]吡啶并[3,4-b]喹喔啉,反应大概6h。

2、3,6-二溴二苯并[f,h]吡啶并[3,4-b]喹喔啉与9,9-二甲基吖啶在氮气保护下在有机金属催化剂作用下在甲苯溶剂中进行亲核取代反应生成含吖啶的三氮杂苯并菲的有机光电功能材料。

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4. 参考文献

[1]PopeM, Kallmann H P, Magnante P. Electrluminescence in organic crystals[J] J.Chem. Phys.,1963, 38(8): 2042-2043.

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[4]杨兵,马於光.新一代有机电致发光材料突破激子统计[J].中国科学:化学.2013,43(11):1457-1467.

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5. 计划与进度安排

(1)2022-3-01~2022-3-14(第1、2周)

在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。

(2)2022-3-15~2022-5-30(第3周到第13周)

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