基于D-A结构的延迟荧光材料的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

早在上个世纪60年代，Popc等人已经研究了有机电致发光材料[1]。他们研究的单晶蒽只能在较低的温度以及高达400V的驱动电压下才能测到微弱的蓝光，并且元器件的荧光量子产率较低，所以从未得到过该有的关注。在延迟荧光发光领域中，1987年美国柯达公司的邓青云博士发现了以8-羟基喹啉铝为代表的有机小分子的电致发光现象[2]，并得到了荧光效率较高的二极管器件，从此研究之后就有较多的人深入实践并探索该领域。1900年后，美国剑桥大学卡文迪许实验室的Friend爵士用PPV研制成了聚合物发光二极管[3]，开辟了高分子材料应用于电致发光领域的新道路，也就是聚合物发光二极管诞生了。以上两项研究实验在有机电致发光器件上有深远的意义。1997年发现了磷光现象，并随后制备了效率高达100%的内量子磷光电致发光器件[4]。科研人员在发光层中映入了有机主体分子，可以提高量子产率。自2009年以来，以Adachi为代表的研究者催延迟荧光机制进行的深入细致的研究[5]，获得了能够充分利用三重态激子和单重态激子并且不含重金属元素的新型有机材料，并发展了TADF器件。有机电致发光器因为在平板显示和固态的照明等领域具有较大的应用潜力。传统的荧光材料的内量子效率只有25%[6]，而同时捕获单重态激子和三重态激子的磷光材料以重金属为基础可以实现量子效率100%转化。该领域当前的研究中心是寻找具有较小的单重态-三重态能量差的材料，已经探究内部能量和电子的转化机制。现在，科研人员们在研究磷光材料和延迟荧光材料商投入了大量的精力，并有力的推动了电致发光器件的发展[7]，而且，提高器件的效率个合成色纯度较高的蓝色磷光主体的材料是要解决的问题。磷光材料具有平衡电子空穴注入和快速传输激子的能力用来降低能量损失。热激活的荧光器件作为新一代高量子有机效率发光二极管的吸引力是因为潜在的内部量子的二极管100%的通过率是可以利用两个单峰和三重态激子有机效率单线发射。目前，最好最大的绿色TADF器件和蓝色二极管设备量子效率分别是29.6%和19.5%[8]。因此,二极管器件正在收集更多的关注，是有关高效率的延迟荧光。

2. 课题关键问题和重难点

1. 荧光客体材料的发展艰难。荧光材料需要拥有较高的三重态能量，提高分子的三重态能会伴随着非射跃迁效率的迅速增加而降低分子的发光效率。

2. 荧光材料种类繁多，他们多带有共轭杂环及各种生色团，结构易于调整，可以通过引入烯键、苯环等不饱和集团以及各种生色团来改变共轭长度，从而使化合物的光电性质发生变化。

3. 在固态条件下，小分子发光材料容易发生猝灭现象，用掺杂方法制成的器件很容易聚集结晶，使器材寿命下降。

3. 国内外研究现状（文献综述）

总的来说，荧光材料分为有机荧光材料和无机荧光材料[9]。

有机荧光材料又分为有机小分子发光材料和有机高分子光学材料之分。有机小分子荧光材料种类繁多，他们多带有共轭杂环及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生改变。有机高分子材料通常分为三类：侧链型，全共轭主链型，部分共轭主链型。无机荧光材料有硫化物系荧光材料、铝酸盐系荧光材料、氧化物系荧光材料及稀土荧光材料等。

激发光波长、温度、溶剂、敏化剂以及分子结构会在一定程度上影响荧光材料的荧光性质。

4. 研究方案

本设计的热激活延迟荧光材料合成路线短，合成方法简单易行，适合实验室研究。

5. 工作计划

1、2022.12.21~2022.12.28 完成开题报告及文献翻译初稿

根据毕业设计的课题基于d-a结构的延迟荧光材料的合成及性能的研究，查阅专业书籍及中外数据库文献、专利等相关资料，按期撰写开题报告，并翻译一篇外文文献。

2、2022.01.04~2022.01.17 进行国内外相关文献调研，完成综述部分。