1. 研究目的与意义
20世纪80年代，tang和vanslyke[1]开创性地制备了超薄多层电致发光二极管。有机发光器件(oled)被认为是最有潜力的新一代显示和照明技术之一，与现有的液晶显示器(lcd)相比，oled可提供更高的图像对比度、更快的响应时间、更宽的可视范围、更优越的设计灵活性、更卓越的器件性能以及更薄更轻的器件结构[2]。此外，在柔性基板上制造的柔性oled显示器可以像海报一样被卷起来，这是老一代显示技术所无法实现的[3]。因为oled自发光的特性不再需要背光系统，因此基于oled的功率效率更高。由于照明本身占全球电力消耗的20%左右，如果oled被广泛采用作为照明技术，则可有助于减轻目前能源需求的压力[4]。然而，为了使oled在实际应用中具有商业可行性，现有的oled技术仍然还有许多挑战必须克服，诸如生产成本高、制作工艺复杂、器件效率低以及器件寿命短等等，这些问题制约着目前oled产业化的发展[5]。
热激活延迟荧光(thermally activated dalayed fluorescence,tadf)材料作为有机发光二极管的第三代有机电致发光(organic electroluminescent)材料受到越来越多的关注。蓝光材料可以分为三类：荧光材料、磷光材料和热活性型延迟荧光材料。荧光材料是最早的oled发光材料，为单线态激子发光，性能稳定，但是由于荧光材料自选阻紧，其理论的内量子效率不超过25%[6]。而磷光材料器件的内量子效率超过荧光材料，可以达到100%[7]，因为磷光材料突破了自旋统计规律，可以同时获得单线态和三线态激子。然而，磷光材料也会有一些缺点：（1）寿命短；（2）基于磷光发射的oled在高电流下会出现效率滚降现象；（3）ir（Ⅲ），pt（Ⅱ）和os（Ⅱ）等金属价格高昂、稀有、不可再生[8]，提高生产成本，污染环境；（4）难以开发高效的深蓝色磷光oleds[9]。正是上述这些问题阻碍了磷光oleds的商业化[10]。但是，全色显示及以后的照明应用都离不开蓝光材料，因此合成高性能的蓝光材料正成为研究热点。于是，开发利用被称为“第三代oleds”的tadf材料受到了越来越多的关注，原因如下：（1）材料中并不含贵金属，使成本降低；（2）可以捕获三重态激子（t1），理论上内部量子效率可以达到100%，发光效率高[11]；（3）稳定性好等。因此，对同时实现发光波长蓝移、高效率的、纯有机电致发光材料和器件的研究尤为引人注目。
通常，经过分子设计可以使给电子基团和受电子基团有效分离，最高占据轨道(homo)与最低未占据轨道(lumo)尽量分离，减小homo与lumo的重叠可获得较小的△est，进而实现高效的发光。为了获得高效的tadf分子的受体和供体基团,强供体和强受体分别分布于homo和lumo上应该选择适当这种选择可以降低单线态的能级，但是homo和lumo的空间分离对三线态能级的影响很小。所以，在设计合成tadf分子时，应优先选择强的供体和受体基团。通常，可供选择的供体分别是咔唑、苯并呋喃并咔唑、噻吩并咔唑、吲哚并咔唑、二咔唑、胺、二胺、吖啶、吩恶嗪、吩噻嗪和吩嗪。而受体基团可从二苯基砜、芳香酮、三嗪、苄腈、邻苯二甲腈、三唑、恶二唑、噻二唑、苯并噻唑、苯并恶唑、喹喔啉、蒽醌和庚嗪中选择。在这些供体中，吖啶、吩噁嗪和吩噻嗪是强供体的代表，氰基衍生物是强受体的代表。减小△est最简单的方法就是引进强的供体和受体基团，因为这样可以增强材料的电荷转移性能，同时单线态能级处于稳定状态。在蓝光tadf材料设计过程中，能够直接影响材料的发光颜色的是给体和受体的推拉电子的能力，因此给体和受体材料的选择至关重要。由于可供选择的受体基团种类繁多，供体基团反而选择性较小，用于蓝光tadf材料的供体单元更是有待开发。
2. 研究内容和预期目标
本论文要求学生在查阅文献的基础上，完成“蓝光热激活延迟荧光材料与器件的研究现状、挑战与解决途径”。
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，查阅有关蓝光热激活延迟荧光材料与器件的研究现状、挑战及解决途径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，写出开题报告。
3. 研究的方法与步骤
研究步骤：
查阅国内外与蓝光tadf材料与器件相关的文献，对蓝光tadf材料与器件的研究现状、挑战及主要解决途径进行综述、调研与分析。
研究方法：
4. 参考文献
| [1] Tang C W , VanSlyke S A. Organic electroluminescentdiodes. ApplPhys Lett , 1987, 51:913-915 [2] Sakai Y ,Sagara Y , Nomura H , et al. Zinc complexes exhibiting highly efficientthermally activated delayed fluorescence and their application to organiclight-emitting diodes[J]. Chem. Commun. 2015, 51(15):3181-3184. [3] Nakagawa T ,Ku S Y , Wong K T , et al. Electroluminescence based on thermally activateddelayed fluorescence generated by a spirobifluorene donor–acceptorstructure[J]. Chemical Communications, 2012, 48(77):9580. [4] Wong M Y , Zysman-Colman E . PurelyOrganic Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials for OrganicLight-Emitting Diodes[J]. AdvancedMaterials, 2017, 29(22):1605444.1-1605444.54. [5] Wei Q ,Kleine P , Karpov Y , et al. Conjugation-Induced Thermally Activated DelayedFluorescence (TADF): From Conventional Non-TADF Units to TADF-ActivePolymers[J]. Advanced Functional Materials, 2017, 27(7):1605051-n/a. [6] 江洪, 王春晓.国内外OLED显示材料技术进展[J].新材料产业, 2019(09):48-52. [7] Adachi C , Baldo M A , ThomPSon M E , et al. Nearly 100% internalphosphorescence effiCIEncy in an organic light-emitting deVice[J]. Journal ofApplied Physics, 2001, 90(10):5048. [8] 刘婷婷, 李淑红, 王文军,等. 基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能[J]. 发光学报, 2020(1):77-85. [9] Yook K S , Lee J Y . Organic Materials for DeepBlue Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes[J]. Advanced Materials,2012, 24(24):p.3169-3190. [10] 崔璨, 宋丹丹, 赵谡玲, et al. TADF激基复合物主体材料提升溶液法制备蓝色荧光有机发光二极管的效率[J]. 光谱学与光谱分析, 2020, 40(3). [11] Uoyama H , Goushi K , Shizu K , et al. Highly efficient organiclight-emitting diodes from delayed fluorescence[J]. Nature, 2012,492(7428):234-238. [12] Lee S Y , Yasuda T , Yang Y S , et al. Luminous Butterflies: Efficient Exciton Harvesting by BenzophenoneDerivatives for Full‐Color Delayed Fluorescence OLEDs[J].Angewandte Chemie, 2014, 126(25). |
5. 计划与进度安排
（1）2022-3-04~2022-3-17（第1、2周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。
（2）2022-3-18~2022-6-9（第3周到第13周）分析、总结文献，拟定撰写大纲，写出论文初稿。
（3）2022-6-10~2022-6-21（第14到16周）正式撰写毕业论文并答辩。
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
