双叔丁基咔唑给体发光材料的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.发光材料是有机电致发光器件中最重要的一类材料，包括传递能量的主体材料和具备发光性能的客体材料。主体材料除了具有传递能量的基本功能外，还可以起到稀释发光客体的作用,进而抑制客体的浓度淬灭。主体材料需要满足如下条件:(1)为了让三线态激子在发光客体上复合，主体材料的三线态能量(Er) 必须高于客体材料的Er;(2)主体材料需具有一定的电子和空穴传输能力;(3)主体材料的HOMO和LUMO能级应与邻近有机功能层材料的能级相匹配;(4)主体材料需要具备良好的热稳定性和成膜性。目前，较为常用的主体材料包括DPEPO、mCP和CBP等。客体发光材料应满足以下条件:(1)发光材料的能级要与掺杂主体和邻近的功能层能级相匹配，以保证载流子顺利传输; (2) 发光材料的三线态能级(ET)应低于主体材料的Er,防止能量回传影响器件的发光性能; (3) 发光量子效率高且发射光谱在可见光区，即400 nm -760 nm之间; (4) 理想的成膜性、热稳定性和光学稳定性; (5) 分子量介于500至2000之间，易于化学结构修饰、选择范围宽和易于提纯。

2.为了提高基于手性荧光分子的有机圆偏振发光二极管（CPOLED）器件效率,本文提出了一种全新的热激活延迟荧光材料敏化圆偏振发光（TAS-CPL）的策略.设计合成了一对具有刚性骨架的螺烯对映体（P）-HAI和（M）-HAI作为器件的手性发光客体,研究发现螺烯对映体具有高的热稳定性、手性构型稳定性、良好的光物理性质,尤其是具有强的CPL性质,其荧光不对称因子(|glum|)约为6×10^-3.与直接以螺烯对映体作为发光客体的CP-OLED相比,通过TADF敏化剂热激活敏化螺烯对映体的CP-OLED表现出更低的启动电压（2.6 V）、更低的效率滚降(1.9%,亮度为1000 cd m^-2)以及增加四倍的最大外量子效率(EQEmax, 5.3%),螺烯对映体的电致发光不对称因子分别为-2.3×10^-3和 3.0×10^-3.这是首例基于热激活延迟荧光材料敏化圆偏振发光的CP-OLED,为提高手性荧光分子的电致圆偏振发光效率提供了有效策略.在该分子的2,6位分别连接咔唑作为给电子基团，制备有机发光二极管器件，通过研究器件电流效率、发光效率、驱动电压和器件寿命等关键性能，探索含咔唑受体发光材料对有机发光器件性能的影响，为制备高性能的有机发光器件提供依据。例如：我们正在探索的平面显示器新兴应用技术就需要用到热激发延迟荧光材料，由于具备自发光，不需要自备光源且对比度高，厚度薄，视角广反应速度快，可用于挠曲性面板，使用温度范围广，构造及其制成较简单，工艺也比较简单。为满足手机屏幕，电脑屏幕，电视屏幕，平板屏幕，车载屏幕等等，急需研发出性能高，价格低且符合结构学，热力学、形态学和光物理性能的产品。

2. 研究内容和预期目标

（1）本课题旨在设计合成基于双丁基咔唑给体发光材料的新型有机功能分子，采用现代仪器分析测试技术对其进行分子结构表征和性能测试的系统研究。双叔丁基咔唑给体发光材料化合物作为咔唑衍生物，不仅具有咔唑环的一般化学性质，而且苯环与咔唑环同平面构成稳定性更高的电子离域体系，特殊的化学结构和电子效应决定了苯并咔唑类化合物是一类有机药物及众多功能材料合成的重要中间体。苯并咔唑化合物大多具有荧光性质。

（2）参考合成路线如下所示：

3. 研究的方法与步骤

本论文要求学生在查阅文献的基础上，制备基于新型咔唑给体的发光材料，对合成材料的基本性能进行表征分析，并用于制备相关的半导体光电器件。研究确定具体的合成路线，对材料的合成路线和提纯进行优化，并对其基本的指标参数进行评价。

1.具体步骤如下：

4. 参考文献

[1] reineke s, thomschke m, lüssem b, et al. white organic light-emitting diodes: status and perspective[j]. reviews of modern physics, 2013, 85(3): 1245.

[2] d'andrade b w, forrest s r. white organic light‐emitting devices for solid‐state lighting[j]. advanced materials, 2004, 16(18): 1585-1595.

[3] yuan y, chen j x, lu f, et al. bipolar phenanthroimidazole derivatives containing bulky polyaromatic hydrocarbons for nondoped blue electroluminescence devices with high efficiency and low efficiency roll-off[j]. chemistry of materials, 2013, 25(24): 4957-4965.

5. 计划与进度安排

（1）2022-3-1～2022-3-7毕业实习，完成课题开题报告。

（2）2022-3-8～2022-3-15，在查阅文献资料的基础上，确定研究路线和实验方案,准备实验药品和实验仪器。

（3）2022-3-16～2022-5-30，完成合成实验、性能测试及结构表征，撰写毕业论文。