基于蒽醌单元的砜类热激活延迟荧光材料的合成与性能研究开题报告

 2022-12-05 10:36:31

1. 研究目的与意义

OLED,即有机发光二极管OLED(Organic Light-Emitting Diode),又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display, OELD)。因为具备轻薄、省电等特性,因此从2003年开始,这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用,而对于同属数码类产品的DC 与手机,此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品,还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势,因此[1]它也一直被业内人士所看好。OLED起源[2]于1987年柯达公司的邓青云等有机电致发光的研究工作,采用多层膜结构,才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发[3]光二极管(OLED)。这一突破性进展使OLED成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较,OLED具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点,而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。近年来,OLED技术飞速发展。有机电致发光器件(OLED)在平板显示和固态照明领域的应用越来越受到关注,因为OLED拥有许多优点比如:高效率、超薄、可打印、宽视角、工作温度范围广、可全色彩显示、低功耗、透明以及可以实现柔性显示。特别的,由于OLED的响应速度是LCD的1000倍,可更好地应用于3D显示技术。所以我们可以说OLED技术是一项非常有应用前景的技术。但是,器件的效率和寿命仍然是制约其发展的关键因素,最近有关第三代有机电致发光材料-具有热激活延迟荧光材料(TADF)的研发越来越多,其内量子效率可实现100%,而且该材料不含重金属元素,无污染,为OLED的发展提供了一个新颖的契机。

为了获得高效的TADF材料, 一般的方法是设计具有分子内电荷转移(ICT)效应的双极分子。在一个ICT分子中, 最高占有分子轨道(HOMO) 和最低未占分子轨道(LUMO)分别位于电子给体基团(D)和电子受体基团(A)上。这样, 材料分子的HOMO和LUMO容易实现分离, 从而导致较小的ΔEST。另外,作为优良的TADF材料, 还需要有较高的荧光量子效率[7]。近年来,研究发现砜基能增强荧光,因此,本实验是基于蒽醌单元的砜类热激活延迟荧光材料的合成与研究。

目前,虽然TADF材料具有优异的光电性能,并且该领域在近年来取得了巨大的进展,但TADF材料和器件的研究还处于早期阶段,比如蓝光和绿光TADF OLEDs在分子内D-A体系的发光效率最高, 但由于波长的增加使非辐射衰减增加, 从而导致红光和橙光TADF材料的高发光效率较低,那么制备高效红橙光和全色TADF OLED将是重要研究方向之一;外量子效率最能反映器件内的工作机理和本质,如何提高器件的量子效率是提高器件性能的根本。

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2. 研究内容与预期目标

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,设计合成路线,确定具体合成条件,合成出一种含蒽醌砜类结构单元的有机光电功能材料,并完成开题报告,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。

参考合成路线如下:

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3. 研究方法与步骤

实验步骤:

1、对氯苯硫酚与2-溴蒽醌亲核取代反应得到4-氯蒽醌硫醚。

2、4-氯蒽醌硫醚与H2O2、乙酸氧化反应得4-氯蒽醌砜。

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4. 参考文献

[1] 李文连.OLED显示和固态照明[J].光机电信息,2010,27(7):1-12.

[2] Pope M, Kallmann H, Magnante P, Electroluminescence in Organic Crystals.J. Chem. Phys.1963, 38, 2024-2043.

[3]Tang C. W, VanSlyke S. A, Organic Electroluminescent Diodes.Appl.Phys.Lett.1987, 51, 913-915.

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5. 工作计划

第一阶段:2022年03月4日至2022年03月17日

在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。

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