多供体吡嗪并菲啰啉类热激活延迟荧光材料的合成与性能开题报告

1. 研究目的与意义

1. 研究背景：有机发光二极管（OLED）在过去的30年里得到了广泛的应用，如OLED电视、显示器等。OLED具有设计灵活性、快速响应时间等优势，使其在显示器等方面被广泛应用，这主要归因于在塑料薄膜上制造OLED具有设计灵活性。相比传统的无机发光材料，OLEDs主要采用有机分子作为半导体发光材料，因其分子结构明确、易于纯化、化学修饰多样、发光性能优异等优点而受到关注，并且广泛应用到电致发光器件，其中平板显示和固态照明尤为突出。随着OLEDs材料的持续发展和生产技术的不断提高，其应用领域和应用范围不断扩大，与科技生活息息相关。荧光材料是稳定的发射体，但效率较低。因此，开发出既能满足高效要求又能稳定使用寿命的发光材料是利用荧光发光材料的必要条件。开发具有稳定的荧光有机发光体和高效的磷光发光体是人们所希望的。近年来，人们发现热激活延迟荧光（TADF）发射器可以达到与使用纯有机化合物的OLED相同的QE水平，该化合物可以捕获单线态和三重态激子进行辐射跃迁。由于TADF发射器具有稳定的有机分子结构和高效的激子捕获能力，因此适合作为OLED的高效稳定发射器，可以替代荧光和磷光发射器。

2. 研究目的与研究意义：TADF通过RISC过程，理论上可以达到100%的IQE。到目前为止，基于TADF材料的OLEDs器件在蓝光和绿光中得到了快速发展，其中绿光TADF材料的最大EQE可以达到40%，但是红光TADF材料因为其能隙定律导致严重的非辐射跃迁，以及使用强供体和强受体所带来的严重的浓度猝灭效应，使其发展相对缓慢，并且EQE超过30%较少。因此设计高效红光材料具有挑战性。因此，本文以吡啶并[2,3:5,6]吡嗪并[2,3-f][1,10]菲啰啉（BPP）为受体，以三苯胺（TPA）为供体，在BPP的2、7、12位引入三个供体设计合成了一种TADF材料：4,4,4-(吡啶[2,3:5,6]吡嗪并[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,7,12-三基)三(N,N-二苯基苯胺)（mtriTPA-BPP）。期待mtriTPA-BPP具有较小的ΔE_ST和典型的TADF特性，并获得优良导电电致发光性能。

2. 研究内容和预期目标

（一）研究内容
1. 设计合成目标产物4,4,4-(吡啶[2,3:5,6]吡嗪并[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,7,12-三基)三(n,n-二苯基苯胺)（mtritpa-bpp）。
2. 利用¹h nmr、¹³c nmr和ms等对中间体5- (4-(二苯基氨基)苯基)吡啶-2,3-二胺（mtpa-b）和4-(2,7-二溴吡啶[2,3:5,6]吡嗪并[2,3-f][1,10]菲啰啉-12-基)-n,n-二苯基氨基（mtpabpp-2br）以及目标产物4,4,4-(吡啶[2,3:5,6]吡嗪并[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,7,12-三基)三(n,n-二苯基苯胺)（mtritpa-bpp）的结构进行表征。
3. 对目标产物的光物理性质等进行研究。通过uv-vis吸收光谱测定mtritpa-bpp的最大吸收峰；利用cv检测mtritpa-bpp的电化学性质；利用荧光光谱、低温磷光光谱、荧光发光衰减曲线测定mtritpa-bpp的荧光光谱、磷光光谱和延迟荧光性质；通过tga分析研究mtritpa-bpp的热稳定性。
4. 制作器件，研究其电致发光性能。

（二）预期目标

3. 研究的方法与步骤

（一）研究方法

1. 文献研究法：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，查阅有关多供体吡嗪并菲啰啉类热激活延迟荧光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。

2. 利用¹h nmr、元素分析、¹³c nmr等方法对所合成的产物进行表征。

4. 参考文献

[1] im yirang, kim mounggon, choyong joo, seo jeong a, yook kyoung soo, lee jun yeob. molecular design strategyof organic thermally activated delayed fluorescence emitters[j]. chemistry ofmaterials, 2017,29(5).

[2] wu xiaohui, wang ruicheng,chen wen-cheng, liu bo, yang qingdan, ji shaomin, huo yanping. design,synthesis and photophysical properties of a (quinolin-3-yl)methanone-basedthermally activated delayed fluorescence emitter[j]. journal of molecularstructure, 2023, 1285.

5. 计划与进度安排

1.2024-2-20~2024-3-05（第1、2周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

2.2024-3-06~2024-5-14（第3周到第12周）完成合成实验、结构表征及性能测试。