[发明专利]一种以双硼为核心的有机化合物及其制备方法和在有机电致发光器件上的应用

说明书

本发明涉及一种以双硼为核心的有机化合物及其制备方法和在有机电致发光器件上的应用，所述化合物的结构如通式(1)所示，本发明以双硼为核心的有机化合物的分子整体是一个较大的刚性结构，支链的引入降低了材料的平面性，使其空间位阻增大，不易转动，立体空间结构更稳定，因此化合物具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性；另外，本发明化合物的HOMO和LUMO分布位置相互分开，使其具有了合适的HOMO和LUMO能级；因此，本发明化合物应用于OLED器件后，可有效提升器件的发光效率及使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体材料技术领域，尤其是涉及一种结构中含有两个硼原子的有机化合物及其制备方法和在有机电致发光器件上的应用。

背景技术

有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。

热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差 (△Est)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。

虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题：(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征，非常小的S1-T1态能隙，虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1 态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T1激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。

另外，用于有机电致发光器件中的材料优选还具有优异的热稳定性、合适的带隙(band gap) 和合适的最高占有分子轨道(HOMO)或最低占有分子轨道(LUMO)能级以及优异的化学稳定性、电荷迁移率等性质。

因此，不断需要开发用于有机电致发光器件的新材料。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种以双硼为核心的有机化合物及其制备方法和应用。本发明化合物具有高的玻璃化转变温度和分子热稳定性以及具有合适的HOMO能级，同时具有较小的单线态-三线态能级差(△Est)，可用作有机电致发光器件的发光层的主体材料和掺杂材料，从而提升器件的发光效率和使用寿命。

本发明的技术方案如下：一种以双硼为核心的有机化合物，该化合物的结构如通式(1)所示：

其中，X₁、X₂、X₃、X₄分别独立地表示为单键、氧原子、硫原子、-CR₅＝CR₆-、 -C(R₇R₈)-或-Si(R₉R₁₀)-中的一种；

a、b、c、d分别独立地表示为0或1；且a+b+c+d≥1；

Y₁～Y₁₈分别独立地表示为氮原子或C-R₁₁；连接位点处的Y₁～Y₁₈表示为碳原子；