[发明专利]含硼原子和氮原子的稠环化合物及其应用

说明书

本发明公开了一种含硼原子和氮原子的稠环化合物及其应用。所述含硼原子和氮原子的稠环化合物，具有如通式(1)所式的结构。便于实现在非D‑A结构中发挥热激发延迟荧光发光(TADF)特性。可作为TADF发光材料，通过与合适的主体材料配合，能提高其作为电致发光器件的发光效率及寿命，提供了一种制造成本低、效率高、寿命长、低滚降的发光器件的解决方案。

技术领域

本发明涉及有机电致发光技术领域，特别是涉及含硼原子和氮原子的稠环化合物及其应用。

背景技术

有机半导体材料在合成上具有多样性，制造成本相对较低，且具有优良的光学与电学性能，有机发光二极管(OLED)在光电器件(例如平板显示器和照明)的应用方面具有很大的潜力。

为了提高有机发光二极管的发光效率，各种基于荧光和磷光的发光材料体系已被开发出来，使用荧光材料的有机发光二极管具有可靠性高的特点，但其在电气激发下其内部电致发光量子效率被限制为25％，这是因为激子的单重激发态和三重激发态的分支比为1:3。与此相反，使用磷光材料的有机发光二极管已经取得了几乎100％的内部电致发光量子效率。但磷光OLED有一显著的问题，就是Roll-off效应，即发光效率随电流或亮度的增加而迅速降低，这对高亮度的应用尤为不利。

迄今为止，有实际使用价值的磷光材料是铱和铂配合物，这种原材料稀有而昂贵，配合物的合成很复杂，因此成本也相当高。为了克服铱和铂配合物的原材料稀有和昂贵，及其合成复杂的问题，Adachi提出反向内部转换的概念，这样可以利用有机化合物，即不利用金属配合物，实现了可与磷光OLED相媲美的高效率。此概念已经通过各种材料组合得以实现，如：1)利用复合受激态(exciplex)，参见Adachi等，Nature Photonics,Vol 6,p253(2012)；2)利用热激发延迟荧光(TADF)材料，参见Adachi et al.,Nature,Vol 492,234,(2012)。但现有具有TADF的有机化合物大多采用供电与吸电子基团相连的方式，从而引起最高占有轨道(HOMO)与最低未占有轨道(LUMO)电子云分布完全分离，缩小有机化合物单重态(S1)与三重态(T1)的差别(△EST)，现有红光与绿光TADF材料经过一段时间的开发，在许多性能方面均有取得了一定的成果，但与磷光发光材料相比，无论从发光效率还是寿命上相比，其性能仍有一定的差距。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含硼原子和氮原子的稠环化合物及其应用，旨在解决现有的磷光发光材料成本高、高亮度下效率滚降快、寿命短的问题，以及解决发光材料发光效率低和寿命短的问题。

本发明的技术方案如下：

一种含硼原子和氮原子的稠环化合物，具有如通式(1)所式的结构：

其中：

Ar₁-Ar₄每次出现时，分别独立选自取代或未取代环原子数为6～40的芳香基团、取代或未取代环原子数为5～40的杂芳香基团或取代或未取代环原子数为5～40的非芳香环系基团；

R₁-R₃每次出现时，分别独立选自氢、D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、胺基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、羟基、硝基、CF₃、Cl、Br、F、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代或未取代的芳香基、具有5至60个环原子的取代或未取代的杂芳香基、具有5至60个环原子的芳氧基、具有5至60个环原子的杂芳氧基、或这些基团的组合。