[发明专利]一种含有多个硼-氧族原子杂化稠环单元的化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含有多个硼‑氧族原子杂化稠环单元的化合物及其制备方法和应用；该化合物具有式(I)～式(VI)所示的任意一种结构。该化合物具体为含有两个、三个或四个硼‑氧(硫、硒、碲)杂化稠环单元的化合物，可作为发光材料，其优点之一在于利用硼原子和氧族原子(氧、硫、硒、碲)之间的共振效应实现HOMO和LUMO的分离，从而实现较小的ΔE_ST和TADF效应，同时硼‑氧(硫、硒、碲)杂化稠环单元具有刚性骨架结构，能够降低激发态结构弛豫程度，从而实现较窄的半峰宽；优点之二在于通过将两个、三个或四个硼‑氧(硫、硒、碲)杂化稠环单元连接起来，能够改变其共轭程度，实现对其延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节；从而能够应用于电致发光器件。

技术领域

本发明涉及有机光电材料技术领域，更具体地说，是涉及一种含有两个、三个或四个硼-氧(硫、硒、碲)杂化稠环单元的化合物及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光器件(OLEDs)是一种新型的发光器件，具有视角宽、对比度高、响应时间短和可制备柔性器件的优势；因此被认为是最具有发展前景的下一代平板显示和固体照明技术。OLEDs通常是由阴极、阳极及阴极和阳极之间插入的有机物层构成；有机物层按功能可以分为空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层；其工作机理为在两个电极材料之间施加电压，使得电子和空穴分别从阴极和阳极注入，它们在发光层相遇形成高能激发态，进而以发光形式回到稳定的基态。

尽管OLED技术发展迅速，但在器件性能方面，如亮度、发光效率和工作寿命上仍需要进一步的提高。这不仅需要对OLED器件结构和制作工艺进行创新，更需要对OLED器件中的有机光电功能材料不断研究和创新。为此，如何设计新的有机光电功能材料来改进器件性能，一直是本领域技术人员亟待解决的问题。

由于自旋量子统计规律的限制，传统的荧光材料在电致发光过程中仅能利用25％的单线态激子， 75％的三线态激子以非辐射跃迁的形式损失，器件内量子效率(IQE)的理论极限值为25％；因此充分利用三线态激子是提高量子效率的有效途径之一。例如，磷光金属配合物利用重金属原子的旋轨耦合作用可以将三线态激子转化为光子，实现100％的内量子效率；但这一途径面临磷光金属配合物价格昂贵的问题。另一利用三线态激子的途径是发展具有热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence，TADF)性质的发光材料，这类材料能够利用热活化的反系间窜越(RISC)过程将三线态激子转变为单线态，并通过辐射衰减至基态发出荧光，从而在无需贵金属的条件下实现对单线态和三线态激子的充分利用。

目前设计TADF材料的主要途径是通过引入给体(D)和受体(A)基团使得最高占据轨道(HOMO) 和最低空轨道(LUMO)能在空间上有效分离，进而实现较小的单线态-三线态能级差(ΔE_ST)，从而促进反系间窜越过程。但是由于这种D-A结构的激发态表现出较强的振动弛豫，因而其发光光谱较宽，半峰宽(FWHM)一般在70-100nm，导致其色纯度较差。实际应用中往往需要采用滤波片或者构造光学微腔来提高色纯度，但这样会导致器件的外量子效率降低或器件结构变得复杂。

因此，如何通过合适的化学结构设计，解决上述材料面临的半峰宽较宽的缺陷，开发出具有窄光谱特性的TADF荧光材料，已成为领域内诸多研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容