[发明专利]含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件

说明书

本发明提供了一种含两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物，如式(I)或式(II)所示。与现有技术相比，本发明采用含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物作为发光单元，一方面可利用硼原子和氧族原子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，同时硼原子和氧原子的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；另一方面还通过在稠环单元的骨架上引入不同的取代基，能够实现对延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节。实验结果表明，采用本发明的发光化合物作为电致发光器件的发光层，既能够在无需滤光片和微腔结构的情况下实现窄的电致发光半峰宽，又能实现高的器件外量子效率。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件。

背景技术

有机发光器件(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，一般包括透明ITO阳极、空穴注入层(TIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EL)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和阴极，按需要可省略1～2有机层，其作用机理为两个电极之间形成电压，从阴极注入电子的同时从阳极注入空穴，电子和空穴在发光层结合形成激发态，激发态辐射回到基态，进而实现器件发光。由于色彩丰富、快速响应以及可制备柔性器件等特点，有机电致发光材料被认为是最具发展前景的下一代平板显示和固体照明材料。

传统的荧光材料由于受到自旋量子统计规律的限制，在电致发光过程中仅能利用占全部激子数目 25％的单线态激子，其余75％的三线态激子通过非辐射跃迁的方式失活，器件内量子效率(IQE)的理论极限值为25％。为了提高激子利用率，需要实现对三线态激子。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 delayedfluorescence，TADF)性质的发光材料，利用热活化的反向系间窜越(RISC)过程将三线态激发态转移至单线态激发态发出荧光，从而实现对单线态和三线态激子的充分利用。具有TADF性质的分子一般须满足两方面条件：较小的单线态-三线态能级差(ΔE_ST)和较高的荧光量子效率(PLQY)。一方面，较小的ΔE_ST(＜0.3eV)有利于发生热活化的反向系间窜越过程，从而有利于提高三线态激子的利用效率；另一方面，材料须具有较高的PLQY，从而促进单线态激子以光的形式衰减，提高器件效率。

目前发展TADF分子的主要途径是引入给体(D)和受体(A)基团，使得最高占据轨道(HOMO) 和最低空轨道(LUMO)在空间上有效分离，从而实现小的ΔE_ST。但是这种D-A结构由于其激发态的振动弛豫而表现出较大的Stokes位移，且发光光谱较宽，半峰宽(FWHM)一般在70～100nm，在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，开发出既具有TADF效应、又具有窄光谱特性的荧光材料，解决上述材料面临的半峰宽较宽的缺陷，已成为领域内诸多具有前瞻性的研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物及有机电致发光器件，该稠环化合物既具有TADF效应、又具有窄半峰宽光谱特性。

含有两个硼原子和一个或三个氧族原子的稠环化合物，如式(I)或式(II)所示：

其中，X₁、X₂各自独立地选自Se或Te；Y₂和Z₂各自独立地选自O、S、Se或Te；