[发明专利]一种硼杂或磷杂稠环化合物及其制法和发光器件

说明书

本发明涉及一种硼杂或磷杂稠环化合物及其制法和发光器件，属于有机发光材料技术领域。本发明提供一种硼杂或磷杂稠环化合物，具有式(I)～式(IV)任意一种所示结构。本发明提供的硼杂或磷杂稠环化合物，一方面可利用稠环化合物的刚性骨架结构降低激发态结构弛豫程度，从而实现较窄的半峰宽；另一方面还利用硼原子或磷原子与杂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，从而实现高的发光效率。同时，通过改变稠环化合物中含有的芳环或杂芳环的种类，还能够实现对延迟荧光寿命和半峰宽的进一步调节。

技术领域

本发明属于有机发光材料技术领域，具体涉及一种硼杂或磷杂稠环化合物及其制法和发光器件。

背景技术

有机发光器件(OLEDs)具有色彩丰富、厚度薄、可视角度广、快速响应以及可制备柔性器件等特点，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)和阴极组成，按需要可省略1～2有机层，通过在有机物薄膜上由正极和负极注入的空穴(Hole)与电子(Electron)相结合形成激子(Exciton)，当激子从激发态回到稳定的基态时以发光的形式释放能量从而发光。

但由于受到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，因此其器件内量子效率(IQE)的最大值为25％。而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，实现对三线态激子的利用，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。

热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence，TADF)材料是继传统荧光和磷光材料之后的第三代有机发光材料，该类材料一般具有较小的单线态-三线态能级差(ΔEST)，利用热活化的反向系间窜越(RISC)过程将三线态激子转移至单线态激子发出荧光，从而实现对单线态和三线态激子的充分利用，实现100％的内量子效率。同时该类材料也应具有较高的荧光量子效率(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TADF分子的主要实现途径是引入电子给体(D)和电子受体(A)单元，使得最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)发生分离，从而实现小的ΔEST。但是这种D-A结构由于其激发态的振动弛豫较明显而表现出较大的Stokes位移，且发光光谱较宽，半峰宽(FWHM)一般在70～100nm，在实际应用中通常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，如何通过合理的化学结构设计，开发出既具有TADF效应、又具有窄半峰宽光谱特性的发光材料，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，本发明要解决的技术问题在于提供一种硼杂或磷杂稠环化合物及其制法和发光器件，该稠环化合物既具有TADF效应、又具有窄半峰宽光谱特性。

本发明提供一种硼杂或磷杂稠环化合物，具有式(I)～式(IV)任意一种所示结构：

其中，X₁和X₂独立地选自B、P＝O或P＝S；Y₁和Y₂独立地选自N(R¹)、O、S、Se、Te、B(R¹)、C(R¹R²)或Si(R¹R²)；