一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物及其制备方法，稠环化合物具有式I结构。该稠环化合物采用硼/硫杂化稠环单元作为发光单元，利用硼原子和硫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

【技术实现步骤摘要】
一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机发光材料
，尤其涉及一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
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通过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稳时以发光的形式释放能量从而发光。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(thermallyactivateddelayedfluorescence，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，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。设计合成出具有窄半峰宽光谱特性的发光材料具有重要意义。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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物及其制备方法和应用，该稠环化合物具有较窄的半峰宽。本专利技术提供了一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物，具有式(I)所示结构：所述x为0～3的整数，y为0～4的整数，z为0～4的整数，且x、y和z不同时为0；所述L1、L2和L3独立地选自-Se-、-Te-、所述R1、R2、R3、R1和R2分别独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、取代或非取代的C1～C30的烷基、取代或非取代的C1～C30的卤代烷基、取代或非取代的C1～C30的环烷基、取代或非取代的C1～C30的烷氧基，取代或非取代的C1～C30的烷硫基，取代或非取代的C1～C30的芳氧基，取代或非取代的C1～C30的芳硫基，或选自具有5～60个芳香原子的芳香基团或者具有5～60个芳香原子的杂芳香基团，所述杂芳香基团的杂原子独立地选自Si、Ge、N、P、O、S或Se；所述R1和R2之间、R1或R2和R1、R2或R3之间通过单键、-C-C-、-C＝C-、-C＝N-、-C＝P-、-C≡C-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、中的任一种或多种连接。在本专利技术中，所述R1、R2、R3、R1和R2分别独立地选自羟基、取代或非取代的C1～C10的烷基、取代或非取代的C1～C10的卤代烷基、取代或非取代的C1～C10的环烷基、取代或非取代的C1～C10的烷氧基，取代或非取代的C1～C10的烷硫基，取代或非取代的C1～C10的芳氧基，取代或非取代的C1～C10的芳硫基，或选自具有5～30个芳香原子的芳香基团或者具有5～30个芳香原子的杂芳香基团，所述杂芳香基团的杂原子独立地选自Si、Ge、N、P、O、S或Se。所述所述-(L1-R1)、-(L2-R2)和-(L3-R3)独立地优选选自中的一种或多种。在本专利技术中，所述稠环化合物具体选自式(1-1)～式(15-30)所示结构中任一种或多种：在本专利技术中，所述含有硼原子和硫原子的稠环化合物更优选你选自式1-1、式1-20、式1-46、式1-109、式2-1、式3-1、式3-2、式3-5、式3-10、式4-7、式5-1、式5-24、式6-4、式6-27、式6-31、式7-1、式8-1、式9-1、式10-1、式11-1、式12-1、式13-1、式14-33、式14-38、式15-12或式15-28。本专利技术提供了一种上述技术方案所述含有硼原子和硫原子的稠环化合物的制备方法，包括以下步骤：将具有式Ⅱ-1结构的物料和含有-(L1-R)结构的物料在溶剂中进行反应，得到具有式(I)结构的含有硼原子和硫原子的稠环化合物；所述M1、M2和M3独立地选自卤素，所述x为0～3的整数，y为0～4的整数，z为0～4的整数，且x、y和z不同时为0；所述L1选自-Se-、-Te-、或将具有式Ⅱ-2结构的物料和含有-(L2-R)结构的物料在溶剂中进行反应，然后再进行氧化，得到具有式(I)结构的含有硼原子和硫原子的稠环化合物：所述M1、M2和M3独立地选自卤素，所述x为0～3的整数，y为0～4的整数，z为0～4的整数，且x、y和z不同时为0；所述L2选自-S-、-Se-、-Te-；所述R、R1和R2分别独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、取代或非取代的C1～C30的烷基、取代或非取代的C1～C30的卤代烷基、取代或非取代的C1～C30的环烷基、取代或非取代的C1～C30的烷氧基，取代或非取代的C1～C30的烷硫基，取代或非取代的C1～C30的芳氧基，取代或非取代的C1～C30的芳硫基，或选自具有5～60个芳香原子的芳香基团或者具有5～60个芳香原子的杂芳香基团，所述杂芳香基团的杂原子独立地选自Si、Ge、N、P、O、S或Se；所述R1和R2之间、R1和R之间、R2和R之间通过单键、-C-C-、-C＝C-、-C＝N-、-C＝P-、-C≡C-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、中的任一种或多种连接。本专利技术提供了一种机电致发光器件，包括电致发光材料；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物，具有式(I)所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种含有硼原子和硫原子的稠环化合物，具有式(I)所示结构：



所述x为0～3的整数，y为0～4的整数，z为0～4的整数，且x、y和z不同时为0；
所述L1、L2和L3独立地选自-Se-、-Te-、
所述R1、R2、R3、R1和R2分别独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、取代或非取代的C1～C30的烷基、取代或非取代的C1～C30的卤代烷基、取代或非取代的C1～C30的环烷基、取代或非取代的C1～C30的烷氧基，取代或非取代的C1～C30的烷硫基，取代或非取代的C1～C30的芳氧基，取代或非取代的C1～C30的芳硫基，或选自具有5～60个芳香原子的芳香基团或者具有5～60个芳香原子的杂芳香基团，所述杂芳香基团的杂原子独立地选自Si、Ge、N、P、O、S或Se；
所述R1和R2之间、R1或R2和R1、R2或R3之间通过单键、-C-C-、-C＝C-、-C＝N-、-C＝P-、-C≡C-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、中的任一种或多种连接。


2.根据权利要求1所述的稠环化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R1和R2分别独立地选自羟基、取代或非取代的C1～C10的烷基、取代或非取代的C1～C10的卤代烷基、取代或非取代的C1～C10的环烷基、取代或非取代的C1～C10的烷氧基，取代或非取代的C1～C10的烷硫基，取代或非取代的C1～C10的芳氧基，取代或非取代的C1～C10的芳硫基，或选自具有5～30个芳香原子的芳香基团或者具有5～30个芳香原子的杂芳香基团，所述杂芳香基团的杂原子独立地选自Si、Ge、N、P、O、S或Se。


3.根据权利要求1所述的稠环化合物，其特征在于，所述-(L1-R1)、-(L2-R2)和-(L3-R3)独立地选自中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的稠环化合物，其特征在于，所述稠环化合物具体选自式(1-1)～式(15-30)所示结构中任一种或多种：

【专利技术属性】
技术研发人员：王利祥，邵世洋，陈凡，赵磊，王兴东，李伟利，王淑萌，吕剑虹，田洪坤，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22