本發(fā)明屬于有機發(fā)光材料及半導(dǎo)體，具體涉及多元芳香雜環(huán)類化合物及其在制備電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、近年來，有機發(fā)光二極管（organic?light-emitting?diode；oled）憑借具有自發(fā)光、高亮度、高對比度、可透視、可穿戴、可折疊、低能耗、廣視角以及耐低溫等優(yōu)異特性，已經(jīng)成為了照明和顯示領(lǐng)域的熱門研究方向。隨著科技的發(fā)展，科研人員已經(jīng)研制出了第三代應(yīng)用oled的發(fā)光材料—熱激活延遲熒光（thermally?activated?delayedfluorescence；tadf）材料。
2、tadf材料通過利用三線態(tài)到單線態(tài)的上轉(zhuǎn)換過程，能夠?qū)崿F(xiàn)理論上100%的內(nèi)量子效率，有實現(xiàn)高效發(fā)光的極大潛能。傳統(tǒng)的tadf材料通常是由d-a（給體-受體）結(jié)構(gòu)組成，并且給體和受體之間存在較大的扭曲程度，這種結(jié)構(gòu)能夠降低材料的單-三線態(tài)能級差，實現(xiàn)有效的三線態(tài)激子的反系間穿越過程，從而使激子利用率最高可以達到100%。但是，由于該類分子在激發(fā)發(fā)射的過程中，結(jié)構(gòu)的弛豫能較大，導(dǎo)致材料的發(fā)射光譜半峰寬在70~100nm，影響材料的發(fā)光純度。
3、目前，主要通過設(shè)計b-r-b這一結(jié)構(gòu)模型的化合物，形成多重共振單元模式來解決上述問題。在該設(shè)計中，硼原子的引入，使分子具有剛性的骨架和交替的前線軌道分布，有助于實現(xiàn)高效率窄譜帶發(fā)光，能有效提高色純度。例如，公開號為cn113461718a中國專利申請一種多環(huán)芳族化合物及有機電致發(fā)光元件，報道了具有b、p、al、ga、as、si或ge原子的多環(huán)芳族化合物，該多環(huán)芳族化合物能夠阻礙有機分子間激-激復(fù)合物的生成、增加內(nèi)部電子密度和穩(wěn)定性，提高材料的發(fā)光純度，但是基于該類化合物制備的oled器件的外量子效率和壽命仍有待提高。公開號為wo2023043201a1的韓國專利申請用于光電子學(xué)電子器件的有機分子（organic?molecules?for?opto.electronic?devices），公開了發(fā)射最大值在藍色或天藍色光譜范圍內(nèi)（特別是在420?nm至520?nm之間）的不含金屬離子的有機分子，基于該有機分子制備的oled器件雖然穩(wěn)定性和發(fā)光純度都得到了提高，但是其外量子效率仍有待提高。因此，為了滿足人們對于oled器件的更高要求，本領(lǐng)域亟待開發(fā)更高性能的功能層材料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供多元芳香雜環(huán)類化合物及其在制備電致發(fā)光器件中的應(yīng)用，用以解決現(xiàn)有多重共振tadf材料量子效率和壽命有待提高的技術(shù)問題。
2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、本發(fā)明的第一個方面，公開了多元芳香雜環(huán)類化合物，結(jié)構(gòu)式如通式一所示：
4、
5、其中，環(huán)a為取代或未取代的c6~c30的芳基，或者為c5~c30的雜芳基；
6、z1、z2、z3和z4分別獨立地選自c或n，同時，z1、z2、z3和z4中至少有一個為n；
7、x選自o、s或n-r；當x為n-r時，r為乙烯基、氘代乙烯基、苯基取代的乙烯基、取代或未取代的c6~c30的芳基或者為取代或未取代的c5~c30的雜芳基，r與環(huán)a鍵合或者不鍵合；
8、l選自五氟苯基、c1~c10烷基取代的苯基、氰基取代的苯基、三氟甲基取代的苯基、萘基、蒽基或取代或未取代c4~c20的雜芳基，l與主體結(jié)構(gòu)通過單鍵鍵合。
9、優(yōu)選地，所述取代c4~c20的雜芳基中的取代基為叔丁基。
10、優(yōu)選地，所述通式一包括通式1、通式2和通式3，結(jié)構(gòu)式如下：
11、
12、通式1中，表示r與環(huán)a鍵合或者不鍵合，z3和z4中至少有一個為n；
13、通式2和通式3中，x選自o或s，z3和z4中至少有一個為n，z1和z2中至少有一個為n。
14、進一步優(yōu)選地，所述的l選自基團l1~l13中的一種：
15、
16、其中，表示l與通式1、通式2或通式3中b原子鍵合的位置，l2、l3、l6、l7、l8、l11和l12中只能有一個與通式1、通式2或通式3中b原子鍵合。
17、優(yōu)選地，通式1中，選自如下基團y1~y54中的一種：
18、
19、
20、
21、
22、
23、；
24、y1~y54中，表示與通式1中5-位c原子鍵合的位置，表示與通式1中b原子鍵合的位置，其中，y28、y29、y30和y32中均只有一個與通式1中b原子鍵合。
25、優(yōu)選地，通式2和通式3中，結(jié)構(gòu)選自如下基團y55~y70中的一種：
26、
27、
28、
29、y55~y70中，表示與通式2或通式3中5-位c原子鍵合的位置，表示與通式2或通式3中b原子鍵合的位置，其中，y66、y67和y68中均只有一個與通式2或通式3中b原子鍵合。
30、本發(fā)明的第二個方面，公開了多元芳香雜環(huán)類化合物在制備電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
31、本發(fā)明的第三個方面，公開了一種電致發(fā)光器件，包括陽極層、陰極層以及位于陽極層和陰極層之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層由主體發(fā)光材料和客體發(fā)光材料制得，所述客體發(fā)光材料選自上述多元芳香雜環(huán)類化合物。
32、優(yōu)選地，客體發(fā)光材料占整個發(fā)光層材料的質(zhì)量百分比為10%。
33、本發(fā)明的第四個方面，公開了一種顯示面板，顯示面板中包含上述電致發(fā)光器件。
34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
35、本發(fā)明提供的多元芳香雜環(huán)類化合物，在通式一所示的結(jié)構(gòu)中，將主體結(jié)構(gòu)5位連接n（或o、s）原子，6位連接b原子，同時在b原子的另一側(cè)進行芳基衍生物取代，使原本平面結(jié)構(gòu)的大π鍵體系變成具有立體構(gòu)型的共軛體系。這樣的設(shè)計，一方面，可利用b原子和n（或o、s）原子之間的價電子差異效應(yīng)實現(xiàn)homo和lumo的分離，同時，b原子和n（或o、s）原子的雜化稠環(huán)單元具有剛性骨架結(jié)構(gòu)，能夠降低激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)弛豫程度，從而實現(xiàn)較窄的半峰寬。另一方面，含硼雜環(huán)體系具有強烈的吸電子作用，使得與其連接的電子給體之間的前線軌道重疊較小，實現(xiàn)小的s1態(tài)和t1態(tài)的能級差，從而在熱刺激條件下實現(xiàn)反向系間竄越，并提高材料的量子效率。此外，該類化合物因其在空間形成非對稱性的立體構(gòu)象特性顯著，在成膜時會使分子間堆疊減少，分子蒸鍍時成膜性能提升，發(fā)光一致性顯著提高，從而有效提升器件穩(wěn)定性延長器件壽命。通過性能測試證明，將該類化合物作為客體發(fā)光材料應(yīng)用于oled器件的發(fā)光層，能夠顯著降低電致發(fā)光器件的啟動電壓和器件發(fā)射峰的半峰寬，有效提升了電致發(fā)光器件的發(fā)光純度和器件效率，延長電致發(fā)光器件的使用壽命。相對于cn113461718a和wo2023043201a1中的結(jié)構(gòu)、和，從微觀上看：本發(fā)明的化合物的主體結(jié)構(gòu)電負性較強，化合物分子更容易極化，這有助于增強材料的電學(xué)傳輸性質(zhì)以及材料的量子效率；從宏觀上看：本發(fā)明所述的化合物作為客體發(fā)光材料制備的oled器件，器件壽命和量子效率均有明顯提高。