CN115322213A - 硼氮化合物及合成方法、发光层、发光器件、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一类硼氮化合物及合成方法、发光层、发光器件、电子设备，属于有机电致发光技术领域，本发明将两个硼氮杂环通过特殊的方式连接，形成的硼氮化合物具有双核的硼氮结构，可明显提升硼氮结构的跃迁振子强度，增强硼氮化合物的发光性能，由于特殊的空间位阻作用，双核结构会保持单个硼氮杂环原有的发光光色，该化合物还具有轴手性的特点。该硼氮化合物可以用于制备具有高性能的窄带发光和圆偏振发光的功能材料。
Description
技术领域
本发明涉及一类硼氮化合物及合成方法、发光层、发光器件、电子设备，属于有机电致发光技术领域。
背景技术
有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode，OLED)具有高效率、低的启亮电压、可视角宽等优点，已成为新一代的显示和照明技术。随着OLED在智能手机、电视、可穿戴等显示领域的广泛应用，东亚三国(中国、日本、韩国)近十年在OLED面板产线方面的投资已经高达上万亿人民币。
1998年美国普林斯顿大学Forrest等人的研究发现，一般有机材料或采用荧光染料掺杂技术制备的有机发光器件由于受自旋守恒的量子力学跃迁规律约束，其最大发光内量子效率为25％。作为第二代有机电致发光材料的磷光发光材料，从只能利用25％电激发产生的单重态激子，到实现100％电激发产生的单重态和三重态激子的利用，受到了极为广泛的应用。然而，商用较为成熟的磷光材料普遍使用铱铂等贵金属，价格昂贵，结构修饰单一，对环境也不友好，因此开发新型的廉价高效的有机小分子材料实现高性能OLED器件显得十分重要。
新材料在有机电致发光器件中的应用是推动电致发光技术不断进步并进入实用化阶段的必需手段。作为第三代有机电致发光材料的热活化延迟荧光(TADF：ThermallyActivated Delayed Fluorescence)材料，具有较小单重态-三重态能级差(ΔEST)，在环境热能下通过反向系间窜越(RISC)这一过程实现理论上内量子效率100％。除此之外，纯有机小分子TADF材料与磷光材料相比，价格低廉，有利于商业化的推广与应用。TADF材料一般由电子给体(D:donor)和电子受体(A:acceptor)两个单元部分组成，即D-A型化合物。通过优化分子结构和最高占有轨道(HOMO：The highest occupied molecular orbital)与最低空轨道(LUMO：The lowest unoccupied molecular orbital)轨道分布，使HOMO和LUMO分别集中在给体和受体两端获得较小的单重态-三重态能级差，可以实现高效发光。目前，已合成出从深蓝发光到红外发光等各种光色的TADF分子，由此制得的部分器件的效率指标已经可以和磷光器件相媲美。然而常规的TADF材料容易受到给受体间振、转运动的影响，致使光谱较宽，在进行实际商业面板制备时会损失较多能量。较宽的光谱虽然有利于照明上的应用，但却不能够满足显示领域高色纯度的要求。因此针对OLED显示而言，TADF材料的窄光谱设计(即较小半峰宽)显得十分必要。
近年来报道了一些基于三配位B(硼)的发光化合物，其结构特征在于发光化合物至少含有一个B原子与三个苯环配位形成的刚性较强的生色基团核心结构，而且与B配位的三个苯环与至少一个N原子共价连接，这类分子被称为硼氮(B-N)化合物，即化合物是由芳香胺类有机分子与B配位形成的发光化合物。与常规TADF长程的D-A效应不同，B-N材料的HOMO和LUMO分别在N原子和B原子的邻、对位上，形成一种短程的D-A效应，同时也赋予了这类材料TADF特点(将该类分子定义为：共振D-A分子，MR-TADF)。而且值得注意的是，这类材料的发射光谱谱带较窄，发射光谱半峰宽可以达到20nm左右。基于此类化合物可以制备出高性能有机电致发光器件，而且电致发光光谱很窄。而如何进一步提升这种共振型B-N配位结构振子强度和发光效率成为目前尚需解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种一类硼氮化合物及合成方法、发光层、发光器件、电子设备，可以有效增强材料的跃迁振子强度和发光效率，进一步提升有机电致发光器件的性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
第一方面，本申请提供一类硼氮化合物，具有式I或式Ⅱ的结构：
其中，
表示构成苯环结构或者构成环己烷结构，R1、R2和R3各自独立地为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Ra取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Ra取代的二苯胺基；
A1为O、S、Se或NR4，A2为O、S、Se、NR5、C(R6)(R7)或Si(R8)(R9)；R4～R9各自独立地为C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基或被一个以上Ra取代的杂芳基；
Ra为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Rb取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Rb取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Rb取代的二苯胺基；
Rb为H、氘、氟、CN、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基或杂芳基。
本申请提供的硼氮化合物为窄带发射的硼氮化合物，其分子具有双核的硼氮结构和轴手性的特点，可以增强硼氮化合物的跃迁振子强度，提升材料发光效率，改善硼氮化合物在有机电致发光器件中的性能。
进一步地，具有式I或式Ⅱ结构的化合物选自以下式BN-1至式BN-140中的一种：
第二方面，本申请提供一类硼氮化合物的合成方法，包括以下步骤：
第一步，在氮气氛下，将具有式2或式6的第二原料溶解在无水DMF中，然后逐滴加入含有叔丁醇钠的无水DMF溶液，室温下搅拌1小时后，向其中滴加含有第一原料的无水DMF溶液，所述第一原料具有式1的结构；反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中；以二氯甲烷和水萃取，收集有机相，蒸干溶剂得到第一中间体，为白色固体，将所述第一中间体溶于无水DMF中得到第一中间体溶液；
第二步，在氮气氛下，将具有式4结构的第三原料溶解在无水DMF中，然后逐滴加入含有叔丁醇钠的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加所述第一中间体溶液；反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中；以二氯甲烷和水萃取，收集有机相，蒸干溶剂得到第二中间体，为白色固体，将所述第二中间体溶于叔丁基苯中得到第二中间体溶液；
第三步，在氮气氛下，使所述第二中间体溶液维持在-30℃，将正丁基锂的正己烷溶液逐滴加入到所述第二中间体溶液中；然后升温到60℃，搅拌2小时后，减压蒸馏除去正己烷，然后冷却到-30℃，加入三溴化硼，将反应混合物在室温下搅拌1小时；接着在0℃下加入N,N-二异丙基乙胺，然后将反应混合物升至130℃，继续搅拌5小时，冷却至室温；向反应体系中加入甲醇以淬灭残留的三溴化硼；将反应体系真空浓缩，提纯得到具有式I或式Ⅱ结构的硼氮化合物；
其中，
表示构成苯环结构或者构成环己烷结构，R1、R2和R3各自独立地为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Ra取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Ra取代的二苯胺基；
A1为O、S、Se或NR4，A2为O、S、Se、NR5、C(R6)(R7)或Si(R8)(R9)；R4～R9各自独立地为C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基或被一个以上Ra取代的杂芳基；
Ra为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Rb取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Rb取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Rb取代的二苯胺基；
Rb为H、氘、氟、CN、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基或杂芳基；
第三原料具体可以为
等结构。
该方法可以有效设计合成增强发射的具有窄光谱TADF发光特性的有机分子，这种有机分子可以作为发光材料之一制备有机电致发光器件的发光层，制备的有机电致发光器件具有发射光谱窄、效率高、色纯度高、圆偏振发射等优点。
由该方法合成得到的硼氮化合物为窄带发射的硼氮化合物，其分子具有双核的硼氮结构和轴手性的特点，可以增强硼氮化合物的跃迁振子强度，提升材料发光效率，改善硼氮化合物在有机电致发光器件中的性能。
优选地，所述第一步中，所述第二原料、叔丁醇钠与所述第一原料的摩尔比为1：1.2：0.9；
所述第二步中，所述第三原料、叔丁醇钠与所述第一中间体的摩尔比为1：2.4：2.1；
所述第三步中，正丁基锂与所述第二中间体的摩尔比为4：1。
第三方面，本申请提供一种发光层，含有如第一方面所述的硼氮化合物。
第四方面，本申请提供一种发光器件，包括如第三方面所述的发光层。
第五方面，本申请提供一种电子设备，包括如第四方面所述的发光器件。
本发明的有益效果是：本发明将两个硼氮杂环通过特殊的方式连接，形成双核的硼氮结构，明显提升硼氮结构的跃迁振子强度，增强硼氮化合物的发光性能，而且由于特殊的空间位阻作用，双核结构会保持单个硼氮杂环原有的发光光色，并且具有轴手性的特点，该硼氮化合物可以用于制备具有高性能的窄带发光和圆偏振发光的功能材料。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种硼氮化合物的合成路径之一。
图2是本申请实施例提供的一种硼氮化合物的合成路径之二。
图3是本申请实施例提供的一种发光器件。
图4是本申请实施例提供的BN-34的光致发光光谱图。
图5是本申请实施例提供的BN-34在除氧条件下的变温瞬态寿命光谱。
图6是本申请实施例提供的BN-34的圆二色吸收和圆偏振发射光谱。
图7是基于本申请实施例提供的BN-34的有机电致发光器件的电流效率和外量子效率曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
一类硼氮化合物，具有式I或式Ⅱ的结构：
其中，
表示构成苯环结构或者构成环己烷结构，R1、R2和R3各自独立地为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Ra取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Ra取代的二苯胺基；
A1为O、S、Se或NR4，A2为O、S、Se、NR5、C(R6)(R7)或Si(R8)(R9)；R4～R9各自独立地为C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基或被一个以上Ra取代的杂芳基；
Ra为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Rb取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Rb取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Rb取代的二苯胺基；
Rb为H、氘、氟、CN、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基或杂芳基。
氘可表示为D或2H，也被称为重氢，氘取代位点的氘丰度大于95％。
术语“烷基”意指包括具有指定碳原子数目的支链和直链的饱和脂族烃基。例如，Cl～C20烷基包括直链或者支链的具有1-20个碳原子的烷基。如在“C1～C6烷基”中定义为包括在直链或者支链结构中具有1、2、3、4、5或者6个碳原子的基团。
术语“Cn-m芳基”是指具有n个至m个环碳原子的单环或多环芳族基团(环原子仅为碳原子)，其具有至少一个具有共轭π电子体系的碳环。上述芳基单元的实例包括苯基、联苯基、萘基、茚基、薁基、芴基、菲基、或者蒽基。在一种实施方案中，所述芳基优选为C6-14芳基，例如苯基、联苯基和萘基，更优选为苯基。
术语“n至m元杂芳基”是指环原子包含一个或者多个选自氮、氧和硫的杂原子的芳族基团，其环原子为n个至m个，杂芳基可为单环、二环、三环或者四环体系。在此定义范围内的杂芳基包括但不限于：吖啶基、咔唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、呋喃基、吡唑基、吡咯基、四唑基、三唑基、噻吩基、咪唑基、吡嗪基、吡唑基、吲哚基、异吲哚基、吡嗪基、曾啉基、吡啶基和嘧啶基。在一种实施方案中，作为“5至18元杂芳基”的优选实例，可为呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基或咔唑基，更优选为咔唑基。
“Cn～Cm环烷基”是指具有n至m个碳原子的单环或者多环烷基，例如C3～C10环烷基和C3～C6环烷基。实例包括金刚烷基，环丙基，环丁基。环戊基、环己基、环庚基和二环庚基。
具有式I或式Ⅱ结构的硼氮化合物具体例如以下式BN-1至式BN-140中的一种：
参照图1和图2，这些具有式I或式Ⅱ结构的硼氮化合物的制备方法如下：
S1：在氮气氛下，将20.0mmol的第二原料(式2或式6)溶解在60mL无水DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中，之后缓慢滴加50mL含有叔丁醇钠(2.3g，24.0mmol)的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加20mL含有18.0mmol第一原料(式1)的无水DMF溶液。反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中。以二氯甲烷和水萃取三次，收集有机相。然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到第一中间体(式3或式7)，为白色固体。
S1反应式为：
S2：在氮气氛下，将7mmol的第三原料(式4)溶解在30mL的无水DMF中，之后缓慢滴加30mL含有叔丁醇钠(1.6g，16.8mmol)的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加20mL含有14.4mmol的第一中间体(式3或式7)的无水DMF溶液。反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中。以二氯甲烷和水萃取三次，收集有机相。然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到第二中间体(式5或式8)，为白色固体。
S2反应式为：
S3：在氮气氛下，将正丁基锂的正己烷溶液(19.4mL，25.2mmol)缓慢加入到含有6.3mmol第二中间体(式5或式8)的200mL叔丁基苯溶液中(-30℃)。缓慢升温到60℃，搅拌2小时后，减压蒸馏除去正己烷，然后冷却到-30℃，加入三溴化硼(9.6mL，25.2mmol)，将反应混合物在室温下搅拌1小时。接着在0℃下加入N,N-二异丙基乙胺(15.6mL，91.1mmol)，然后将反应混合物升至130℃下继续搅拌5小时后，冷却至室温。向反应体系中加入5mL甲醇以淬灭残留的三溴化硼。将反应体系真空浓缩，然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到目标产物式BN-n(n＝1至140)。
S3反应式为：
获得的目标化合物有关数据见表1。
表1
化合物BN-1至BN-140的元素分析(化合物中C、H、N含量)、质谱测试分子量及合成反应产率数据(三步反应总产率)
以化合物BN-34为例说明合成实施例实验具体细节：
合成过程为：
第一步，在氮气氛下，将3,6-二异丙基咔唑(5.0g，20.0mmol)溶解在60mL无水DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中，之后缓慢滴加50mL含有叔丁醇钠(2.3g，24.0mmol)的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加20mL含有2-溴-1,3-二氟苯(3.5g，18.0mmol)的无水DMF溶液。反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中。以二氯甲烷和水萃取三次，收集有机相。然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到第一中间体(6.9g，16.2mmol)，为白色固体(产率90％)。
第二步，在氮气氛下，将R-/S-5,5’,6,6’,7,7’,8,8’-八氢-1,1’-二-2-萘酚(2.1g，7mmol)溶解在30mL的无水DMF中，之后缓慢滴加30mL含有叔丁醇钠(1.6g，16.8mmol)的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加20mL含有第一中间体(6.1g，14.4mmol)的无水DMF溶液。反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中。以二氯甲烷和水萃取三次，收集有机相。然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到第二中间体(6.9g，6.3mmol)，为白色固体(产率90％)。
第三步，在氮气氛下，将正丁基锂的正己烷溶液(19.4mL，25.2mmol)缓慢加入到含有第二中间体(6.9g，6.3mmol)的200mL叔丁基苯溶液中(-30℃)。缓慢升温到60℃，搅拌2小时后，减压蒸馏除去正己烷，然后冷却到-30℃，加入三溴化硼(9.6mL，25.2mmol)，将反应混合物在室温下搅拌1小时。接着在0℃下加入N,N-二异丙基乙胺(15.6mL，91.1mmol)，然后将反应混合物升至130℃下继续搅拌5小时后，冷却至室温。向反应体系中加入5mL甲醇以淬灭残留的三溴化硼。将反应体系真空浓缩，然后使用二氯甲烷/石油醚的混合洗脱液通过柱层析色谱法进一步纯化，旋干后得到目标产物BN-34(0.96g，1.0mmol)，产率16％。
如图4所示，室温下该化合物在甲苯溶液(浓度为1×10-5M)中的发射峰位为456nm，光谱半峰宽为21nm。另外测得化合物BN-34发光在CIE色度的坐标为(0.13，0.05)。BN-34在除氧条件下做变温瞬态寿命光谱试验，结果如图5所示，可见随着测试温度的升高，BN-34的延迟寿命占比逐渐提升并且寿命也在逐渐变短，表现出明显的TADF特性，在300K的延迟寿命大约在120微秒左右。对BN-34做圆二色吸收和圆偏振发射光谱试验，结果如图6所示，可见BN-34对映异构体的圆二色吸收和圆偏振发射光谱表现出镜面对称的特点，信号强度明显，说明了BN-34结构优良的手性光学性能。
参照图3，本发明提供一种发光器件，从下往上依次包括基板901、空穴注入层902、空穴传输层903、发光层904、电子传输层905、电子注入层906和金属阴极907，其中发光层904以本发明的硼氮化合物作为原料之一。
具体实施例如，以透明ITO玻璃作为制备电致发光器件的基板901，先以5％ITO洗液超声处理30min，之后依次以蒸馏水(2次)、丙酮(2次)、异丙醇(2次)超声洗涤，最后将ITO玻璃保存在异丙醇中。每次使用前，先用丙酮棉球和异丙醇棉球小心擦拭ITO玻璃表面，待异丙醇冲洗后烘干，之后用O2等离子体(Plasma)处理5min，处理条件是反应室压力100mTorr，射频功率7W。除基板901外的各层制备利用真空镀膜设备采用真空蒸镀工艺完成，当真空蒸镀系统的真空度达到5×10-4Pa以下时开始蒸镀，沉积速率由赛恩斯膜厚仪测定，利用真空蒸镀工艺在ITO玻璃上依次沉积空穴注入层902、空穴传输层903、发光层904、电子传输层905、电子注入层906和金属阴极907。
在一些实施例中，以HATCN为空穴注入层原料，以TAPC为空穴传输层原料，以TmPyPb为电子传输层原料，以LiF为电子注入层原料，以铝为金属阴极原料，以本发明的硼氮化合物为发光层原料，发光层中，以2,6-DCzPPy为主体，以本发明制备的硼氮化合物为客体材料，主体材料与客体材料以95：5的质量比构成发光层。最终电致发光器件结构为[ITO/HATCN(6nm)/TAPC(50nm)/EML(20nm)/TmPyPb(60nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)]，其中，材料后面的数值表示该层的厚度，而EML表示发光层。
将化合物BN-34以5wt％(为质量百分比掺杂浓度)的掺杂浓度与主体材料2,6-DCzPPy(2,6-双(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶)混合，制备得到的掺杂薄膜的荧光量子产率为0.93。将上述化合物BN-34以5wt％(为质量百分比掺杂浓度)的掺杂浓度掺杂在主体材料2,6-DCzPPy中，制备了相应的电致发光器件，其电致发光光谱的发射峰为462nm，光谱半峰宽为31nm，且从图7(横坐标共用，在上的线参考左边的纵坐标，在下的线参考右边的纵坐标)的试验结果可见，器件的最大电流效率为25.2cd/A，外量子效率为27.6％，表现为高效率、高色纯度的蓝光OLED器件。
基于同样的器件结构和掺杂比例，由BN-1至BN-140制得所有器件的电流、电压、亮度、发光光谱等特性采用PR655光谱扫描亮度计和Keithley K 2400数字源表系统同步测试，器件的性能测试在空气中进行，测试结果如表2。
表2
化合物BN-1至BN-140电致发光性能主要参数
表2体现本发明对以双核硼氮发光化合物为发光层所制备器件的光电性能测试，证明了这些化合物具有窄的发射光谱和较高的外量子效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”“某些实施方式”“示意性实施方式”“示例”“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一类硼氮化合物，其特征在于，具有式I或式Ⅱ的结构：
其中，
表示构成苯环结构或者构成环己烷结构，R1、R2和R3各自独立地为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Ra取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Ra取代的二苯胺基；
A1为O、S、Se或NR4，A2为O、S、Se、NR5、C(R6)(R7)或Si(R8)(R9)；R4～R9各自独立地为C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基或被一个以上Ra取代的杂芳基；
Ra为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Rb取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Rb取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Rb取代的二苯胺基；
Rb为H、氘、氟、CN、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基或杂芳基。
2.根据权利要求1所述的硼氮化合物，其特征在于，具有式I或式Ⅱ结构的化合物选自以下式BN-1至式BN-140中的一种：
3.一类硼氮化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，在氮气氛下，将具有式2或式6的第二原料溶解在无水DMF中，然后逐滴加入含有叔丁醇钠的无水DMF溶液，室温下搅拌1小时后，向其中滴加含有第一原料的无水DMF溶液，所述第一原料具有式1的结构；反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中；以二氯甲烷和水萃取，收集有机相，蒸干溶剂得到第一中间体，为白色固体，将所述第一中间体溶于无水DMF中得到第一中间体溶液；
第二步，在氮气氛下，将具有式4结构的第三原料溶解在无水DMF中，然后逐滴加入含有叔丁醇钠的无水DMF溶液，室温搅拌1小时后，向其中滴加所述第一中间体溶液；反应体系在140℃下搅拌24小时，然后冷却至室温，倒入冰水中；以二氯甲烷和水萃取，收集有机相，蒸干溶剂得到第二中间体，为白色固体，将所述第二中间体溶于叔丁基苯中得到第二中间体溶液；
第三步，在氮气氛下，使所述第二中间体溶液维持在-30℃，将正丁基锂的正己烷溶液逐滴加入到所述第二中间体溶液中；然后升温到60℃，搅拌2小时后，减压蒸馏除去正己烷，然后冷却到-30℃，加入三溴化硼，将反应混合物在室温下搅拌1小时；接着在0℃下加入N,N-二异丙基乙胺，然后将反应混合物升至130℃，继续搅拌5小时，冷却至室温；向反应体系中加入甲醇以淬灭残留的三溴化硼；将反应体系真空浓缩，提纯得到具有式I或式Ⅱ结构的硼氮化合物；
式2：
式6：
式1：
式4：
式Ⅰ：
式Ⅱ：
其中，
表示构成苯环结构或者构成环己烷结构，R1、R2和R3各自独立地为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Ra取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Ra取代的二苯胺基；
A1为O、S、Se或NR4，A2为O、S、Se、NR5、C(R6)(R7)或Si(R8)(R9)；R4～R9各自独立地为C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Ra取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基或被一个以上Ra取代的杂芳基；
Ra为H、氘、氟、CN、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基、被一个以上Rb取代的C6～C14芳基、5至18元杂芳基、被一个以上Rb取代的杂芳基、二苯胺基或被一个以上Rb取代的二苯胺基；
Rb为H、氘、氟、CN、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C10环烷基、C6～C14芳基或杂芳基。
4.一种发光层，其特征在于，含有如权利要求1或2所述的硼氮化合物。
5.一种发光器件，其特征在于，包括如权利要求4所述的发光层。
6.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求5所述的发光器件。
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