[发明专利]用于光电设备的材料

说明书

关于由联邦政府赞助的研究的声明

本发明受政府支持，美国能源部门授予合同编号DE-FC26-07NT43226。政府享有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及光电设备领域，特别涉及一种用于光电设备（Optoelectronic Device）的材料。

背景技术

两种最常用的光照技术即白炽光照和荧光光照消耗了美国超过5夸特（Quads）的能量。尽管这些技术现在是成熟的并且预期仅仅实现增量性能改进，但其特性已经设定消费者对内部光照产品的期望（即，光源应当是低廉的、具有令人愉悦颜色并且易于调光（白炽），或者具有极高能效并且具有较长寿命（荧光））。因此，新的光照系统不仅必须满足消费者对寿命、成本、易用程度、亮度以及颜色质量的现有期望，而且还应提供比现有技术要好的显著性能增强。具体来说，水银荧光灯具（Mercury fluorescent lamp）技术具有相当高的能效，其中几乎30%电能被转换成可见光。现代基于水银的技术中令人印象深刻的是，它的效率因为需要产生高能UV光子并且在较少程度上因为它的形状而会在基本上受到限制，这就通常要求使用有损照明装置结构（Lossy luminaire structures）而来再分配光。因此，对具有相当高的效率并且可以使用最少另外照明装置的技术提供机会。有机发光设备（OLED）是可以潜在替代水银荧光光照的技术。OLED是由定位在两个电极之间的一组薄有机层组成，所述两个电极中的至少一者是透明或半透明的。通过与LED类似的方式，将电荷载子从电极注射到该有机层中，其中这些电荷载子复合（Recombine或Recombination）并且发射通过透明电极逸出所述设备的光。由于设备的活性层极薄（约100nm），因此OLED设备通常并非是独立的，而是在通常至少0.15mm厚的玻璃或聚合物基材上制造。由于OLED设备极薄，因此所述OLED设备可以直接成形成为所需形状，从而避免照明装置损失。甚至更重要地，白色发光OLED并不产生UV光子并且可在低至3V的电压下操作。因此，OLED光照系统（灯具+照明装置）潜在能效比水银荧光灯具能效大两倍。目前，具有所报告的最高效率的OLED是功率转换效率为约17%的绿色设备。限制OLED能效的关键因素是外部量子效率（EQE），所述外部量子效率是所发射的光子与所注射的电荷载子比率。由于设备能效是EQE与设备中的所有其他能量损失条目乘积（product），因此EQE值确定设备能效上限。给定典型白光OLED操作电压以及颜色性质，要求约50%EQE以匹配水银荧光技术的30%功率转换效率和100LPW性能。总体认为，要实现高EQE，OLED必须满足两个基本条件。首先，所有电荷必须在设备内复合，从而形成将会产生光的发射状态。这个过程的效率是内部量子效率（IQE）。其次，必须将通过发光状态产生的光从OLED活性层提取到空气中。针对光产生和光提取均已经投入相当多的发展努力。存在IQE值近似于一（unity）的OLED设备，并且报告许多光提取的方案。然而，目前，最有效的OLED具有仅约30%的EQE，并且这些设备尚未被转换成稳定白光光源。

发明内容

现在已经发现能够进行经对准的单态发射而不产生因三态复合导致的损失的共轭荧光聚合物。因此，在一方面，本发明是涉及由式I和II的结构单元组成的聚合物，并且涉及具有含有此类聚合物的电致发光层的光电设备，

其中R¹和R²独立地为C_22-44烃基、含有一个或多个S、N、O、P或Si原子的C_22-44烃基、氧杂烷基杂芳基或其组合；R³和R⁴独立地为H,C_1-44烃基或含有一个或多个S、N、O、P或Si原子的C_1-44烃基，或者R³和R⁴结合起来形成含有多达三个S、N、O、P或Si异质原子的C_2-10单环或者双环;以及X是S、Se或其组合。

其中，X是S。

其中，X是Se。

其中，R¹和R²是C_22-44烃基。