发光聚合物制造技术

一种包含三亚芳基重复单元和与三亚芳基重复单元不同的亚芳基重复单元□Ａｒ□的发光聚合物，其中三亚芳基重复单元包括通式Ⅰ、经取代或未经取代的三亚芳基重复单元，式中Ｘ、Ｙ和Ｚ各自为Ｏ、Ｓ、ＣＲ↓［２］、ＳｉＲ↓［２］或ＮＲ，各个Ｒ各自为烷基、芳基或Ｈ。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的发光聚合物，尤其是用于光学器件如包括埸致发光器件的光学器件的发光聚合物。埸致发光器件是当施加外加电埸时会发光的结构。对于最简单的形态来说，埸致发光器件包括两电极之间的发光层。阴极将负电荷载流子(电子)注入发光层，阳极将正电荷载流子(空穴)注入发光层。当电子与空穴在发光层结合而产生光子时发光层发光。作为一个实用方面，一个电极通常是透明的，以使光子能逸出该器件。发光层应由发光材料制成，这种发光材料可制成薄膜而基本上不会影响其发光特征，而且在器件运作温度下是稳定的。采用有机材料作为发光材料的有机埸致发光器件在技术上是众所周知的。在有机材料中，已知简单芳族分子(如蒽、苝和蔻)具有埸致发光效应。美国专利4539507公开了小分子有机物质(如8-羟基喹啉(铝)“Alq”作为发光材料的用途。PCT/WO90/13148公开了包括半导体层的埸致发光器件，其中半导体层包含作为发光层的、包括至少一种共轭聚合物的聚合物膜。在这种情况中，该聚合物膜包括聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)膜。发光材料产生的光的颜色是由有机发光材料的光隙或带隙决定的，这就是说，决定于“最高已占分子轨道”(“HOMO”)和“最低未占分子轨道”(“LUMO”)能级间的能级差。实际上，带隙是价带与导带间的能量差。这些能级可通过光电子发射的测定和氧化、还原电化学势的测定来估算。这些能级会受许多因素的影响。因此，使用这些数值只是说明性的而不是定量的。大家都知道，可采用半导体共轭共聚物作为埸致发光器件中的发光层。半导体共轭共聚物包含至少两种化学上不同的单体单元，当它们各自以均聚物形态存在时，它们通常具有不同的半导体带隙。可通过对共聚物中化学上不同的单体单元的比例进行选择来调整共聚物的半导体带隙，从而调整共聚物的光学性质。可以说，共聚物的共轭程度在一定程度上会影响共聚物的π-π*带隙。增加共轭程度具有降低带隙直至达到带隙会聚的作用。因此，可通过选择适当的反应性组分来调整带隙。这一性质可用来对半导体带隙进行调整，从而调整发光时所发出的辐射波长(即颜色)。这是控制聚合物光输出颜色的理想特性。这一特性特别适用于埸致发光器件的构造。EP0686662公开了一种发射绿光的器件。阳极是一层透明的铟-锡氧化物。阴极是LiAl层。两电极之间是PPV发光层。该器件还包含聚乙烯二羟噻吩空穴输运层，该输运层提供中间能级有助于使从阳极注入的空穴到达PPV的HOMO能级。“Efficient Blue-light Emitting Devices From ConjugatedPolymer Blend”(Burgeson等人，Adv.Mater.1996，8，No.12，Pages982-985)一文介绍了采用共轭聚合物的共混物的蓝光发射器件。该器件的发光层是由PDHPT与PDPP的共混物组成的，而发光作用仅由PDHPT产生的。目前，具有较小光隙的、接近可见光谱红光范围的有机材料是特别引人注意的。已经提出的具有窄带隙的共轭聚合物是现今重要的研究课题，这是因为这类聚合物不仅适用于光学器件，而且还可预期这类聚合物有希望成为本征有机导电体、非线性光学器件、太阳能电池、和红外发射器及红外探测器的入选材料。然而，已知的只有很少的低带隙聚合物材料在用于光学器件中时能显示良好的光学器件特征。这些特征包括共聚物在受激发光时的量子效率，聚合物的溶解度和可加工性以及用于器件中的使用寿命。对埸致发光来说，量子效率规定为注入结构中每一电子能输出的光子数。其它需考虑的相关特性是器件使用和贮存时聚合物的稳定性。低带隙材料还未为大家所周知部分原因是由于它们难以制备。应该指出的是，通过电化学氧化偶合作用制备的聚合物通常不适用作埸致发光器件中的发光体。这是因为这种聚合物有不良的器件特性如有许多缺陷，基本上是不溶解的和不可加工的。Windle等人在J.Org.Chem.，1984，49，3382中和Kobayshi等人在J.Chem.Phys.，1985，82，5717中报告了带隙低于聚噻吩1 ev的聚苯并-顺-噻吩，这说明有通过结构改性来调整带隙的可能性。近来，为了探索聚合物的带隙与结构之间的关系和进一步降低带隙，已经在理论和实验两方面做了许多研究工作。已提出了达到窄带隙的几种方法。一种方法是使芳族单元与邻醌型单元进行共聚合，表明具有不同电子结构的单体链段的相结合，通过键长驰豫的交替可降低带隙。关于这方面的情况已在Kurti等人的J.Am.Chem.Soc.，1991，113，9865中进行了讨论。另一方法是如Havinger等人在Polym.Bull.，1992，29，119中公开的强供电子部分与强受电子部分的交替。此文提出了具有较高HOMO的单体链段与较低LUMO的单体链段的混合能确实降低带隙，这是由于链内部的电荷转移所产生的。Nayak等人在Macro molecules，1990，23，2237中论述了与沿聚合物主链具有最大有效共轭长度的共平面性有关的邻近单元之间空间相互作用的影响。“Design of Narrow-bandgap polymers”，(Chem，Mater.，1996，8，Pages570-578)公开了以符号+A-Q-A+n表示的窄带隙体系，其中A是一类芳族给体单元，Q是一类邻醌型受体单元。对涂有ITO的玻璃电极上的该聚合物所测定的带隙为0.5-1.4电子伏特。作者认为这数值比常规共轭聚合物小，可证实该类聚合物是窄带隙体系。此外，作者还指出，该结果表明，带隙可通过聚合物结构的改变而进行大的调整。尽管在窄带隙聚合物领域进行了研究工作，但仍需要具有化学上可调整的发射红光的埸致发光聚合物。尤其需要具有如上所述的优良器件特征的聚合物。对本专利技术来说，名词红光是指波长在595-800纳米，优选595-700纳米，更优选610-650纳米，特别是指630纳米附近的光，而特别是峰波长约650-660纳米的光。因此，本专利技术的目的是克服先有技术这些缺点，并提供这类聚合物。本专利技术另一个目的是提供该聚合物的用途。本专利技术的第一方面提供一种包含三亚芳基重复单元和与三亚芳基重复单元不同的亚芳基重复单元 的发光聚合物，其中三亚芳基重复单元包括通式I、经取代或未经取代的三亚芳基重复单元 式中X、Y和Z各自为VI族元素或者是烷基或芳基取代的V族元素或IV族元素。本申请人已意外地发现，该聚合物可作为低带隙发射体。此外，申请人还发现，该聚合物能发射CIE协调委员会规定的良好“红光”辐射(X＝0.66和Y＝0.33)或者是红外区域的良辐射体，特别发射波长为700纳米或700纳米以上的近红外至远红外辐射，该聚合物还具有提供良好的器件特性的性能。这些特性包括溶解度，可加工性和高的量子效率以及在器件中有长的使用寿命。在一个实施方案中，包含下式未经取代的三亚芳基的三亚芳基重复单元的聚合物不包括在本专利技术的第一方面中 在另一个优选实施方案中，本专利技术聚合物包含通式II的重复单元 三亚芳基重复单元-Ar (II)三亚芳基重复单元Ar的摩尔比达到约1∶1是特别有利的。然而，可以设想三亚芳基的重量比应在0.1-50％，优选应在5-10％范围内。更优选的是，本专利技术聚合物包含通式III重复单元 优选的是，三亚芳基重复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光聚合物，包含三亚芳基重复单元和与三亚芳基重复单元不同的亚芳基重复单元－［－Ａｒ－］－，其中三亚芳基重复单元包括通式Ⅰ，经取代或未经取代的三亚芳基重复单元： ＊＊＊ （Ⅰ） 式中Ｘ、Ｙ和Ｚ各自为Ｏ、Ｓ、ＣＲ↓［２］、ＳｉＲ↓［２］或ＮＲ，各个Ｒ各自为烷基、芳基或Ｈ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CR唐斯，R奥戴尔，
申请(专利权)人：剑桥显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]