[发明专利]可见/近红外光电探测器

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2010年8月25日提交的美国申请序列号No.12/868,503、2009年8月26日提交的美国临时申请序列号No.61/275,156和2010年3月31日提交的美国临时申请序列号No.61/341,413的优先权，其公开内容通过引用明确地纳入本文中。

政府支持

该发明在军队/Cecom给予的W15P7T-08-C-P409下在政府支持下完成。政府对本发明具有某些权利。

联合研究协议

要求保护的发明由联合的大学-公司研究协议的一个或多个下列参与方做出，代表其做出，和/或与其相关地做出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加利福尼亚大学和通用显示公司。该协议在要求保护的发明的做出之日和其之前有效，并且要求保护的发明作为在该协议范围内进行的活动的结果而做出。

技术领域

本发明涉及新的有机化合物和包含这些化合物的器件。更具体地说，本发明涉及卟啉低聚物以及供体/受体配置的包含卟啉低聚物化合物的光探测器。

背景技术

由于很多原因，利用有机材料的光电器件变得越来越受欢迎。用于制备这样的器件的很多材料比较廉价，因此有机光电器件在相对于无机器件的成本优势方面具有潜力。此外，有机材料的固有特性，例如它们的柔性，可以使得它们良好地适用于特定应用，例如在柔性基片上制造。有机光电器件的实例包括有机发光器件(OLEDs)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电探测器。

光敏光电器件将电磁辐射转变成电。太阳能电池，也称为光伏(PV)器件，是具体用于产生电能的一类光敏光电器件。另一类光敏光电器件是光电导体电池(photoconductor cell)。在该功能中，信号检测电路监视器件的电阻，以检测光的吸收引起的改变。另一类光敏光电器件是光电探测器。在工作中，光电探测器与电流检测电路结合使用，该电路测量当光电探测器暴露于电磁辐射时产生的电流并可具有施加的偏置电压。本文中所述的检测电路能够向光电探测器提供偏压并测量光电探测器对电磁辐射的电子响应。光敏器件可以用于一系列器件中，包括光电探测器、成像器件、光敏感器等。光敏器件及其制造和操作进一步记载于美国专利No.7,375,370和7,230,269中，其公开内容全部纳入本文中。

除了有机光敏器件和发射器件，有机材料可以用于很多其它电子组件中。例如，有机晶体管可以构造成在该晶体管中一些或全部材料或结构包括有机材料。

本文中使用的术语“有机”包括可以用于制备有机光电器件的聚合物材料和小分子有机材料。“小分子”指的是非聚合物的任何有机材料，并且“小分子”实际上可以相当大。在某些情况下小分子可以包含重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基并不会将该分子排除在“小分子”类别之外。小分子也可以纳入聚合物中，例如作为聚合物主链的侧挂基团或者作为主链的一部分。小分子也可以充当树枝状化合物的核心结构部分，该化合物包括一系列构建在核心结构部分上的化学壳。

本文中使用的“顶部”指的是离基片最远，而“底部”指的是离基片最近。在将第一层描述为“位于第二层上”的情况下，第一层距离基片更远。在第一层和第二层之间可以存在其它层，除非明确指出第一层与第二层“接触”。例如，可以将阴极描述为“位于阳极上”，即使其间存在多种有机层。

本文中使用的“可溶液处理”指的是能够以溶液或悬浮液形式在液体介质中溶解、分散或输送和/或从液体介质中沉积。

如本文中所使用，并且如本领域技术人员通常所理解，第一“最高已占分子轨道”(HOMO)或“最低未占分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级，如果该第一能级更接近于真空能级。由于电离势(IP)作为相对于真空能级的负能量进行测量，因此更高的HOMO能级对应于具有更小的绝对值的IP(负性较低的IP)。类似地，更高的LUMO能级对应于具有更小的绝对值的电子亲和性(EA)(负性较低的EA)。在常规的能级图上，真空能级位于顶部，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。与“较低”的HOMO或LUMO能级相比，“较高”的HOMO或LUMO能级显得更接近该图的顶部。