[发明专利]聚合物在上转换中的用途，和用于上转换的器件

说明书

本申请是申请日为2005年7月14日、申请号为200580023915.3、发明名称为“聚合物在上转换中的用途，和用于上转换的器件”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

已经在许多有机材料中观察到“上转换”现象，即通过同时或连续吸收两个或多个较低能量的光子而产生较高能量的光子(T.Kojei等人，Chem.Phys.Lett.(化学物理快报)1998,298,1；G.S.He等人，Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)1996,68,3549；R.Schroeder等人，J.Chem.Phys.(化学物理期刊)2002,116,3449；J.M.Lupton,Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)2002,80,186；C.Bauer等人，Adv.Mater.(先进材料)2002,14,673)。该现象通常与使用来自脉冲激光器相对高的光强度相关。描述所述现象的机制是通过具有高位的两光子吸收横截面的分子实现两光子吸收(非线性光学效应)，通过高泵浦强度或多步的激发过程将它们激发为程度更高的受激态。因为这些机制的利用与相对的高成本有关，它显示出实际使用中的障碍。然而，这将是非常希望的，因为它通常仅是有效用于应用的波谱(蓝色)中较高能量的一部分。上转换能够使波谱中较低能量较红色的一部分也变得可以利用。因此，上转换的一种可能的应用是在有机太阳能电池(O-SCs)领域中。因此，不仅可以使用蓝光和紫外光产生来自光的自由带电体，而且如果从其中能产生较高能量的蓝光，或如果可能从其中能直接产生自由带电体，则还可以使用绿光乃至红光。另外的应用是在有机发光二极管领域中，例如通过同时发蓝色和红色/黄色光用于产生蓝光或产生白光。然而，另外的应用同样是可能的，例如在有机蓝色激光的领域中，它能用市场上可买到的绿光激光器泵激。因此，能减少散射和线性吸收，增加材料的光稳定性。另外可能的应用例如是在交联反应中，其中通过使用绿灯，可以产生紫外线，它对敏化物的作用能够引发交联反应。仍然，另外可能的应用是在开关中，其中相对窄带的敏化物仅在特定波长的吸收引起蓝色发光。同样可能的是用于光数据存储器，化学传感器，温度传感器，生物学和医疗应用等的系统中。

上转换最近描述于如下体系中，包括：用八乙基卟啉铂(PtOEP)掺杂的甲基取代的导电聚合物(MeLPPP)作为敏化物(S.A.Bagnich,H.Chem.Phys.Lett.(化学物理快报)2003,381,464)，用八乙基卟啉钯(PdOEP)掺杂的聚芴作为敏化物(EP1484378)和用八乙基卟啉金属(II)掺杂的聚芴(P.E.Keivanidis等人，Adv.Mater.(先进材料)2003,15,2095)。所述金属络合物的存在，与依赖简单的不包含金属络合物聚芴体系的上转换相比较，能够使激光的泵浦强度减少五个数量级。然而，上转换的效率仍然很低；对于钯卟啉，与直接激发聚芴相比较，依赖于激发金属络合物的聚芴整体的光致发光的比例确定为1:5000。使用铂卟啉能够使效率提高到18倍，得到的比例大约为1:300。然而，在这些体系中获得的金属络合物发光是占优势的，如从经典的基质-客体体系中所预期的。

作为敏化物的包括聚芴和金属卟啉配合物的体系，因此已经能够使上转换效率明显增加。然而，对于应用而言希望通过利用含重金属的化合物实现进一步显著的上转换增加，并进一步减少发光。因此该工作的目的是使上转换效率从1:5000或1:300增大至少一个数量级达到大于1:30。

发明内容

令人惊讶的，已经发现聚合物与含重原子的化合物(敏化物)一起具有优于现有技术的良好的上转换效率的特性，特别是如果敏化物的最低三重态能级高于聚合物的最低三重态能级时。这能够使上转换效率增加超过一个数量级(从1:300到大于1:30)。

而且，已经令人惊讶地发现，含稠合芳香环系的聚合物与含重原子化合物(敏化物)一起具有同样良好并优于现有技术的上转换效率的特性。

因此本发明涉及使用该类型体系用于上转换，及用于上转换的含这些体系的光学和电子器件。

因此本发明涉及使用用于上转换的包括至少一种聚合物和至少一种含至少一种重原子的敏化物的体系，特征在于所述敏化物的三重态能级高于所述聚合物的三重态能级，优选至少高0.05eV，特别优选高至少0.1eV。