[發明專利]聚合物在上轉換中的用途，和用于上轉換的器件

有效

• 申請號: 201410228389.5
• 申請日: 2005-07-14
• 公開（公告）號: CN104072729B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 蘇珊·霍伊恩;阿爾內·比辛;埃斯特·布羅伊寧;奧雷莉·魯德曼;弗雷德里克·拉凱;任燦
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: C08G61/10
• 分類號: C08G61/10;C08G61/12;C08L65/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 郭國清,穆德駿

本申請是申請日為2005年7月14日、申請號為200580023915.3、發明名稱為“聚合物在上轉換中的用途，和用于上轉換的器件”的發明專利申請的分案申請。

背景技術

已經在許多有機材料中觀察到“上轉換”現象，即通過同時或連續吸收兩個或多個較低能量的光子而產生較高能量的光子(T.Kojei等人，Chem.Phys.Lett.(化學物理快報)1998,298,1；G.S.He等人，Appl.Phys.Lett.(應用物理快報)1996,68,3549；R.Schroeder等人，J.Chem.Phys.(化學物理期刊)2002,116,3449；J.M.Lupton,Appl.Phys.Lett.(應用物理快報)2002,80,186；C.Bauer等人，Adv.Mater.(先進材料)2002,14,673)。該現象通常與使用來自脈沖激光器相對高的光強度相關。描述所述現象的機制是通過具有高位的兩光子吸收橫截面的分子實現兩光子吸收(非線性光學效應)，通過高泵浦強度或多步的激發過程將它們激發為程度更高的受激態。因為這些機制的利用與相對的高成本有關，它顯示出實際使用中的障礙。然而，這將是非常希望的，因為它通常僅是有效用于應用的波譜(藍色)中較高能量的一部分。上轉換能夠使波譜中較低能量較紅色的一部分也變得可以利用。因此，上轉換的一種可能的應用是在有機太陽能電池(O-SCs)領域中。因此，不僅可以使用藍光和紫外光產生來自光的自由帶電體，而且如果從其中能產生較高能量的藍光，或如果可能從其中能直接產生自由帶電體，則還可以使用綠光乃至紅光。另外的應用是在有機發光二極管領域中，例如通過同時發藍色和紅色/黃色光用于產生藍光或產生白光。然而，另外的應用同樣是可能的，例如在有機藍色激光的領域中，它能用市場上可買到的綠光激光器泵激。因此，能減少散射和線性吸收，增加材料的光穩定性。另外可能的應用例如是在交聯反應中，其中通過使用綠燈，可以產生紫外線，它對敏化物的作用能夠引發交聯反應。仍然，另外可能的應用是在開關中，其中相對窄帶的敏化物僅在特定波長的吸收引起藍色發光。同樣可能的是用于光數據存儲器，化學傳感器，溫度傳感器，生物學和醫療應用等的系統中。

上轉換最近描述于如下體系中，包括：用八乙基卟啉鉑(PtOEP)摻雜的甲基取代的導電聚合物(MeLPPP)作為敏化物(S.A.Bagnich,H.Chem.Phys.Lett.(化學物理快報)2003,381,464)，用八乙基卟啉鈀(PdOEP)摻雜的聚芴作為敏化物(EP1484378)和用八乙基卟啉金屬(II)摻雜的聚芴(P.E.Keivanidis等人，Adv.Mater.(先進材料)2003,15,2095)。所述金屬絡合物的存在，與依賴簡單的不包含金屬絡合物聚芴體系的上轉換相比較，能夠使激光的泵浦強度減少五個數量級。然而，上轉換的效率仍然很低；對于鈀卟啉，與直接激發聚芴相比較，依賴于激發金屬絡合物的聚芴整體的光致發光的比例確定為1:5000。使用鉑卟啉能夠使效率提高到18倍，得到的比例大約為1:300。然而，在這些體系中獲得的金屬絡合物發光是占優勢的，如從經典的基質-客體體系中所預期的。

作為敏化物的包括聚芴和金屬卟啉配合物的體系，因此已經能夠使上轉換效率明顯增加。然而，對于應用而言希望通過利用含重金屬的化合物實現進一步顯著的上轉換增加，并進一步減少發光。因此該工作的目的是使上轉換效率從1:5000或1:300增大至少一個數量級達到大于1:30。

發明內容

令人驚訝的，已經發現聚合物與含重原子的化合物(敏化物)一起具有優于現有技術的良好的上轉換效率的特性，特別是如果敏化物的最低三重態能級高于聚合物的最低三重態能級時。這能夠使上轉換效率增加超過一個數量級(從1:300到大于1:30)。

而且，已經令人驚訝地發現，含稠合芳香環系的聚合物與含重原子化合物(敏化物)一起具有同樣良好并優于現有技術的上轉換效率的特性。

因此本發明涉及使用該類型體系用于上轉換，及用于上轉換的含這些體系的光學和電子器件。

因此本發明涉及使用用于上轉換的包括至少一種聚合物和至少一種含至少一種重原子的敏化物的體系，特征在于所述敏化物的三重態能級高于所述聚合物的三重態能級，優選至少高0.05eV，特別優選高至少0.1eV。