專利名稱：顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于光子能量上轉(zhuǎn)換的顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在許多系統(tǒng)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的照射導(dǎo)致發(fā)射出較短波長(zhǎng)的
光。這種也稱為"頻率上轉(zhuǎn)換(frequency up《onversion)"或簡(jiǎn)而言之"上轉(zhuǎn)換" 的現(xiàn)象最常與從脈沖激光器可得到的高光強(qiáng)度相關(guān)。目前人們認(rèn)為上轉(zhuǎn)換過(guò)程 包括能量從數(shù)個(gè)較低激發(fā)態(tài)傳遞至單個(gè)較高激發(fā)態(tài)，其隨后能發(fā)射出具有較短 波長(zhǎng)即較高能量的光。該過(guò)程已經(jīng)針對(duì)大量的固態(tài)無(wú)機(jī)體系進(jìn)行了描述，所述 無(wú)機(jī)體系包括晶體、離子摻雜玻璃、薄膜和納米顆粒。通常在晶態(tài)體系中的上 轉(zhuǎn) 奐過(guò)程包括"敏化"組分、"活化劑"組分和/或基質(zhì)(晶體)組分。通常該基 質(zhì)用稀土離子共摻雜，所述稀土離子用作"敏化劑"，也可以作為"活化劑"。 摻雜物中的一種在低波長(zhǎng)區(qū)域(通常為紅外區(qū))吸收，隨后被吸收的光子能量 傳遞至另--種摻雜物，也即活化劑離子，其在藍(lán)色或綠色區(qū)域發(fā)光 (E丄.Falcao-Filho等。J. Appl. Phys 92,3065， (2002), Yoh Mita等。Appl. Phys. Lett. 62，802(1992),Trash等.Journal of OSABuHetin，881(1994))。財(cái)卜，已經(jīng)描述 了晶態(tài)納米顆粒，該納米顆粒的組合分散在主體基質(zhì)(hostmatnx)中以形成薄 膜。這些晶態(tài)納米顆粒也已顯示出能夠能量上轉(zhuǎn)換，該過(guò)程發(fā)生在不同種類的 納米顆粒之間并包括能量傳遞臺(tái)階(energy transfer step)(例如美國(guó)專利 US6541788),或者所述晶態(tài)納米顆粒作為諸如Eu"離子、Tb"離子、Tb"離子 和Ce"離子等的其他摻雜物的基質(zhì)，并且這些摻雜物在光照射時(shí)肖鵬加所述納
ii米顆粒的熒光強(qiáng)度和量子效率。
這些系統(tǒng)對(duì)激光材料、光電伏打器件等的制造有潛在的意義。但是，由于 含有的組分的特性，它們制造相當(dāng)昂貴且不是特別適于制備例如在大面積上的 薄膜或者在柔性基板上制備，而這兩種應(yīng)該對(duì)市售光生伏打器件如太陽(yáng)能電池 的第隨特別有用。
解決該問(wèn)題的一個(gè)途徑是使用有機(jī)化合物來(lái)替代無(wú)機(jī)物。這些有機(jī)上轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)全部基于直接雙光子或多光子激發(fā)和/或占據(jù)高振動(dòng)態(tài)的^ 激發(fā)為第一激 發(fā)態(tài)，后者的過(guò)程有時(shí)也被稱為"熱帶-吸收"。超接也即同時(shí)雙光子激發(fā)中，
上轉(zhuǎn)換是具有大的雙光子吸收(TPA)截面的染料的直接雙光子泵浦的結(jié)果，所
述染料要么在溶液中要么在膜中(包括所謂的"固"溶體，以惰性聚合物作為
非活性基質(zhì)，即固體"溶劑")。該非活性基質(zhì)在如下意義上是非活性的即無(wú)
論怎樣均不參與上轉(zhuǎn)換過(guò)程。已經(jīng)描述了各種系統(tǒng)，并皿具有更大TPA截面 的新有機(jī)染料和結(jié)合到聚合物分子或摻雜在聚合物基質(zhì)中的TPA染料的研究一 直，行(美國(guó)專利US5912257、 US6555682、 US6100405， T. Kqjei等，Chem. Phys. Lett. 298,1(1998), G S. He等,Appl. Phys. Lett 68,3549(1996) R. Schroeder等, J. Phys. : Condens. Matter 13, L313(2001); R Schroder等，J. Chem. Phys. 116, 3449(2001))。在其中TPA染料摻雜在聚合物基質(zhì)中的情況下，同樣地，所述聚 ，為不參與上轉(zhuǎn)換過(guò)程的非活性化合物。
如果上轉(zhuǎn)換歸因于瓶帶吸收即占據(jù)高振動(dòng)態(tài)的^f激發(fā)，那么在某些瞎況 中，這已經(jīng)用于物質(zhì)的激光冷卻(J丄Clark等，Phys Rev. Lett 76， 2037(19%)) 和/或作為光電器件的SJt探針(J.M丄upton， Appl. Phys丄ett 80， 186 (2002))。
在有機(jī)化合1^頁(yè)域的另一個(gè)研究區(qū)域是"光限幅器(optical limiter)"領(lǐng)域。 光限幅材料顯示非線性吸收特性。這歸因于激發(fā)態(tài)的截面大于基態(tài)的截面的現(xiàn) 象。輸入能量越大，越多的分子激發(fā)成為具有更大截面的狀態(tài)，由此導(dǎo)致吸收 系數(shù)增加?；谠谄っ牒图{秒時(shí)間坐標(biāo)上的該非線性吸收的光限幅器，已經(jīng)針對(duì)許多材料進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)，所述材料包括金屬酞菁、卟啉和富勒烯，但是也包括
無(wú)豐鵬米顆粒(QureshiFM等，Chem.Phys. 231,87 (1998)及其引用的其他參考; Sun等，Int. Rev. Phys. Chem. 18(1) 43(1999)及其引用的其他參考；W. Su， T.M. Cooper; Chem. Mater. 10,1212 (1998);丄W. Perry等,Science 273,1533(1996); K. A. Nguen等，J. Chem. Phys. 118， 5802 (2003))。
在許多含有至少一種敏化劑組分和至少一種發(fā)射劑組分的雙分子或多分子 體系中，光子能量上轉(zhuǎn)換已經(jīng)顯示出基于三重態(tài)一三重態(tài)湮滅過(guò)程發(fā)生 (BaJuschev等,Angew. Chem. Int. Ed.， 2007，46,1-5)。該光子能量上轉(zhuǎn)換認(rèn)為是三 個(gè)步驟的固有連接鏈。第一步為敏化劑分子的體系間交叉(mter system crossing(ISC))，隨后是第二步，也就是敏化劑三重態(tài)激發(fā)至發(fā)射齊ij三重態(tài)的傳遞。 第三步為后續(xù)的大多發(fā)生在發(fā)射劑分子三重態(tài)之間的三重態(tài)一三重態(tài)湮滅。對(duì) 于充當(dāng)敏化劑的寬范圍的各種金屬絡(luò)合物以及不同的發(fā)射劑分子，已經(jīng)觀察到 有效的三重態(tài)一 三重態(tài)湮滅輔助光子能量上轉(zhuǎn)換。這種基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅 的光子能量上轉(zhuǎn)換過(guò)程的主要優(yōu)點(diǎn)是它們不依賴于相干、激發(fā)光。此外，所述三 重態(tài)一三重態(tài)湮滅輔助光子能量上轉(zhuǎn)換僅僅需要低3M (低至1Wcm'2)和低光 譜功率密度(低至600nWnnT1)的激發(fā)光。這些基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅輔助 光子能量上轉(zhuǎn)換的的研究己在溶液中進(jìn)行。
但是，由于存在于相應(yīng)體系中的上轉(zhuǎn)換材料的固有特性或者由于整個(gè)裝置 的脆弱特性(使得它們不可能應(yīng)用在實(shí)際應(yīng)用和器件中)，因此沒(méi)有任何前述的 有機(jī)體系已被證明是特別萬(wàn)用的。而且，在一些情況下，特別是基于無(wú)機(jī)組分 的體系，上轉(zhuǎn)換僅僅能在樹(shù)氏t鵬(-18(TC和小于-18(TC) ^K牛下被引發(fā)。同時(shí)， 沒(méi)有任何光限幅材料己被報(bào)道當(dāng)該材料獨(dú)自使用時(shí)顯示上轉(zhuǎn)換行為?；跓o(wú)機(jī) 物的體系僅僅在高強(qiáng)度單色激光下工作，通常為kW/cn^的等級(jí)，并且具有低效 率，目前僅報(bào)道結(jié)晶粉末為大約1%至最大4%，但是這些僅在使用高強(qiáng)度光時(shí) 才具備(Page等，1998,J.Opt.Soc.Am.B,VoU5,No.3,996)。而且，目前已報(bào)道的體系僅具有是所用的相應(yīng)材料的固有的發(fā)射特性，沒(méi)有任何影響發(fā)射波長(zhǎng)的 比率的可能性。
所述的無(wú)機(jī)體系基于晶態(tài)材料，并且為了在應(yīng)用中使用，納米晶體必須經(jīng) 過(guò)特別制備，然后會(huì)以膜的形式施加，或者，可替換性地，晶銅^^開(kāi)磨成細(xì)粉 末然后分布在膜中，這進(jìn)而產(chǎn)生和晶態(tài)粉末在膜中均勻分布有關(guān)的問(wèn)題。因此， 由于上轉(zhuǎn)換體系的脆弱特性或固有特征，非常難于實(shí)現(xiàn)在顯示系統(tǒng)中使用前述 的體系。
因此，已成為本發(fā)明的目的是提供基于光子能量上轉(zhuǎn)換的顯示系統(tǒng)，其相 對(duì)于包括入射光和發(fā)射光的輻射波長(zhǎng)表現(xiàn)出強(qiáng)大的多功能性，因此該系統(tǒng)取決 于所期望的激發(fā)和/戯射特性是可以定制的。此外，已成為本發(fā)明的目的是提 供適用于大面積的顯示系統(tǒng)，由此使得定制的顯示器的制備成為可能。已成為 本發(fā)明的另一目的是提供顯示系統(tǒng)，其使得可以有效利用低強(qiáng)度和/或低光譜密 度的光源，例如陽(yáng)光，由此該系統(tǒng)可以用作有效的顯示系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過(guò)顯示系統(tǒng)來(lái)達(dá)到，該顯示系統(tǒng)包括
-在用光激發(fā)時(shí)光發(fā)射的介質(zhì)，
-用于提供欲射向所述介質(zhì)的激發(fā)光的光源，
-用于控制欲射向所述介質(zhì)的激發(fā)光的分配以及任選的調(diào)制的控制設(shè)備，
-用于控制所述光源和所述控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)， 所述介質(zhì)或者與至少一透光基板相接觸，或者所述介質(zhì)成形為所期望的三維形 狀，
其中所述介質(zhì)能進(jìn)行光子能量上轉(zhuǎn)換，并包括至少兩種組分和于其中分布所 述至少兩種組分的基質(zhì)，其中所述第一組分和所述第二組分是有機(jī)化合物，并 分別用作一對(duì)敏化劑組分和相應(yīng)的發(fā)射組分，以及其中所述第一組分和所述第二組分分布在所述基質(zhì)中，所述基質(zhì)是固體、凝膠或粘度等于或高于0.59X
10'3Pa.s的流體。
iMi也，所述光源選自激光、發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、 太陽(yáng)，其中，任選地，日光已經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直或耦合進(jìn)朝向所述介質(zhì)的光纖中。
在一實(shí)施方案中，所述控制設(shè)備選自聲-光調(diào)制器、 一組電流-或光-機(jī)-或壓 電-掃描鏡、旋轉(zhuǎn)多角棱鏡、壓電-掃描上轉(zhuǎn)換屏幕、 一組波導(dǎo)以及一組用于光場(chǎng) 調(diào)制的掩模和/或全息圖。
在一實(shí)施方案中，所述光源提供范圍波長(zhǎng)的激發(fā)光。
在一實(shí)施方案中，所述顯示系統(tǒng)包括至少兩光源，每一光源提供相同波長(zhǎng) 范圍的激發(fā)光或不同波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光。
在一實(shí)施方案中，所述第一組分每辦吸收第一波長(zhǎng)區(qū)域w《人,《x的光， 其中第一組分用作在所述介質(zhì)中的敏化劑，其中所述第二組分能夠發(fā)射第二波 長(zhǎng)區(qū)域y《"《z的光，其中第二組分用作在所述介質(zhì)中的發(fā)射組分，其中入 2《人,，以及其中，在通過(guò)所述敏化劑組分在所述第一波長(zhǎng)區(qū)域入,的光吸收，
所述發(fā)射組分發(fā)射所述第二波長(zhǎng)區(qū)域入2的光，其中伏選地，所述顯示系統(tǒng)包括
多于一對(duì)的各自的敏化齊腿分和相應(yīng)的娜組分。
更優(yōu)選地，所述多對(duì)的敏化劑組分和相應(yīng)的發(fā)射組分在它們各自的吸收和 發(fā)射波長(zhǎng)方面彼此不相同，而且每一對(duì)存在于所述介質(zhì)的限定區(qū)域中，例如在 所述介質(zhì)中的限定層或像素中。
在一實(shí)施方案中，所述介質(zhì)包括數(shù)個(gè)層，每一層由所述基質(zhì)形成，在每一 層中存在敏化劑組分和相應(yīng)的發(fā)射組分的對(duì)。
在一實(shí)施方案中，所述介質(zhì)與至少一透光基板相接觸，并分布在所述透光 繊上，其中雌地，所述介質(zhì)夾在兩繊之間，至少一基板是透光的。
在一實(shí)施方案中，所述基板是(單個(gè)或多個(gè)、制蟲(chóng)地、在每次出現(xiàn)時(shí))固 體基板，tti^地選自玻璃、石英、氮化硅或碳化硅、前述任一的片材或柔性基板，例如聚合物片材或塑料箔。
在一實(shí)施方案中，所述介質(zhì)成型為所期望的糊犬，例如球、立方體、字母、
數(shù)字、符號(hào)、標(biāo)志、paralleliped或不規(guī)貝i膨狀的物體。
在一實(shí)施方案中，所述顯示系統(tǒng);iRGB顯示器或變色顯示器或白色顯示器。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)在300至1600nm范圍內(nèi)是透明的。 在一實(shí)施方案中，所述流體具有0.59X 10'3至1 X 10卞a s范圍內(nèi)的粘度。 在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)為具有彈性、塑性、粘彈性鄉(xiāng)占塑性的固體。 在另一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)為粘度為1 X03至1 X 1017Pa s的有機(jī)或無(wú) 機(jī)玻璃。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)為粘度》0.59X10—乍a，s的粘稠液體，其中優(yōu) 鵬所述基質(zhì)由一種或數(shù)種選自下述有機(jī)低聚物和^低聚物(cooligomer)的 材料制成，所述低聚物具有有限數(shù)目的單體單元，所述^"低聚物包含單體單元 的混合物，所述單體單元包括但不限于如下的類..取代或未取代的苯乙烯、亞 苯基、亞苯基二胺、亞苯基二醇、甲基丙烯酸甲酯、酚、丙烯酸、乙烯基類諸 如乙烯醇或氯乙烯、乳酸、碳水化合物、碳酸酯、酰亞胺、酰胺諸如丙烯,安、 烯烴諸如乙烯和丙烯、氧化烯烴諸如氧化乙烯或氧化丙烯、諸如乙二醇和丙二 醇的烯烴二醇、對(duì)苯二甲酸、"己內(nèi)柳安、尿烷、硅烷、硅氧院、以及取代和 官能化形式的前述任一種物質(zhì)，以及它們的任意的組合，所述基質(zhì)任選地、另 外地含有用以改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘度的一種微種有機(jī)溶劑或水。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基質(zhì)為粘度》1><10'^'3的無(wú)機(jī)或有機(jī) ,， 其中優(yōu)選地，所述有機(jī)凝膠為含有非共價(jià)鍵的有機(jī)物理凝膠或者為含有共價(jià)鍵 且優(yōu)選為交聯(lián)的化學(xué)凝膠，其中交聯(lián)通過(guò)輻照、加入交聯(lián)化學(xué)物質(zhì)或者采用這 兩種方式來(lái)完成。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述凝膠含有一種或數(shù)種線型和支鏈型聚合物，包括但不限于聚(苯乙烯)、(聚)亞苯基聚(萘二甲酸酯Xnaphthalate)、聚(對(duì)苯二甲 酸酯)、熟烯烴-萘二甲酸酷和聚(烯烴-對(duì)苯二甲酸酯)，比如戮萘二甲酸乙二醇 酯)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，聚(醚酰亞胺)、聚(醚,、聚(羥基丁酸酯)、聚(苯 二勒、聚(亞苯基二酌、聚(甲基丙烯酸甲職、聚微)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯基 類)如聚(乙烯酌或戮氯乙烯)、聚(乳酸)、聚(碳水化合物)、聚(碳酸酯)、聚(酰亞 胺)、聚(纖儲(chǔ)如聚(丙烯,安)、烯烴諸如聚(乙烯)和聚(丙烯)、聚(氧化烯烴) 諸如聚(氧化乙烯)或聚(氧化丙烯)、聚(烯烴二酉I)諸如聚(乙二SD和聚(丙二醇)、 聚(對(duì)苯二甲酸)、聚("己內(nèi)翻安)、聚(氨基甲酸乙酯)、聚硅烷、聚(硅氧烷) 以及前述的任意的組合、混合物或共混物，所述基質(zhì)任選地、另外地含有用以 改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘度的一種或數(shù)種有機(jī)溶劑或水。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)為粘度為》lX10乍a，s的固體或玻璃，其中優(yōu) 選地，所述的基質(zhì)由熱塑性聚合物或共聚物(嵌段、交替和/或接枝共聚物)或 者它們的混合物制成，和/或帶有一種或數(shù)種合適的溶齊咪控制和調(diào)節(jié)所述介質(zhì) 的粘彈性或塑彈性。
更雌地，所述基質(zhì)由好量為102至109， 1 103至大約109的聚合物
或者共聚物包括嵌段、交替和/或接枝共聚物制成，其包括但不限于聚(苯乙烯)、 (聚)亞苯基、聚(萘二甲酸酯)、聚(對(duì)苯二甲酸酯)、諸如聚(萘二甲酸乙二醇酯) 和聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酷的聚(烯烴-萘二甲酸酯)和聚(烯烴-對(duì)苯二甲酸酯)、聚 (醚酰亞胺)、聚(醚,、聚(羥基-丁酸酯)、聚(苯二胺)、聚(亞苯基二斷、聚(甲基 丙烯酸甲酯)、聚(酚)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯萄如聚(乙烯SI)或聚(氯乙烯)、聚(乳 勒、聚(碳水化合物)、聚(碳酸酯)、聚(酰亞胺)、聚(鵬安)諸如聚(丙烯醐安)、諸 如聚(乙烯)和聚(丙術(shù)的烯烴、諸如聚(氧化乙烯)或聚(氧化丙烯)的聚(氧化烯烴)、 諸如戮乙二酌和爽丙二駒的聚(烯烴二斷、聚(對(duì)苯二甲酌、聚(e -己內(nèi),安)、 聚(氨基甲酸乙酯)、聚(硅烷)、聚(硅^j^)以及前述物質(zhì)的任意的組合、混合物 或共混物，所述基質(zhì)任選地并另外地含有用以改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘度
17的一種或數(shù)種有機(jī)、自lj或水。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)由熱固性塑料制成，其中,地所述熱固性塑
料選自聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂，tm雙組分環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酰亞胺、
三聚飼安樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)由彈性固體、更具體地說(shuō)由聚合物彈性體制成， 其中優(yōu)選地，所述基質(zhì)由彈性固體、更具體地說(shuō)由選自下述的聚合物彈性體制 成聚丙烯酸橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、含氟彈性體、全氟彈性體、聚醚嵌段 翻安和烯烴橡膠。
在一實(shí)施方案中，所述基質(zhì)不參與在照射所述介質(zhì)時(shí)的光子能量上轉(zhuǎn)換過(guò)程。
在一實(shí)施方案中，所述第一組分為第一有機(jī)化合物且所述第二組分為第二 有機(jī)化合物。
在一實(shí)施方案中，所述第一組分既不共價(jià)鍵合到所述第二組分，也不絡(luò)合
到所述第二組分。
在一實(shí)施方案中，所述第一組分共價(jià)鍵合或絡(luò)合到所述第二組分。 在一實(shí)施方案中，所述第一和所述第二有機(jī)化合物是不同的化合物。 在一'實(shí)施方案中，所述第一和所述第二有機(jī)化合物為含碳的化合物，前提
是其不是碳的無(wú)氫硫?qū)僭鼗锛捌溲苌?、鹽類碳化物、金屬碳化物或金屬
羰基化物。
在一實(shí)施方案中，所述發(fā)射組分在所述第二波長(zhǎng)區(qū)域A 2處的發(fā)光歸因于基 于直接別頓序雙光子激發(fā)、直接或順序多光子激發(fā)或者占據(jù)高振動(dòng)態(tài)的分子激 發(fā)("熱帶吸收")的上轉(zhuǎn)換過(guò)程，所述上轉(zhuǎn)換過(guò)程在通過(guò)所述第一組分在所述 第一波長(zhǎng)區(qū)域A ,處吸收光時(shí)發(fā)生。
在一實(shí)施方案中，所述發(fā)射組分在所述第二波長(zhǎng)區(qū)域人2處的發(fā)光歸因于基 于所述發(fā)射組分的光激發(fā)分子間的三重態(tài)-三重態(tài)湮滅過(guò)程和/或基于所述第一組分的光 分子間的三重恭三重態(tài)湮滅過(guò)程的上轉(zhuǎn)換過(guò)程。
在一實(shí)施方案中，所述第二波長(zhǎng)區(qū)域人2在360至750nm的范圍內(nèi)，且所 述第一波長(zhǎng)區(qū)域入,在500至1600nm的范圍內(nèi)。
在一實(shí)施方案中，所述第一組分為具有占據(jù)的三重態(tài)(populated triplet)或 混合的三重態(tài)-單重態(tài)的有機(jī)染料或分子、雙光子吸收(TPA)染料、光限幅化 合物(optical limiting compound)、具有占據(jù)的三重態(tài)的另一種分子或光限幅化 ，-如富軌烯、或者碳納米管。
在一實(shí)施方案中，所述第二組分為有機(jī)染料。
在一實(shí)施方案中，所述第--組分為第一有機(jī)染料且所述第二組分為第二有 機(jī)染料，其中所述第一和第二有機(jī)染料是相同或不同的，其中優(yōu)選地所述第一 和/鄉(xiāng)二有機(jī)染料選自包括如下的組具有占據(jù)的三重態(tài)或肖灘直接和/或頓序 雙光子激發(fā)的有機(jī)染料、肖灘直接和/或多光子激發(fā)的有機(jī)染料、肖娜非線性吸 收的有機(jī)染料和旨灘熱帶吸收的有機(jī)染料。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述有機(jī)染料，特別是第一有機(jī)染料，選自具有占據(jù) 的三重態(tài)的有機(jī)分子，特別是具有占據(jù)的三重態(tài)的金屬有機(jī)絡(luò)合物，例如但是 不限于含有Li、 Mg、 Al、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、 U(U02)的有t)li各合物，或者前述物質(zhì)的任意組 合，從而確保波長(zhǎng)控制，其中1^地所述第一有機(jī)染料選自包括具有占據(jù)的三 重態(tài)的化合物的組，包括但是不限于
-卟啉類，包括伸展的卟啉類、取代的卟啉類以及含有金屬的前述任意葉啉 類，所述金屬包括但不限定于Li、 Mg、 Al、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、 U(UO2),
-酖菁類，包括伸展的酞菁類、取代的酞菁類或者含有金屬的任意前述酞菁 類，所述金屬包括但不限于Li、 Mg、 Al、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、 U,),-喹啉類、benzopyrizine類、喹啉化物類(quinolates)和羥基喹啉化物 (hydroxyquinolates)類、乙?；?丙酮酸鹽(酯)類，取代的喹啉類、取代的 benzopyrizine類、取代的喹啉化物類(quinolates)和取代的羥基喹啉化物類 (hydroxyquinolates)、取代的乙?；?丙酮酸鹽(酯)類；
-前述物質(zhì)的任意混合物，
并且所述第二有機(jī)染料選自包括如下化合物的組熒光發(fā)射在360至 750nm的化合物，特別是熒光發(fā)射在360至750nrn的熒光染料，例如 蒽類、并四苯類、并五苯類、茈類，
取代的蒽類、取代的并四苯類、取代的并五苯類、取代的菲類， 苯教雙-，三-苯基)鵬的蒽類、苯教雙-，三-苯基)鵬的并四苯類、苯基 (雙-，三-苯基)職的并五苯類、苯敏雙-,三-苯基)鵬的茈類， 苑類、噻吩類，
聚芴類和低聚芴類，帶有或不帶有任何側(cè)鏈型(sidechain pattern)以及它 們的共聚物，
聚對(duì)亞苯基，olyparaphenylenes),包括聚對(duì)亞苯基亞乙烯基類和聚亞苯基 亞乙炔基類。
在一實(shí)施方案中，所述第一和第二有機(jī)染料經(jīng)選擇使得所述第一有機(jī)染料 的占據(jù)的三重態(tài)處于如下肖絲及允許三重態(tài)-三重態(tài)湮^l程并隨后將肖隨傳遞 至所述第二染料的激發(fā)單重態(tài)。
在一實(shí)施方案中，所述第一和第二組分的組合選自
a〉綠fet: DPA/PdOEP;
(即9,10-二苯基蒽(DPA) /2,7，8，12,13,17，18-八乙基B卜啉鈀(PdOEP))
b) 紅色對(duì)BPEA/PdTPTBP;(即9,10-二(苯基乙炔基)蒽(BPEA) /內(nèi)消 旋-四苯募四苯并卟啉鈀(PdTPTBP))
c) 近紅夕卜對(duì)BPEN/PdTPTNP;(即9，10-二(苯基乙炔基)并四苯(BPEN)
20/內(nèi)消旋-四苯基-A甲氧基-四萘并[2,3]P卜啉鈀(PdTPTNP))
d) 直接紅—藍(lán)對(duì)菲/PdTPTBP;(即，二苯并[de，kl]蒽(茈)/內(nèi)消旋-四苯 基-四苯并。卜啉鈀(PdTPTBP))
e) 直接紅外一綠色對(duì)BPBT/PdTPTNP; (gp, 4，4，-雙(5-并四苯基)-1,1，-聯(lián)鄉(xiāng)PBT)/內(nèi)消旋-四苯基-八甲氧基-四萘辨2，3jP卜啉鈀(PdTPTNP))
f) 紅外一黃色對(duì)紅熒烯/PdTAP; (g卩，5,6,1，12-四苯基并四苯(紅熒烯) /四蒽并口卜啉鈀(tetraantra,hyrinpalladium) (PdTAP))。
在一實(shí)施方案中，所述第一和所述第二組分均勻地分布在所述基質(zhì)中。 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一和所述第二組分^M在平均尺寸為5nm至 999ym范圍的顆粒中，并且所述顆粒均勻分布在所述基質(zhì)內(nèi)，其中優(yōu)選地所述 顆粒具有10nm至999 tx m范圍的平均尺寸。
在一實(shí)施方案中，所^粒具有被官能團(tuán)官能化的表面，從而使得所MI 粒可以分散在所述基質(zhì)中，所述官能團(tuán),為H、 -(CH2)nCH3、 -(CH2VCOOR、 .(CH2VOR、 -(CH2VSR、 -(CH2VNR2、 -((CH2VOVCH3，其中R=H、取代或 未取代的烯基或炔基、或絲如C1、 Br、 F、 I的鹵素、或者NOz、 NH2、 CN、 S03H或OH。


圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的一實(shí)施方案的示意圖，圖IB是相似 實(shí)施方案的示意圖。
圖2A示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的實(shí)施方案。
圖2B示出了當(dāng)用不同強(qiáng)度635nm實(shí)現(xiàn)激發(fā)時(shí)的上轉(zhuǎn)換，譜。
圖2C示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施方案。
圖3示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施方案。
圖4示出了敏化劑的例子。圖5示出了在苯基十七烷(PHD)基質(zhì)中敏化齊lJ(PhPdPc)和鄉(xiāng)齊U紅熒烯在 變化敏化劑濃度下的上轉(zhuǎn)換光譜。
圖6示出了在苯基-十七^(guò)(PHD)基質(zhì)中敏化齊lJ(DOPdPc)和發(fā)射劑紅熒烯在 下列濃度的上轉(zhuǎn)換光譜1X10lVIPhPdPc+lX10-^M紅熒烯。
圖7示出了娜齊賠構(gòu)的例子。
圖8示出了如下對(duì)的上轉(zhuǎn)換光譜內(nèi)消旋-四苯基-四苯并卟啉鈀(PdTPTBP) 與茈、PdTPTBP與PhP、以及PdTPTBP與DFPP;激光波長(zhǎng)632nm, lmW。 圖9示出了 PdTPTBP與玉紅省對(duì)的上轉(zhuǎn)換光譜。
圖10示出了具有一種敏化齊O(PdTPTBP)和三種鄉(xiāng)劑即茈、BPEA(雙(苯基 乙炔基)E)和玉紅省的上轉(zhuǎn)換體系的上轉(zhuǎn)換譜；在基質(zhì)PHD中濃度為5 X 1(T^ PdTPTBP和1.5X10"M玉紅省、1.5X 10^M茈和.5X0^MBPEA; 632nm 激發(fā)，lmW。
圖U示出了各種基質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)的例子。
圖12示出了在不同基質(zhì)中具有敏化劑PdTPTBP和，劑菲的上轉(zhuǎn)換體系 的上轉(zhuǎn)換譜。
圖13示出了用非聚焦非相干光與染料敏化太陽(yáng)能電池直接相結(jié)合工作的光 譜濃度的例子，其中圖13a示出了該設(shè)備的照片；圖13b示出了裝置的示意圖; 圖13c示出了在該設(shè)備中使用的LED的光譜。
圖14示出了上轉(zhuǎn)換顯示器的例子。
圖15示出了透明顯示器，作為在不同層具有不同發(fā)射顏色的多層顯示器的 示范。
圖16示出了像素化的顯示器的第一原型。
圖17示出了三維顯示器的例子。圖！ 7a示出了在PHD中的體系5 X10'5M PdTPTBP+5 X104MBPEA;圖17b示出了在PHD中的2.5X 10'51^ PdTPTBP +5X104M BPEA。
具體實(shí)施例方式
上述已報(bào)道的現(xiàn)有技術(shù)中所有有機(jī)體系基于溶液基質(zhì)，即其中活性組分存 在于溶劑中的基質(zhì)。因此它們?cè)谄骷械膽?yīng)用是困難的，并且需要密封隔室。 本發(fā)明人已成功設(shè)計(jì)用于光子能量上轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，該介質(zhì)基于有機(jī)敏化劑和發(fā) 射劑，并且該介質(zhì)包括使得這種介質(zhì)可以作為薄膜在延展的區(qū)域上沉積的基質(zhì)， 而無(wú)需密封其中放置有敏化劑和發(fā)射劑的隔室或者采取任何手段避免溶劑的泄 漏。另外，本發(fā)明的介質(zhì)允許形成它們的三維形狀，這些介質(zhì)接著例如可用作 將較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)變?yōu)檩^短波長(zhǎng)的光的顯示器或窗口或物體。本發(fā)明人已出乎 意料地發(fā)現(xiàn)假如將有機(jī)敏化劑化合物和有機(jī)發(fā)射劑化合物包埋并分布在基質(zhì) 中，包含所述基質(zhì)、敏化劑和發(fā)射劑的所述介質(zhì)頗適用于包括大面積顯示器或
窗口的許多應(yīng)用，其中所述基質(zhì)是固體、凝膠^r占度等于或高于0.59X10'乍a.s、 ^iiiifc>1.0X(r3Pas、甚至更微》3.0乂10卞3.3的流體。這是因?yàn)橐坏┧?介質(zhì)已經(jīng)形成的所期望的形狀例如片材，所述固體、凝膠或高粘度的基質(zhì)允許 所述介質(zhì)保持其職。本文中4OT的術(shù)語(yǔ)"高粘度的"意思是指》0.59X 10'3Pa.s、 iti^k> 1.0X10-3Pa.s、甚至更微賬3.0X10-3pa,s的粘度。 > 0.59X 10》a.s 的值是甲苯在環(huán)境條件下于室溫的粘度。本發(fā)明的基質(zhì)的粘度應(yīng)至少等于上述 值，因?yàn)槿魏蔚陀诘闹祵⒉豢杀苊獾貙?dǎo)致與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的相同問(wèn)題(成形穩(wěn) 定性不足、泄漏、無(wú)大面積器件可能性等)。
本發(fā)明人已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)在顯示器系統(tǒng)中于基質(zhì)中使用用于光子能 量上轉(zhuǎn)換的有機(jī)敏化齊訴卩發(fā)射組分，能實(shí)現(xiàn)非常多用途的顯示器的制造，其中 所述基質(zhì)是固體、凝膠或粘度》0.59Xl(T3Pa.s的流體。本發(fā)明的這些顯示器特 征在于高的功效。作為激發(fā)源，多種這樣的激發(fā)源是可行的，本發(fā)明所述顯示 系統(tǒng)不必需依賴高強(qiáng)度單色激光。相反，甚至日光可用作激發(fā)源。例如，太陽(yáng) 光譜的一部分例如紅或近紅夕KIR)區(qū)域可用怍纖源，并且取決于發(fā)射組分的選擇，可制造諸如藍(lán)、綠、黃或紅色發(fā)射顯示器的單色發(fā)射顯示器以及多色發(fā)射 顯示器。有可能在多層布置的不同層中和/或不同像素中提供敏化齊lJ/發(fā)射組分
對(duì)，這樣做時(shí)，可獲得不同的顯示器，例如RGB顯示器、白色顯示器或其他限 定顏色的顯示器。本發(fā)明的顯示器具有至多100MHz的高頻刷新頻率。
本發(fā)明的介質(zhì)和顯示系統(tǒng)在具有強(qiáng)度低到10mW/cn^的非相干日光下工作 并具有較高的功效，即約5至6%，即使在具有光譜密度低至50" 11111'|的日 光作為激發(fā)源時(shí)工作。而且，本發(fā)明的上轉(zhuǎn)換過(guò)程的量子效率不依賴于激發(fā)光 的相干性質(zhì)。
激發(fā)光子可用于本發(fā)明的光子能量上轉(zhuǎn)換，其中取決于激發(fā)的，劑三重 態(tài)的壽命時(shí)間，激發(fā)光子可具有約40ns的時(shí)間失配。而且，取決于敏化劑的 吸收光譜，激發(fā)光子可來(lái)自大于0.3eV寬的激發(fā)能量區(qū)域，并且，取決于敏化 劑和發(fā)射劑分子的具體擴(kuò)散系數(shù)，激發(fā)光子可具有大于20"m的空間離距。這 使得本發(fā)明的介質(zhì)可用作光譜集中器。
另外，由于光子可具有在空間中的無(wú)規(guī)取向(直到它們撞擊到目標(biāo)例如顯 示器表面)，故不需要激發(fā)光的波陣面。而且，在如下意義上本發(fā)明介質(zhì)中的組 分是非常多用途的不僅可以影響活性組分，即參加到光子能量上轉(zhuǎn)換過(guò)程的 組分，該組分允許控制介質(zhì)的光譜性能；而且，影響基質(zhì)的組成從而確?？刂?介質(zhì)和薄膜或者它們所形成的物體的形貌。
通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更大的通用性，這是因?yàn)樾⒅辽賰煞N獨(dú)立地活性化 合物的性肖總合，產(chǎn)生具有各種性能的新體私組成，所述性能是當(dāng)每一組分單 獨(dú)存在時(shí)所不能顯示的性能。例如，吸收分子即"敏化劑"分子可變化，由此 欲上轉(zhuǎn)換的較低能量的波長(zhǎng)可變化?？商鎿Q性地或另外地，發(fā)射分子可變化， 從而允許上轉(zhuǎn)換的發(fā)射的較高能量波長(zhǎng)可以變化。在使用至少一種有機(jī)化合物 要么作為敏化劑要么作為發(fā)射劑中，或者通過(guò)使用有機(jī)化合物用于兩者，還可 能利用有機(jī)化合物的良好成膜性能，從而使得本發(fā)明的組合物特別適合于大面積光-電器件，例如大面積顯示器,于柔性基板的顯示器。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)"顯示系統(tǒng)"意思是指一或多個(gè)顯示器設(shè)備。在其最簡(jiǎn) 單的形式中，"顯示系統(tǒng)"等同于單個(gè)"顯示器"或"顯示設(shè)備"。在更復(fù)雜的 形式中，數(shù)個(gè)這樣的單個(gè)顯示器可組裝在一起從而形成本發(fā)明的顯示系統(tǒng)。
本文中使用的術(shù)語(yǔ)"光"意思是指在300nm至600nm波長(zhǎng)范圍以及它們 的任意子集內(nèi)的電磁輻射。
"透光"的基板意思是指在至少用于激發(fā)光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)的那些波長(zhǎng)
區(qū)域以及其中所述光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)發(fā)射輻射的波長(zhǎng)區(qū)域中，基板是透明的。
本發(fā)明的顯示器形成為與至少一基板相接觸的單薄膜或單層結(jié)構(gòu)的或者多薄膜
或多層結(jié)構(gòu)的光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)。優(yōu)選地，這種介質(zhì)夾在兩基板之間。層狀 介質(zhì)可具有多于一層以及還可具有多于一個(gè)敏化齊lJ/發(fā)射劑組分對(duì)，每一對(duì)具有
不同發(fā)射特征。這些不同敏化齊iJ/發(fā)射劑組分對(duì)可存在于顯示器的不同層或不同 像素中，從而允許制造RGB顯示器、單色或多色顯示器或白色顯示器。
在本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方案中，光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)可形成為所期望的 三維皿，例如字母、數(shù)字、立方體、金字塔、paralleliped、公司標(biāo)志、或任何 其他規(guī)則或不規(guī)則成型的所期望的形狀。這有可能歸因于本發(fā)明的光子能量上 轉(zhuǎn)換介質(zhì)的成形穩(wěn)定特性。
如前述所和 的，本發(fā)明的顯示器可用很多種光源工作。根據(jù)本發(fā)明對(duì)提 供激發(fā)光有用的光源，提供單波長(zhǎng)的光(單色光)或者整個(gè)范圍波長(zhǎng)的光，例 如紅光或近紅州IR)光。同樣，也可使用多于一個(gè)光源作為激發(fā)源，用以提供不 同波長(zhǎng)范圍作為激發(fā)光。特別地，假如多于一個(gè)敏化柳發(fā)射齊ij組分對(duì)存在，每 —對(duì)特征在于不同的吸斷發(fā)射波長(zhǎng)，則可選擇這樣的布置。這樣，可制造多色 顯不器。
在本文中l(wèi)糊的術(shù)語(yǔ)"在x nm至y nm范圍透明"意思是指在齡范圍或 者僅僅在其子集內(nèi)為透明的。
25在本文中術(shù)語(yǔ)"彈性"與基質(zhì)結(jié)合使用時(shí)意思是指這樣的基質(zhì)其ilM例 如施加壓力或應(yīng)力而變形，而一旦這種壓力或應(yīng)力消除后，回復(fù)至其在所述變 形前的原始狀態(tài)。
在本文中術(shù)語(yǔ)"塑性"當(dāng)與基質(zhì)結(jié)合使用時(shí)意思是指響應(yīng)于施加的力而經(jīng) 歷形狀不可逆變化的基質(zhì)。
在本文中術(shù)語(yǔ)"粘彈性"是隨時(shí)間變化(time—dependent)的性能，其中 材料在應(yīng)力下既產(chǎn)生粘性響應(yīng)又產(chǎn)生彈性響應(yīng)。粘彈性材料在恒定應(yīng)力下表現(xiàn) 出粘性流動(dòng)，但是應(yīng)力釋放后， 一部分機(jī)械能被保留并恢復(fù)。通常與聚合物溶 液、烙體和結(jié)構(gòu)化的懸浮液相關(guān)，粘彈性通常作為對(duì)瞬時(shí)施加的或去除的恒定 應(yīng)力或應(yīng)變或者動(dòng)態(tài)應(yīng)力或應(yīng)變的響應(yīng)而測(cè)量。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"粘塑性"意思是指這樣的性能；其中，材料在低于 某臨界應(yīng)力值，即屈S,力，下表現(xiàn)得象固體，但是當(dāng)該應(yīng)力被超出時(shí)，材料 斜占稠液術(shù)荒動(dòng)。通常相關(guān)的是高聚集懸浮物和聚合物凝膠。
在本文中使用的"熱塑性聚合物"意思是指顯示出溫度依賴性塑性行為的 聚合物，即加熱時(shí)熔融而冷卻時(shí)固化。
在本文中使用的"熱固性塑料"意思是指通過(guò)施加能量如加熱固化為更強(qiáng) 形式的塑性材料如聚合物。通常所述的固化過(guò)程導(dǎo)致塑性材料的分子間的交聯(lián) 鍵形成例如聚合物鏈。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"粘度"意思是指材料抵抗流動(dòng)的趨勢(shì)。
在本文中使用的"雙組分環(huán)氧樹(shù)脂"意思是指僅僅在兩種前體組分一起加 入時(shí)形成的環(huán)氧樹(shù)脂。更具體地說(shuō)，這種環(huán)氧樹(shù)脂為與催化劑或"硬化劑"混 合時(shí)固化的熱固性環(huán)氧聚合物。這禾中"雙組分環(huán)氧才對(duì)脂"的實(shí)例有雙酚A和表 氯醉。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"粘性液體"意思是指粘度^).59X 10'3Pa ，S的液體。 本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何測(cè)量液體的粘度，而且有可商業(yè)購(gòu)買(mǎi)的粘度計(jì)。在下面進(jìn)一步給出的一些實(shí)施方案中，本發(fā)明人采用約(20至IOOO)X 10—3Pa S作為 基質(zhì)的粘度值。但是，測(cè)量這種粘度的方式應(yīng)該不重要，因?yàn)樗幸阎恼扯?計(jì)給出相同結(jié)果，在10%的邊界內(nèi)。在本文中所用術(shù)語(yǔ)"凝膠"通常是指這樣 的體系其中一種(，種)組分(也稱為"網(wǎng)絡(luò)組分"作為膠體分散在另一 種組分如鋭i仲。iM地， "為具有有限的、通常相當(dāng)小的屈服應(yīng)力的膠 態(tài)體系。
例如，在聚合物凝膠中，網(wǎng)絡(luò)組分為聚合物，且該聚合物可以膠態(tài)性的分 散在諸如水的溶劑中形成凝膠。聚合物網(wǎng)絡(luò)可以是通過(guò)共價(jià)鍵形成的網(wǎng)絡(luò)或者 是通過(guò)用作網(wǎng)絡(luò)連接的局部有序的區(qū)域進(jìn)行物理聚集形成的網(wǎng)絡(luò)。凝膠可以是 物理性的，在這種情況下被分散組分的分子間的相互作用實(shí)質(zhì)上是非共價(jià)的， 例如范德華相互作用，或者可以是化學(xué)的，在這種情況下被分散組分的分子間 的相互作用是共價(jià)的。任選地，組分可以物理或化學(xué)交聯(lián)。在物理交聯(lián)的情況 下，分子間沒(méi)有共價(jià)鍵，但是被分散的組分物理纏繞。在化學(xué)交聯(lián)的情況下， 分散的組分的分子間存在共4纖，其艦輻照働Q入化學(xué)交聯(lián)劑獲得。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"有機(jī)"用的是其通常的含義，即意思是指含碳化合 物。在本文中，它也包括元素碳，至少富勒烯形式的元素碳。術(shù)語(yǔ)"有機(jī)"還 排除特定的含碳化合物，如碳的無(wú)氫硫?qū)僭鼗?，如CO、 C02、 CS2，以及 它們的衍生物，如H2C03、 KSCN;還排除鹽類碳化物，所述鹽類碳化物為元素 和碳的二元化合物，在水或稀酸的影響下分解為烴。鹽類碳化物具有如下通式-M、C2或M1^,其中l(wèi)V^或Ivf表示一價(jià)或二價(jià)的金屬離子。鈣、銀和銅的鹽類 碳化物分解為乙炔，鋁的鹽類碳化物(MA)分解為甲烷。進(jìn)一步排出的不形 成術(shù)語(yǔ)"有機(jī)"的一部分的含碳化合物為金屬碳化物，其為具有合，性的非 化學(xué)計(jì)量的化合物。它們耐酸且導(dǎo)電。
根據(jù)本發(fā)明，敏化劑和發(fā)射劑組分可以包封在具有納M微米范圍的平均 尺寸的顆粒中。如果平均尺寸在納米范圍內(nèi)，這樣的顆粒有時(shí)也稱為"納米顆粒"。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何將組分包封在顆粒內(nèi)。有許多將組^a封在顆粒
內(nèi)的方法，例如3Iil乳化工藝包封。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"納米顆粒"表示尺寸范圍為1至750nm、伏選5至 500nm、或更優(yōu)選5至250nm的顆粒。這些納米顆粒也可以表現(xiàn)出晶態(tài)行為， 此種情況下它們也被稱為"納米晶體"。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"納米管"表示優(yōu)選為碳的管狀結(jié)構(gòu)，其尺寸與前述 "納米顆粒"的大小具有相同的等級(jí)。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"主體分子"和"客體分子"表示兩種類型的分子， 它們相互不同，其中稱作"客體分子"的分子包埋在由被稱為"主體分子"的 (另一)0形成的基質(zhì)內(nèi)。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"顯示系統(tǒng)"意思是指一或多個(gè)顯示設(shè)備。在其最簡(jiǎn) 單的形式中，"顯示系統(tǒng)"等同于單個(gè)"顯示器"或"顯示設(shè)備"。在更復(fù)雜的 形式中，數(shù)個(gè)這樣的單個(gè)顯示器可組裝在一起從而形成本發(fā)明的顯示系統(tǒng)。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)"光"意思是指波長(zhǎng)范圍為300nm至1600nm以及它 們的任一子集的電磁輻射。
在包括基板(柔性固體或剛性固體)的本發(fā)明的器件中，這種Sfe4， 為"透光的"。"透光的"基板意思是指在至少那些用于激發(fā)光子能量上轉(zhuǎn)換介 質(zhì)的波長(zhǎng)區(qū)域以及于其中所述光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)發(fā)射輻射的波長(zhǎng)區(qū)域中，基 板是透明的。根據(jù)本發(fā)明的顯示器形成為與至少一基板相接觸的、單膜或單層 結(jié)構(gòu)或者多膜或多層結(jié)構(gòu)的光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)的形式。4先選所述介質(zhì)為夾入 兩基板之間，兩基板的至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)都是透光的。層狀介質(zhì)可具有多于 一層或也可具有多于--個(gè)敏化齊iJ/發(fā)射劑組分對(duì)，每一對(duì)具有不同的吸收特征或 不同的，特征或者吸收和，特征都不同。這些不同敏化齊iJ/發(fā)射劑組分對(duì)可 存在于顯示器的不同層或不同像素中，因而使得可生產(chǎn)RGB顯示器、單色或多 色顯示器或白色顯示器。在根據(jù)本發(fā)明顯示器的可替換實(shí)施方案中，光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)可形成
為所期望的三維微，例如字母、數(shù)字、立方體、金字塔、paralleliped、公司標(biāo) 志、或任何其他規(guī)則或不規(guī)則成型的所期望的形狀。由于本發(fā)明的光子能量上 轉(zhuǎn)換介質(zhì)的成形穩(wěn)定特性，這是可能的。
不希望受任何理論束縛，根據(jù)本發(fā)明三重態(tài)-三重態(tài)湮滅輔助的光子肖遣 上轉(zhuǎn)換體系的一實(shí)施方案，上轉(zhuǎn)換過(guò)程的工作原理是在第一組分例如金屬化口卜 啉大環(huán)(MOEP)的單重態(tài)Q帶中的光子吸收后，由于有效的體系間交叉 (inter-system crossing, ISC),第一組分(敏化劑)的長(zhǎng)壽命三重態(tài)被高度地占據(jù)。 該三重態(tài)能進(jìn)一步認(rèn)為是用于隨后能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的激發(fā)態(tài)的儲(chǔ)集器。從這里， 可能有兩種激發(fā)路徑。首先，作為所述第一組分的受激M自身之間的三重態(tài)-三重態(tài)湮滅(TT八)的結(jié)果，所述第一組分-分子之一恢復(fù)到基態(tài)而另一個(gè)激發(fā)到 更高的單重態(tài)。隨后是第一組分單重態(tài)激發(fā)到第二組分的激發(fā)單重態(tài)的有效轉(zhuǎn) 移，第二組分是發(fā)射組分，例如藍(lán)光發(fā)射劑。其次，附加的上轉(zhuǎn)換通道是可能 的，包括第一組分的三重態(tài)激發(fā)首先直接轉(zhuǎn)移到第二發(fā)射組分分子的三重態(tài)， 接著再是有效的三重恭三重態(tài)湮滅，這次是第二組分的三重態(tài)，從而再導(dǎo)致第 二(，)組分的激發(fā)單重態(tài)。
更,地，所述第一有機(jī)染料(即敏化劑)是卟啉或金屬卟啉，尤其為八乙 基口卜R^鈀(或-Pt或-Cu或-ZtO或酞菁，所述第二有機(jī)染料(即鄉(xiāng)劑)是聚 芴或低聚芴(有或沒(méi)有(不同)側(cè)鏈型)，尤其是PF2/6。應(yīng)注意的是，在本發(fā) 明的一實(shí)施方案中，其中敏化劑和發(fā)射劑是有機(jī)化合物，所述有機(jī)化合物可以 是可聚合的，這些可發(fā)生在同一聚合物中，即它們可形成同一聚合物分子的一 部分，為嵌段共聚物或無(wú)規(guī)共聚物形式，或其中各個(gè)另一組分形成封端基團(tuán)的 敏化劑聚合物/或發(fā)射劑聚合物形式。這可例如為用發(fā)射劑組分封端的敏化劑組 分的聚合物，或反之亦然。剛才描述的聚合物是其中兩種組分彼此共價(jià)連接的 例子。優(yōu)選的敏化劑組分、發(fā)射組分和基質(zhì)組分("惰性基質(zhì)"是指基質(zhì)不參與上 或下轉(zhuǎn)換或下移逝呈的事實(shí))的具體實(shí)施方案將描述如下
敏化劑賴或"敏化鵬分")
"敏化劑"是能吸收光的分子，敏化劑為有機(jī)染料或金屬-有機(jī)絡(luò)合物，優(yōu)
iii也具有高度占據(jù)的(highly populated)三重態(tài)。
金屬有機(jī)絡(luò)合物是這樣定義的化合物含有被一個(gè)或多個(gè)分子，即所謂的配 體L，包圍的至少金屬M(fèi)，所述配體L通常通過(guò)M^MS^接到所述金屬離 子上。
配體是有機(jī)分子環(huán)狀的或無(wú)環(huán)的、芳族或非芳族的、單齒的或多齒的。 在它們是伸風(fēng)extended)的芳族體系的情況下，它們自身是有機(jī)染料敏化劑， 而不連接到金屬上。 為了更好的理解
不僅Pd-卟啉(-金屬有機(jī)絡(luò)合物)而且無(wú)金屬的卟啉(-有機(jī)分子)都是 敏化劑。
口卜啉 Pd-卟啉 金屬-有機(jī)絡(luò)合物可為 —具有iK結(jié)構(gòu)MU的單核，m為配體數(shù)，m-l至8,雌為1至3，或者
一具有通式結(jié)構(gòu)UnM-[B-MUn、金屬通過(guò)共有配體B橋接的多核絡(luò)合物，在
該通式中每次出現(xiàn)時(shí)，配體Lm為獨(dú)立地選擇的配體。n為1至10、優(yōu)選1至3
30的重復(fù)單元，而B(niǎo)為用作多齒配體的任一橋接有機(jī)分子或諸如F、 Cl、 Br、 I的
靴物
一具有通式結(jié)構(gòu)MLnr[A-UM]n、配體通過(guò)A橋接的多核絡(luò)合物，在該通式中 每次出現(xiàn)時(shí)，配體Lm為獨(dú)立地選擇的配體。n為1至6、優(yōu)選1至3的重復(fù)單 元，而A定義為下述通式表示的單元或這些單元的任意組合、或當(dāng)橋接配體時(shí) 形成稠合體系的任意其他有機(jī)單元，
<formula>formula see original document page 31</formula>(式X)
，R為H、任意取代或未取代的烷基、芳基或雜芳基，n！為0至10,優(yōu)選為0 至2， R3為H、 -(CH2)nCH3、 -(CH2)nCOOR、《CH2)n-OR、 -(CH2VSR、 -(CH2VNR2、 -((CH2)rOVCH3,
金屬M(fèi)選自例如Li、 Na、 K、 Mg、 Ca、 Sr、 AJ、 Ga、 ln、 Ti、 Sn、 Pb、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Re、 Fe、 Ru、 Os、 Co、 Rh、 lr、 Ni、 Pd、 Pt、 Cu、 Ag、八u、 Zn、 Cd、 Hg、 Yb、 Eu、 Nd、 Gd、 Th，鵬為Pd、 Pt、 Ru、 Os、 Re，
配體L可選自例如但不限于如下 一雜環(huán)芳族或非芳族體系，其含有至少一個(gè)不是碳的原子，優(yōu)選為氮或氧，通 過(guò)該原子配體連接到金屬上。所述芳族雜環(huán)芳族或非芳族體系是單或多環(huán)縮合
的環(huán)狀體系，或者彼此共i/m合的環(huán)的體系，其中，任選地，所述環(huán)狀體系或環(huán)用進(jìn)一步的取代基Z取代，
Z為一種或多種部分，其在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立鵬自H、取代或未取代的烯 基艦基、或諸如CI、 Br、 F、 I的鹵素、或者N02、 NH2、 CN、 S03H、 OH、 H、仰2,3、 -(CH2VCOOR、 -(CH2VOR、 -(CH2VSR 、 -(CH2VNR2 、
-((CH2)rO)n"CH3，
其中R為H、任意取代或未取代的烷基、芳基或雜芳基， n為0至10， iti^為0至6, p為0至4， i^為l至2，
或者Z為任意芳基和雜芳基體系，優(yōu)選由式X表示
(式X)
!12為至5,
R,為H、任意的烯基、炔基、芳基或諸如C1、 Bi"、 F、 I的鹵素、或者N02、 NH2、 -CN、 -SCN、 =C(CN)2、 =0、 -S03H、 OH、 H、 -(CH2)nCH3、 -(CH^-COOI^ "(CH2VOR、 -(CH2VSR、 -(CH2VNR2、 -((CH2)rOVCH3,
R3為H、 -(CH2)nCH3、 -(CH:;)n"COOR、 -(CH2VOR、 》(CH2>rSR、 -(CH2VNR2、 -((CH2K>VCH3，
配體L可選自例如以下種類，但不限于此包括嚇啉的取代駄取代的大
環(huán)體系以及這些衍生物的伸展體系，例如苯并卟啉或萘并n卜啉。配體L可選自例如以下種類，但不限于此四氮雜B卜啉、酞菁或萘菁
(naphthalocyanirie)的取代或未取代的大環(huán)體系。
配體L可選自例如以下種類，但不限于此corrole或氮雜-coirole的取代或 未取代的大環(huán)體系，包括它們的苯l和萘l伸展體系。配體L可選自例如以下種類，但不限于此由以下結(jié)構(gòu)或這些結(jié)構(gòu)的任 意組合表示的取代或未取代的雜芳族分子，
配體L可選自例如以下種類，但不限于此取代或未取代的直鏈四-、三-或. 吡咯體系，包括它們的苯并和萘^伸展體系。
V-N HN
》/
配體L可選自例如以下種類，但不限于此取代或未取代的吡啶、
三-或多-吡啶基、菲《^木、|#1木、異fJif^、 二異oif^、羥基pfnt木。
、、、
~^、、
々、
、〈|力\
H
-o
34<formula>formula see original document page 35</formula>
其中X和Y彼此獨(dú)立地為NR、 O、 S。
配體L可選自例如但不限于含有如下的衍生物取代或未取代的苯-l,2-二 醇、苯-l，2-二胺、乙烷-l，2-二胺、乙烷-l,2-二醇、蔡2,3-二胺、蔡2，3-二醇、蒽 -2,3-二醇、蒽-2，3-二胺、草鵬、草酸、乙二胺四乙酸。
<formula>formula see original document page 35</formula>
為有機(jī)染料的敏化劑選自但不限于如下類 -取代或未取代的香豆素以及它們的衍生物，<formula>formula see original document page 36</formula>
Z如上所述；
一取代駄取代的菁-、份菁-和偶氮-染料以及它們的衍生物，
<formula>formula see original document page 36</formula>
其中113=0至6，，地為0至3，
Ar,和Ar2相同或不同，在每次出現(xiàn)時(shí)^^:他選自或這些結(jié)構(gòu)的任意組合，Z、 R和R3如上定乂；
——方酸鎮(zhèn)(squaiylium)和克酮酸鎮(zhèn)(croconium)染料的取代或未取代的衍 生物
o
-R
z十 s
V
』w-
X
3
、々」
X
-R
3
,一
X
b
\. 3
T 、
37<formula>formula see original document page 38</formula>
其中，n4-l至4，優(yōu)選地為1至2， An、 Ar2、 X和R如上所述。
有機(jī)染料也可選自不連接到金屬上的配體L類，例如卟啉、酞菁、coirolec
<formula>formula see original document page 38</formula>
X、 Y、 An和Ar2如上所定義；
——麥方酸餘或^克酮酸鎮(zhèn)染料及其衍生物的取代或未取代的衍生物，或者
<formula>formula see original document page 38</formula>
，或任意芳族和雜芳族體系橋接的(聚)苯乙烯，或其他芳族或雜芳環(huán)，連接 有芳族或雜芳族體系的仲胺或叔胺，用芳族體系單末端封端的(聚)亞苯基， 或金屬有機(jī)絡(luò)合物，
——或者以下物質(zhì)的取代或未取代的衍生物a)用芳族體系單末端封端的(聚)
亞苯基，或b)用芳族或雜芳族單元取代的仲胺或叔胺，或cH) 3M:(聚)苯乙
烯或其他(多)芳族或雜芳環(huán)橋接的芳族和雜芳族體系，通過(guò)以下結(jié)構(gòu)表示^劑H (或"MM分")
發(fā)射劑分子是具有發(fā)射單重態(tài)(高效的)的有機(jī)分子。
發(fā)射劑分子可選自E的組。
E可選自例如但不限于以下種類 ——取代或未取代的蒽、并四苯、并五苯、紅熒烯以及它們的衍生物，核由以 下結(jié)構(gòu)表示，
r、,卩，
其中z如上所述，
——取代或未取代的茈、菲、三亞苯、芘、苯并芘、展、苯并藺、非那烯
(phenaiene)、苊(acenaphtylene)、 corannulene，核由以下結(jié)構(gòu)表示，
其中Z如上所述；
——取代或未取代的含有非芳族、芳族和雜芳族稠合體系的衍生物，核由以下 結(jié)構(gòu).，乂、.
丄、 ；j
z
，z
、，人w ' yy 、=丫
或者這些結(jié)構(gòu)的任意組合表示，Z如上所述，Y為C、 Si、 N、 S、 O， ——取代或未取代的基于(聚)-硅雜環(huán)戊二烯(silole)或(聚)-吡咯或噻吩 的化合物類，核由以下結(jié)構(gòu)表示，其中Z和ri4如上所述，Y為Si(Z》，-N(Z)或 S。
n4
發(fā)射劑分子也可為由以下通式表示的分子-
A
A
P
其中p為0至20， E和A如上定義，而當(dāng)Lm在該式子中每次出現(xiàn)時(shí)為獨(dú)， 擇的配體。
惰，質(zhì)，其中分布有敏化布諷^m分
在V1S和近IR區(qū)域中適當(dāng)透明、具有限定的可變粘度，例如但不限于
——低聚物和掩低聚^J~~苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、酚類、丙烯酸、乙烯醉、 碳酸酯、酰亞胺、,安、乙烯、乙二醇、丙烯、丙二醇、 一般的烯烴和烯烴二 醇、對(duì)苯二甲酸、"己內(nèi)酯，以及取代的和官能化的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸、乙烯醇、碳酸酯、酰亞胺、酰胺、乙烯、乙二醇、丙烯、丙二醇、一般的烯烴和烯烴二醇，以及它們的所有可能的混合物，具有有機(jī)溶劑或水來(lái)改
變和控制粘度；
——舒量為103至約109的聚合物和共聚物(嵌段、交替和接枝共聚物)，例 如但不限于聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 一般地所有聚丙烯酸類、聚碳酸
酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戌烷(一般的聚烯烴)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚 對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚,安、聚醚醚酮、聚羥基丁
酸酯、聚L-乳酸、聚e-己內(nèi)酯、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙院、即聚乙二醇和聚亞 脂環(huán)基二酉Kpolyakylene glycol),以及它們的所有混合物和共混物，以及有機(jī)溶 劑^7K來(lái)改變和控制粘度； ——物理和化學(xué)聚合物凝膠-
a) 照射交聯(lián)(所有iJ^的低聚物和聚合物，但不限于此，以及它們的混合物， 其也有低分子量溶劑來(lái)調(diào)節(jié)粘度)； ——反應(yīng)交聯(lián)(環(huán)綴別旨等)。 ，報(bào)道的現(xiàn)有技術(shù)的所有有機(jī)體系是以溶液為基礎(chǔ)的。因此它們?cè)谄骷?的應(yīng)用是困難的，并且需要密封隔室。本發(fā)明者已設(shè)計(jì)用于光子能量上轉(zhuǎn)換的 介質(zhì)，該介質(zhì)基于有機(jī)敏化劑和發(fā)射劑，并且該介質(zhì)包括使得這種介質(zhì)可以作 為薄膜在延展的區(qū)域上沉積的基質(zhì)。
具體的，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，"敏化劑"是非線性的吸收劑，其意
思是它顯示的吸收特性并不顯示出線性特性，尤其用在高入射輻射的光時(shí)。其 中吸收是直接雙光子激發(fā)過(guò)程的結(jié)果，敏化劑必需具有足夠高的TPA截面。在 其中順序雙-多光子-激發(fā)的情況下，由此敏化劑變?yōu)楣庀薹衔铮诖蠖鄶?shù)情 況下，敏化劑是可逆向飽和的吸收齊!J(RSA)。這些體系定義為在激發(fā)態(tài)(單重態(tài) 或三重態(tài))的吸收高于基態(tài)的吸收。它們的吸收方案通常描述為在五級(jí)或六級(jí) 模型，如圖l中所示。在該圖中，S0是基態(tài)單重態(tài)，Sl、 Sx、 Sn~~^發(fā)單重 恭Tl和Tn是三重態(tài)。這些化合物的性t游征在于激發(fā)態(tài)對(duì)于基態(tài)吸收(包括單重態(tài)和三重態(tài)級(jí))的比例，以及在于飽和強(qiáng)度或飽和能流(saturation fluence)。對(duì)于好的性能(即好的上轉(zhuǎn)換性能)，激發(fā)態(tài)吸收對(duì)基態(tài)吸收的比例 是大的，而飽和^J^或飽和能流是低的。
"發(fā)射劑"組分(即第二組分)應(yīng)該在如下位置具有發(fā)射弛豫激發(fā)能級(jí) (emissively relaxing excited energy level):可以發(fā)生從敏化劑組分的任意高激發(fā)態(tài) (即單重態(tài)Sn或三重態(tài)Tn)到該位置的激發(fā)能量轉(zhuǎn)移。而且，發(fā)射劑組分的較 高熒光量子效率是重要且優(yōu)選的。
皿本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更大的多用途性，因?yàn)槟軌驅(qū)⒅辽賰煞N獨(dú)立地活性化合 物的性能結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生具有不同性能的新體私組合物，所述各種性能是當(dāng)每 一組分單獨(dú)存在時(shí)所不能顯示的性能。固體、凝膠或粘度等于或大于0.59X 10,a,s的流體的基質(zhì)的使用，使得能形成上述介質(zhì)的膜或其他所期望形狀，這 使這些介質(zhì)對(duì)于許多應(yīng)用是尤其多功能性的，并且可消除用以避免泄漏的特殊 措施的需要。例如，吸收分子即"敏化劑"分子可變化，從而欲上轉(zhuǎn)換的較低 的能量波長(zhǎng)可變化?？商鎿Q地或除此之外，發(fā)射分子可變化從而允許上轉(zhuǎn)換的 發(fā)射的更高能量波長(zhǎng)變化。在使用至少一種有機(jī)化合物作為敏化劑或作為發(fā)射 劑中，或者使用有機(jī)化合物用于兩者中，也可利用有機(jī)化合物的良好的成膜性 能，從而使得本發(fā)明的組合物尤其適合于大面積的光電器件。
實(shí)施例
下面，將參考附圖，其作為實(shí)施例列出，其中 圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的一實(shí)施方案的示意圖，其中光源給 掃描儀提供激發(fā)光，掃描儀是控制設(shè)備，用于控偉(將導(dǎo)向光子能量上轉(zhuǎn)換用介 質(zhì)的激發(fā)光的分布以及任選的調(diào)制；光源和控制設(shè)備都是計(jì)算機(jī)控制的，任選 地由各自的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；以及
圖1B是相似實(shí)施方案的示意圖。在該圖1A中，
1:"掃描儀"是激發(fā)光分配和調(diào)制控制設(shè)備的象征性描述，可為下列之一， 但不限制于此
1.1聲-光調(diào)制執(zhí)lD、 2D或3D)
1.2電流掃描鏡(1D、 2D或3D)
U光-機(jī)掃描鏡或旋轉(zhuǎn)多角棱鏡(lD、 2D或3D)
1.4激發(fā)束掃描的壓電掃描鏡(1D、 2D或3D)
1.5壓電掃描上轉(zhuǎn)換屏執(zhí)1D、 2D或3D)
1.6波導(dǎo)(多波導(dǎo))結(jié)構(gòu)(見(jiàn)參考文獻(xiàn)5)
1.7 ilil掩模的光場(chǎng)調(diào)制J(lD、 2D或3D)~~^t模例如全息圖掩模、振幅掩模 和/或相掩模
2.光源
2.1激光(任意類型的，包括所謂的眼安全激光)
2.2發(fā)光二極管(LED)——任意類型的
2.3有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)——任意類型的
2.4日光(準(zhǔn)直的或耦合進(jìn)光纖維的)
2.5 —般地，如同參考文獻(xiàn)6中^~~ "電磁輻射源"
視角
6.1屏幕是透明的~~非P艮制的角度是可能的 6.2從許多觀察點(diǎn)同時(shí)觀察
7:激發(fā)角
7.1屏幕是透明的——非限制的角度是可能的
437.2多于一種的激發(fā)源(具有可變波長(zhǎng)) ——多色圖片
7,3具有相同波長(zhǎng)的一個(gè)或多于一個(gè)的激發(fā)源
——具有多層結(jié)構(gòu)(每一層具有相應(yīng)的發(fā)射劑或敏化劑對(duì))一 RGB顯示器 ——具有多于一對(duì)敏化靴發(fā)射劑對(duì)一一 變fe/白色顯示器
圖2A示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的實(shí)施方案，其中使用位于兩個(gè)聚碳酸酯M (尺寸2.5X2.5cm)之間的凝膠狀薄膜(PS(聚苯乙烯)大約400 Da基質(zhì))；該顯示 器基于PdTPTBP和菲，其中在635nm處提供激發(fā)。
敏化姊發(fā)射齊樹(shù)是茈/PdTPTBP(二苯并[浙^/]蒽(茈)/內(nèi)消旋-四苯晷四苯并 口卜啉鈀(PdTPTBP》。
圖2B示出了當(dāng)用不同強(qiáng)度635nm實(shí)現(xiàn)激發(fā)時(shí)的上轉(zhuǎn)換發(fā)射譜。
該樣品在手套箱中制備并密封，非活性基質(zhì)是Mv^400Da的聚苯乙烯、樣品 厚度 120wm，聚碳酸酯基板。掃描儀二維電流掃描儀，掃描頻率8kHz，兩 種激光一模式分布接近TEMoo的溫度穩(wěn)定化的單模式二極管激光。激光功 率 10mW。
〗柳的激發(fā)波長(zhǎng)是U=635nm),作為其結(jié)果，在入-450nm發(fā)射最大—— 為藍(lán)光，參見(jiàn)在圖2B中的光譜。
圖2C示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施方案，顯示系統(tǒng)基于PS 400 Da (聚 苯乙烯)基質(zhì)，歡縮的敏化姊發(fā)射劑，如圖1B:密封在兩玻璃繊之間，尺寸 5X5cm。
體系9，10-雙(苯基乙炔基)蒽(BPEA)/內(nèi)消旋-四苯^四苯并卟啉鈀(PdTPTBP): 、縱波長(zhǎng)A-635nm，敏化劑的第一最大發(fā)射入-485nm。掃描儀二維電流掃 描儀，掃描頻率10kHz，模式分布接近TEMoo的纟鵬穩(wěn)定化的斜莫式二極管激 光。激光功率 5mW。圖3示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施方案，顯示系統(tǒng)基于PS400Da，濃縮 的敏化齊ij"，劑，如圖1B;密封在兩玻璃M之間，尺寸2.5X2.5cm。
體系BPBT7PdTPTNP 4OT的激發(fā)波長(zhǎng)人=695nm,作為，最大發(fā)射在入= 500nrn處。
4，4，-雙(5-并四苯基)-U，-亞聯(lián)苯敬PBT)/內(nèi)消旋-四苯基八甲氧基-四萘并 [2,3卟琳鈀(PdTPTNP)。
掃描儀二維電流掃描儀，掃描頻率12kHz，模式分布接近TEMoo的溫度穩(wěn) 定化的單模式二極管激光，激光功率 5mW。
在所有實(shí)施方案中，在Ar氣氛下于手套箱中制備并密封顯示器。
更特別地，圖1A示出了本發(fā)明顯示系統(tǒng)一實(shí)施方案的一般圖解。由光源提供 光，光源可為激光、LED、 OLED、準(zhǔn)直的或耦合進(jìn)朝向光子能量上轉(zhuǎn)換介質(zhì)的 光纖的日光。光通過(guò)控制設(shè)備導(dǎo)向示于圖中的平面上，控制設(shè)備在本文中稱為 "掃描儀"，其是用于控制光分配和調(diào)制的設(shè)備。這種控制設(shè)備的例子是聲-光調(diào) 帝幡(一維、二維或三維)、電流掃描鏡(一維、二維或三維)、光-機(jī)掃描鏡或 旋轉(zhuǎn)多角棱鏡(一維、二維或三維)、激發(fā)束掃描的壓電掃描鏡(一維、二維或 三維)、壓電掃描上轉(zhuǎn)換屏幕(一維、二維或三維)、波導(dǎo)(例如多波導(dǎo)結(jié)構(gòu))、 或掩模裝置，例如用于光場(chǎng)調(diào)制的振幅掩模、相掩?；蛉D(一維、二維或 三維)。就視角而言，本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的基板是透明的，其結(jié)果是任意的視角 是可能的，可實(shí)現(xiàn)從許多視點(diǎn)同時(shí)觀看。就激發(fā)角而言，同樣由于基板是透明 的，激發(fā)的任意角度是可能的，因而可使用具有不同波長(zhǎng)的多于一個(gè)激發(fā)源。 作為它們的結(jié)果，可得到多色圖片。可替換地，可使用與多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合的具 有相同波長(zhǎng)的一個(gè)或多于一個(gè)激發(fā)源，其中在每一層中存在相對(duì)應(yīng)的發(fā)射靴敏 化劑組分對(duì)。所得的顯示器可例如為RGB顯示器，或者其可為可變色顯示器或 白色顯示器。
圖2和3示出了基于PdTPTBP和茈、BPEA和PdTPTBP、 BPBT和PdTPTNP的組合("對(duì)")的顯示系統(tǒng)的各種例子。 圖4示出了敏化劑的例子，也就是；
a ) 2，3，9， 10， 16,7，23，24-乂 、(辛基氧基)"酞菁鈀(nXDOPdPc) b ) 2,3，9,10， 16，7，23，24-乂 、(辛基氧基>酞菁鵬
c) 2， 1，20,29-四叔丁基2，3-萘菁鈀(n)
d) 1，8,15，22-四苯氧蟇酞菁鈀(n) (PhPdPc);
圖5示出了在苯^十七烷(PHD)基質(zhì)中敏化齊iJ(PhPdPc)和鄉(xiāng)劑紅熒烯在變
化敏化劑濃度下的上轉(zhuǎn)換光譜，艮P:
a) 5X10-WhPdPc + 5Xl(^M紅熒烯
b) 1X10、 PhPdPc + 5 X104M紅熒烯 635nrn激發(fā)
c) IX 1(T5M PhPdPc + 5X 104M紅熒烯，691nm激發(fā)；
圖6示出了在苯基十七烷(PHD)基質(zhì)中敏化齊iJ(DOPdPc)和發(fā)射劑紅熒烯在 下列濃度的上轉(zhuǎn)換光譜1Xl(TVlPhPdPc+lXl(r^M紅熒烯。不同曲線對(duì)應(yīng)于 在635nm不同強(qiáng)度的連續(xù)波激發(fā)(在635nm的cw):
圖7示出了，劑結(jié)構(gòu)的例子，艮P:
a) (PhP)
b) 3-(2,3-二氟-苯基)^茈(DFPP)
c) 2,6-二叔丁S"U，5,7，8-五甲S"吡咯甲川-二氟硼鵬配合物(bodipy)
d) 玉紅??；
圖8示出了如下對(duì)的上轉(zhuǎn)換光譜內(nèi)消旋-四苯S"四苯并卟啉鈀(PdTPTBP)與 茈、PdTPTBP與PhP、以及PdTPTBP與DFPP;激光波長(zhǎng)632訓(xùn)，lmW;
圖9示出了PdTPTBP與玉紅省對(duì)的上轉(zhuǎn)換光譜。激發(fā)波長(zhǎng)為632nm。如圖中 描述不同曲線對(duì)應(yīng)于不同激光功率；
圖10示出了具有一種敏化齊iJ(PdTPTBP)和三種鄉(xiāng)劑即茈、BPEA(觀苯基乙
46炔基)萄和玉紅省的上轉(zhuǎn)換體系的上轉(zhuǎn)換譜；在基質(zhì)PHD中濃度為5 X10—^ PdTPTBP和1.5X104M玉紅省、1.5X 1041\4茈和1.5X 104MBPEA; 632nm 、鵬，lmW。
圖11示出了各種基質(zhì)^ 的結(jié)構(gòu)的例子，即
a) 基于l-苯基十七j^(PHD)"乙烯的低聚物，
b) 基于l-苯^十八'敬OD》乙烯的低聚物，晶態(tài)，添加到PHD中以控制粘 度，
c) 聚(甲基苯基硅氧簡(jiǎn)710<1)-粘度450至550cSt (25°C),
d) 聯(lián)=^~~晶態(tài)(小肝)~~^加到PHD中以控制粘度，
e) 低聚苯乙烯(PS400),
f) (鄉(xiāng)乙烯-b^戮乙烯/丁烯H^絲乙烯)嵌段共聚物(SEBS);
圖12示出了在不同基質(zhì)中具有敏化劑PdTPTBP和發(fā)射劑茈的上轉(zhuǎn)換體系的 上轉(zhuǎn)換譜。所有例子的激發(fā)波長(zhǎng)為632nm:
a) 在卜苯募十七烷中(PHD)
b) 在50:50的PHD:POD的混合物中，
c) 在96:4的PHD:聯(lián)芐的混合物中，
d) 在聚(甲基苯基硅,710 中，
e) 在50:50的PS400:PS600的混合物中，如圖中所描述，不同曲線對(duì)應(yīng)不同 的激發(fā)激光功率，
f) 上轉(zhuǎn)換體系，在SEBS中的PdTPTBP+BPEA; PdTPTBP+茈和PdTPTBP+ 玉紅省以及PdTPTBP+BPEA+茈+玉紅?。患す夤β蔿mW;插圖用具有150 mWcm-2的非相刊LED)源激發(fā)的體系PdTPTBP+茈；
圖13示出了用非聚焦非相干光與染料敏化太陽(yáng)能電池直接相結(jié)合工作的光譜 濃度的例子。這是如下的原理證據(jù)染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)用上轉(zhuǎn)換發(fā) 射、非相干紅色LED、 90 mWcnf2和大面積(20X20 mm2 )上轉(zhuǎn)換器；更具體
47地，該圖示出了使用上轉(zhuǎn)換的非相干光的用于DSSC特性的設(shè)備，其中圖13a 示出了該設(shè)備的照片；圖13b示出了裝置的示意圖，具有該上轉(zhuǎn)換器和DSSC 的正面照片，用收集的5%上轉(zhuǎn)換的光輻照；圖13c示出了在該設(shè)備中使用的 LED的光譜。上轉(zhuǎn)換器包括具有一種敏化齊lJ(PdTPTBP)和三種發(fā)射劑即茈、 BPEA(雙(苯基乙炔基)1)和玉紅省的上轉(zhuǎn)化體系；在基質(zhì)PHD中濃度為5 X lO-5!^ PdTPTBP禾B 1.5X lOlvi玉紅省、1.5X 10^M花和1.5X 104M BPEA;激 發(fā)波長(zhǎng)為633至670nm，在上轉(zhuǎn)換器上的功率為90mWcm'2。上轉(zhuǎn)換器具有20 X20mm2的活性區(qū)域，而DSSC的區(qū)域?yàn)?/b>0X iOmm2;僅有5%的上轉(zhuǎn)換光子 能收集到該設(shè)備中，以致于4僅為I00uA/cm2。然而，預(yù)期通過(guò)使用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)， 能收集大約80X的上轉(zhuǎn)換(UC)光子。
圖14示出了上轉(zhuǎn)換顯示器的例子；二維顯示器包括不同顏色的透明顯示器、 具有一激發(fā)源的多層顯示器、具有一激發(fā)源的像素化顯示器和具有兩激發(fā)源的 多層顯示器，它們?nèi)靠筛鶕?jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)；更具體地，圖14示出了具有不同發(fā) 射顏色的透明顯示器。激發(fā)為635nm。 A)藍(lán)色上轉(zhuǎn)換對(duì)內(nèi)消旋-四苯基四苯并 卟啉鈀(PdTPTBP)f茈；B)綠色上轉(zhuǎn) 頓PdTPTBP+(雙(苯基乙炔基)勒 (BPEA);以及C)顯示黃色上轉(zhuǎn)換對(duì)PdTPTBP+玉紅?。?br> 圖15示出了透明顯示器，作為在不同層具有不同發(fā)射顏色的多層顯示器的示 范。'縱波長(zhǎng)為635nm。 A)藍(lán)色上轉(zhuǎn) 婉..內(nèi)消旋-四苯基四苯并卟啉鈀 (PdTPTBP)f茈；以及綠色上轉(zhuǎn) 樹(shù)PdTPTBP+(雙(苯基乙炔基)mXBPEA);
B) 藍(lán)色上轉(zhuǎn)，艦-內(nèi)消旋-四苯基四苯并卟啉鈀(PdTPTBP)+茈以及黃色上轉(zhuǎn) 換沐PdTPTBP+玉紅省；
C) 黃色上轉(zhuǎn) 婉PdTPTBP+玉紅省以及綠色上轉(zhuǎn),PdTPTBP+(雙(苯基 乙炔基)柳PEA);
D) 藍(lán)色上轉(zhuǎn)換對(duì)內(nèi)消旋-四苯基-四苯并卟啉鈀(PdTPTBP)+茈以及綠色上轉(zhuǎn) 頓PdTPTBP+(雙(苯基乙'鵬):^XBPEA)和黃色上轉(zhuǎn)^t: PdTPTBP+玉紅
48省。示出的顯示器是高度透明的單色顯示器，它們之間能以一定間距放置。這 可在同時(shí)保持透明度的同時(shí)產(chǎn)生三維效果。多于5層在原理上是可能的。
圖16示出了像素化的顯示器的第一原型。在該例子中激發(fā)是635nm。藍(lán)色上 轉(zhuǎn)乎樹(shù)是內(nèi)消旋-四苯募四苯并卟啉鈀(PdTPTBP)+茈；綠色上轉(zhuǎn)，樹(shù):PdTPTBP 十(雙(苯基乙炔基)10(BPEA);
一種黃色上轉(zhuǎn)換對(duì)是PdTPTBP+玉紅省，而另一黃色上轉(zhuǎn)，樹(shù)是PdTPTBP +紅熒烯。
圖17示出了三維顯示器的例子。作為原理的證明，上轉(zhuǎn)換發(fā)射的點(diǎn)/像素，即 發(fā)射像素在用于上轉(zhuǎn)換的三維介質(zhì)中產(chǎn)生。圖17a示出了在PHD中的體系5X 10'^ PdTPTBP+5 X 104M BPEA;直徑6mm的激發(fā)光束用0.25的數(shù)值孔徑 (NA)集中在長(zhǎng)度大約1100"m和高度大約200um的斑點(diǎn)中。激發(fā)波長(zhǎng)是 685nm，功率是1.3mW。
圖17b示出了在PHD中的2.5X 10'^PdTPTBP+5X I04M BPEA。激發(fā)束為 10mm直徑，用0.1的數(shù)值孔徑集中在大約1000 " m長(zhǎng)度和大約500 u m高度的 斑點(diǎn)中。激發(fā)波長(zhǎng)為685nm，功率為15mW。這是如下的原理證明使用本發(fā) 明介質(zhì)的三維顯示器同樣是可能的。
本發(fā)明在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求和/或附圖中公開(kāi)的特征，分別地以及以它們的任 意組合，均可在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各種形式中很重要。
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權(quán)利要求
1.顯示系統(tǒng)，其包括-用光激發(fā)時(shí)發(fā)光的介質(zhì)，-用于提供將導(dǎo)向所述介質(zhì)的激發(fā)光的光源，-用于控制所述將導(dǎo)向所述介質(zhì)的激發(fā)光的分配以及任選的調(diào)制的控制設(shè)備，-用于控制所述光源和所述控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)，所述介質(zhì)或者與至少一個(gè)透光基板接觸，或者所述介質(zhì)成形為所期望的三維形狀，其中，所述介質(zhì)能夠進(jìn)行光子能量上轉(zhuǎn)換，并包括至少兩種組分和于其中分布所述至少兩種組分的基質(zhì)，其中所述第一組分和所述第二組分是有機(jī)化合物并分別充當(dāng)一對(duì)敏化劑組分和相應(yīng)的發(fā)射組分，以及其中所述第一組分和所述第二組分分布在所述基質(zhì)中，所述基質(zhì)是固體、凝膠或粘度等于或高于0.59×10-3Pa.s的流體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述光源選自激光器、發(fā)光二 極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、太陽(yáng)，其中任選地，日光已準(zhǔn)直或耦合 進(jìn)朝向所述介質(zhì)的光纖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述控制設(shè)備選自聲 -光調(diào)制器、 一組電流-或光-機(jī)或壓電-掃描鏡、旋轉(zhuǎn)多角棱鏡、壓電-掃描上轉(zhuǎn)換 屏幕、一組波導(dǎo)、以及--組用于光場(chǎng)調(diào)制的掩模和/或全息圖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述光源提供波長(zhǎng)范 圍的激發(fā)光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l至4任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述顯示系統(tǒng)包括至 少兩光源，每一光源提供相同波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光或不同波長(zhǎng)范圍的激發(fā)光。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分肖灘吸收 第一波長(zhǎng)區(qū)域w《入,《x的光，其中所述第一組分用作在所述介質(zhì)中的敏化劑， 其中所述第二組分肖灘發(fā)射第二波長(zhǎng)區(qū)域y《入2《Z的光,其中第二組分用作在 所述介質(zhì)中的發(fā)射組分，其中入2《人!，以及其中，在31il所述敏化劑組分在所 述第一波長(zhǎng)區(qū)域入,吸收光，所述發(fā)射組分發(fā)射所述第二波長(zhǎng)區(qū)域入2的光。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示系統(tǒng)，其包括多于一對(duì)分別的敏化劑緝分和 相應(yīng)的發(fā)射組分。
8，根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其中所述成對(duì)的敏化劑組分和相應(yīng)的 發(fā)射組分在它們各自的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)方面彼此不相同，而且每一對(duì)存在于所 述介質(zhì)中限定區(qū)域中，例如在所述介質(zhì)中的限定層或像素中。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)包括數(shù)個(gè)層， 每一層由所述基質(zhì)形成，在每一層中存在敏化劑組分和相應(yīng)發(fā)射組分的對(duì)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)與至少一透 光基板相接觸并分布在其上面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)夾在兩基板之間，其 中至少一 是透光的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10至11任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基板是(一個(gè)或多個(gè)，單獨(dú)地，在每次出現(xiàn)時(shí))固體基板，,地選自玻璃、石英、氮化 硅或碳化硅、前述任一的片材，或柔性基板，例如聚合物片材或塑料箔。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述介質(zhì)成形為所 期望的形狀，例如球、立方體、字母、數(shù)字、符號(hào)、標(biāo)志、paralleliped或不規(guī)則 皿的物體。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述顯示系統(tǒng)^GB 顯示器或變色顯示器或白色顯示器。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)在300nm至 1600nm的范圍是透明的。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述流體具有0.59X 10'3至lXl(fPa.s范圍的粘度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l至15任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)是具有彈性、塑性、粘彈性鄉(xiāng)占塑性性能的固體。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至15和17任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)是 具有1 X103至1 X 10"Pa.s粘度的有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)是粘度》 0.59X10'3pa,s的粘性液體。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)由一種或數(shù)種選自以 下有機(jī)低聚物和掩低聚物的材料制成，所述低聚物具有有限數(shù)目的單體單元， 所述癡低聚物包含單體單元的混合物，所述單體單元包括但不限于取代^ 取代的苯乙烯類、亞苯基類、亞苯基二胺類、亞苯基二醇類、甲基丙烯酸甲酯類、酚類、丙烯酸類、諸如乙烯醇或氯乙烯的乙烯基類、乳酸類、碳水化合物 類、碳酸酯類、 胺類、諸如丙烯,的,類、諸如乙烯和丙烯的烯烴類、 諸如氧化乙烯或氧化丙烯的氧化烯烴類、諸如乙二醇和丙二醇的烯烴二醇類、對(duì)苯二甲酸類、"己內(nèi),安類、尿烷類、硅烷類、硅氧烷類和任一種前述物質(zhì) 的取代和官能化形式，以及它們的任意的組合，所述基質(zhì)任選地和另外地含有 用以改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘度的一種繊種有機(jī)翻喊水。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至15和17任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)是 粘度》1 X0'1 Pa.s的無(wú)t贓有抓鵬。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示系統(tǒng)，其中所述有機(jī)凝膠是具有非共1， 的有機(jī)物理凝膠或具有共價(jià)鍵并優(yōu)淑也交聯(lián)的化學(xué)凝膠，其中ilil照射或通過(guò)添加交聯(lián)化學(xué)品^M31所述兩者來(lái)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21至22任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述凝膠含有一種微種線型和支鵬聚合物，包括但不限于聚(苯乙烯)、(聚)亞苯基、聚(萘 二甲酸酯)、聚(對(duì)苯二甲酸酯)、聚(烯烴-萘二甲酸酯)和聚(烯烴-對(duì)苯二甲酸酯)， 如聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇職，聚(醚M胺)、聚(醚卿、 聚(羥基丁酸酯)、聚(亞苯基二胺)、聚(亞苯基二酌、聚(甲基丙烯酸甲酯類)、聚 (苯酚類)、聚(丙烯酸)、聚(乙烯基)如聚(乙烯晚或聚(氯乙烯)、聚(乳酸)、聚(碳 水化合物)、聚(碳酸酯)、聚(M胺)、諸如聚(丙烯,安)的戮,安)、諸如聚(乙 烯)和聚(丙烯)的烯烴類、諸如聚(氧化乙烯)或聚(氧化丙烯)的聚(氧化烯烴類)、 諸如聚(乙二斷和熟丙二酌的聚(烯烴二醇類)、聚(對(duì)苯二甲酸)、聚(e-己內(nèi)酰 膨、聚(尿烷)、聚麟類、聚(硅fl^類)、以及前述物質(zhì)的任意的組合、混合 物或共混物，所述基質(zhì)任選地且另外地含有用以改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘 度的一種或數(shù)種有機(jī)溶劑或水。
24. 根據(jù)權(quán)利要求I至15和17任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)為 粘度》1 X 1()3pa.s的固體或玻璃。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)由熱塑性聚合物或共 聚物(嵌段、交替和/或接枝共聚物)或者它們的混合物制成，和/或具有一種或數(shù)種合適的溶劑來(lái)控制和調(diào)節(jié)所述基質(zhì)的粘彈性或塑彈性。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)由M量為102至109、雌為103至大約109的聚合物或者共聚物，包括嵌段、交替和/或接枝共聚物， 制成，包括但不限定于聚(苯乙烯)、(聚)亞苯基、聚(萘二甲酸酯)、聚(對(duì)苯二 甲酸酯)、聚(烯烴-萘二甲酸職和聚(烯烴-對(duì)苯二甲酸酯)諸如聚(萘二甲酸乙二醇 酯)和聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚(醚 胺)、聚(醚卿、聚(羥基丁酸酯)、聚(亞 苯基二胺)、聚(亞苯基二斷、聚(甲基丙烯酸甲酯)、戮苯酚)、聚(丙烯酸)、聚(乙 烯蜀如聚(乙烯斷或聚(氯乙銜、聚(乳勒、聚(碳水化鄉(xiāng)、聚(碳酸酯)、聚(酰亞 胺)、諸如聚(丙烯,)的聚( )、諸如聚(乙烯)和聚(丙烯)的烯烴、諸如聚(氧 化乙烯)或聚(氧化丙銜的聚(氧化烯烴)、諸如聚(乙二酌和聚(丙二酌的熟烯烴 二醇類)、聚(對(duì)苯二甲酸)、聚("己內(nèi) )、聚(尿烷類)、聚(麟類)、聚(硅 ，類)以及前述物質(zhì)的任意的組合、混合物或共混物，所述基質(zhì)任選地和另外 地含有用以改變、調(diào)節(jié)和控制所述介質(zhì)粘度的一種或數(shù)種有機(jī)'翻lj或水。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)由熱固性塑料制成。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的顯示系統(tǒng)，其中所述熱固性塑料選自聚酯樹(shù)脂、 環(huán)氧樹(shù)脂，雙組分環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸類樹(shù)脂、聚酰亞胺、三聚氰胺樹(shù)脂和酚 醛樹(shù)脂。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1至15和17中任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì) 由彈性固體以及更具體地聚合物彈性體制成。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)由彈性固體、更具體 地由選自聚丙烯酸橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、含氟彈性體、全氟彈性體、聚醚 嵌段酰胺和烯烴橡膠的聚合物彈性體制成。
31. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)在照射所述介質(zhì)時(shí)不參與光子能量上轉(zhuǎn)換過(guò)程。
32. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分是第一有機(jī)化合物，所述第二組分是第二有機(jī)化合物。
33. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分既不與 所述第二組分共價(jià)鍵合，也不與所述第二組分絡(luò)合。
34. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分與所述 第二組分共價(jià)鍵合或絡(luò)合。
35. 根據(jù)權(quán)利要求32至34任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和所述第二有機(jī)化合物是不同化合物。
36. 根據(jù)權(quán)利要求32至35任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和第二 有機(jī)化合物為含碳的化合物，條件是所述化合物不是碳的無(wú)氫硫?qū)僭鼗铩?其衍生物、鹽類碳化物、金屬碳化物或金屬羰基化物。
37. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述發(fā)射組分在所述 第二波長(zhǎng)區(qū)域人2處的發(fā)光歸因于基于直接或頓序雙光子激發(fā)、或者基于直接或 順序多光子激發(fā)、或者基于占據(jù)高振動(dòng)態(tài)的分子激發(fā)("熱帶吸收")的上轉(zhuǎn)換 過(guò)程，所述上轉(zhuǎn)換過(guò)程在Mil所述第一組分在所述第一波長(zhǎng)區(qū)域A ,處的吸收而發(fā)生。
38. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述發(fā)射組分在所述 第二波長(zhǎng)區(qū)域A 2處的發(fā)光歸因于基于所述發(fā)射組分的光激發(fā)的分子間的三重 態(tài)-三重態(tài)湮滅過(guò)程，和/或基于所述第一組分的光激發(fā)的分子間的三重態(tài)-三重態(tài)湮滅過(guò)程的上轉(zhuǎn)換過(guò)程。
39. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第二波長(zhǎng)區(qū)域入2在360至750nm的范圍內(nèi)，而所述第--波長(zhǎng)區(qū)域人,在500至1600nm的范圍內(nèi)。
40. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分為具有占據(jù)的三重態(tài)或混合的三重態(tài)-單重態(tài)的有機(jī)染料或分子、雙光子吸收(TPA)-染 料、光限幅化合物、具有占據(jù)的三重態(tài)的另一種分子或光限幅化合tl~~如富 勒烯、或者碳納米管。
41. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第二組分是有機(jī) 染料。
42. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一組分為第一 有機(jī)染料，而第二組分為第二有機(jī)染料，其中所述第--和第二有機(jī)染料是相同 或不同的。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和/或所述第二有機(jī)染 料選自具有占據(jù)的三重態(tài)或育灘直接和/或順序雙光子激發(fā)的有機(jī)染料、肖灘直 接和/或多光子激發(fā)的有機(jī)染料、能夠非線性吸收的有機(jī)染料和能夠熱帶吸收的 有機(jī)染料。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40至43任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述有機(jī)染料、 特別是所述第一有機(jī)染料，選自具有占據(jù)的三重態(tài)的有機(jī)分子、特別是具有占 據(jù)的三重態(tài)的金屬有機(jī)絡(luò)合物，例如但是不限于含有Li、 Mg、 AJ、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、 U(U02) 的有機(jī)絡(luò)合物，或者前述物質(zhì)的任意組合，從而確保波長(zhǎng)控制。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一有機(jī)染料選自具有占 據(jù)的三重態(tài)的化合物，包括但是不限于-卟啉類，包括擴(kuò)展的卟啉類、取代的卟啉類以及含有金屬的前述任意卟啉類，所述金屬包括但不限于Li、 Mg、 Al、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、 U,),-酞菁類，包括擴(kuò)展的酞菁類、取代的酞菁類或者含有金屬的前述任意酞菁 類，所述的金屬包括但不限于Li、 Mg、 Al、 Ti、 V(VO)、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ru、 Pd、 Ag、 Re、 Os、 Ir、 Pt、 Pb、即00，- ^木類、benzopyrizine類、喹啉化物類和羥 #化物類、乙酰蟇丙酮酸 鹽類、取代的喹啉類、取代的benzopyrizine類、取代的Rf^化物類和取代的羥 ^化物類、取代的乙酰S"丙酮鵬類；-前述化合物的任意混合物，而所述第二有機(jī)染料選自熒光，在360至750nm范圍的化合物，特別是 熒光，在360nm至750nm范圍的熒光染料，例如 蒽類、并四苯類、并五苯類、茈類取代的蒽類、取代的并四苯類、取代的并五苯類、取代的茈類 苯教雙-,三-苯基>鵬的蒽類、苯教雙-，三-苯基)-職的并四苯類、苯教雙 -,三-苯基)"鵬的并五苯類、苯教雙-,三-苯基>職的茈類 芴類、噻吩類，聚芴類和低聚銜類，帶有或不帶有任何頂l條型以及它們的共聚物， 聚對(duì)亞苯基類，包括聚對(duì)亞苯基亞乙烯基類和聚亞苯基亞乙炔基類。
46. 根據(jù)權(quán)利要求44至45任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和第二 有機(jī)染料經(jīng)選擇使得所述第一有機(jī)染料的占據(jù)的三重態(tài)處于如下能級(jí)允許發(fā) 生三重態(tài)-三重態(tài)湮滅過(guò)程以及隨后的能量轉(zhuǎn)移至所述第二染料的激發(fā)的單重 態(tài)。
47. 根據(jù)前述權(quán)利要求、特別是權(quán)利要求44至46任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)， 其中所述第一和第二組分的組合選自下列a) 綠頓DP細(xì)OEP(即9,10-二苯基蒽(DPA) /2，7,8,12,13，17,18-八乙基卩卜啉鈀(PdOEP));b) 紅頓.'BPEA/PdTPTBP:(即9,10-二(苯基乙炔基)蔥(BPEA)/meso 四苯基-四苯并口卜啉鈀(PdTPTBP));c) 近紅外對(duì)BPEN/PdTPTNP:(即9,10-二(苯基乙炔基)并四苯 (BPEN)/meso-四苯基-八甲氧基-四萘并[2,3]口卜啉鈀(PdTPTNP》；d) 直接紅-藍(lán)對(duì)茈/PdTPTBP:(即二苯并[浙^]蒽(茈)/1^80四苯基-四苯并P卜啉鈀(PdTPTBP));e) 直接紅夕卜綠fe^t: BPBT/PdTPTNP:(即4,4，-雙(5-并四苯基>1,1，-亞 聯(lián)苯,PBT)/mesO"四苯基-八甲氧基-四萘并[2，3]卟啉鈀(PdTPTNP));f) 紅夕卜黃色對(duì)紅熒烯/PdTAP;(即5，6，U,12-四苯基并四爽紅熒烯)/ 四蒽并卟啉鈀(PdTAP))。
48. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和所述第二 組分均勻地分布在所述基質(zhì)中。
49. 根據(jù)權(quán)利要求1至47任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一和所述第 二組分包封在平均尺寸在5nm至999 n m范圍的顆粒中，并且所3^粒均勻分 布在所述基質(zhì)內(nèi)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的顯示系統(tǒng)，其中所述顆粒具有10nm至999" m范圍的平均尺寸。
51. 根據(jù)權(quán)利要求49至50任一項(xiàng)所述的顯示系統(tǒng)，其中所^粒具有被 官能團(tuán)官能化的表面，從而允許顆粒分散在所述基質(zhì)內(nèi)，所述官能團(tuán),為H、 -(CH2)nCH3 、仰2VCOOR 、 -(CH^OR 、 >(CH2)n-SR 、 "(CH2)n-NR2 、 《CH2)rOVCH3，其中R-H、取代或未取代的烯基，基、諸如C1、 Br、 F、 I的離素、IKN02、 nh2、 cn、 so3h、 oh。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示系統(tǒng)，尤其涉及基于光子能量上轉(zhuǎn)換的顯示系統(tǒng)，包括用光激發(fā)時(shí)發(fā)光的介質(zhì)，用于提供將導(dǎo)向所述介質(zhì)的激發(fā)光的光源，用于控制所述將導(dǎo)向所述介質(zhì)的激發(fā)光的分配以及任選的調(diào)制的控制設(shè)備，用于控制所述光源和所述控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)，所述介質(zhì)或者與至少一個(gè)透光基板接觸，或者所述介質(zhì)成形為所期望的三維形狀，其中，所述介質(zhì)能夠進(jìn)行光子能量上轉(zhuǎn)換，并包括至少兩種組分和于其中分布所述至少兩種組分的基質(zhì)，其中所述第一組分和所述第二組分是有機(jī)化合物并分別充當(dāng)一對(duì)敏化劑組分和相應(yīng)的發(fā)射組分，以及其中所述第一組分和所述第二組分分布在所述基質(zhì)中，所述基質(zhì)是固體、凝膠或粘度等于或高于0.59×10^-3Pa.s的流體。
文檔編號(hào)G02F2/00GK101556421SQ200810246368
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者G·內(nèi)爾斯, S·巴勞徹夫, T·米特瓦, V·亞庫(kù)特金 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社