本发明专利技术涉及显示系统，尤其涉及基于光子能量上转换的显示系统，包括：用光激发时发光的介质，用于提供将导向所述介质的激发光的光源，用于控制所述将导向所述介质的激发光的分配以及任选的调制的控制设备，用于控制所述光源和所述控制设备的计算机，所述介质或者与至少一个透光基板接触，或者所述介质成形为所期望的三维形状，其中，所述介质能够进行光子能量上转换，并包括至少两种组分和于其中分布所述至少两种组分的基质，其中所述第一组分和所述第二组分是有机化合物并分别充当一对敏化剂组分和相应的发射组分，以及其中所述第一组分和所述第二组分分布在所述基质中，所述基质是固体、凝胶或粘度等于或高于０．５９×１０↑［－３］Ｐａ．ｓ的流体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于光子能量上转换的显示系统。
技术介绍
在许多系统中，已经发现具有较长波长的光的照射导致发射出较短波长的光。这种也称为"频率上转换(frequency up《onversion)"或简而言之"上转换" 的现象最常与从脉冲激光器可得到的高光强度相关。目前人们认为上转换过程 包括能量从数个较低激发态传递至单个较高激发态，其随后能发射出具有较短 波长即较高能量的光。该过程已经针对大量的固态无机体系进行了描述，所述 无机体系包括晶体、离子掺杂玻璃、薄膜和纳米颗粒。通常在晶态体系中的上 转 奂过程包括"敏化"组分、"活化剂"组分和/或基质(晶体)组分。通常该基 质用稀土离子共掺杂，所述稀土离子用作"敏化剂"，也可以作为"活化剂"。 掺杂物中的一种在低波长区域(通常为红外区)吸收，随后被吸收的光子能量 传递至另--种掺杂物，也即活化剂离子，其在蓝色或绿色区域发光 (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))。财卜，已经描述 了晶态纳米颗粒，该纳米颗粒的组合分散在主体基质(hostmatnx)中以形成薄 膜。这些晶态纳米颗粒也已显示出能够能量上转换，该过程发生在不同种类的 纳米颗粒之间并包括能量传递台阶(energy transfer step)(例如美国专利 US6541788),或者所述晶态纳米颗粒作为诸如Eu"离子、Tb"离子、Tb"离子 和Ce"离子等的其他掺杂物的基质，并且这些掺杂物在光照射时肖鹏加所述纳ii米颗粒的荧光强度和量子效率。这些系统对激光材料、光电伏打器件等的制造有潜在的意义。但是，由于 含有的组分的特性，它们制造相当昂贵且不是特别适于制备例如在大面积上的 薄膜或者在柔性基板上制备，而这两种应该对市售光生伏打器件如太阳能电池 的第隨特别有用。解决该问题的一个途径是使用有机化合物来替代无机物。这些有机上转换 系统全部基于直接双光子或多光子激发和/或占据高振动态的^ 激发为第一激 发态，后者的过程有时也被称为"热带-吸收"。超接也即同时双光子激发中，上转换是具有大的双光子吸收(TPA)截面的染料的直接双光子泵浦的结果，所述染料要么在溶液中要么在膜中(包括所谓的"固"溶体，以惰性聚合物作为非活性基质，即固体"溶剂")。该非活性基质在如下意义上是非活性的即无论怎样均不参与上转换过程。已经描述了各种系统，并皿具有更大TPA截面 的新有机染料和结合到聚合物分子或掺杂在聚合物基质中的TPA染料的研究一 直，行(美国专利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染料掺杂在聚合物基质中的情况下，同样地，所述聚 ，为不参与上转换过程的非活性化合物。如果上转换归因于瓶带吸收即占据高振动态的^f激发，那么在某些瞎况 中，这已经用于物质的激光冷却(J丄Clark等，Phys Rev. Lett 76， 2037(19%)) 和/或作为光电器件的SJt探针(J.M丄upton， Appl. Phys丄ett 80， 186 (2002))。在有机化合1^页域的另一个研究区域是"光限幅器(optical limiter)"领域。 光限幅材料显示非线性吸收特性。这归因于激发态的截面大于基态的截面的现 象。输入能量越大，越多的分子激发成为具有更大截面的状态，由此导致吸收 系数增加。基于在皮秒和纳秒时间坐标上的该非线性吸收的光限幅器，已经针对许多材料进行了报导，所述材料包括金属酞菁、卟啉和富勒烯，但是也包括无丰鹏米颗粒(QureshiFM等，Chem.Phys. 231,87 (1998)及其引用的其他参考; Sun等，Int. Rev. Phys. Chem. 18(1) 43(1999)及其引用的其他参考；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))。在许多含有至少一种敏化剂组分和至少一种发射剂组分的双分子或多分子 体系中，光子能量上转换已经显示出基于三重态一三重态湮灭过程发生 (BaJuschev等,Angew. Chem. Int. Ed.， 2007，46,1-5)。该光子能量上转换认为是三 个步骤的固有连接链。第一步为敏化剂分子的体系间交叉(mter system crossing(ISC))，随后是第二步，也就是敏化剂三重态激发至发射齐ij三重态的传递。 第三步为后续的大多发生在发射剂分子三重态之间的三重态一三重态湮灭。对 于充当敏化剂的宽范围的各种金属络合物以及不同的发射剂分子，已经观察到 有效的三重态一 三重态湮灭辅助光子能量上转换。这种基于三重态-三重态湮灭 的光子能量上转换过程的主要优点是它们不依赖于相干、激发光。此外，所述三 重态一三重态湮灭辅助光子能量上转换仅仅需要低3M (低至1Wcm'2)和低光 谱功率密度(低至600nWnnT1)的激发光。这些基于三重态-三重态湮灭辅助 光子能量上转换的的研究己在溶液中进行。但是，由于存在于相应体系中的上转换材料的固有特性或者由于整个装置 的脆弱特性(使得它们不可能应用在实际应用和器件中)，因此没有任何前述的 有机体系已被证明是特别万用的。而且，在一些情况下，特别是基于无机组分 的体系，上转换仅仅能在樹氏t鹏(-18(TC和小于-18(TC) ^K牛下被引发。同时， 没有任何光限幅材料己被报道当该材料独自使用时显示上转换行为。基于无机 物的体系仅仅在高强度单色激光下工作，通常为kW/cn^的等级，并且具有低效 率，目前仅报道结晶粉末为大约1%至最大4%，但是这些仅在使用高强度光时 才具备(Page等，1998,J.Opt.Soc.Am.B,VoU5,No.3,996)。而且，目前已报道的体系仅具有是所用的相应材料的固有的发射特性，没有任何影响发射波长的 比率的可能性。所述的无机体系基于晶态材料，并且为了在应用中使用，纳米晶体必须经 过特别制备，然后会以膜的形式施加，或者，可替换性地，晶铜^^开磨成细粉 末然后分布在膜中，这进而产生和晶态粉末在膜中均匀分布有关的问题。因此， 由于上转换体系的脆弱特性或固有特征，非常难于实现在显示系统中使用前述 的体系。因此，已成为本专利技术的目的是提供基于光子能量上转换的显示系统，其相 对于包括入射光和发射光的辐射波长表现出强大的多功能性，因此该系统取决 于所期望的激发和/戯射特性是可以定制的本文档来自技高网...
【技术保护点】
显示系统，其包括： －用光激发时发光的介质， －用于提供将导向所述介质的激发光的光源， －用于控制所述将导向所述介质的激发光的分配以及任选的调制的控制设备， －用于控制所述光源和所述控制设备的计算机， 所述介质 或者与至少一个透光基板接触，或者所述介质成形为所期望的三维形状， 其中，所述介质能够进行光子能量上转换，并包括至少两种组分和于其中分布所述至少两种组分的基质，其中所述第一组分和所述第二组分是有机化合物并分别充当一对敏化剂组分和相应的发 射组分，以及其中所述第一组分和所述第二组分分布在所述基质中，所述基质是固体、凝胶或粘度等于或高于０．５９×１０↑［－３］Ｐａ．ｓ的流体。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T米特瓦，G内尔斯，S巴劳彻夫，V亚库特金，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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