[发明专利]光折变复合物

说明书

技术领域

本发明涉及光折变复合物。具体地，本发明涉及光折变复合物的敏化剂。

背景技术

现代技术，例如，激光、LED和光纤通信需要并激励进一步细化新材料，探索可应用的物质-光相互作用。在光敏和光电导材料的开发中已经取得的显著进展使得太阳光能够转化为太阳能电池内的电。另外，基于液晶的光调制性能的电光器件比如平面设计的LCD的生产值得一提。与光相互作用的一类特殊的材料为光折变材料。结合光电导和电光学光折变材料的有用性能可改变不均匀光照下它们的折光率。这种特殊的机制使得它们成为将来应用（比如高密度全息数据存储、活组织的全息成像和3D实时图像显示）的有希望的候选。因此，持续的数据增长、医疗诊断和娱乐产业迫切需要创新性高性能材料与折射率调制方法。此外，光折变材料对于实现用于光学信息处理的纳米光子学器件是必不可少的。可是，尽管需求不断增长，然而自1966年由Ashkin在无机晶体中第一次观察到光折变现象以来不能克服的缺陷如高生产成本和长时间的制造已在阻碍确切的进步。然而，通过用光敏和电光有机材料替代所述无机材料，明显取得相当大的成功。它们的优势包括低成本合成、容易修饰和快速制造。

在过去的20年，许多有机光折变材料已被报道并可能获得重要的应用，但是预期的突破仍姗姗来迟。未取得预计成功的主要原因是在光照期间由无效的电荷载体产生造成的在需要的波长处不充足的光电导性。有机材料中的光电导性例如可通过用光吸收分子（称为敏化剂）掺杂导电的聚合物而获得。

通常，这种类型的复合物包含聚合空穴转运体、棒状样非线性光学单元和敏化剂。在这些直流偏置磁场混合物中，当下述过程发生时观察到光折变效应：所述敏化剂吸收光图像的光辐射并因此在高光强度区域产生电荷载体。然后，当所述敏化剂阴离子保持固定时，移动的正电荷载体通过所述聚合物转运至暗区，在那里它们被截留。这导致空间电荷场E_sc的形成，其重新排列非线性的光学分子并因此引起折射率改变Δn。这诱发的折射率调制相对于入射光图像发生了相位移动。根据所述非线性光学单元在低玻璃化转变温度材料中的重新排列，所述材料的折射率变化受到定向增感效应的强烈影响。

尽管所述光折变复合物中敏化剂的含量很低，但是其在电荷的产生以及因此的光电导性中起着决定性的作用。众所周知，光折变动力学受到光折变复合物的光电导性的强烈影响乃至限制。众所周知并广泛应用的敏化剂为[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)，其已作为n型材料成功应用在有机场效应晶体管、光电探测器和光电池中。然而，器件在光折变速率和光敏性上都需要得到改进。因此，正有着对创新性敏化剂的需求。

发明内容

因此，本发明的根本目的是提供可用于光折变复合物的敏化剂。

该问题通过包含空穴转运体、非线性光学单元和敏化剂的光折变复合物来解决，其中所述敏化剂为根据如下面所示的式(1)的C12-4Cl双苝二酰亚胺（C12-4Cldiperylene bisimide）：

如本文使用的,术语C12-4Cl双苝二酰亚胺指的是根据式(1)的化合物。根据式(1)的化合物被表示为C12-4Cl双苝二酰亚胺或者C12-4Cl DiPBI。根据IUPAC命名法，C12-4Cl DiPBI也可表示为2,3,13,14-四氯-6,10,17,21-tetradodecylpyranthreno[6,7,8-def:14,15,16-d'e'f':3,4,5-d''e''f''g'':11,12,13-d'''e'''f'''g''']四异喹啉-5,7,9,11,16,18,20,22(6H,10H,17H,21H)-辛酮。

如本文使用的，术语“光折变性（photorefractivity）”指的是在不均匀的光照期间，折射率的可逆变化。除了光电导性之外，光折变性还需要电-光响应。

出人意料地，发现C12-4Cl双苝二酰亚胺(C12-4Cl DiPBI)提供整个可见光范围内极好的光折变材料加工性能。含C12-4Cl双苝二酰亚胺(C12-4Cl DiPBI)的光折变复合物的吸收覆盖了整个可见光范围，在蓝色、绿色和红色区域显示最大值并特别有利，而已知的敏化剂[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)几乎不吸收并且甚至单苝二酰亚胺仅较好地吸收蓝光和绿光。