储能发光材料
储能发光材料的综合论述
姓名：虞淼淼班级：无机非金属材料0904 学号：1101090422
（南京工业大学材料科学与工程学院）
摘要：储能发光材料主要指的是稀土发光材料，稀土发光材料在照明、阴极射线管和场发射等领域已经得到广泛应用; 在节能荧光灯、三基色荧光粉、发光二极管灯、平面无汞荧光灯等节能照明领域拥有无限广阔的发展前景。本文主要从储能发光材料的产生背景，材料的发展历程，材料的主要作用原理和特点，以及在各方面的应用情况等几方面对储能发光材料进行论述。
关键词：稀土，发光材料，节能利用，长余辉材料，机理，阴极射线，CRT荧光粉；Comprehansive discussion of Energy storage luminescence material Abstract：Energy storage luminescence material is mainly aboout Rare earth luminescence material,rare earth Luminescenece materials are widely applied in illumination.cathode-ray tube and field emission,etc.As well as many energy saving illumination fields,such as fluorescent lamps,three-band phosphors,light-emitting diode and flat mercury-free flurescent lamps.This paper will discuss the backgroud of energy storage luminescence material,the devolepment progress of material,the action principle,character and the application of material.
Keywords：rare earth,luminescence material,energy utilization,mechanism;
1.引言
众所周知，能源问题在当今社会中凸显出来的问题越来越严重，许多国家都面临着能源危机或者在未来不长的时间出现能源短缺的问题。但同时能源是国民经济的基础产业和战略性资源，是保障和促进经济增长与社会发展的重要物质基础。随着石油、煤炭、天然气等石化能源面临枯竭，以及传统能源所引起温室效应等环境污染问题的凸现，对新能源、能源转换及储能系统的开发，越来越受到各国政府的高度重视。储能发光材料因为其特殊和良好的性能，已经在诸多领域显示出了其优越性，在倡导节能的今天也发挥着积极的作用。
2.产生背景
发光材料在国内外已经得到非常广泛的应用, 传统的发光材料主要为反射型发光材料和硫锌型荧光材料。反射型发光材料已大量应用在标志材料上, 其主要通过反射外界光线来发光, 在无外光源情况下不会发光, 有很大局限性。硫锌型荧光材料, 虽然可以通过吸收光线并在无光情况下发射光线, 但其发光强度低, 持续发光时间短, 所需吸收光源要求高(一般需紫外光作激发光源) ,具有一定的放射性, 对人体有一定伤害。近年来,出现了一种新型的储能型发光材料,
它通过稀土金属离子激活, 具有极大极强的吸光、蓄光、发光能力, 它能吸收可见光, 并能在黑暗处持续发光数小时以上, 起始发光亮度可达6.0cd/m2以上，是传统荧光材料发光强度的数十倍, 且无放射性, 吸光发光过程可无限次重复, 是高效安全的发光材料[1]。尤其是近年来，稀土发光材料在阴极射线CRT荧光材料中应用渐渐广泛，受到了国内外的重视。
3.发展历史
人类对长余辉材料的了解可以追溯到1603年，一位名叫Vencen cinoCasciavolus 的意大利鞋匠，他试图通过加热不同的矿石获得金子，当然他没有等到金子，而是得到了能在夜间发红色冷光的石头。现在我们知道这种石头的成分是BaSO4，其中含有Bi 或者Mn，加热后变成硫化物。，人类较早研究的是稀土硫化物长余辉发光材料，如碱土硫化物，硫化锌等[2]。但是稀土硫化物长余辉材料有着明显的缺点，如发光亮度低，余辉时间段，化学稳定性差，易潮解，虽然可以通过添加放射性元素，材料薄膜等手段来克服这些缺点，但是放射性元素对人体会造成辐射伤害，因而限制了其发展空间。20世纪60年代，palilla首次观察到了SrAl204的余辉现象[3],以后又对这种材料进行了进一步发展。90年代开发的以碱土铝酸盐为基质的稀土长余辉发光材料，在稀土长余辉发光材料的发展历史上具有里程碑的意义，引起了人们的极大兴趣。近年来，稀土长余辉发光玻璃，稀土长余辉发光涂料的研究都取得了不错的成果。Qiu等[4]在1998年首先报道了Eu2+,Dy3+共掺杂的稀土碱土硼酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃的长余辉发光现象。玻璃由于均匀、透明，并且易于加工成各种形状，而且玻璃中可以掺杂较高浓度的稀土激活离子，所以玻璃就成为稀土长余辉发光材料的良好基质材料，应用于激光、储能和显示等诸多领域。在显示领域的应用在本文中将做详细的介绍。
4.材料的作用原理和特点
4.1 主要发光模型
4.1.1 空穴转移模型[5]
对于一般的发光材料存在着两个能带——充满了电子的价带和的电子可在其中自由运动的导带，各带之间由一定的间隔分开，即禁戒的能量区带（禁带）。在晶格中引入杂质（激活剂）以及在晶格中存在着杂质或缺陷，这就为形成一些
分布在禁带中的能级提供了条件。
发光的“施主-受主”模型：如下图所示，
在光激发而形成电子与空穴之后，对于能级A1
来说最大可能是从价带俘获空穴，而对于能级
A2 来说是从导带俘获电子由于电子从能级A2 到
能级A1的跃迁产生发光这种模型被称为“施主-
受主”模型。
以Eu2+ 激活的MAl2O4:Eu2+,RE3+（M=碱
土金属元素，RE=稀土元素）为代表的新
型长余辉发光材料的空穴转移机理如右
图所示。由于Eu2+ 和RE3+ 的引入，在晶体
点阵中产生缺陷，便有了深浅不同的局部
能级。首先，发光体受紫外光或太阳光照
射时，发光中心Eu2+的基态4f7（8S）电子
吸收光子向激发态4f65d1 跃迁（1）,在4f 轨道上就产生了一个电子空位（即空穴），当电子重新跃回到基态与空穴结合时，便产生了发光（2）。处于价带中的电子可以从环境中获得能量并填补4f 轨道上的空穴，同时在价带上产生新空穴，该过程相当于空穴转移到价带且导致Eu2+ 变为Eu+（3）。价带中的空穴在价带中迁移，然后被RE3+的缺陷能带俘获使RE3+转变为RE4+(4)。随着时间的延长和热扰动，被RE3+俘获的空穴从环境中获得足够的能量重新回到价带（5）。回到价带中的空穴继续迁移，当靠近Eu+的局域能级时又会被Eu+俘获并与4f65d1 组态的电子复合而释放出光子形成余辉（6）。空穴转移模型认为，RE3+的作用就是俘获价带中的空穴，改变空穴的数量和浓度，然后随时间的延长和热扰动放出空穴，使发光中心重新俘获空穴，与电子复合发光，从而延长余辉时间和加强余辉强度。对于长余辉材料，缺陷能级的深度十分重要，能级较浅，电子在室温时容易从陷阱中热致逃逸出来，从而导致余辉是时间过短或观察不到长余辉；能级较深，则室温下从陷阱中逃逸出的电子数量较少或不存在，同样不利于长余辉现象的产生。虽然
通过实验已经验证了价带中空穴的存在，但是此机理目前仍没有被确认，对于空穴转移模型，人们提出质疑：Eu+存在与否尚无定论，镧系元素的三价离子态比较稳定，所以在普通可见光源的激发下生成四价离子是很困难的，而且还没有证据说明在基质中存在Eu+ 和Er4+ 、Ho4+ 、Dy4+ 等异常价态离子。
4.1.2 位移坐标模型
针对空穴转移模型的缺陷，借助于位移坐标模型，解释长余辉现象的可能机
理——热释光机理模型被提了出来。如左
图所示，A 是Eu2+ 的基态，B是Eu2+ 的激发
态，C 是缺陷能级，位于A和B 之间。由
于这种缺陷能级主要是由固定的稀土离
子的加入，取代M2+（如 Sr2+）使晶格畸变
而产生，它是俘获电子的陷阱。当电子受
激发从基态跃迁到激发态后（1）,有一部
分电子跃迁回低能级产生发光（2），另一部分电子通过弛豫过程（即被激发电子向低能态跃迁的过程）储存在缺陷能级C 中（3）。当缺陷能级中的电子吸收能量时，重新受到激发回到激发态能级B，然后跃迁回基态A 而发光，这个就是产生的余辉。其余辉的长度与缺陷能级中存储的电子的数量及吸收的能量有关，缺陷能级中的电子数量多，则余辉时间长；吸收的能量多，使得电子容易克服缺陷能级与激发能级之间的能量间隔（E T），从而产生持续发光的现象。但并非吸收能量的持续增加就会使长余辉时间延长，假如能量过大，电子在很短时间内全部返回激发态能级，那样只能看到一瞬间较强的亮光，并不有利于余辉时间的延长；反之，吸收的能量过少，不足以使电子返回激发态能级，同样也观察不到长余辉现象。余辉持续时间的长短决定于缺陷能级中电子的数量和它们返回激发态能级的速率；余辉的强度则取决于缺陷能级中电子在单位时间内返回的速率。
4.2 发光机理[7]
长余辉发光机理十分复杂，又缺乏直接的实验手段进行测量，因此，稀土掺杂长余辉发光材料的发光机理还不十分清楚。上述模型只是用来做一个参考，用来解释一些实验现象。在以上各种发光模型的基础上，人们提出一种普遍认可的
稀土掺杂长余辉发光材料的发光机理。稀土离子在晶格中占据一定的晶格位置，而由于不同离子的价态、半径不同，是晶格发生畸变，从而产生缺陷能级。因为激活剂的离子彼此相距很远，这些能带不会扩大到整个晶体，而只是局部的起作用。激活剂掺入后，可以在近代中形成一些局部能级（或称杂质能级），这些能级位于导带下面，对在导带中运动的电子起势阱作用。下图为稀土长余辉发光材料的能级模型。
靠近导带的陷阱能级是由于晶格的畸变，特别是激活剂的引进产生的。进入导带的电子有可能落入陷阱能级，它们可以在这些陷阱能级中停留相当长时间，只有在外界能量的作用下（多半是热运动下）才能获释。电子在陷阱能级中停留的时间由能级的深浅决定。合适的陷阱深度对于长余辉发光材料十分重要。
在光子激发下，电子从激活剂基态能级跃迁到激发态能级（跃迁１），如果电子直接返回到基态能级即产生瞬时发光现象（跃迁２），这就是荧光发射；除此之外，光激发还会使一部分电子跃迁到导带上（跃迁３），并被限制在陷阱能级中（跃迁４）。这些电子在得到必需的能量后会从陷阱能级中释放出来（跃迁５），这时电子或者重新被陷阱所俘获（跃迁６），或者与发光中心复合发光（跃迁２），这即引起长时间发光，也就是余辉。
余辉时间长短与储存在陷阱能级之中的电子数量、陷阱深度及吸收的能量（内能）有关一般来说，陷阱能级之中的电子数量越多，余辉时间越长。而一个合适的温度与适当的陷阱深度可以控制陷阱能级中电子返回激发态能级的速率，保证余辉时间与亮度。
借助这一模型可以解释不同稀土离子对余辉的影响。不同稀土离子由于其原子序数、离子半径、电负性等性质的微小差别，使它们取代基质离子后，产生的陷阱能级位置是不同的。因此在相同条件下，它们余辉性质也不同。
由于稀土离子间可发生有效的能量传递，敏化剂能级中的电子通过弛豫过程将能量传递给激活子，从而导致激活剂离子的持续发射，而看不到敏化剂离子发的光。
4.3 性能特点
稀土发光材料具有很多性能优点，使得其成为探寻高新技术材料的主要研究对象：发光谱带窄，色纯度高色，彩鲜艳；吸收激发能量的能力强，转换效率高；发射光谱范围宽，从紫外到红外；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒6个数量级，磷光最长达十多个小时；材料的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束，高能射线和强紫外光的作用。目前，稀土发光材料广泛应用于照明、显示、显像、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域，形成了很大的工业生产和消费市场规模，并正在向其他新兴技术领域扩展。
5.材料的应用
5.1 阴极射线显示材料的应用
5.1.1 阴极射线管的基本结构
阴极射线管是CRT显示器的核心部件，它主要由以下四部分组成：圆锥形玻壳，玻壳正面同于显示的荧光屏，封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统以及位于玻壳外控制电子书偏转的磁轭。
5.1.2 CRT荧光粉材料
荧光屏是实现阴极射线管CRT电光转换的关键部位之一，一般荧光屏由玻璃基板，荧光粉层和金属覆层构成。显像管对荧光屏的主要要求有：足够高的发光亮度和发光效率；适合人眼观察的发光光谱；高的分辨率和好的调制传递函数；适当的余辉时间；牢固的机械强度；好的化学稳定性和热稳定性；足够长的使用寿命等。在阴极射线管中荧光粉层的质量，左右了显示器的性能优劣，因而拥有性能优良的荧光粉材料，是提高CRT质量的重要途径。
一些原子核外的电子在受到外来电子轰击时，会被激发到较高的电子能级
上，当这些激发态的电子回到基态能级时，将以辐射可见光的形式释放原来所获得的能量。这些在电子束轰击下会产生发光现象的物质称为荧光粉。目前，阴极射线荧光粉有上百种。这些阴极射线发光材料具有高的发光效率和各种各样的发射光谱。其光谱包括可见光区，紫外光区和红外区，余辉特性从10-8--10-7的超短余辉到长至几秒甚至更长的极长余辉。它们可以在几千伏带几万伏的高压下被电子束轰击发光，也可以在几十伏的低电压放电子束轰击发光。荧光粉由基质,激活剂和溶剂组成。采用不同材料和不同的工艺制成的荧光粉，可以发出不同各种不同颜色的光。不同的荧光粉受到电子轰击后，发光持续时间也是不同的。主要可分为氧化物荧光粉，硫化物荧光粉，硅酸盐荧光粉，钨酸盐荧光粉和稀土荧光粉等几类。
氧化物荧光粉中只有ZnO应用的比较广泛。如Zn激活ZnO荧光粉，发绿光，余辉时间只有1.5us，常用于飞点扫描管中。
硫化物荧光粉中最典型的是ZnS和CdS，通常用Ag和Cu作激活剂。这种荧光粉的优点是亮度高，通过改变激活剂的数量能够改变发光颜色，从而得到各种波长的的可见光；同时通过改变激活剂的数量还可以改变余辉时间。因此这类荧光粉应用最广，长用于示波管和电视显像管中。
硅酸盐荧光粉具有高度飞稳定性，对杂质的污染不敏感，能承受较大的过热和电流。其典型代表是Zn2SiO4，发黄绿光，可用于某些示波管中。
钨酸盐荧光粉与硅酸盐荧光粉一样，这种荧光粉的性能比较稳定，其典型代表是钨酸钙，发天蓝色的光。由于余辉时间较短，常用于照相记录用的示波管中。
利用稀土元素的化合物制成的稀土荧光粉应用也相当广泛，如彩色电视机中的红色荧光粉为Y2O3：Eu和Y2O2S：Eu，而YGdO2S：Tb和Gd2O2S：Tb可承受较大的电流密度，并且亮度也比较高，故常用于投影管。Y2Si5O：Ce荧光粉的余辉时间只有0.08us，发黄绿光，可用于飞点扫描管中。这类荧光粉的优点是发光效率高，耐电子和离子的轰击。
除了基质以外，荧光粉中往往还含有少量杂质，根据作用性质的不同，这些杂质可分为激活剂，敏化剂，淬灭剂和惰性物质。激活剂对某种特定的化合物起激活作用，使原来不发光或发光很微弱的材料发光，它是发光中心的主要组成部分。硫化物荧光粉的激活剂元素是Cu，Ag，Mn等，稀土荧光粉的激活剂有Ce，
Pr，Nd，Stn，Eu，Tb等。一种发光材料可以同时含两种激活剂。
目前,对白光LED稀土荧光粉的研究十分活跃[8],周立亚[9]等用高温固相反应法制备了稀土离子Eu3+掺杂的三元稀土硼酸盐Ba3Gd(BO3)3发光材料,结果表明, 当Eu3+的掺杂浓度为10%(摩尔分数)时,Ba3Gd(BO3)3：Eu3+在611nm和616nm处的发光强度最大。可将这种荧光粉用于白光LED上的红色荧光材料。
5.2 稀土三基色节能灯
稀土发光材料的另一项重要应用是稀土三基色节能灯,稀土三基色节能灯因其高效节能而备受世界各国重视, 我国稀土三基色节能灯产量已雄踞世界首位, 稀土发光材料在三基色荧光粉、节能荧光灯、发光二极管灯、发光二极管用发光材料、平面无汞荧光灯等节能照明领域拥有无限广阔的发展前景。
5.3 农用光转换膜
将发光材料作为太阳光的转光剂，加入到农用塑料薄膜中制成农膜或大棚，改善光合作用的光质，提高光能利用率，促进农作物、蔬菜早熟和增产。这一新技术于20世纪90年代在我国迅速发展。目前使用和发展的转光剂，主要包括有机铕(钐)的配合物(或螯合物)和稀土激活的发红光无机荧光体两大类。这一新技术对西部和北部绿色农业工程发展,甚至脱贫致富很有帮助。[10]
5.4 军事方面
稀土发光材料制作的各种显示器已用于歼击机、强击机和武装直升机中，提高其功能和性能。长余辉夜光粉制品用于舰艇等方面。我国有关单位在这一领域有很长足的发展。
6.我国稀土发光材料生产现状
我国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势，在现已查明的世界稀土资源中，80%的稀土资源在我国，并且品种齐全。从1986年起，我国稀土产量已跃居世界第一位，使我国从稀土资源大国成为稀土生产大国。目前，无论是储存、产量，还是出口量，我国在世界稀土市场上占有举足轻重的地位。现已形成三大主流产品：信息显示用荧光粉、灯用三基色荧光粉、长余辉荧光粉。在我国稀土事业迅速发展的同时，应该清醒的看到，我国在稀土深加工方面，在稀土功能材料的开发和应用技术方面并不站在世界前列，与世界先进水平还有相当的差距，需要我们奋起赶上。目前我国稀土资源利用的特点是，一方面出口原料和粗产品；
另一方面却在进口产品和精制品。因些,在我国开展稀土精细加工和稀土功能材料的研究，具有独特的意义，这是我国21世纪化学化工的重大课题，而稀土发光材料的研究将是它的主攻方向。
参考文献
[1] 诸岧储能发光涂料的研制城市道桥与防洪 2002年3月第三期
[2] Randall J T.Wilkins M H F Phosphorescence and electron traps1945
Hoogenstraaten W Electron traps in zinc-sulfide phosphors 1958
[3] PALILLA F C.Levine A K.Tocks M R Fluorescent properties of alkaline earth aluminates of the type MAl2O4:activated by divalent europium 1968
[4] Qiu J R.Hirao K Long lasting phosphorescence in Eu2+doped calcium aluminoborate glasses 1998
[5] Kato T，Tsutai I，Kamimura T，et a1． Thermolumi—nescence properties of SrAl
20
4
：Eu sputtered
filmswith long phosphorescence[J]． J Lumin，1999,82：21 3—220．
Katsumata T，Nabae T，Sasajima K，et a1．Growthand characte“stics of long persistent srAl2一and CaAl204一based phosphor crystals by a floating zonetechnique]．J crystal Growth，1998,183：361—365．
[6] Qiu.J.R，Hirao K.Long lasting phosphorescence in Eu2+doped calcium aluminoborate glasses[J].s01id State Commun，1998，106(12)：795—798．
张天之，苏锵，王淑彬．长余辉发光性质的研究[J]．发光学报，1999，20：170一175．
[7] 肖志国《蓄光型发光材料及其制品》北京：化学工业出版社 2002
[8] Wang X, Wang J, Shi J, et al. Intense red-emittingphosphors for LED solid state lig hting [J].Mater.Res. Bul.L.,2007,42(9):1669.
[9] 周立亚,黄君丽,易灵红,等.白光LED用荧光材料Ba
3Gd(BO
3
)
3
：Eu3+的发光性能研究[ J].中国稀土学报,
2009, 27( 1) : 31-35.
[10] 杨娟稀土发光材料的特点及应用介绍
发光材料
上海理工大学 目录 一、引言 (1) 二、发光现象及其原理 (1) 2.1荧光现象 (1) 2.2 LED现象 (2) 2.3白炽灯现象 (2) 2.4 HID现象 (2) 2.5有机发光原理 (2) 三、发光材料的应用 (3) 3.1光致发光材料 (3) 3.2阴极射线发光材料 (4) 3.3电致发光材料 (4) 3.4辐射发光材料 (4) 3.5光释发光材料 (5) 3.6热释发光材料 (5) 3.7高分子发光材料 (5) 3.8纳米发光材料 (6) 四、结束语 (6) 五、参考文献 (7)
发光材料 一、引言 众所周知[1]，材料、能源和信息是21世纪的三大支柱。发光材料作为人类生活中最为重要的材料之一，有着极其重要和特殊的地位。随着科学技术的进一步发展，发光材料广泛运用于化工、医药食品、电力、公用工程、宇航、海洋船舶等各个领域。各种新型高科技在运用于人类日常生活中，势必都需要用到部分不同成分和性质的发光材料。 从20世纪70年代起，科学家们发现将稀土元素掺入发光材料，可以大大提高材料的光效值、流明数和显色性等性能，从此开启了发光材料发展的又一个主要阶段。世界己经离不开人造光源，荧光灯作为最普遍的人造光源之一己在全世界范围内开始应用，据统计全世界60%以上的人工造光是由荧光灯提供的，而大部分荧光灯就是利用稀土三基色荧光粉发光的。 二、发光现象及其原理 不同发光材料的发光原理不尽相同，但是其基本物理机制是一致的:物质原子外的电子一般具有多个能级，电子处于能量最低能级时称为基态，处于能量较高的能级时称为激发态;当有入射光子的能量恰好等于两个能级的能量差时，低能级的电子就会吸收这个光子的能量，并跃迁到高能级，处于激发态;电子在激发态不稳定，会向低能级跃迁，并同时发射光子;电子跃迁到不同的低能级，就会发出不同的光子，但是发出的光子能量肯定不会比吸收的光子能量大。 2.1荧光现象 荧光发光的主要原理:紫外线的光子的能量比可见光的能量大;当荧光物质被紫外线照射时，其基态电子就会吸收紫外线的光子被激发而跃迁至激发态;当它向基态跃迁时，由于激发态与基态间还有其他能级，所以此时释放的光子能量就会低于紫外线的能量，而刚好在可见光的范围内，于是荧光物质就会发出可见光，这种光就叫做荧光。常见的日光灯发 1
光至发光材料的研究进展(精)
光至发光材料的研究进展 关键字光至发光材料荧光反光 Keyword photoluminescence material fluorescence listen 摘要；综述了光致发光材料的大致研究进展，阐述了光致发光材料的发光原理，常见的发光材料，并对未来光致发光材料发展趋势作了展望。 Abstract It is summarize the investigation of photoluminescence material. And tell us about the theory of photoluminescence material. And familiar photoluminescence material. Future development aspects of researches and applications about the material are proposed 前言 在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助溶剂、共激活剂和敏化剂。发光材料分永久性发光材料（放射性辐射激发）和外加能量激发而发光如光激发、电场激发、阴极射线激发、X射线激发等的材料。 光致发光材料又称超余辉的蓄光材料。它是一种性能优良，无需任何电源就能自行发光的材料。 1发展历史 光致发光材料的研究历史非常悠久。最早可追溯到1866 年法国人Sidot 制备的ZnS :Cu 上,它是第一个具有实际应用意义的长余辉蓄光材料。20 世纪初,Lenard 制备出了ZnS :M (M = Cu ,Ag ,Bi ,Mg 等) 发光材料,并研究了荧光衰减曲线,提出了“中心论”。但该类发光材料由于发光亮度不高,寿命短等缺点,人们往其中引入了放射性物质,虽然能解决以上问题,但又会危害人体安全、损害环境,因而人们将目光又投向了其他基质的发光材料领域。1934 年,Haberlandt 在研究天然CaF2 结构时发现,痕量Eu2+ 占据矿石中Ca2+ 的位置时,引起矿石发出蓝光。1964 年, Y2O3 : Eu , Y2O2S : Eu3+发光材料的研制发明,使彩色电视机得到迅速的推广。20 世纪80年代,石春山等对复合氟化物中的光谱特性进行研究,得出Eu2+ 的f - f 跃迁出现的若干判据,推进了我国发光材料的发展。20 世纪80 年代以后,一些制备发光材料的新工艺及一系列超长余辉发光材料的研究成功,为发光材料的应用开辟了广阔的领域。 2发光机理 2.1.反光与发光的区别 在生活中人眼睛能看看到的发光的材料分成两大类。1. 反光材料这种材料可以将照在其表面上的光迅速地反射回来。材料不同，反射的光的波长范围也就不同。反射光的颜色取决于材料吸收何种波长的光并反射何种波长的光，，因此必须要有光照在材料表面，材料表面才能反射光，如各种执照牌、交通标志牌等。光致发光材料是向外发光，而不是反射光。２．荧光材料吸收一定波长的光，立刻向外发出不同波长的光，称为荧光，当入射光消失时，荧光材料就会立刻停止发光。更确切地讲，荧光是指在外界光照下，人眼见到的一些相当亮的颜色光，如绿色、橘黄色、黄色，人们也常称它们为霓虹光。所以反光材料和发光材料有很大的不同，发光机理不一样：光致发光材料是向外发光，而不是反射光。
OLED终极发光材料
终极有机EL技术”——荧光材料实现与磷光同等的发光效率 核心提示：日本九州大学最尖端有机光电子研究中心（OPERA）宣布，开发出了使荧光材料以100％的内部量子效率发光的有机EL器件。这是将OPERA以前开发的“热活性型延迟荧光（TADF）”材料掺杂在传统荧光发光有机EL器件的发光层实现的。 日本九州大学最尖端有机光电子研究中心（OPERA）宣布，开发出了使荧光材料以100％的内部量子效率发光的有机EL器件。这是将OPERA以前开发的“热活性型延迟荧光（TADF）”材料掺杂在传统荧光发光有机EL器件的发光层实现的。与原来的TADF相比，可以用更通用、更简便的方法制作出有机EL 材料和器件，同时还具有器件耐久性高的优点。OPERA负责人安达千波矢对这次新开发的技术充满信心，甚至“被（外部技术人员等）称做有机EL的终极技术”。 九州大学开发的辅助掺杂剂和此次的发光原理。颜色为单独发光时的发光色。 有机EL器件的发光层一般要组合使用受电流激发产生激子的主体材料和直接关系到发光的掺杂剂材料。 据论文作者、OPERA的中野谷一介绍，此次有机EL器件的发光层使用的主体材料是“传统有机EL使用的通用材料”。作为发光材料（掺杂剂）使用的荧光材料为发蓝色光的TBPe、发绿色光的TTPA、发橙色光的TBRb以及发红色光的DBP等，也都是通用材料。如果直接使用这些材料，有机EL器件的外部量子效率最高只有3～4％。
元件采用的荧光发光掺杂剂材料和发光时的光谱。 OPERA在这些材料构成的发光层中，添加了TADF材料作为辅助掺杂剂，由此提高了外部量子效率，蓝色光为13.4％，绿色光为15.8％，橙色光为18.0％，红色光为17.5％。 该技术可带来两大好处。一是由于基本结构是材料设计自由度高而且在器件制造方面已经有丰富技术经验的荧光材料器件，因此可以更加简便地开发出发光效率高的有机EL器件。 另一个好处是有望大幅改善高发光效率的有机EL器件的发光寿命。这是因为，辅助掺杂剂的作用是为主体材料与掺杂剂材料之间的能量输送提供帮助。由于直接关系到发光的掺杂剂是电化学稳定性较高的荧光材料，因此“器件的驱动耐久性显著提高”（九州大学）
蓄光型自发光夜光粉(发光材料)的介绍及用途
蓄光型自发光夜光粉（发光材料）的介绍及用途 金点塑胶颜料有限公司的蓄光型自发光夜光粉（发光材料）采用了具有重大创新意义的研究、设计成果，凭借自有知识产权在高新技术产业中迅速崛起。所使用的高新技术有：a.稀土材料与硅酸盐、铝酸盐材料的组接技术；b、稀土材料与硅酸盐、铝酸盐材料的组联技术；c、高亮度、长余辉发光材料的制备技术；d、红外遥感技术；e、低能耗电致发光技术等一系列先进技术。并采用NML和NMZ技术特定工艺流程制作，具有高亮度、长余辉的特点，所采用的先进技术使产品具有抗老化、阻燃、抗酸、抗碱、抗氧化、抗紫外线的特性，加强了产品的耐候性和无毒、无害、无辐射、无光污染等特点。产品亮度21900mcd/㎡，光照阶段：A、1-3个小时为放光阶段；B、3-8个小时为发光阶段；C、8-13个小时为夜光阶段，适应温度环境：最低温度-80℃，最高温度1800℃。该系列产品自发光材料(发光颜料)作为添加剂，均匀分布在各种透明介质中，并可无限次循环使用，显示出发光颜料所具有的明亮色彩，呈现良好的低度应急照明，指示标识和装饰美化效果。 金点塑胶颜料有限公司的蓄光型自发光夜光粉（发光粉的应用）： 金点夜光粉用于蓄光型自发光标志 随着社会的进步，经济的发展，人类活动愈趋集中，同时，各种公供场所的建筑结构越来越复杂，安全隐患正在增加。如果一旦发生火灾、地震等紧急事件，如何在最短的时间内保证人员的安全疏散成为一个严峻的课题。 蓄光型自发光标志，解决了原“电致标牌”在电力系统断路时不能发挥其作用的缺陷、定期保养、维护等诸多方面的难题，而且安全方便，无需电源，发光安全系数高达100%，成本低廉，非常适用于各大商场、酒店、高层建筑等公共场所。 金点夜光粉用于蓄光型自发光紧急疏散指示标志： 蓄光型自发光指示标志系统的合理设置，对人员的安全疏散具有重要作用。其在疏散通道和主要疏散路线的地面上或靠近地面的墙上设置发光疏散指示标志，可以更有效的帮助人们在浓烟弥漫的情况下，及时识别疏散位置和方向，迅速沿发光疏散指示标志顺利疏散，避免造成伤亡事故。 特点： 1、性能稳定，安装简单，无需电源，在建筑过程中无需为其留有余地，终身成本低廉，发光安全系数高达100%。 2、本产品采用PVC材料，具有一定的阻燃性。 金点塑胶颜料有限公司的蓄光型自发光疏散指示标志系统的原料主要是从我国的稀土中提炼出的，是利用稀土元素激活的碱土铝酸盐、硅酸盐的高科技自发光产品。蓄光型自发光疏散指示标志在一般室内光线下自然吸光10～30min即可在夜间暗处持续发光12h以上而且吸光-发光过程可以永久反复，既满足了在断电后应急照明的转换时间，又安全可靠，发光亮度和持续时间是传统的夜光材料的30～50倍，且发光材料无毒无害，无放射性，不
发光材料的合成及发光材料制备技术(精)
1 02121289.9 一种有机电致发光材料及其应用 2 02134788. 3 稀土高分子光致发光材料及其合成方法 3 01124165.9 一种纳米级超长余辉硅铝复合盐类发光材料及其制备方法 4 01133301.4 电致发光材料包膜 5 02130973. 6 一种电致发光磷光材料及其应用 6 01136619.2 一种非放射性环保蓄能发光材料及其制备方法 7 02134210.5 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 8 02125386.2 一种合成长余辉发光材料的新方法 9 02155860.4 允许由给体转移有机材料以便在有机发光二极管器件内形成层的设备 10 02124569.X 亚甲基吡咯金属络合物、使用该络合物的发光元件材料以及发光元件 11 02132760.2 含有高可见发光效率的CdTe纳米晶透明聚合物体相材料的制备方法 12 01804068.3 发光元件材料和使用该材料的发光元件 13 99816847.5 光致发光的半导体材料 14 02124757.9 脂环式环氧化合物、其制造方法和组成物及发光二极管用密封材料 15 02135615.7 有机电致发光材料8-羟基喹啉铝的制备方法 16 01138882.X 超长余辉高亮度蓝紫色发光材料的制备方法 17 01138883.8 铝酸盐高亮度长余辉发光材料及其制备方法 18 02157031.0 用于转移有机材料以形成有机发光装置中的结构层的方法 19 03112784.3 纳米发光复合材料及其制备方法 20 03113677.X 含镉氧化物长余辉发光材料及其制备方法 21 02103614.4 基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺
发光材料
发光材料 连新宇豆岁阳董江涛陈阳郭欣高玮婧 北京交通大学材料化学专业100044 摘要：本文简要介绍了发光材料的发光机理，并根据机理分类介绍了几种典型的发光材料。补充介绍了新型发光材料并对发光材料的现状进行了介绍对其应用和发展前景做了展望。 关键词：发光材料分类新型展望 1 引言 发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料，被广泛地用在各种显示、照明和医疗等领域，如电视屏幕、电脑显示器、X射线透射仪等。目前发光材料主要是无机发光材料，从形态上分，有粉末状多晶、薄膜和单晶等。最近，有机材料在电致发光上获得了重要应用。[１] 2 发光材料 发光是一种物体把吸收的能量，不经过热的阶段，直接转换为特征辐射的现象。发光现象广泛存在于各种材料中，在半导体、绝缘体、有机物和生物中都有不同形式的发光。 发光材料分为有机和无机两大类。通常把能在可见光和紫外光谱区发光的无机晶体称为晶态磷光体，而将粉末状的发光材料称为荧光粉。[2] 常用的发光材料按激发方式分为： (1) 光致发光材料，由紫外光、可见光以及红外光激发而发光，按照发光性能、应用范 围的不同，又分为长余辉发光材料、灯用发光材料和多光子发光材料。 (2) 阴极射线发光材料，由电子束流激发而发光的材料，又称电子束激发发光材料。 (3) 电致发光材料，由电场激发而发光的材料，又称为场致发光材料。 (4) X射线发光材料，由X射线辐射而发光的材料。 (5) 化学发光材料，两种或两种以上的化学物质之间的化学反应而引起发光的材料。 (6) 放射性发光材料，用天然或人造放射性物质辐照而发光的材料。 2.1光致发光材料 2.1.1光致发光材料的定义 发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。光致发光材料一个主要的应用领域是照明光源，包括低压汞灯、高压汞灯、彩色荧光灯、三基色灯和紫外灯等。其另一个重要的应用领域是等离子体显示。
蓄光夜光粉(发光粉,荧光粉)的使用方法
蓄光夜光粉（发光粉，荧光粉）的使用方法 金点塑胶颜料有限公司的夜光粉是光致蓄光型自发光材料（也称为长余辉夜光粉，超蓄光夜光粉，发光粉，荧光粉等），它对各种可见光（日光、灯光）均有极强的吸光―蓄光―发光功能，在一般的室温下自然吸光10-20分钟后，即可在夜间或暗处持续发光10―12小时，其吸光―蓄光―发光过程无限循环，永久使用。 金点塑胶颜料有限公司的新型发光材料与传统的硫化锌系列夜光粉相比，具有化学性质稳定，蓄光发光转换效率高，无毒无害，无放射性，生产过程也无有害物质产生。它可以用于许多不同的技术和艺术领域，如：服装，鞋帽，文具，钟表，开关，标牌，渔具，装饰品，工艺品和体育用品中，在建筑装饰、运输工具军事设施、消防应急系统，如：进出口标志、逃生、救生线路指示标志具有良好的作用。 金点蓄光夜光粉在各行业中的使用： 夜光粉在陶瓷产品类使用方法：一、一般使用110目发光粉为最佳。二，一般可当作发光粉为普通色料使用，根据实际生产过程中的时间，选择适合的油性印油进行添加剂进行充分搅拌（切莫用金属溶器，以免时间长会变黑），充分溶合后用80目网进行印刷（预先过筛更佳），若要发光强和时间长，则可多印刷几遍，一般为二到三遍为最佳。三，若须和溶块或透明釉混合使用，夜光粉于溶块或透明釉配比一般为1：1或6：4或6：10，主体可根据使际想达到的效果进行调试。四：烧出成品陶瓷常遇见的问题是：出现气泡，此问题一般是添加剂或溶块
和透明釉的化学稳定性的相互结合存在问题，可更改配比例或更换添加剂。也可加消泡剂进行消除。五、发光粉可和陶瓷色料混合渗入使用。 金点夜光粉在玻璃产品类使用方法：一、一般使用110目发光粉为最佳。二，一般可当作发光粉为普通色料使用，根据实际生产过程中的时间，选择适合的油性印油进行添加剂进行充分搅拌（切莫用金属溶器，以免时间长会变黑），充分溶合后用80目网进行印刷（预先过筛更佳），若要发光强和时间长，则可多印刷几遍，一般为二到三遍为最佳。三，若须和溶块或透明釉混合使用，夜光粉于溶块或透明釉配比一般为1：1或6：4或6：10，主体可根据使际想达到的效果进行调试。四：发光粉可和玻璃色料混合渗入使用。五、可采取冷喷或喷涂方法达到想要的效果。 金点夜光粉用于注塑：夜光粉与塑胶料的比率，般是在2％－10％左右，根据产品的颜色深浅，浅颜色少加、深颜色多加的原理而定。一配料：先把扩散油加进原料搅一分钟，然后加入夜光粉搅拌一分钟，再加色粉搅拌二分钟，搅拌时间不宜太长，注意！长效夜光粉最忌与铁磨擦，时间太长会把原料变黑。二、注塑机：注塑机要清洗干净，温度要调到最低，可注塑即可，料在注塑机内时间不宜太长，以免烧焦，不同机器注塑出的产品，也有区别，新机器与旧机器，国产机器与进口机器，这都需要慢慢调试中解决。三、夜光粉：长效夜光粉在
有机电致发光材料的新进展
有机电致发光材料的新进展 唐杰 （湖南工程学院化学化工学院，湘潭，411101） 摘要：介绍了有机电致发光材料的最新进展，对有机电致发光材料进行分类和评述，重点介绍载流子传输材料和发光材料(小分子发光材料，金属配合物发光材料和聚合物发光材料)的国内外研究现状，并对有机电致发光材料的应用前景进行评述。 关键词：有机电致发光；发光材料；有机小分子；金属配合物；聚合物 Abstract：The recent progress of organic electroluminescent materials was introduced. Various kinds of organic molecular materials and polymer materials used for organic electroluminescence at present were mainly described. The future application of the materials was described. Key words：organic electroluminescence；luminescent material；small organic molecule；organometallic complex；polymer 前言 有机电致发光(organic electro-luminescence )，也叫有机发光二极管(organic light-emitting diode)，简称为OLED[1]，是指有机物在电场作用下，受到电流电压的激发而发光的现象，是一种直接将电能转化光能的过程。该类材料具有低成本、制作简单、驱动电压低、体积小、响应时间短、重量轻、高导电性、良好的成膜性、视角宽、可大面积使用、柔韧性及可塑性好、自身可发光等显著优点，能够满足照明和显示技术高的需求，已经吸引了科学界和商业界的高度关注。目前国内外对OLED的研究主要集中在发光材料的研究，器件的制作和产品研发上。 在20世纪30年代的时候，人类就开始对有机电致发光材料进行研究了。最初的是1936年Destriau发现的，他将化合物不集中在聚合物中制备了薄膜。1963年，Pope、Lohmann、Helfrich和Willams等人都接连研究了稠环芳香族的蒽、萘等化合物，但大都由于诸多因素而使其发展受到限制。1982年，美国柯达集团的Vincett[2]等人，用真空沉积有机薄膜的这样方法得到有机电致发光材料。从此，对有机发光材料研究的帷幕拉开了。1987年，C.W.Tang[2，3]利用超薄薄膜技术，得到了有机电致发光的材料这一进展对有机发光材料研究的影响很大，全世界都
发光材料
发光材料 发光与发光材料的定义 什么是发光： 1、当某种物质受到激发（射线、高能粒子、电子束、外电场等）后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。 2、发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，这种发射过程具有一定的持续时间。 什么是发光材料： 能够实现上述过程的物质叫做发光材料。物质内部以某种方式吸收能量，将其转化成光辐射(非平衡辐射)的过程称为发光；在实际应用中，将受外界激发而发光的固体称为发光材料。它们可以粉末、单晶、薄膜或非晶体等形态使用，主要组分是稀土金属的化合物和半导体材料，与有色金属关系很密切。 高纯稀土氧化物Y2O3、Eu2O3、Gd2O3、La2O3、Tb4O7等制成的各种荧光体，广泛应用于彩色电视机、彩色和黑白大屏幕投影电视、航空显示器、X射线增感屏,以及用于制作超短余辉材料、各种灯用荧光粉等。 半导体发光材料有ZnS、CdS、ZnSe和GaP、GaAs1-xPx、GaAlAs、GaN等。主要用于制造各色大中型数字符号、图案显示器、数字显示钟、X 射线图像增强屏和长寿命各色发光二极管、数码管等。可见光发光二极管，因显示响应速度快而广泛应用于仪表、计算机，年产量成倍增长，不断取代其他显示器件
固体能带基本理论 固体中的光学跃迁 固体发光材料基本知识 发光的表征 光致发光材料的应用 1．反光材料这种材料可以将照在其表面上的光迅速地反射回来。材料不同，反射的光的波长范围也就不同。反射光的颜色取决于材料吸收何种波长的光并反射何种波长的光，因此必须要有光照在材料表面，材料表面才能反射光，如各种执照牌、交通标志牌等。光致发光材料是向外发光，而不是反射光。 2．荧光材料吸收一定波长的光，立刻向外发出不同波长的光，称为荧光，当入射光消失时，荧光材料就会立刻停止发光。更确切地讲，荧光是指在外界光照下，人眼见到的一些相当亮的颜色光，如绿色、橘黄色、黄色，人们也常称它们为霓虹光。 荧光材料分无机荧光材料和有机荧光材料。 无机发光材料 无机荧光材料的代表为稀土离子发光及稀土荧光材料，其优点是吸收能力强，转换率高，稀土配合物中心离子的窄带发射有利于全色显示，且物理化学性质稳定。由于稀土离子具有丰富的能级和 4f 电子跃迁特性，使稀土成为发光宝库，为高科技领域特别是信息通讯领域提供了性能优越的发光材料。目前, 常见的无机荧光材料是以碱土金属的硫化物（如 ZnS、CaS）铝酸盐（SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4）等作为发光基质，以稀土镧系元素[铕(Eu) 、钐( Sm) 、铒(Er) 、钕(Nd)等] 作为激活剂和助激活剂。 无机荧光体的传统制备方法是高温固相法，但随着新技术的快速更新，发光材料性能指标的提高需要克服经典合成方法所固有的缺陷，一些新的方法应运而生，如燃烧法、溶胶—凝胶法[、水热沉淀法、微波法等。 有机发光材料 在发光领域中，有机材料的研究日益受到人们的重视。因为有机化合物的种类繁多，可调性好，色彩丰富，色纯度高，分子设计相对比较灵活。根据不同的分子结构，有机发光材料可分为：(1) 有机小分子发光材料；(2) 有机高分子发光材料；(3) 有机配合物发光材料。这些发光材料无论在发光机理、物理化学性能上，还是在应用上都有各自的特点。 有机小分子发光材料种类繁多，它们多带有共轭杂环及各种生色团，结构易于调整，通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化。如恶二唑及其衍生物类，三
自发光材料
自发光材料 2008-07-17 14:41 蓄光型自发光材料又称为光致光超长余辉蓄光材料、非放射性蓄光材料、无电源自发光材料等。该材料主动吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光5～10分钟后，就可在黑暗中持续发光12小时以上，并可根据实际需要，使其发出红、绿、蓝、黄、紫等多种彩色光。目前，蓄光型自发光材料制品有发光涂料油漆、发光油墨、发光釉料、发光塑料、发光橡胶、发光皮革、发光玻璃、发光陶瓷、发光装饰石、发光铝塑复合板、发光工艺品等。由于其特有的高亮度、快吸光、长蓄光、化学稳定性好及耐候性强等优良理化性能，使其广泛应用于建筑装饰、交通运输、消防安全、电子通信、电力电器、仪器仪表、石油化工、地铁隧道、印刷印染、广吉牌匾、珠宝首饰等各个领域，是21世纪极有发展前途装饰发光材料。 一、蓄光型自发光材料的种类 （一）硫化物系列蓄光型自发光材料 硫化物系列蓄光型自发光材料主要包括硫化锌、硫化锌镉、硫化锶、硫化钡、硫化钙等。同时也是重要的阴极射线、电致发光的实用性发光材料。硫化物系列蓄光型自发光材料目前依旧有实用价值的材料有：发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu 系列，发光颜色为蓝色的CaS:Bi系列，发光颜色为红色的CaS:Eu系列。 （二）铝酸盐体系蓄光型自发光材料 铝酸盐体系蓄光型自发光材料具有发光效率高，化学稳定性好的特点。目前达到实用化程度的材料有：发光颜色为蓝紫色的CaAl2O4:Eu,Nb，发光颜色为蓝绿色的Sr4Al14O25:Eu,Dy，发光颜色为黄绿色的SrAl2O4:Eu,Dy，它们都有优异的长余辉发光性能，被人们誉为第二代蓄光型自发光材料，是蓄光型自发光材料发展的一个里程碑。 （三）硅酸盐体系蓄光型自发光材料 我国根据铝酸盐体系蓄光型自发光材料尚存在耐水性稍差，发光色较单一，对原材料纯度要求高，生产成本高等缺点，开展了硅酸盐体系蓄光型自发光材料研究，成功研制出数种耐水性好、紫外辐照性稳定、发光色多样、余辉亮度较高、余辉时间较长的硅酸盐体系蓄光型自发光材料，将蓄光型自发光材料的研究推向一个新的时代。目前研制的铕、镝激活的焦硅酸盐蓝色材料，其发光性能也优于铕、钕激活的铝酸盐蓝色发光材料。但总体来说，硅酸盐体系的发光性能尚未达到铝酸盐体系的水平，已达到应用水平的只有焦硅酸盐体系，含镁的正硅酸盐性能还未能得到应用，进一步提高硅酸盐体系的发光性能，还需做更深入的工作。 二、蓄光型自发光材料发光原理 蓄光型自发光材料是一类吸收了激发光能并储存起来，光激发停止后，再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来，并可持续几个甚至十几个小时的发光材
光致发光高分子材料
光致发光高分子材料 摘要：稀土高分子发光材料由于兼具稀土离子发光强度高、色纯度高和高分子材料优良的加工成型性能等优点而倍受瞩目。本文就稀土光致发光材料进行了分类，对其发光特性作了简要介绍，综述了其开发与应用的历史与现状，并介绍了其目前在各个领域的应用产品。 关键词：稀土；高分子；光致发光材料；长余辉材料 1前言 光致发光材料又称超余辉的蓄光材料。长余辉光致发光材料是吸收光能后进行蓄光而后发光的物质。它是一种性能优良，无需任何电源就能自行发光的材料。可利用其制成各种危险标识、警告牌；做成各种安全、逃生标志;在应付突发事件、事故中可发挥巨大的作用。在发生突发事故时，电源往往被切断，这使得许多依靠电源发光照明的安全标志失去了作用，而采用长余辉发光材料的安全标志此时将发挥其特殊的作用。因此长余辉光致发光材料的研究，具有重要的科学意义和实用性[1]。现在我们已开发出很多实用的发光材料。在这些发光材料中,稀土元素起的作用非常大[2,3]根据激发源的不同,稀土发光材料可分为光致发光材料、阴极射线(CRT)发光材料、X射线发光材料以及电致发光材料[4]。本文主要介绍光致发光材料. 2光致发光材料的发光原理[5] 发光材料被外加能量(光能)照射激发后，能量可以直接被发光中心吸收(激活剂或杂质)，也可被发光材料的基质吸收。在第一种情况下，吸收或伴有激活剂电子壳层内的电子向较高能级的跃迁或电子与激活剂完全脱离及激活剂跃迁到离化态(形成“空穴”)。在第二种情况下，基质吸收能量时，在基质中形成空穴和电子，空穴可能沿晶体移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回到较低(初始)能量级或电子和离子中心(空穴)再结合(复合)所致。即当外加能量(光能)的粒子与发光基质的原子发生碰撞而引起它们激发电离。电离出来的自由电子具有一定的能量，又可引起其他原子的激发电离，当激发态或电离态的原子重新回到稳定态时，就引起发光[6]。发光基质将所吸收的能量转换为光辐射，这
量子点发光材料综述
量子点发光材料综述 1.量子点简介 1.1量子点的概述 量子点(quantum dot, QD)是一种细化的纳米材料。纳米材料是指某一个维度上的尺寸小于100nm的材料，而量子点则是要求材料的尺寸在3个维度都要小于100nm[1]。更进一步的规定指出，量子点的半径必须要小于其对应体材料的激子波尔半径，其尺寸通常在1-10nm左右[2]。由于量子点半径小于对应体材料的激子波尔半径，量子点能表现出明显的量子点限域效应，此时载流子在三个方向上的运动受势垒约束，这种约束主要是由静电势、材料界面、半导体表面的作用或是三者的综合作用造成的。量子点中的电子和空穴被限域，使得连续的能带变成具有分子特性的分离能级结构[1]。这种分离结构使得量子点有了异于体材料的多种特性以及在多个领域里的特殊应用。 1.2量子点的特性 由于量子点中载流子运动受限，使得半导体的能带结构变成了具有分子原子特性的分离能级结构，表现出与对应体材料完全不同的光电特性。 1.2.1 量子尺寸效应 纳米粒子中的载流子运动由于受到空间的限制，能量发生量子化，连续能带变为分立的能级结构，带隙展宽，从而导致纳米颗粒的吸收和荧光光谱发生变化[3]。这种现象就是典型的量子尺寸效应。研究表明，随着量子点尺寸的缩小，其荧光将会发生蓝移，且尺寸越小效果越显著[4]。 1.2.2 表面效应 纳米颗粒的比表面积为A m=S V =4πR2 4 3 πR3 =3 R ，也就是说量子点比表面积随着颗 粒半径的减小而增大。量子点尺寸很小，拥有极大的比表面积，其性质很大程度上由其表面原子决定。当其表面拥有很大悬挂键或缺陷时，会对量子点的光学性质产生极大影响[5]。 1.2.3 量子隧道效应 量子隧道效应是基本的量子现象之一。简单来说，即当微观粒子(例如电子等)能量小于势垒高度时，该微观粒子仍然能越过势垒。当多个量子点形成有序阵列，载流子共同越过多个势垒时，在宏观上表现为导通状态。因此这种现象又
简述蓄光型自发光材料与发光人造石材
简述蓄光型自发光材料与发光人造石材 蓄光型自发光材料又称为光致光超长余辉蓄光材料、非放射性蓄光材料、无电源自发光材料等。该材料主动吸蓄太阳光、灯光、紫外光、杂散光等可见光5-10min后，就可在黑暗中持续发光12h以上，并可根据实际需要，使其发出红、绿、蓝、黄、紫等多种彩色光。目前，蓄光型自发光材料制品有发光涂料、发光油漆、发光油墨、发光釉料、发光塑料、发光橡胶、发光皮革、发光玻璃、发光陶瓷、发光装饰石、发光铝塑复合板、发光工艺品等。由于其特有的高亮度、快吸光、长蓄光、化学稳定性好及耐候性强等优良理化性能，使其广泛应用于建筑装饰、交通运输、消防安全、电子通信、电力电器、仪器仪表、石油化工、地铁隧道、印刷印染、广告牌匾、珠宝首饰等各个领域，是二十一世纪极有发展前途的装饰发光材料． 将蓄光型自发光材料按一定比例掺人到人造石材中，可使其具有原本材料的外观和性能，又具备夜间发光的特殊装饰效果，白天晚上皆可欣赏，尤其在夜间特别理想，一改以往灯光装饰与石材各占一角各主其事的局面，使二者有机地结合到一起，从而使人造石材产品显得美妙神奇、清新高雅，点缀都市夜生活，给建筑物增添情调及艺术效果，且对于节约电力资源和作为防止火患的应急照明光源有着巨大而实用的意义。 1蓄光型自发光材料的种类
1.1硫化物系列蓄光型自发光材料硫化物系列蓄光型自发光材料主要包括硫化锌、硫化锌锅、硫化银、硫化钡、硫化钙等。同时也是重要的阴极射线、电致发光的实用发光材料。硫化物系列蓄光型自发光材料目前依旧有实用价值的材料有:发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu系列，蓝色的CaS:Bi系列，红色的CaS:Eu系列。 1.2铝酸盐体系蓄光型自发光材料 铝酸盐体系蓄光型自发光材料具有发光效率高，化学稳定性好的特点。目前达到实用化程度的材料有:发光颜色为蓝紫色的CaAl2O4:Eu，Nb，蓝绿色的Sr4All4O25:Eu，Dy，黄绿色的SrAl2O4:Eu，Dy，它们都有优异的长余辉发光性能，被人们誉为第二代蓄光型自发光材料，是蓄光型自发光材料发展的一个里程碑。 1.3硅酸盐体系蓄光型自发光材料 我国根据铝酸盐体系蓄光型自发光材料尚存在耐水性稍差，发光色较单一，对原材料纯度要求高，生产成本高等缺点，开展了硅酸盐体系蓄光型自发光材料研究，成功研制出数种耐水性好、紫外辐照性稳定、发光色多样、余辉亮度较高、余辉时间较长的硅酸盐体系蓄光型自发光材料，将蓄光型自发光材料的研究推向一个新的时代。目前研制的铕、镝激活的焦硅酸盐蓝色材料，其发光性能也优于铕、钕激活的铝酸盐蓝色发光材料。但总体来说，硅酸盐体系的发光性能尚未达到铝酸盐体系的水平，已达到
粉末电致发光材料晶体生长和发光特性(精)
粉末电致发光材料晶体生长和发光特性 本论文研究了Cu~+对ZnS：Cu电致发光材料发光特性的影响；讨论了晶体生长过程中灼烧温度、助熔剂的作用及对发光材料结构、粒度、发光特性的影响；采取相变技术和采用掺入两种激活剂的方法较大地提高了粉末电致发光材料的发光性能。研究表明,随着Cu+掺入量的增加,材料发光亮度随之增加,Cu+掺入浓度为0.15%时,发光材料的亮度达到最大,但发光亮度并不会随着Cu+掺杂浓度的增加一直增大。同时借助光致发光光谱进一步研究了ZnS：Cu的发光机理及发光特性,Cu+浓度小于0.15%时,光致发光光谱的峰值随Cu+浓度增加而逐渐增大,当Cu+浓度为0.15%时,光致发光光谱的峰值达到最大, Cu+浓度大于0.15%时,光致发光光谱的峰值开始迅速下降。通过改变灼烧温度及灼烧气氛达到改变晶体粒度的大小,随着焙烧温度的提高,ZnS：Cu的平均粒度增大,在800℃到1250℃之间可以获得平均粒度在5/μm-22/μm的发光材料,发光材料的亮度也呈增大的趋势。虽然助熔剂Br-、Cl-的加入对发光材料的粒度影响较小,但Br-、C1-起电荷补偿作用,可增加Cu+在晶体中的溶解度。我们采用晶体相变技术,获得了以立方相结构为主、结晶好、亮度高的绿色发光材料。本文提出在ZnS基质材料中同时掺入Cu+、Au+两种激活剂,通过改变掺杂比例来探索提高粉末电致发光材料发光性能的方法,在ZnS晶体中它们以一价阳离子形式进入ZnS晶格中,形成更多的发光中心。通过在基质ZnS材料中掺入Cu+和Au+两种不同浓度的激活剂,在不影响材料颜色的前提下,较大地提高了电致发光材料的亮度。论文的完成对改善绿色交流粉末电致发光材料ZnS：Cu的发光特性,获得优质的ZnS：Cu绿色发光材料及拓宽材料的应用领域有着重要的经济和现实意义。 同主题文章 [1]. Aron ,Vecht ,朱自熙. 八十年代粉末电致发光(EL)技术' [J]. 发光学报. 1981.(03) [2]. 近期外文资料索引' [J]. 液晶与显示. 1986.(06) [3]. 周连祥. 一种研究粉末电致发光(EL)器件频率特性的新方法' [J]. 发光学报. 1992.(01) [4]. 王金忠,杜国同,王新强,闫玮,马燕,姜秀英,杨树人,高鼎 三,Chang ,R ,P ,H. 退火对ZnO薄膜结构及发光特性的影响' [J]. 光学学报. 2002.(02) [5]. 谢伦军,陈光德,竹有章,汪,屿. ZnO薄膜表面和边缘的发光特性(英文)' [J]. 发光学报. 2006.(06)
发光二极管的作用及分类详细资料
发光二极管的作用及分类详细资料 关键字：LED(2891) 发光二极管的作用及分类详细资料 发光二极管的作用 发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。图4-21是共电路图形符号。 发光二极管也与普通二极管一样由PN结构成，也具有单向导电性。它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。 2．发光二极管的分类 发光二极管有多种分类方法。 按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。 按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。 按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种，图4-22为几种发光二极管的外形。
塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而圆形发光二极管的外径从￠2~￠20mm，分为多种规格。 按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。 另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。 3．普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。 图4-23是普通发光二极管的应用电路。 普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
有机小分子电致磷光材料研究进展
*江苏省高技术项目资助(编号BG2005034) 王小亮:男,硕士 E -mail:chem )xiaoliang.student@sina.co m 有机小分子电致磷光材料研究进展* 王小亮,孙岳明,蒋 伟,王 启,宋坤忠 (东南大学化学化工学院,南京210096) 摘要 在过去20年对小分子电致发光器件的研究中,由于没有充分利用三线态激子能量,器件的内量子效率存在25%的理论极限。由于有机磷光染料可以同时利用其单线态和三线态激子,理论上可以使器件的内量子效率达到100%,突破了25%的理论极限,因而近几年在小分子主体材料中掺杂磷光染料制成器件的研究备受关注。综述了近几年金属有机电致磷光材料的研究进展,重点评述了金属铱配合物在分子设计上的研究进展,同时论述了其发光机理和掺杂剂材料以及器件制作的研究进展,展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景,并提出了今后磷光材料的发展方向。 关键词 金属铱配合物 电致发光 磷光材料 发光机理 Progress in Research on Organic Small Molecule Electrophosphorescent Materials WANG Xiaoliang,SU N Yueming,JIAN G Wei,WANG Qi,SONG Kunzhong (Scho ol of Chemist ry and Chemical Eng ineering,Southeast U niversit y,Nanjing 210096) Abstract D ur ing the past tw o decades,the tr iplet excito n states of electr opho sphor escent mater ials are no t fully utilized.L ater,electr oluminescences based o n o rg anic pho sphor escent complex es hav e draw n par ticular attent ion in r ecent year s.T he notable adv antag e of phospho rescences is that they can simultaneo usly utilize both sing let and trip -let ex cito n states w hich can reach to 100%internal quantum efficiency theo retica lly.T his article r eview s the pro g ress in research on or ganometallic com plex es used as electro phosphorescent materia ls in o rg anic lig ht -emitting diodes(O LED)in recent years,focusing on the development of heav y metal iridium com plexes.It also discusses the g enuine elect ro -phospho rescent mechanism and some developments in using phosphor escent dopants.It includes the pr ospect of the de -v elo pment of o rg ano metallic electro pho sphor escent materials.A nd it also puts for war d the way s o f future dev elo pment for phosphorescent mat erials. Key words org anometallic ir idium com plex ,elect ro luminescence,phospho rescent mater ial,electr opho spho -r escent mechanism 0 引言 有机电致发光(Elect rolum inescence,以下简称EL )具有效率高、响应速度快、视角广、柔性显示、主动发光、色彩鲜艳等众多优点,使其在第三代平板显示中最具竞争力。1987年美国柯达公司的T ang 等[1]采用超薄膜技术,以8-羟基喹啉铝(A lq 3)作为发光层,并首次引入空穴传输层,获得了低压直流驱动高亮度有机电致发光器件。1990年英国剑桥大学Burro ughes 等[2]以聚乙烯为发光材料制成了高分子器件。1998年Junji K ido 等[3]利用A lmq 3作为发光材料,制成发光器件,最大亮度达到140000cd/m 2,外量子效率达到7.1%,在全世界学术界引起了极大的轰动。2001年Baldo 等[4]把(ppy)2Ir(acac)掺杂在T A Z 中,制备了最大外量子效率为19%和功效率为65lm/W 发绿光的高效磷光器件。该器件的内量子效率几乎达到100%[5,6],将电致发光的效率提高到了前所未有的高度。因此,对于重金属配合物,特别是铱配合物电致磷光材料和器件的研究已成为目前有机电致发光领域研究的热点[7~9]。 由于有机小分子蒸镀所需要的温度较高,对掺杂剂材料的稳定性要求比较高,目前这一领域的研究主要集中在如何提高器件的发光效率、增加器件的稳定性、延长器件的使用寿命、实现全色显示等方面。本文从以上几个方面重点评述了近几年重金属铱配合物材料的研究进展。 1 有机电致发光基本机理的研究进展 最初的有机电致发光二极管的结构为单层夹心式,主要由阳极、阴极、有机发光层组成。如图1所示[10],从一个电极注入的载流子可能不经过复合直接漂移或扩散到电极另一侧,从而导致复合效率和发光效率的降低。为了提高电荷传输效率,保持电子和空穴注入后复合的平衡,一些多层结构的器件相继被开发出来。实验证明寿命主要受空穴注入的影响[11],通过阳极缓冲层CuPc 的引入可以适当抑制空穴向空穴传输层(HT L )的注入[12],掺杂剂的引入又会产生空穴陷阱而降低空穴在HT L 中的移动。 #26#材料导报 2007年4月第21卷第4期