「发光材料」发光材料与器件

今天我们来聊聊发光材料,以下6个关于发光材料的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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发光材料的分类

发光材料的发光方式是多种多样的，主要类型有：光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。 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。至21世纪初，, 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。 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，三唑及其衍生物类，罗丹明及其衍生物类，香豆素类衍生物，1,8-萘酰亚胺类衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺类衍生物，卟啉类化合物，咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物，苝类衍生物等。它们广泛应用于光学电子器件、DNA诊断、光化学传感器、染料、荧光增白剂、荧光涂料、激光染料[7]、有机电致发光器件(ELD)等方面。但是小分子发光材料在固态下易发生荧光猝灭现象，一般掺杂方法制成的器件又容易聚集结晶，器件寿命下降。因此众多的科研工作者一方面致力于小分子的研究，另一方面寻找性能更好的发光材料，高分子发光材料就应运而生了。

有机高分子光学材料通常分为三类：(1) 侧链型：小分子发光基团挂接在高分子侧链上，(2) 全共轭主链型：整个分子均为一个大的共轭高分子体系，(3) 部分共轭主链型：发光中心在主链上，但发光中心之间相互隔开没有形成一个共轭体系。二十一世纪初以来，所研究的高分子发光材料主要是共轭聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。还有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，在二十一世纪初，研究得也比较多。

还可以把发光基团引入聚合物末端或引入聚合物链中间，Kenneth P. Ghiggino等把荧光发色团引入 RAFT 试剂，通过 RAFT 聚合，把荧光发色团连在聚合物上。从以上的各种发光聚合物中可以看出，多数是主链共轭的聚合，主链聚合易形成大的共轭面积，但是其溶解性、熔融性都降低，加工起来比较困难；而把发光基团引入聚合物末端或引入聚合物链中间时，又只有端基发光，分子量不会很大，若分子量很大，则发光基团在聚合物中含量低，荧光很弱。而侧链聚合物发光材料，是对主链共轭聚合物的有力补充。

3． 自发光体 这种材料经常被当作光致发光物体。自发光物体在黑暗中可发光，但事先不需要暴露在日光下。这些材料通常作为表盘上的发光标记以及用于长期发光的物体的制作，它们含有放射性元素。

4． 磷光物体 由于含有磷元素而发光，这种材料也经常被当成光致发光材料。

什么材料夜间能发光，就象荧光棒一样？

发光粉。蓄光型发光颜料是粉末状光致蓄光发光材料，通过吸收各种可见光实现发光功能，并可多次循环使用。该品不含放射性元素，可作为一种添加剂。

该颜料在亮处呈现本身的外观色彩，暗处则发出不同颜色的光，呈现良好的低度应急照明、指示标识和装饰美化的功能。用该颜料制成的各种发光制品。

发光粉的利用

人们在实际生活中利用夜光粉长时间发光的特性，制成弱照明光源，在军事部门有特殊的用处，把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志，门的把手等处，也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座、钓鱼钩等)。

这些发光部件经光照射后，夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光，使人们可辨别周围方向，为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中，使颜色更鲜艳，小孩子穿上有夜光的纺织品，可减少交通事故。

发光二极管的主要材料是什么？

发光二极管的发光材料是硅和锗等材料制作成。

当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

应用：

由于发光二极管亮度的提高和价格的下降，再加上长寿命、节电，驱动和控制较霓虹灯简易，不仅能闪烁，还能变色，所以用超高亮度LED做成的单色、多色乃至变色的发光柱配以其他形状的各色发光单元。

装饰高大建筑物、桥梁、街道及广场等景观工程效果很好，呈现一派色彩缤纷、星光闪烁及流光异彩的景象。已有不少单位生产LED光柱达万米以上，彩灯几万个，正逐步推广，估计会逐步扩大单独形成一种产业。

发光材料的原理

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。

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。

夜光材料分为几种？

夜光材料就是指物质能在黑暗的环境中，发出各色的荧光。其实，人类对夜光材料的使用，已经有了相当悠久的历史。比如人们戴的夜光表，就是把夜光材料用在了手表的盘面上所制造成的。但是很多人都不知道，我们平常所使用的夜光物品虽然好看，但是却会对人体产生一定的危害。

夜光材料通常可以分为两种，自发光型和蓄光型。自发光型夜光材料可连续不断的发光，不仅在黑夜能发光，白天也同样能发光。它的基本成分是由放射性的材料组成的，所以不需要从外部吸收大量的能量。可是，因为它含有放射性的物质，所以在使用的时侯，受到非常大的限制，另外，对废弃后的处理也是一个问题。

蓄光型的夜光材料一般都很少含有放射性的物质，所以它不存在使用方面的限制，但是，它要靠吸收外部的光能才可以发光，而且要储备足够多的光能，才能保证连续不断的发光。辉度不够是蓄光型夜光材料的一个缺陷。比如，像我们以前一直使用硫化锌，来作为余辉型荧光体，但是它发光的时间太短，辉度更是不够。于是后来人们就掺和了一种放射性同位素，钜147，发光的效果是理想了，但是由于放射性同位素的介入，使得它不符合环境保护的要求。

所以，科学家们长期以来研究的一个课题，就是研制一种高效而又无公害的蓄光型发光材料。在这个方面，日本的科学家首先在世界上取得了重大的突破，他们研制出了一种发光的元件，既不含有放射性的物质，又能在整个黑夜中一夜保持发光，而且亮度也非常高，是传统夜光材料的100倍，真的可以称得上是一种划时代的夜光材料。

科学家在研究中使用锶铝酸盐作为母体结晶，掺入了高纯度的氧化铝及碳酸锶等稀土类的金属，在高温的条件下烧结，形成原料后加以粉碎，然后是筛选。最后发现，颗粒小的材料密合性能比较好，辉度也比较低，而实际上能使用的是直径为50微米左右的颗粒。科学家反复试验了各种成分在材料中的比例，找出了能组成最佳发光体的比较理想的成分。

蓄光型的发光材料，完全可以使用在地铁车站的隧道之中。像地铁车站里的各种显示牌，开始以为不能够使用这种蓄光型的发光材料，因为，主要是考虑到地下无法储蓄一定量的光能。但是，经过试验证明，使用这种无公害蓄光型的发光材料后，效果还是很好的。地铁列车每隔几分钟就有一趟开过，经过站牌的时间仅有10秒钟左右，要在这么短的时间内为发光元件补充能量，其实，列车车厢内透出的灯光，就完全可以满足需要。

这种无公害高效蓄光型夜光材料，被广泛的推广后，它可以有很多的用途。如果人们以它为载体，完全可以大量的利用太阳光这个清洁的无公害能源。

发光材料的应用有哪些

发光材料一般分为：光致发光材料、电致发光材料、灯用发光材料、X射线致发光材料。舞台设计用的比较多的一般是电致发光材料，颜色种类多、舞台效果好。比如：台下手舞的荧光棒、台上用冷光线做的各种彩色图案等 电致发光(英文electroluminescent)，简称EL，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子解级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。

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