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發光材料
(吸收能量將其轉化成光輻射的材料)
鎖定
發光材料是指能夠以某種方式吸收能量,將其轉化成光輻射(非平衡輻射)的物質材料。物質內部以某種方式吸收能量,將其轉化成光輻射(非平衡輻射)的過程稱為發光。
- 中文名
- 發光材料
- 外文名
- Luminescent materials
- 拼 音
- fā guāng cái liào
發光材料原理
2、發光就是物質在熱輻射之外以光的形式發射出多餘的能量,這種發射過程具有一定的持續時間。
發光材料結構
高純稀土氧化物Y2O3、Eu2O3、Gd2O3、La2O3、Tb4O7等製成的各種熒光體,廣泛應用於彩色電視機、彩色和黑白大屏幕投影電視、航空顯示器、X射線增感屏,以及用於製作超短餘輝材料、各種燈用熒光粉等。
半導體發光材料有ZnS、CdS、ZnSe和GaP、GaAs1-xPx、GaAlAs、GaN等。主要用於製造各色大中型數字符號、圖案顯示器、數字顯示鍾、X 射線圖像增強屏和長壽命各色發光二極管、數碼管等。可見光發光二極管,因顯示響應速度快而廣泛應用於儀表、計算機,年產量成倍增長,不斷取代其他顯示器件
發光材料分類
發光材料無機材料
無機熒光材料的代表為稀土離子發光及稀土熒光材料,其優點是吸收能力強,轉換率高,稀土配合物中心離子的窄帶發射有利於全色顯示,且物理化學性質穩定。由於稀土離子具有豐富的能級和 4f 電子躍遷特性,使稀土成為發光寶庫,為高科技領域特別是信息通訊領域提供了性能優越的發光材料。至21世紀初,常見的無機熒光材料是以鹼土金屬的硫化物(如 ZnS、CaS)鋁酸鹽(SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4)等作為發光基質,以稀土鑭系元素[銪(Eu) 、釤( Sm) 、鉺(Er) 、釹(Nd)等] 作為激活劑和助激活劑。
發光材料有機材料
在發光領域中,有機材料的研究日益受到人們的重視。因為有機化合物的種類繁多,可調性好,色彩豐富,色純度高,分子設計相對比較靈活。根據不同的分子結構,有機發光材料可分為:(1) 有機小分子發光材料;(2) 有機高分子發光材料;(3) 有機配合物發光材料。這些發光材料無論在發光機理、物理化學性能上,還是在應用上都有各自的特點。
有機小分子發光材料種類繁多,它們多帶有共軛雜環及各種生色團,結構易於調整,通過引入烯鍵、苯環等不飽和基團及各種生色團來改變其共軛長度,從而使化合物光電性質發生變化。如惡二唑及其衍生物類,三唑及其衍生物類,羅丹明及其衍生物類,香豆素類衍生物,1,8-萘酰亞胺類衍生物,吡唑啉衍生物,三苯胺類衍生物,卟啉類化合物,咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物,苝類衍生物等。它們廣泛應用於光學電子器件、DNA診斷、光化學傳感器、染料、熒光增白劑、熒光塗料、激光染料[7]、有機電致發光器件(ELD)等方面。但是小分子發光材料在固態下易發生熒光猝滅現象,一般摻雜方法制成的器件又容易聚集結晶,器件壽命下降。因此眾多的科研工作者一方面致力於小分子的研究,另一方面尋找性能更好的發光材料,高分子發光材料就應運而生了。
有機高分子光學材料通常分為三類:
(1) 側鏈型:小分子發光基團掛接在高分子側鏈上,
(2) 全共軛主鏈型:整個分子均為一個大的共軛高分子體系,
(3) 部分共軛主鏈型:發光中心在主鏈上,但發光中心之間相互隔開沒有形成一個共軛體系。二十一世紀初以來,所研究的高分子發光材料主要是共軛聚合物,如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。還有聚三苯基胺,聚咔唑,聚吡咯,聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等,在二十一世紀初,研究得也比較多。
從以上的各種發光聚合物中可以看出,多數是主鏈共軛的聚合,主鏈聚合易形成大的共軛面積,但是其溶解性、熔融性都降低,加工起來比較困難;而把發光基團引入聚合物末端或引入聚合物鏈中間時,又只有端基發光,分子量不會很大,若分子量很大,則發光基團在聚合物中含量低,熒光很弱。而側鏈聚合物發光材料,是對主鏈共軛聚合物的有力補充。
發光材料應用
1. 反光材料 這種材料可以將照在其表面上的光迅速地反射回來。材料不同,反射的光的波長範圍也就不同。反射光的顏色取決於材料吸收何種波長的光並反射何種波長的光,因此必須要有光照在材料表面,材料表面才能反射光,如各種執照牌、交通標誌牌等。光致發光材料是向外發光,而不是反射光。
2. 熒光材料 吸收一定波長的光,立刻向外發出不同波長的光,稱為熒光,當入射光消失時,熒光材料就會立刻停止發光。更確切地講,熒光是指在外界光照下,人眼見到的一些相當亮的顏色光,如綠色、橘黃色、黃色,人們也常稱它們為霓虹光。
熒光材料分無機熒光材料和有機熒光材料。