CN101928558A - 一种白色上转换发光材料 - Google Patents

Abstract

一种白色上转换发光材料，其使用绿色或蓝色上转换发光材料，经过添加一定量荧光染料，在红外激光激发下，可转换组合成白色发光。它包括基础上转换发光材料，在其中充分混合加入重量比为0.1％-20％的荧光染料，其特征是在不可见近红外光800nm-1600nm照射下转换组合产生白色可见发光。本发明白色上转换发光材料可以应用在近红外激光探测、红外激光显示、光纤通信指示、生物跟踪试剂、显微成像、激光光纤照明等多学科技术领域。

Description

一种白色上转换发光材料

技术领域

本发明属于红外激光及发光材料应用技术领域。

背景技术

现有上转换发光材料均是以稀土材料体系为主的发光材料，其具备上转换发光效率高、发射光谱窄等特点，中国专利01138927.3，中国专利96122293.X，中国专利01138920.6，US5541012，US7648648等揭示其制备方法，并已经具有成熟的红、蓝、绿颜色的材料合成技术。

现有白色上转换发光材料技术不足处是，由于已知的蓝色及红色上转换发光材料，其发光效率远低于绿色上转换发光材料，当实施传统红、蓝、绿三基色调配白光时发光效率很低，以至目前在应用中无法实际使用。

本发明白色上转换发光材料，其使用绿色或蓝色上转换发光材料，经过添加一定量荧光染料，在红外激光激发下，可转换组合成白色发光。

本发明白色上转换发光材料可以应用在近红外激光探测、红外激光显示、光纤通信指示、生物跟踪试剂、显微成像、激光光纤照明、红外成像等多学科技术领域。

发明内容

一种白色上转换发光材料，它包括基础上转换发光材料，在其中充分混合加入重量比为0.1％-20％的荧光染料，其特征是在不可见近红外光800nm-1600nm照射下转换组合产生白色可见发光。

本发明中的基础上转换发光材料在近红外光激发照射下，至少可以产生黄绿色、绿色、蓝色、紫色中的一种或一种以上混合发光颜色。在现有已知各类上转换发光材料中，绿色发光的效率及强度是最高，本发明中如选用绿色的上转换发光材料为基础材料，其效果将为最佳。本发明在980nm激光下有较好的发光强度。

基础上转换发光材料所发出的可见光作为激发光源，并被荧光染料所吸收，荧光染料再次发出其特征发光颜色。基础上转换发光材料与荧光染料加入重量比为100∶0.1-20时，可以产生冷白、暖白等各类白光色调。当偏离该比例关系时，可以产生荧光染料及上转换发光材料的自身特征混合光谱。

本发明中的荧光染料能够吸收可见光黄色、绿色、蓝色、紫色中的至少一种，并发出黄色、橙色、红色中的一种，其可与基础上转换发光材料转换组合成白色发光。

本发明中的基础上转换发光材料及荧光染料，可以混合分散在透明液体或胶体中，形成白色发光的液体或胶体。

本发明中的基础上转换发光材料及荧光染料，可以混合分散在透明塑料、玻璃、树脂薄膜中。形成白色发光的塑料、玻璃、薄膜。

本发明中的基础上转换发光材料也可以独立形成涂层或薄膜，其表面再覆盖独立的荧光染料涂层或薄膜，同样可以产生白色上转换发光，同时也可以形成其它颜色的发光。

具体实施方式

一种白色上转换发光材料，它包括基础上转换发光材料，在其中充分混合加入重量比为0.1％-20％的荧光染料，其特征是在不可见近红外光800nm-1600nm照射下转换组合产生白色可见发光。

本发明中涉及的基础上转换发光材料在近红外光激发照射下，其发射光谱在550nm-430nm，至少可以产生黄绿色、绿色、蓝色、紫色中的一种或一种以上混合发光颜色。其材料可以是含有稀土激活剂的氧化物、氟化物、硫化物、聚合物等，具有红外上转换发光特性的发光粉体微颗料材料，也可以是微晶陶瓷材料。在现有已知各类上转换发光材料中，绿色发光的效率及强度是最高，本发明中如选用绿色的上转换发光材料为基础材料，如使用市场牌号KPT-HT111绿色上转换发光材料，会产生较佳效果，其发光强度是三基色配比白光强度的20倍以上。

本发明中涉及的荧光染料可以吸收基础上转换发光材料产生的可见光波长能量，如黄色、绿色、蓝色、紫色光中的至少一种，并发射出黄色、橙色、红色中的一种，其可与基础上转换发光材料转换组合成白色发光。荧光染料可以是有机、高分子等材料体系，也可以是具备荧光特性的无机材料，如：罗丹明B、稀土聚合物、7-氨基-4-甲基香豆素、无机YAG等材料，罗丹明B对绿色激发光具有较高的吸收率。

基础上转换发光材料所发出的可见光作为激发光源，并被荧光染料所吸收，再次发出其特征发光颜色。基础上转换发光材料与荧光染料加入重量比为100∶0.1-20时，可以产生冷白、暖白等各类白光色调。当偏离该比例关系时可以产生荧光染料及上转换发光材料的特征混合光谱，使用该方法产生的长波可见发光，如黄、橙、红、粉等等，其发光效率要大于单质稀上红色上转换发光材料。

本发明中的基础上转换发光材料及荧光染料，可以混合分散在透明液体或胶体中，形成白色上转换发光的液体或胶体。当基础上转换发光材料颗粒度处于纳米尺寸及微颗粒尺寸时，可以悬浮于液体或胶体中，如：10-100纳米的基础材料在乙醇中可以悬浮；2-10微米的基础材料在硅胶中可以悬浮。同时按比例加入的荧光染料也可以稳定的分散在透明液体或胶体中。当红外激光照射时，液体或胶体可以产生白色发光。

本发明中的基础上转换发光材料及荧光染料，可以混合分散在透明塑料、玻璃、树脂薄膜中，形成白色发光的塑料、玻璃、薄膜。基础上转换发光材料可以分散在PVC、玻璃、树脂等材料中。塑料与树脂可以加入有机的荧光染料，玻璃中可以加入无机荧光材料。

本发明中的基础上转换发光材料也可以独立形成涂层或薄膜，其表面再覆盖独立的荧光染料涂层或薄膜，同样可以产生白色上转换发光，同时也可以形成其它颜色的发光。

本发明优点在于

1)发光效率高：已知各类上转换发光材料中，绿色发光效率及强度是最高，本发明中如选用绿色的上转换发光材料为基础材料，会产生最佳白光效果，其发光强度是三基色配比白光强度的20倍以上。本发明在980nm激光下有最佳的发光强度。

2)使用简单：本发明实施工艺简单，可以使用材料混合简单工艺，也可以使用独立形成涂层薄膜覆盖，其可以分布在液体、胶体、固体材料中。

3)颜色可以调节：本发明可以产生白色发光的方法中，材料配比有较宽的范围，可以产生冷白、暖白等各类白光色调，当偏离该比例关系时还可以形成其它颜色的发光，如黄、橙、红、粉等等，并有较高的发光效率。

本发明白色上转换发光材料可以应用在：近红外不可见激光探测、跟踪、校对、识别、指示，实现红外激光显示屏幕，通信领域光纤维修保养，生物医药细菌病毒跟踪试剂的检测，生命科学动植物的动态显微成像，远距离激光光纤照明，标签防伪、夜视近红外线成像仪器等多学科技术领域。

实施例1

取绿色上转换发光材料1000克，加入1.3克的罗丹明B，充分混合，其使用980nm激光照射下产生白光；将其混入环氧树脂中并涂成透明或半透明膜，其在980nm激光照射下产生高亮度白光。

实施例2

取蓝色上转换发光材料1000克，加入150克的YAG发光材料，充分混合后，其使用980nm激光照射下产生冷色调白光；将其混入环氧树脂中并涂成透明或半透明膜，其在980nm激光照射下产生冷色调白光。

实施例3

取黄绿色上转换发光材料1000克，加入5.5克的7-氨基-4-甲基香豆素，充分混合，其使用980nm激光照射下产生暖白色光；将其混入环氧树脂中并涂成透明或半透明膜，其在980nm激光照射下产生高亮度暖白色光。

在上面针对本发明较好的实施方式作了举例说明后，对本领域的技术人员来说应明白的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种白色上转换发光材料，它包括基础上转换发光材料，在其中充分混合加入重量比为0.1％-20％的荧光染料，其特征是在不可见近红外光800nm-1600nm照射下转换组合产生白色可见发光。

2.如权利要求1所述，基础上转换发光材料在近红外光激发照射下，至少可以产生黄绿色、绿色、蓝色、紫色中的一种或一种以上混合发光颜色。

3.如权利要求1所述，荧光染料可以吸收可见光黄色、绿色、蓝色、紫色中的至少一种，并发出黄色、橙色、红色中的一种，其可与基础上转换发光材料转换组合成白色发光。

4.如权利要求1所述，基础上转换发光材料及荧光染料可以混合分散在透明液体或胶体中，形成白色发光的液体或胶体。

5.如权利要求1所述，基础上转换发光材料及荧光染料可以混合分散在透明塑料、玻璃、树脂薄膜中，形成白色发光的塑料、玻璃、薄膜。