畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）--發(fā)光材料對新能源的貢獻(xiàn)與發(fā)展

1、<p><b>　　XXXX學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 發(fā)光材料對新能源的貢獻(xiàn)與發(fā)展 　</p><p>　　院 （系） 化學(xué)化工學(xué)院 </p><p&g

2、t;　　專業(yè)班級 應(yīng)用化工技術(shù)2007級 </p><p>　　學(xué)生姓名 XX 學(xué)號 XXXXXXXX </p><p>　　指導(dǎo)教師 XX 職稱 </p><p>　　評閱教師 職稱

3、 </p><p>　　2010年 6 月 1 日</p><p>　　重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　發(fā)光材料對新能源的貢獻(xiàn)與發(fā)展</p><p>　　學(xué)生姓名： XX </p><p>　　指導(dǎo)老師： XX

4、 </p><p>　　專 業(yè)： 應(yīng)用化工技術(shù)07級 </p><p>　　院 （系）： 化學(xué)化工學(xué)院 </p><p>　　2010年 6月 1 日</p><p><b>　　注 意 事 項(xiàng)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：</

5、p><p>　　封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）</p><p><b>　　題名頁</b></p><p>　　中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞</p><p><b>　　外文摘要、關(guān)鍵詞 </b></p><p>　　目次頁（附件不統(tǒng)一編入）</p>&

6、lt;p>　　論文主體部分：引言（或緒論）、正、參文、結(jié)論考文獻(xiàn)</p><p>　　附錄（對論文支持必要時(shí)）</p><p>　　論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。</p><p>　　附件包括：任務(wù)書、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。</p>

7、<p><b>　　文字、圖表要求：</b></p><p>　　文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫</p><p>　　工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫</p><p&g

8、t;　　畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印</p><p>　　圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上</p><p>　　軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔裝訂順序</p><p><b>　　設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　附件：按照任務(wù)書、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝

9、訂</p><p><b>　　其它</b></p><p>　　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院

10、或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在各種類

11、型的激發(fā)作用下能發(fā)光的物質(zhì)叫發(fā)光材料。自然界中的許多物質(zhì)，包括無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，或多或少可以發(fā)光。發(fā)光材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通、軍事，是一種精細(xì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。發(fā)光材料按其組分可分為無機(jī)發(fā)光材料和有機(jī)發(fā)光材料。目前應(yīng)用的發(fā)光材料主要是無機(jī)發(fā)光材料。并且主要是固體材料（少數(shù)為氣體和液體）。在固體材料中，用的最多的是粉末狀多晶，其次是薄膜和單晶。有機(jī)發(fā)光材料與無機(jī)發(fā)光材料比較，種類繁多，既有小分子材料，也有聚合物材料，還有金屬配合物。有機(jī)發(fā)

12、光材料的發(fā)光材料的性能與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，通過改變發(fā)光材料的分子結(jié)構(gòu)。就可以獲得不同發(fā)光性能及物理性能。有機(jī)發(fā)光材料也有廣泛應(yīng)用，但是有機(jī)發(fā)光分子的穩(wěn)定性一般不如無機(jī)材料。所以，目前的有機(jī)發(fā)光材料不能用于陰極射線發(fā)光以及場發(fā)射顯示等領(lǐng)域。高效、高亮度的有機(jī)材料電致發(fā)光器件自發(fā)明以來，有機(jī)發(fā)光材料的研究及應(yīng)用取得了巨大發(fā)展。</p><p>　　發(fā)光材料被廣泛地用在各種顯示、照明和醫(yī)療等領(lǐng)域。深入開展發(fā)光材料合成方

13、法學(xué)研究，解決其可控合成與制備難題，揭示不同形態(tài)和尺度下材料結(jié)構(gòu)與其發(fā)光性能的關(guān)系，為人類的便捷生活和新能源的研究提供更好的幫助。在氣候壓力日趨加大的今天,低碳生活方式已成為全球共識,作為低碳產(chǎn)業(yè)的代表,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭突飛猛進(jìn),成為發(fā)展速度最快、發(fā)展前景最為看好的朝陽產(chǎn)業(yè)之一。</p><p>　　關(guān)鍵詞：粉末發(fā)光材料 單晶 薄膜 蓄光型發(fā)光材料</p><p><b>　　AB

14、STRACT</b></p><p>　　Fires in various types of lights under the action of a substance called phosphors. Many substances in nature, including inorganic compounds and organic compounds, more or less can s

15、hine. Light-emitting materials in industrial, medical, transportation, military, is a fine high technology industry. Luminescent material according to its components can be divided into luminescent materials and organic

16、light-emitting material. The present application of luminescent material mainly luminescent materia</p><p>　　Luminescent material is widely used in a variety of display, lighting, medical, and other fields.

17、Develop luminescent material synthesis methodology, solve their problem controllable synthesis and preparation, revealing the different forms and scales material structure and optical properties of relation, convenient f

18、or human life and new energy to provide better help. Increased pressure on climate increasingly today, low-carbon lifestyle has become a global consensus, as the representative of th</p><p>　　Key words: Powd

19、er-emitting materials ；Single crystal ；Film；Luminescent light-emitting materials</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要II</b&g

20、t;</p><p><b>　　1緒 論1 </b></p><p>　　1.1 發(fā)光與發(fā)光材料1</p><p>　　1.2 發(fā)光材料的國內(nèi)外現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 研究課題的目的及意義2</p><p>　　2常用發(fā)光材料及其制備 4</p><p

21、>　　2.1粉末發(fā)光材料的制備4</p><p>　　2.2薄膜的制備8</p><p>　　2.3單晶的制備9</p><p>　　2.4有機(jī)發(fā)光材料10</p><p>　　2.4.1有機(jī)小分子發(fā)光材料11</p><p>　　2.4.2金屬配合物11</p><p>　　

22、2.4.3高分子聚合物12</p><p>　　3有機(jī)蓄光發(fā)光制品13</p><p><b>　　3.1發(fā)光膜13</b></p><p>　　3.2發(fā)光涂料15</p><p>　　3.3發(fā)光反光膜16</p><p>　　4無機(jī)蓄光發(fā)光制品17</p><p&

23、gt;　　4.1發(fā)光陶瓷17</p><p>　　4.2發(fā)光玻璃18</p><p><b>　　5結(jié) 論19</b></p><p>　　5.1 應(yīng)用前景20</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)22</p><p><b>　　致 謝23</b></p&

24、gt;<p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　從20世紀(jì)以來，國內(nèi)外在發(fā)光材料和發(fā)光涂料的研制、開發(fā)方面，有較大的進(jìn)展。特別是我國“十一·五”規(guī)劃提出節(jié)能、降耗、減排的基本國策后，又涌現(xiàn)了一大批科研機(jī)構(gòu)，他們在L E D以及P D P方面取得了非?？上驳目蒲谐晒蟠蟠龠M(jìn)了我國光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。發(fā)光材料被廣泛地用在各種顯示、照明和醫(yī)療等領(lǐng)域。深入開展

25、發(fā)光材料合成方法學(xué)研究，解決其可控合成與制備難題，揭示不同形態(tài)和尺度下材料結(jié)構(gòu)與其發(fā)光性能的關(guān)系，為人類的便捷生活和新能源的研究提供更好的幫助。在氣候壓力日趨加大的今天,低碳生活方式已成為全球共識,作為低碳產(chǎn)業(yè)的代表,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭突飛猛進(jìn),成為發(fā)展速度最快、發(fā)展前景最為看好的朝陽產(chǎn)業(yè)之一。</p><p>　　1.1發(fā)光與發(fā)光材料</p><p>　　在高激發(fā)密度下，許多物質(zhì)能產(chǎn)生發(fā)光，

26、但并不是這些能發(fā)光的物質(zhì)都稱為發(fā)光材料。對與發(fā)光材料沒有嚴(yán)格的定義，究竟什么樣的材料、發(fā)光效率有多高才算發(fā)光材料，均沒有嚴(yán)格的限定。通常人們所說的發(fā)光材料基本上指該種材料主要用于發(fā)光方面的應(yīng)用，或者是在某種場合下 主要作為發(fā)光材料應(yīng)用。發(fā)光材料的種類很多，既包括無機(jī)材料也包括有機(jī)材料。</p><p>　　無機(jī)發(fā)光的應(yīng)用比較早，相關(guān)研究開展也比較早。無機(jī)發(fā)光材料一般是由基質(zhì)材料和摻雜中心組成。從基質(zhì)材料的組成看，

27、無機(jī)發(fā)光發(fā)光材料主要硫代鎵酸鹽等；從發(fā)光中心看，又分為過渡金屬中心離子發(fā)光材料、稀土離子中心發(fā)光材料等；也有些發(fā)光材料不摻雜發(fā)光中心也能發(fā)光，通常叫本征發(fā)光材料。這些發(fā)光材料的應(yīng)用很廣泛，從應(yīng)用的角度的分類比較復(fù)雜，一般可分為：陰極射線發(fā)光材料，主要用于陰極射線管熒光屏的發(fā)光材料；燈粉，各種熒光燈用的發(fā)光粉；電致發(fā)光材料，用于各種電致發(fā)光器件的發(fā)光材料，其中粉末發(fā)光器件與薄膜發(fā)光器件又有所不同。長余輝發(fā)光材料，可以把能量儲(chǔ)存起來，慢慢發(fā)

28、光，光線比較弱，適用于黑暗條件下的指示路標(biāo)等，其優(yōu)點(diǎn)是去掉激發(fā)后能持續(xù)發(fā)光很長時(shí)間，主要用于應(yīng)急出口等安全指示標(biāo)識；等離子顯示、FED顯示用熒光粉也有特殊要求；白光LED熒光粉也是無機(jī)發(fā)光材料的一個(gè)新的應(yīng)用方向；III-V族半導(dǎo)體雖然不叫發(fā)光材料，卻可以制備發(fā)光效率很高的LED。</p><p>　　有機(jī)發(fā)光材料與無機(jī)發(fā)光材料比較，種類繁多，既有小分子材料，也有聚合物材料，還有金屬配合物。有機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光材料的

29、性能與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，通過改變發(fā)光材料的分子結(jié)構(gòu)。就可以獲得不同發(fā)光性能及物理性能。有機(jī)發(fā)光材料也有廣泛應(yīng)用，但是有機(jī)發(fā)光分子的穩(wěn)定性一般不如無機(jī)材料。所以，目前的有機(jī)發(fā)光材料不能用于陰極射線發(fā)光以及場發(fā)射顯示等領(lǐng)域。高效、高亮度的有機(jī)材料電致發(fā)光器件自發(fā)明以來，有機(jī)發(fā)光材料的研究及應(yīng)用取得了巨大發(fā)展。</p><p>　　1.2發(fā)光材料應(yīng)用的國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　隨著低碳經(jīng)濟(jì)

30、的發(fā)展，世界各國對產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保指標(biāo)要求越來越高，故而對所用材料要求越來越嚴(yán)格。美、歐等國紛紛提出產(chǎn)品綠色指令，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，電子信息、汽車以及建筑等領(lǐng)域?qū)Σ牧系妮p質(zhì)化、綠色環(huán)保的要求越來越迫切，新材料企業(yè)與下游用戶聯(lián)合開發(fā)新技術(shù)的需求不斷加大，縱向聯(lián)合開發(fā)模式日益成為主流。 歐盟各成員國都有自己的新材料發(fā)展規(guī)劃。歐盟在2007年3月通過的一項(xiàng)能源戰(zhàn)略計(jì)劃中承諾，到2020年將可再生清潔能源占總能源的比例提高到20％。這將給新能

31、源材料的應(yīng)用提供巨大的市場。歐盟委員會(huì)2009年3月宣布，歐盟將在2013年之前投資1050億歐元支持歐盟地區(qū)的“綠色經(jīng)濟(jì)”，促進(jìn)就業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長，保持歐盟在“綠色技術(shù)”領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。這筆巨額款項(xiàng)將全部用于環(huán)保項(xiàng)目以及與其相關(guān)的就業(yè)項(xiàng)目，其中540億歐元將用于幫助歐盟成員國落實(shí)和執(zhí)行歐盟的環(huán)保法規(guī)，280億歐元將用于改善水質(zhì)和提高對廢棄物的處理和管理水平。無疑這為低碳新材料的發(fā)展帶來了巨大商機(jī)。</p><p&g

32、t;　　如今，全世界正在掀起一股用稀土節(jié)能燈取代傳統(tǒng)白熾燈的熱潮。因?yàn)橄⊥凉?jié)能燈只需白熾燈耗電量的20%就能達(dá)到同等的照明效果?？梢哉f在全球范圍內(nèi)淘汰白 熾燈，推廣使用稀土節(jié)能熒光燈的潮流洶涌澎湃，勢不可擋。2007年甚至可以稱作是具有劃時(shí)代意義的“稀土綠色照明年”。稀土發(fā)光材料種類繁多，目前已形成四大主流產(chǎn)品:信息顯示用熒光粉、燈用三基色熒光粉、稀土金屬鹵化物和長余輝熒光粉。其中，燈用稀土熒光燈粉用量最大，消耗稀土最多，對節(jié)能和環(huán)保的

33、貢獻(xiàn)也最為突出。</p><p>　　1.3 研究課題的目的及意義</p><p>　　目前我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長，使能源開發(fā)利用面臨需求增大和環(huán)境污染的雙重壓力。而能源利用效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重是我國亟待克服的重要問題。發(fā)展新能源及其儲(chǔ)能材料在受到化學(xué)家重視的同時(shí)，也引起政府部門的關(guān)注，科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化研究正相伴而行。我國化學(xué)家可望在未來幾年里創(chuàng)制和開發(fā)出多種新型發(fā)光材料，使我國能源的綜合

34、優(yōu)化利用取得優(yōu)異成績，從而減緩我國的能源緊張和環(huán)境污染的壓力。</p><p>　　如今在歐洲和北美等西方發(fā)達(dá)國家，新型自發(fā)光材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在消防、船舶、建筑、交通、鐵路、軍事等領(lǐng)域，塑料、涂料、化纖也已經(jīng)和發(fā)光材料配合研制出各種新產(chǎn)品。據(jù)了解，日本和韓國甚至在利用該用材料研究可以發(fā)光的化妝品?？梢哉f發(fā)光產(chǎn)業(yè)在國外己經(jīng)初步形成，因此，隨著這種新型發(fā)光材料的普遍利用，一個(gè)圍繞發(fā)光材料而形成的行業(yè)將逐步形成。由于各

35、種公共場所的建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，如何在緊急事故發(fā)生時(shí)有效疏散人員，成為世界各國安全和技術(shù)專家急待解決的問題。由于以電力為主導(dǎo)的疏散系統(tǒng)性能無法確保其穩(wěn)定性，因此尋找一種不需其他能源供應(yīng)就能夠在黑夜中自發(fā)光的產(chǎn)品，是各國發(fā)光材料研究人員的工作重點(diǎn)。</p><p>　　2001年美國9.11事件給全世界帶來的經(jīng)濟(jì)損失無疑是巨大的。不但美國經(jīng)濟(jì)受到重創(chuàng)，多數(shù)向美國出口相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)也遭受重大損失，但是眾多企業(yè)中，唯獨(dú)

36、全世界數(shù)百家生產(chǎn)自發(fā)光緊急疏散系統(tǒng)的企業(yè)，卻從中大大受益，9.11事件之后這些企業(yè)的訂單大量增加。因?yàn)閬碜悦绹蕾Q(mào)大樓保安公司的消息表明，世貿(mào)大樓中采用的自發(fā)光緊急疏散系統(tǒng)，在大樓遭受襲擊后的人群疏散中，發(fā)揮了非常重要的作用。而2000年前中國河南洛陽的大火，由于緊急疏散指示燈在一分鐘后便熄滅，導(dǎo)致傷亡人數(shù)成倍增加，煙臺(tái)大舜號沉船事故發(fā)生后，船上的緊急疏散系統(tǒng)同樣因?yàn)殡娏Φ目萁叨茨馨l(fā)揮應(yīng)有作用乘客傷亡慘重?？梢哉f，中國在應(yīng)用自發(fā)光材

37、料的程度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。但是，世界上主要生產(chǎn)自發(fā)光產(chǎn)品的廠家，發(fā)光原料卻主要從中國大連的一家企業(yè)進(jìn)口。美國9.11事件，將為這種高科技的自發(fā)光材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展提供契機(jī)。</p><p>　　實(shí)際上，西方多數(shù)國家己經(jīng)通過立法規(guī)定，建筑中必須使用新型環(huán)保自發(fā)光產(chǎn)品，歐盟國家也己頒布相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前在德國法蘭克福機(jī)場，法國戴高樂機(jī)場，德國電信大樓，歐洲空中客車和美國波音，麥道飛機(jī)，英國倫敦地鐵等眾多建筑和產(chǎn)

38、品中，新型自發(fā)光材料已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　2常用發(fā)光材料及其制備方法</p><p>　　在各種類型的激發(fā)作用下能發(fā)光的物質(zhì)叫發(fā)光材料。自然界中的許多物質(zhì)，包括無機(jī)化合物和有機(jī)化合物，或多或少可以發(fā)光。發(fā)光材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通、軍事，是一種精細(xì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，因激發(fā)方式及具體應(yīng)用場合不同，對發(fā)光材料的性能都會(huì)有不同

39、的要求。因而首先要根據(jù)要求，設(shè)計(jì)或選擇所要制備的材料體系，使之能有效地吸收外界的激發(fā)能，并有效地轉(zhuǎn)換成所需要的光能。對發(fā)出的光能通常也都有一定的要求，諸如發(fā)光的光譜（或顏色）、余輝的長短、發(fā)光隨周圍環(huán)境條件（溫度）的變化及壽命等。應(yīng)從發(fā)光的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：激發(fā)過程、激發(fā)態(tài)的運(yùn)動(dòng)和發(fā)光性能來考慮選擇合適的基質(zhì)和發(fā)光中心及其他具有特定功能的中心，例如敏化中心、儲(chǔ)能中心等。發(fā)光材料的制備過程就是要找出一種基質(zhì)材料，并在其中適量地?fù)竭M(jìn)所需要的各種

40、中心[1]。不管哪種發(fā)光材料，一個(gè)共同的要求，就是發(fā)光效率高。所以要設(shè)法抑制各種損耗能的過程特別是材料中各種缺陷造成的猝滅中心，即要減少各種有害的結(jié)構(gòu)缺陷和那些使發(fā)光猝滅或產(chǎn)生不需要譜帶的其他雜質(zhì)。</p><p>　　發(fā)光材料按其組分可分為無機(jī)發(fā)光材料和有機(jī)發(fā)光材料。</p><p>　　目前應(yīng)用的發(fā)光材料主要是無機(jī)發(fā)光材料。并且主要是固體材料（少數(shù)為氣體和液體）。在固體材料中，用的最多

41、的是粉末狀多晶，其次是薄膜和單晶[2]。</p><p>　　2.1粉末發(fā)光材料的制備</p><p>　　發(fā)光材料通常是些微小的晶體，顆粒大小在幾微米到十幾微米。粉末材料的應(yīng)用最廣，在各種激發(fā)方式的發(fā)光中都很廣泛。實(shí)際應(yīng)用中種類繁多，最重要的有以下幾類化合物：硫系（硫化物、硒化物、碲化物）；含氧酸鹽（磷酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、釩酸鹽、鎢酸鹽）；氧化物、硫氧化物、鹵氧化物等。這些化合物的陽離

42、子一般都是周期表的第Ⅱ族元素（鋅、鉻、汞、錳和鍶）和稀土元素。</p><p>　　（1）高溫固相反應(yīng) 粉末發(fā)光材料的制備傳統(tǒng)上采用高溫固相反應(yīng)，這樣既保證了所有物質(zhì)形成良好的晶體結(jié)構(gòu)，有保證了在這一結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生有益缺陷而提供具有特定發(fā)光性能的物質(zhì)。由于粉末發(fā)光材料的化學(xué)組成及晶格結(jié)構(gòu)對發(fā)光性能的影響很大，而影響這些性能的因素有很多，因此對于各種不同的發(fā)光材料，制備方法有多種多樣[3]。就同一材料，在不同單位其工

43、藝過程及條件也不完全一樣。粉末發(fā)光材料的基本過程及其原理仍有共同的規(guī)律，基本包括下列階段：原料的制備、提純、配料、灼燒、后處理。</p><p>　?、僭系闹苽浜吞峒?要獲得好的發(fā)光材料，首先要求材料有很高的純度。有害雜質(zhì)對發(fā)光材料性能的影響極為敏感。不同發(fā)光材料有不同的要求。如ZnS為基質(zhì)的發(fā)光材料，其硫化物中的Fe、Co、Ni、Mn的含量不得超過1×10-5%；Cu含量不得超過5×10

44、-6%（制備過程中要避免接觸這些金屬器皿）。而磷酸鹽、硅酸鹽、鎢酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料，允許雜質(zhì)含量不超過2×10-4%；稀土發(fā)光材料的原料純度一般是99.99%以上。各種雜質(zhì)對發(fā)光材料的影響不同，同一雜質(zhì)對不同發(fā)光材料的影響也一樣。惰性雜質(zhì)對發(fā)光性能影響較小，分離比較復(fù)雜，可不必嚴(yán)格除去[4]。</p><p>　　總之，在制備發(fā)光材料時(shí)，若沒有足夠的原料，就要先對原料提純，或?qū)ｉT制備純的原料。對不同的

45、雜質(zhì)，提純的方法也不同，如蒸餾、升華。重結(jié)晶、沉淀反應(yīng)、雜志的色層分離等。</p><p>　　②配發(fā) 光材料的基本原料為基質(zhì)和激活劑。基質(zhì)是組成發(fā)光材料主體的化合物，原本不發(fā)光或發(fā)光很弱。激活劑是摻入到基質(zhì)中能形成發(fā)光中心的雜質(zhì)，激活劑的用量一般都很少，為基質(zhì)的10-5%～10-2%。發(fā)光材料的化學(xué)表示式中一般都寫出基質(zhì)和激活劑，如Zn2SiO4:Mn中的正硅酸鋅是基質(zhì)，錳是激活劑。發(fā)光材料中還含有敏化劑、共

46、激活劑（與激活劑協(xié)同激活基質(zhì)的雜質(zhì)，增強(qiáng)激活劑引起的發(fā)光），這些雜質(zhì)也常出現(xiàn)在化學(xué)表示式中。制備發(fā)光材料時(shí)，除了這些基本原料外，長加有助熔劑、還原劑、疏松劑等，以改善發(fā)光粉的質(zhì)量[5]。</p><p>　　具體過程是先按化學(xué)表示式計(jì)算好各種原料，以基質(zhì)為100%確定激活劑、助熔劑等的含量；再將它們均勻地混合在一起，可以把固態(tài)原料混合物長時(shí)間地研磨，也可把原料配成溶液互相混合。如制備ZnS(49.5%)，CdS(

47、49.5%):Ag(1%)，將0.5kg ZnS、0.5kg CdS（基質(zhì)）和含20g NaCl（助熔劑）和0.15g激活劑AgNO3（內(nèi)含0.1gAg）的溶液混合均勻[6]。</p><p>　?、圩茻?灼燒是把配好的原料在一定環(huán)境氣氛。一定溫度下加熱處理一定時(shí)間，使原來不發(fā)光的配料變成發(fā)光材料。灼燒過程中的主要作用是：基質(zhì)組分間的化學(xué)反應(yīng)，形成結(jié)晶基質(zhì)，激活劑進(jìn)入基質(zhì)形成要求的發(fā)光中心。顯然灼燒是很關(guān)鍵的一

48、步，灼燒條件（溫度、氣氛、時(shí)間等）直接影響著發(fā)光性能的好壞，都需要根據(jù)所需制備的材料仔細(xì)選擇。</p><p>　　灼燒溫度主要依賴于基質(zhì)特性，取決于組分的熔點(diǎn)、擴(kuò)散速度和結(jié)晶能力，一般在800～14000C之間。有的材料灼燒溫度不同，就具有兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能也差別很大。</p><p>　　灼燒時(shí)的環(huán)境氣氛對發(fā)光性能影響很大。比如爐絲金屬氣體會(huì)使發(fā)光體“中毒”，氧氣會(huì)使一些材料

49、氧化發(fā)黃，硫系化合物對氧特別敏感，即使只有微量氧氣和水分都會(huì)使發(fā)光性能顯著變壞，所以需要根據(jù)基質(zhì)和激活劑的性質(zhì)，選定保護(hù)氣氛。有的用N2 或 Ar等惰性氣體，有的用還原性氣氛H2、H2S、S等，也有需要氧化氣氛氣體。</p><p>　　灼燒時(shí)間的長短，取決于原料間的反應(yīng)速度、原料的數(shù)量。而影響反應(yīng)速度的主要因素是溫度；還與原料顆粒大小，混合均勻程度有關(guān)，通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定最佳值。</p><p

50、>　　灼燒是個(gè)很復(fù)雜的過程。除了上述三個(gè)影響因素之外，裝料方式、進(jìn)爐及出爐的時(shí)間、冷卻的快慢等，都對發(fā)光性能有影響。</p><p>　?、芎筇幚?后處理包括選粉、洗粉、包裹、篩選等工藝。這些環(huán)節(jié)常常直接影響發(fā)光材料的特性。</p><p>　　在灼燒過程中，由于器皿內(nèi)壁及氣氛等原因，會(huì)有一些不合格的產(chǎn)物，它們的發(fā)光不強(qiáng)，或者顏色不對，或者體色不好，或有其他雜物，需在紫外燈下根據(jù)發(fā)

51、光情況進(jìn)行剔除。洗粉是洗去助熔劑、過量的激活劑和其他可溶性雜質(zhì)，它們往往會(huì)使發(fā)光材料在使用中發(fā)黑變質(zhì)，穩(wěn)定性降低，壽命縮短。洗粉的方法有水洗、酸洗、堿洗，但并不是所有的發(fā)光材料都需要這一工藝。清理之后，得到發(fā)光材料進(jìn)行研磨、過篩，有的還要按粒度分選。有些發(fā)光材料還要在顆粒表面包敷上一層有某些化合物形成的保護(hù)膜，以防止發(fā)光材料在使用中或在制作發(fā)光屏過程中，與周圍的某些化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被破壞，有時(shí)也可改善發(fā)光材料的的粘著性質(zhì)，如Y2O3

52、: Eu的包膜是將該粉放入硅酸鉀K2O4·xSiO2硫酸鋁溶液中，混合攪拌幾分鐘后，靜止澄清，倒去清夜，水洗2～3次，再加GeO2的飽和溶液充分?jǐn)嚢瑁ú凰矗?。Al2(SiO3)3沉淀在Y2O3: Eu的顆粒表面上。GeO2的作用是防止Y2O3: Eu在感光膠中水解。</p><p>　　⑤設(shè)備要求 在高溫固相反應(yīng)制取發(fā)光材料過程中，所使用的設(shè)備及器具都是有嚴(yán)格的要求。盛溶液的設(shè)備最適合的材料是高質(zhì)量

53、的瓷器、石英、化學(xué)上穩(wěn)定的玻璃或聚四氟乙烯塑料等。現(xiàn)在灼燒時(shí)幾乎唯一的辦法是用石英器皿。這種材料具有耐熱性，因?yàn)樗呐蛎浵禂?shù)低在0～1300°C溫度范圍內(nèi)，平均為1×10-6/°C;同時(shí)軟化溫度高（約1400°C），在800～1300°C時(shí)（在這一般溫度范圍內(nèi)大部分發(fā)光材料都能形成）石英最合適。因?yàn)榕c合成發(fā)光材料所用的具有各種性能的反應(yīng)混合物比較，它具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性；按其雜質(zhì)含量來說

54、它它有很高的純度。坩堝、試管、舟皿、管子及其它物品也可用石英制作。</p><p>　　在灼燒過程中有的固相反應(yīng)要求絕氧。除了向爐膛通入氮?dú)馔?，還可在坩堝內(nèi)放置一個(gè)盛有碳粉的小坩堝，再蓋上坩堝蓋，萬一反應(yīng)器內(nèi)殘存有極少氧氣，在高溫下它將先與碳發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳而被除去。有的灼燒升溫或降溫要求分步進(jìn)行，且每步升溫或降溫的速度不同，這就要求灼燒的爐子要具有程序控制裝置，且控溫誤差要小。</p><

55、;p>　　無論是選擇生產(chǎn)使用的設(shè)備材料，還是對工作系統(tǒng)輸送或排風(fēng)，空氣都需要保持清潔[7]。</p><p>　　幾種新型制備方法 傳統(tǒng)的高溫固相合成存在不少弊端，如反應(yīng)溫度高、產(chǎn)品易結(jié)塊、顆粒均勻性差等。20世紀(jì)90年代以來，隨著交叉科學(xué)和新技術(shù)的發(fā)展，制備無機(jī)粉末的新方法層出不窮。</p><p>　?、偎疅岱?水熱法是在一定溫度和壓力下，利用溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的合成方法

56、。在高溫、高壓條件下，水處于臨界或超臨界狀態(tài)。發(fā)硬活性提高，物質(zhì)在水中的物性和化學(xué)反應(yīng)性能均有很大改變，因此水熱化學(xué)反應(yīng)易于常態(tài)，具有其他合成方法無法替代的特點(diǎn)。</p><p>　　水熱反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：由于在水熱條件下反應(yīng)物反應(yīng)性能的改變、活性的提高，水熱合成方法有可能代替固相反應(yīng)以及難于進(jìn)行的合成反應(yīng)，并產(chǎn)生一系列新的合成方法；由于在水熱條件下的中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊物相易于形成，因此能合成與開發(fā)一系列特種

57、介穩(wěn)結(jié)構(gòu)、特種凝聚態(tài)的新合成產(chǎn)物；能夠使低熔點(diǎn)化合物、高蒸汽壓且不能在熔體中生成的物質(zhì)、高溫分解相在水熱低溫條件下結(jié)晶生成；水熱的低溫、等壓、溶液的條件，有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以及易于控制結(jié)晶產(chǎn)物的粒度；由于易于調(diào)節(jié)水熱條件下的環(huán)境氣氛，因而有利于低價(jià)態(tài)、中間價(jià)態(tài)與特殊價(jià)態(tài)化合物的生成，并能均勻地進(jìn)行摻雜[8]。</p><p>　?、谌苣z-凝膠法 溶膠-凝膠法是在溫和條件下

58、，將金屬醇鹽或無機(jī)鹽等原料經(jīng)水解、縮聚等化學(xué)反應(yīng)，有溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，然后在較低的溫度下燒結(jié)成無機(jī)固體材料的方法。</p><p>　　與傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)相比，溶膠-凝膠法具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：能通過多種反應(yīng)物的溶液混合，為進(jìn)一步反應(yīng)提供了優(yōu)質(zhì)原料，避免了固相反應(yīng)只在界面發(fā)生的局限性；屬低溫反應(yīng)過程，既簡化了過程，節(jié)約了能源，又避免了因結(jié)燒溫度高而從反應(yīng)氣中引入了雜質(zhì)；產(chǎn)品的純度高，因?yàn)榭梢允褂酶呒冊希胰軇┰谔?/p>

59、理過程中易被除去，反應(yīng)過程及凝膠的微觀結(jié)構(gòu)都易于控制，大大減少了副反應(yīng)的進(jìn)行；適宜在生產(chǎn)過程中采用新技術(shù)。</p><p>　?、畚⒉ǚ?微波是指頻率為3×108～3×1012Hzf范圍內(nèi)的電磁波，其相應(yīng)的波長為0.1～1000mm。所謂微波合成是指用微波輻射來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱源，均勻混合的原料通過自身對微波能量的吸收（或耗散）達(dá)到一定的高溫，從而完成燒結(jié)過程。例如（Y，Gd）BO3:Eu3+的

60、合成即按一定化學(xué)配比稱取反應(yīng)物，充分混合放入坩堝，置于微波爐中加熱一定時(shí)間，取出冷卻即可。</p><p>　　微波合成法不同于傳統(tǒng)的借助熱量輻射、傳導(dǎo)加熱方法。由于微波能可直接穿透樣品，里外同時(shí)加熱，不需要傳熱過程，瞬時(shí)可達(dá)一定溫度。由于微波加熱在很短時(shí)間內(nèi)就能將能量轉(zhuǎn)移給樣品，是樣品本身發(fā)熱，而微波設(shè)備本身不輻射能量，因此可避免環(huán)境高溫，改善工作環(huán)境。經(jīng)分析，產(chǎn)品的各種發(fā)光性能和指標(biāo)都不低于常規(guī)方法，產(chǎn)品疏松

61、且粒度小，分布均勻，色澤純正，發(fā)光效率高，有較高的應(yīng)用價(jià)值[9]。</p><p>　　沉淀法是僅用沉淀操作從溶液中制備氫氧化物等難溶化合物；共沉淀法一般是把化學(xué)原料以溶液狀態(tài)混合，并向溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯?，使溶劑中已?jīng)混合均勻的各個(gè)組分按化學(xué)計(jì)量比共同沉淀出來，再煅燒分解制備出微細(xì)粉料產(chǎn)品；均勻沉淀法是采用尿素作為沉淀劑，因?yàn)槟蛩厮芤菏窃?0°C左右發(fā)生水解，生成(NH2)2OH,用水解速率（即通

62、過控制溫度、濃度）來控制粒子的生長速度，這樣生成的超微粒子團(tuán)聚現(xiàn)象大大減少。尿素分解反應(yīng)如下：</p><p>　　（NH2）2CO+3H2O→2NH4OH+CO2 </p><p>　　沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度低，樣品純度高，顆粒均勻，粒徑小，化學(xué)活性大。</p><p>　?、萑紵?燃燒合成。又稱自蔓延高溫合成是利用生成化合物時(shí)釋放的反應(yīng)熱和產(chǎn)生的高溫，是合成

63、過程獨(dú)自維持下去直至反應(yīng)結(jié)束，從而在很短的時(shí)間內(nèi)合成所需的材料。</p><p>　　燃燒法與常規(guī)方法不同之處在于：只需在起始階段自外部施加一點(diǎn)引燃所必需的熱能，化學(xué)反應(yīng)一旦發(fā)生，就不必繼續(xù)外加能量，而會(huì)自動(dòng)蔓延，自動(dòng)持續(xù)下去。因此，該方法過程簡便，投資少，能量利用充分；產(chǎn)品純度高，產(chǎn)量高；以及在反應(yīng)過程中，材料經(jīng)歷了很大的溫度變化、非常高的加熱和冷卻速率，使生物中非平衡相和缺陷比較集中，因此某些產(chǎn)物比用傳統(tǒng)方法

64、制造的產(chǎn)物更具活性，可以制造某些非化學(xué)計(jì)量比的產(chǎn)品、中間產(chǎn)物以及介穩(wěn)相等。</p><p>　　以上簡單介紹了幾種典型的無機(jī)粉末發(fā)光材料合成的新方法，可以看出，不論哪一張都有其新穎和獨(dú)到之處，同時(shí)也有需要完善的方面。因此制備新的發(fā)光材料應(yīng)根據(jù)情況選擇適宜的實(shí)驗(yàn)方案，從而確定最合適的方法。</p><p><b>　　2.2薄膜制備</b></p><

65、;p>　　雖然薄膜形成的發(fā)光材料可以在多種激發(fā)形式下發(fā)光，但真正有實(shí)用價(jià)值的主要是電致發(fā)光。薄膜電致發(fā)光與粉末電致發(fā)光有很多相似的地方，但它們在制備方法和結(jié)構(gòu)上差別很大。薄膜是僅僅由微晶彼此連接而成，不含其它介質(zhì)；而粉末材料通常要靠粘接材料結(jié)合在一起形成薄層。薄膜的厚度的薄，一般在1微米左右，均勻致密，可以獲得較高的分辨率。</p><p>　　①在原材料灼燒前加入激活劑，然后將這些材料直接蒸發(fā)，得到電致發(fā)

66、光薄膜。</p><p>　?、谙戎瞥蒢nS薄膜，然后將它埋在所需激活劑的粉末材料中，經(jīng)高溫灼燒，使激活劑擴(kuò)散到ZnS薄膜里，而使薄膜激活。</p><p>　?、蹖nS:Mn薄膜浸在稀的銅鹽水溶液中，經(jīng)處理使其表面形成一層硫化銅，得到直流電致發(fā)光薄膜。</p><p>　?、軐nS和稀土氟化物或單質(zhì)分別裝在兩個(gè)舟形坩堝里，同時(shí)蒸發(fā)，獲得電致發(fā)光薄膜。</

67、p><p>　?、蓦x子注入法，如將Mn離子以10kv的能量注入到ZnS薄膜中。然后在600°C氬氣氛中處理，用Al作為背電極而獲得ZnS:Mn薄膜。</p><p>　　薄膜發(fā)光材料的制備，常常于它的器件制備工藝結(jié)合在一起，一般不需要先專門制成發(fā)光材料再制備發(fā)光屏。真空鍍膜是指在真空環(huán)境下，利用物理和化學(xué)手段將物質(zhì)沉積在載體表面。該方法分為兩大類：物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積。<

68、/p><p>　　物理氣相沉積是利用物理過程將物質(zhì)沉積在基片的表面，基本技術(shù)包括：蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍膜。</p><p>　　化學(xué)氣相沉積是通過氣態(tài)的化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)物經(jīng)過不同的條件發(fā)生一定發(fā)應(yīng)而在基片表面形成固態(tài)薄膜。用此方法可以制成多種材料組成的膜，如單質(zhì)、化合物、氧化物、氮化物等薄膜。根據(jù)要形成的薄膜，采用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)以及適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件，如溫度、氣體濃度、壓力等參數(shù)[10]。<

69、;/p><p><b>　　2.3單晶的制備</b></p><p>　　由于單晶的結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，沒有多晶材料中那么多的界面和表面，因而在單晶內(nèi)部，光的傳播和載流子的運(yùn)動(dòng)受到的障礙較少，易于控制。利用單晶，還便于形成一些特定的人工結(jié)構(gòu)來獲得特定的功能。因而在有些實(shí)際應(yīng)用中，要求發(fā)光材料是單晶體[11]。</p><p>　　人工生長單晶的方法是按其

70、晶體生長時(shí)的狀態(tài)，可分為氣相法、液相法和固相法。液相法又分為溶液法和熔融法。這里就一些主要的晶體生長方法進(jìn)行簡要介紹。</p><p>　?。?）氣相生長法 氣相生長法就是把原料氣化后再使其冷卻凝聚成單晶的方法，適用于本身或中間產(chǎn)物能夠氣化的物質(zhì)的單晶，分為升華法和氣相反應(yīng)法。</p><p>　　升華法是使置于高溫區(qū)的原料氣化，在低溫區(qū)凝結(jié)而得到單晶的方法，可在靜態(tài)，也可在動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)內(nèi)

71、進(jìn)行。</p><p>　　氣相反應(yīng)法是由氣相化合法、熱分解法和還原法。其優(yōu)點(diǎn)是比液相法和固相法易得到比較優(yōu)質(zhì)的單晶，但生長速度慢，得到的晶體尺寸小，給加工和應(yīng)用帶來不便。</p><p>　　溶液生長法 從溶液中生長單晶的基本原理是使晶體原料作為溶質(zhì)的飽和和溶液而發(fā)生的結(jié)晶過程。用溶液法生長晶體，可以在遠(yuǎn)低于其熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，適于制備那些高溫易分解、氣相或發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變的晶體。溶液生

72、長法包括降溫法、蒸汽法、循環(huán)流動(dòng)法、水熱法、助溶劑法等。</p><p>　　降溫法是在晶體生長過程中不斷降低生長溶液溫度的晶體生長方法。把欲生長成晶體的原材料溶解到適當(dāng)?shù)娜軇┲信渲瞥娠柡腿芤?，在其中放入晶體，以一定的速率降低溶液溫度，使溶液過飽和，溶質(zhì)就在晶種面上析出，隨著溶液溫度的繼續(xù)下降使晶體不斷長大。顯然，降溫法適用于溶質(zhì)對溶劑的溶解度的溫度系數(shù)為正，而且溶解度大的場合[12]。</p>&

73、lt;p>　　蒸發(fā)法是指晶體生長過程中溶液溫度保持恒定并不斷蒸發(fā)溶劑，以保持溶液溶液在晶體生長過程中處于過飽和狀態(tài)，促使溶質(zhì)在預(yù)先放入母液中的晶體上析出，適用于溶解度的溫度溫度系數(shù)為負(fù)或溶解度溫度系數(shù)不大的物質(zhì)的晶體生長。</p><p>　　循環(huán)流動(dòng)法是將溶液配制容器、過熱處理容器和晶體生長容器串連在一起。組成一個(gè)連續(xù)的封閉的溶液流動(dòng)體系[13]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是生長溫度與過飽和度固定，而且節(jié)省原料和裝置

74、所占空間，調(diào)節(jié)方便，使晶體在最有利的生長溫度和合最合適的過飽和溶液下恒溫生長。另外循環(huán)流動(dòng)法生長的晶體不受晶體溶解度和溶液體積的限制，可以生長出尺寸的單晶。</p><p>　　水熱法生長單晶的原理是在較高溫度和壓強(qiáng)下將溶解，然后利用溫度差或降溫等手段，得到過飽和溶液，從而使晶體生長。</p><p>　　助熔劑法是將晶體原料加入到低熔點(diǎn)的助熔劑中，使其生長溫度降低，其晶體生長法相似，所以

75、又稱高溫溶液法。</p><p>　?。?）熔融法 從熔體中生長晶體的方法，是目前晶體生長方法中用得最多也是最重要的一種?，F(xiàn)代電子和光電子技術(shù)應(yīng)用中所需要的單晶材料，如Si、GaAs、LiNbO3、BGO、Nd:YA、Ti:Al2O3及某些堿鹵化物等，大部分是用該法制備的。其原理是將結(jié)晶物質(zhì)加熱到熔點(diǎn)以上熔化，然后在一定溫度梯度下進(jìn)行冷卻。</p><p><b>　　（4）固

76、相生長法</b></p><p>　?、俣嘈误w相變法 如同素異形體元素或多行化合物，具有由一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相得轉(zhuǎn)變溫度，讓溫度梯度依次經(jīng)過這種材料棒，晶體即可生長。</p><p>　?、跓Y(jié)法 將某種多晶棒或壓實(shí)的粉末在低于其熔點(diǎn)的溫度下，保溫?cái)?shù)小時(shí)，材料中一些經(jīng)歷逐漸長大而另一些晶粒則消失。</p><p>　?、蹜?yīng)變退火法 材料在制造加工過

77、程中引進(jìn)應(yīng)變，儲(chǔ)存大量的應(yīng)變能，退火能消除應(yīng)變使晶粒長大。</p><p><b>　　2.4有機(jī)發(fā)光材料</b></p><p>　　與無機(jī)發(fā)光材料相比，有機(jī)發(fā)光材料具有許多不可比擬的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在下述三個(gè)方面：①有機(jī)材料可以獲得在可見光譜范圍內(nèi)的全色發(fā)光，特別是無機(jī)材料難以獲得的藍(lán)光。②可以直接用十幾伏甚至幾伏的直流低壓驅(qū)動(dòng)，可以與集成電路直接匹配。③有機(jī)電致

78、發(fā)光器件的制作工藝簡單，可以低成本制成超薄平板顯示器件，因此易于產(chǎn)業(yè)化。選擇有機(jī)發(fā)光材料必須滿足下列要求：①高量子效率的熒光特性，且熒光光譜主要分布在400～700nm可見光區(qū)域內(nèi)；②良好的半導(dǎo)體特性，即具有高的電導(dǎo)率，或能傳導(dǎo)電子，或能傳到空穴，或兩種軟兼有；</p><p>　?、哿己玫某赡ば?，在幾十個(gè)納米的膜層中不產(chǎn)生針孔；④良好的熱穩(wěn)定性[14]。</p><p>　　到目前為止，

79、人們已經(jīng)研究了大量的作為發(fā)光材料的有機(jī)化合物。有機(jī)發(fā)光材料一般按化合物的分子結(jié)構(gòu)分成兩大類：小分子有機(jī)化合物和高分子聚合物。小分子有機(jī)化合物又可分為有機(jī)小分子化合物和金屬配合物兩類。相對分子質(zhì)量約為500～2000，能夠用真空蒸鍍的方法成膜，而高分子聚合物的相對分子質(zhì)量約為10000～100000，通常是導(dǎo)電或共軛聚合物或半導(dǎo)體共軛聚合物，用旋涂的方法成膜。無論是小分子有機(jī)化合物還是高分子聚合物制成的器件的發(fā)光機(jī)理都是相近的。下面就從化

80、學(xué)的角度，分析分子結(jié)構(gòu)和EL性能的關(guān)系，簡單介紹其制備方法。</p><p>　　2.4.1有機(jī)小分子發(fā)光材料 </p><p>　　有機(jī)小分子發(fā)光材料具有化學(xué)修飾強(qiáng)，選擇范圍廣，易于提純，有機(jī)染料熒光量子效率高，可產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)、黃等各種顏色的發(fā)射峰等優(yōu)點(diǎn)。其中，各種顏色的有機(jī)染料是最重要的發(fā)光材料。由于大多數(shù)有機(jī)染料在固態(tài)時(shí)存在濃度猝滅等問題，導(dǎo)致發(fā)射峰變寬或紅移，所以一般將它們以低濃

81、度的方式摻雜在具有某種載流子性質(zhì)的主體中。應(yīng)用在有機(jī)EL器件中的有機(jī)染料應(yīng)滿足以下幾個(gè)無條件：①具有高的熒光量子效率；②染料的吸收光譜與主體的發(fā)射光譜楊浦很好的重疊，即主體與染料適配，從主體到染料能夠有效地進(jìn)行能量傳遞；③有紅綠藍(lán)色的發(fā)射峰且發(fā)射峰盡可能地窄，以便獲得好的色純度；④穩(wěn)定性好，能蒸發(fā)[15]。</p><p>　　2.4.2金屬配合物</p><p>　　金屬配合物的性質(zhì)是介

82、于無機(jī)和有機(jī)之間，既有有機(jī)化合物的高熒光量子效率的優(yōu)點(diǎn)，又有無機(jī)物穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，因此是被認(rèn)定最有應(yīng)用前景的一類發(fā)光材料。這類配合物多數(shù)是二齒配位的螯合物，結(jié)構(gòu)一般為穩(wěn)定的五元環(huán)或六元環(huán)。歸納起來主要有以下幾種：羥基喹啉金屬配合物、稀土金屬配合物、苯丙喹啉金屬配合物、鄰羥基苯氧氮雜茂金屬配合物、Schiff堿類金屬配合物。另外還有多元金屬配合物、多核金屬配合物以及內(nèi)部存在橋鍵的配合物等。在上述有機(jī)金屬配合物中，許多化合物通常用作發(fā)光材料

83、，但部分化合物也可作電子傳輸材料，如8—羥基喹啉鋁（Alq3）有機(jī)配合物的電致發(fā)光包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等各種顏色。</p><p>　　2.4.3高分子聚合物</p><p>　　有機(jī)小分子EL材料的開發(fā)仍在進(jìn)行，但小分子普遍的結(jié)晶現(xiàn)象降低了EL器件的壽命；同時(shí)，有機(jī)小分子EL材料的成膜方式主要靠真空蒸鍍。為提高發(fā)光效率大多采用多層結(jié)構(gòu)，這對器件的裝配帶來了困難，要實(shí)現(xiàn)大面積顯示會(huì)需

84、要較高的成本。許多學(xué)者把興趣轉(zhuǎn)向具有優(yōu)良物理特性的聚合物。聚合物具有繞曲性以加工成型，不易結(jié)晶，同時(shí)鏈狀共軛聚合物是一維結(jié)構(gòu)，其能帶隙數(shù)值與可見光能量相當(dāng)?？扇苄跃酆衔镉志哂袃?yōu)良的機(jī)械性能和良好的成膜性，因而交易形成大面積顯示。構(gòu)成這些聚合物的電致發(fā)光基團(tuán)組合形成的各種電致發(fā)光聚合物，大致可分為主鏈共軛型、共軛主鏈被阻隔型、側(cè)鏈掛接型、小分子摻雜聚合物型等。如聚對苯乙炔（PPV）的MEH-PPV、BEH-PPV和BuEH-PPV；聚對亞

85、苯類（PPP）。另外還有以噻吩環(huán)為代表的缺電雜環(huán)類等。</p><p><b>　　3有機(jī)蓄光發(fā)光制品</b></p><p>　　由鋁酸鹽體系、硅酸鹽體系、硫化物/硫氧化物體系蓄光發(fā)光材料制成的各種制品，在自然光、熒光燈、白熾燈等多種光源照射一定時(shí)間后，可在晚間持續(xù)一夜發(fā)光，人們已習(xí)慣稱之為夜光制品。按其應(yīng)用情況可分為兩大類：與有機(jī)材料結(jié)合制成有機(jī)發(fā)光制品，與無機(jī)材

86、料結(jié)和制成無機(jī)發(fā)光制品。蓄光型發(fā)光材料的主要應(yīng)用環(huán)境是有機(jī)發(fā)光制品，隨著應(yīng)用的擴(kuò)展，發(fā)光制品的品種正日益增多，目前已開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的有機(jī)發(fā)光制品品種有：發(fā)光膜、發(fā)光板、發(fā)光塑料、發(fā)光纖維、發(fā)光涂料、發(fā)光油墨、發(fā)光水性涂料、發(fā)光印花漿、發(fā)光雕塑、發(fā)光大理石、發(fā)光反光膜等。在此以發(fā)光膜、發(fā)光涂料以及發(fā)光反光膜的主要制作工藝及性能簡要作一介紹。</p><p><b>　　3.1發(fā)光膜</b>&

87、lt;/p><p>　　發(fā)光膜是一種含有蓄光發(fā)光材料的多層結(jié)構(gòu)的功能性薄膜，通常是由透明保護(hù)膜、發(fā)光層、反光層、不干膠層和可剝離的離型紙層組成。鋁酸鹽體系、硅酸鹽體系、硫化物體系采用ZnS:Cu,Co蓄光材料制作的發(fā)光膜，發(fā)光亮度低、余輝時(shí)間短，難于滿足整夜發(fā)光的要求。如德國標(biāo)準(zhǔn)67510-4中由ZnS:Cu,Co制作的發(fā)光膜的耐光性能，耐候性能也較差。蓄光材料采用ZnS類和鋁酸鹽類的復(fù)合體，制出的發(fā)光膜其性能也不理

88、想。</p><p>　　大連路明公司采用PlO、SB和REO等蓄光發(fā)光材料產(chǎn)生了藍(lán)、綠、紅等多色彩發(fā)光膜，膜的余輝亮度高、余輝時(shí)間長、耐光性、耐候性好，已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　發(fā)光膜的制備方法有很多，基本原理是將蓄光發(fā)光材料均勻分散在有機(jī)介質(zhì)中，并形成薄膜。工業(yè)化大生產(chǎn)通常有三種基本方法。</p><p>　　第一種是吹塑發(fā)，吹塑法制備的發(fā)光

89、膜的工藝流程圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1吹塑法制備發(fā)光膜的工藝流程圖</p><p>　　用吹塑法制備發(fā)光膜存在很多的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：設(shè)備緊湊、投資少；易控制膜的寬度和厚度；無平口膜擠出的邊緣影響。成品率高，成本相對低；制出的發(fā)光膜強(qiáng)度高。缺點(diǎn)則表現(xiàn)為；冷卻速度偏小，包膜厚度偏差較大和混料機(jī)、擠出機(jī)對物料剪切較大等。</p><p>　　

90、第二種是壓延法，壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜和片材的主要方法，它是將已經(jīng)塑化接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度、寬度與表面光潔的塑料薄膜制成品。用作壓延法成型的塑料大多是熱塑性非晶態(tài)塑料，其中以聚氯乙烯用的最多。壓延法制備發(fā)光膜的工藝流程圖如圖3-2所示。其工藝過程為：</p><p>　　圖3-2壓延法制備發(fā)光膜的</p><p&

91、gt;　　壓延法制備的發(fā)光膜的主要優(yōu)點(diǎn)是：有較大的生產(chǎn)能力、速度快、可連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)品品質(zhì)好，同吹塑法比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是設(shè)備龐大、投資較高。維修復(fù)雜，以及發(fā)光薄膜在生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)過多次擠壓、剪切，性能上會(huì)受到一定影響。</p><p>　　第三種是涂布法，涂布法是將蓄光發(fā)光材料與有機(jī)樹脂制成發(fā)光涂料，適用涂布技術(shù)將配制好的發(fā)光樹脂涂料涂在不同的基材上，涂層經(jīng)凝膠、塑化或干燥工序而制成發(fā)光膜。其工藝流程圖如3-3圖

92、所示。</p><p>　　圖3-3 涂布法制備發(fā)光膜的工藝流程圖</p><p>　　涂布法制備發(fā)光膜具有以下優(yōu)點(diǎn)：可采用聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線生產(chǎn)；生產(chǎn)過程穩(wěn)定，質(zhì)量易控制；生產(chǎn)效率較高，可適合各種產(chǎn)品的生產(chǎn)。如薄膜制品、人造革、地板卷材等。方法的缺點(diǎn)主要是設(shè)備較大，配套裝置較多。</p><p><b>　　3.2發(fā)光涂料</b></p>

93、;<p>　　發(fā)光涂料是由發(fā)光顏料、有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑、助劑按一定比例通過特殊加工工藝制成。每一種組分決定著發(fā)光涂料的性能，其選擇標(biāo)很重要。</p><p>　　發(fā)光涂料的制作工藝技術(shù)，直接影響著其發(fā)光性能和應(yīng)用特性，因此，需嚴(yán)格控制工藝條件，并注意下述問題。</p><p>　　配制涂料應(yīng)使用玻璃或搪瓷類容器。</p><p>　　（2）蓄光材料的粒

94、徑盡可能小些，以使材料能均勻地分布在涂料中。</p><p>　　（3）配置圖料時(shí)不可研磨，應(yīng)采用高速攪拌的方法。</p><p>　?。?）蓄光材料的密度在3.6～4.1，配置涂料時(shí)很容易下沉，通過所使用防沉降劑，可以提高發(fā)光涂料的貯存期。</p><p>　　（5）不能使用重金屬化合物作助劑。</p><p>　　發(fā)光涂料的正確使用方法即

95、使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：可采用刷涂、噴涂、刮涂等工藝來應(yīng)用發(fā)光涂料；被涂料的物品應(yīng)在噴涂發(fā)光涂料前應(yīng)涂覆白色反光層，可提高其發(fā)光亮度。發(fā)光涂料涂層上可涂以清漆，提高涂層的光澤度和耐候性；油漆涂層應(yīng)控制在100～150μm,發(fā)光效果最佳，又能節(jié)約蓄光材料，最為經(jīng)濟(jì)。發(fā)光涂料中蓄光材料的含量對其余輝值度的影響最大，表3-1給出了蓄光材料含量在10%～30%（質(zhì)量比）變化時(shí)，同樣厚度的發(fā)光涂料涂層的余輝度變化值[16]。</p>&

96、lt;p>　　表3-1 不同含量蓄光材料對發(fā)光涂料余輝亮度的影響</p><p>　　由表可以看出蓄光材料含量在10%～30%變化時(shí)，隨含量增加余輝亮度增大，以30%含量配制的發(fā)光涂料效果最好。</p><p><b>　　3.3發(fā)光反光膜</b></p><p>　　發(fā)光反光膜是由發(fā)光膜與反光膜復(fù)合而成。發(fā)光反光膜的制作工藝有三種，分

97、別為加熱模板進(jìn)行復(fù)合工藝，超聲波符合工藝和高周波復(fù)合工藝。</p><p>　　加熱模板復(fù)合法是利用是利用熱傳遞的原理通過電、熱、油把模板進(jìn)行加熱，使模板達(dá)到規(guī)定溫度，然后加壓使兩層材料熔合進(jìn)行復(fù)合。其特點(diǎn)是投資少、見效快，但當(dāng)復(fù)合材料厚度增加時(shí)，融合效果不佳。</p><p>　　超聲波復(fù)合法是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下使發(fā)光膜與反光膜接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)

98、生融化，從而進(jìn)行復(fù)合。其特點(diǎn)是復(fù)合效果好，但投入資金大。</p><p>　　高周波復(fù)合法是電子管工作于丙類工作狀態(tài)，自激震蕩產(chǎn)生高頻電磁，加壓于上下電極之間，被加壓的發(fā)光膜、反光膜在上下電極之間的高頻電磁場的作用下其內(nèi)部分子被極化而相互運(yùn)動(dòng)，自身產(chǎn)生熱量，通過模具的壓力達(dá)到熔接的目的。其特點(diǎn)是熔接時(shí)間短，物體變形小，且投資較小。</p><p>　　發(fā)光反光膜的性能和應(yīng)用特性：它具有良好

99、的蓄光、發(fā)光、反光效果，即在反光的基礎(chǔ)上增加了發(fā)光功能，填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，具有國際領(lǐng)先水平。而且無毒無害，不含任何放射性元素。由于其特性的安全性，使發(fā)光反光膜適用于特殊用途發(fā)光反光安全服裝，如公安和交警人員的發(fā)光反光背心、武裝帶、公路施工和養(yǎng)路員的反光安全工作服，以及消防人員和急救員、礦山工人的發(fā)光反光制服。

100、 </p><p><b>　　4無機(jī)蓄光發(fā)光制品</b></p><p>　　蓄光型發(fā)光材料它本身不能直接作為終端產(chǎn)品，必須與其他材料結(jié)合才能得到應(yīng)用，是一種工業(yè)原料。無機(jī)發(fā)光制品則包括：發(fā)光陶瓷、發(fā)光玻璃、發(fā)光玉石等。第一代蓄光型發(fā)光材料由

101、于發(fā)光亮度和發(fā)光時(shí)間有限，引用領(lǐng)域不廣。第二代蓄光型發(fā)光材料由于發(fā)光性能的提高和化學(xué)穩(wěn)定性好，其應(yīng)用用領(lǐng)域大大擴(kuò)展。制備發(fā)光制品時(shí)。要改進(jìn)蓄光型發(fā)光材料本身粒度和粒度分布及顆粒形態(tài)和表面性征，針對不同領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)光材料的表面改性。使蓄光型自發(fā)光材料更好的與制品結(jié)合。制備無機(jī)發(fā)光制品時(shí)要解決晶象的發(fā)光材料和基礎(chǔ)玻璃相的相容性問題，要保證經(jīng)過高溫?zé)坪蟊３职l(fā)光材料的晶相，以保證發(fā)光性能，而且要保證二者有良好的結(jié)合性以保證其具有一定的機(jī)械力學(xué)性

102、能；其次。蓄光型自發(fā)光材料一般均是在還原性和中性氣氛下燒成。在氧化氣氛下會(huì)失去蓄光發(fā)光性能，但一般應(yīng)用場合均為氧化氣氛，要解決發(fā)光材料在氧化氣氛下發(fā)光性能的維持問題。</p><p>　　中國、德國、日本、韓國對發(fā)光制品的研究及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)較早，水平較高。</p><p><b>　　4.1發(fā)光陶瓷</b></p><p>　　陶瓷是一種非常大眾

103、化的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。發(fā)光陶瓷是將具有發(fā)光性質(zhì)的材料引入到陶瓷坯料或釉料中，與其他傳統(tǒng)材料相結(jié)合，經(jīng)燒制而成的一種功能性陶瓷，也叫夜光陶瓷，熒光陶瓷。它既具有陶瓷的特點(diǎn)，即優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性、耐水性，又具有發(fā)光蓄光性能。發(fā)光陶瓷的制備方法主要有三種：（1）將發(fā)光材料與傳統(tǒng)陶瓷骨料混合，直接燒出整體發(fā)光的發(fā)光陶瓷制品；（2）將發(fā)光材料的母料在高溫下直接燒制成發(fā)光陶瓷快，在通過雕刻，拋光的方式制成發(fā)光陶瓷制品，新一代的鋁

104、酸鹽和硅酸鹽蓄光型發(fā)光材料本身就是一種功能陶瓷；（3）先制成發(fā)光陶瓷釉料，將發(fā)光陶瓷釉料施于陶瓷坯體表面，燒制成表面發(fā)光的陶瓷制品。其中，第一種方法應(yīng)用不太方便，第二種方法成本高，第三種方法與傳統(tǒng)工藝相吻合，應(yīng)用最廣泛[。</p><p>　　發(fā)光陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，夜間室外內(nèi)各種低度照明，裝飾照明和各種銘牌顯示。如家庭、醫(yī)院病房等夜間低亮度照明、大樓走廊、房間銘牌、電影院座位牌、安全門、電器開關(guān)以及暗房照明電源

105、、夜光拖鞋、夜光電話手柄等。發(fā)光陶瓷還可以用于建筑物多種裝飾的設(shè)計(jì)，如：夜光石膏天花板、吊棚、霓虹裝飾、裝飾畫、夜光瓷磚等。各種鐘表、儀器、儀表的指示盤和指針。制作精美的夜光（陶瓷、玻璃、有機(jī)玻璃、聚酯）工藝品、夜明珠、夜光雕塑、大型壁畫等，還可采用絲網(wǎng)印花或漏板噴印方法印刷具有各種不同效果的夜光字畫。用于夜光大理石（花崗石）、夜光涂料、道路標(biāo)志牌、反光發(fā)光道路標(biāo)線（標(biāo)牌）涂料、路燈等。</p><p><