[发明专利]一种上转换白光固体材料及其在产生白光中的应用

说明书

本发明属光致发光材料应用技术领域，具体公开了一种上转换白光固体材料及其在产生白光中的应用；将具有温度响应的上转换微乳液均匀分散在固体材料中，固定激光（绿光，532nm）强度，通过控制温度，使上转换体系的发光与光源组合得到白光。本发明的重点在于该材料具有低蓝光辐射、高的发光效率以及易于器件化等优点，相比传统的白色上转换发光材料而言，可以通过温度驱动，精确的得到白光发射，且激发功率低。其次相比主流的白光光源LED（用蓝光激发），本材料采用绿光激发（532nm），大幅度降低了蓝光辐射。可以应用于日常照明、显微成像、激光光纤照明、光纤通信指示灯多科学技术领域。

技术领域

本发明属于光致发光材料应用技术领域，具体涉及一种白光水凝胶，尤其涉及一种上转换白光固体材料及其在产生白光中的应用。

背景技术

白光是一种多色混合光，一般需要通过多色光组合的方式实现白光，依据发光学和配色原理，主要有两种方法形成，第一种是利用蓝光技术和荧光粉配合形成白光，第二种是多种单色光混合复合形成白光。其中第二种方法往往需各种单色发光材料，其中现有上转换发白光材料均是以稀土材料体系为主的发光材料，但现有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。而且对于稀土上转换发光材料往往需要高功率的强光激发，一般所需的激光脉冲强度更是高达10⁶~10⁹ W/cm²。强激发光需要配置价格昂贵的高功率泵浦光源，很大程度上限制了稀土的实际应用。相较而言，基于三线态湮灭的上转换(TTA-UC)所需激发能量较低，光量子产率高，并且可以选择不同的能量给/受体而获得不同频率的上转换发光，因此引发了巨大的研究兴趣，但是现有液体上转换体系寿命短，只要十几分钟，无法实际应用，固体上转换体系存在发光效率低的问题。

除此以外，可见光中能量最高的蓝光是最具有导致光化学损伤的潜力，这种损害是导致视网膜功能紊乱的一个因素，另一方面，蓝光会影响包括作息规律在内的非视觉功能。故降低白光光源中的蓝光辐射就显得格外重要。现在主流的白光光源LED，主要是由蓝光激发黄色荧光染料形成白光发射，这样会导致白光中的蓝光辐射量较大，一般普通的荧光灯的蓝光辐射量约为26%，LED灯的蓝光辐射量为35%（参考文献：Smick K. Blue lighthazard: New knowledge, new approaches to maintaining ocular health[J]. Reportof a roundtable sponsored by Essilor of America, 2013.）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上转换白光固体材料及其在产生白光中的应用，为一种低蓝光辐射的温度驱动上转换白光固体材料，在绿光（532nm）激发下，光敏剂产生下转换发光（红光），发光剂产生上转换发光（蓝光），三种颜色发光组合呈现出白光，具有长波长激发短波长发射、光量子产率高、发光寿命长、发射峰窄、Stokes位移大、背景干扰小的优点，尤其是解决了现有只能通过功率控制，改变激发功率实现不同颜色的变换，最后组合成白光的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种上转换白光固体材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）氮气气氛中，将吐温表面活性剂加入水中；然后加入含有发光剂与光敏剂的溶液，得到弱光频率上转换微乳液体系；

（2）将弱光频率上转换微乳液体系与单体、引发剂混合，聚合反应得到上转换白光固体材料。

本发明还公开了一种利用上转换固体材料获得白光的方法，包括以下步骤：

（1）氮气气氛中，将吐温表面活性剂加入水中；然后加入含有发光剂与光敏剂的溶液，得到弱光频率上转换微乳液体系；

（2）将弱光频率上转换微乳液体系与单体、引发剂混合，聚合反应得到上转换固体材料；