光致發光是指通過紫外線、可見光或紅外光激發發光材料所產生的發光現象。這個過程包括吸收、能量傳遞和光發射三個主要步驟。光的吸收和發射發生于能級間的躍遷，而能量傳遞則源于激發態的運動。激發光輻射的能量可以被發光中心（如激活劑或雜質）直接吸收，也可以被發光材料的基質吸收。在這種情況下，發光中心吸收能量并躍遷至更高能級，隨后返回較低能級或基態能級，從而發出光線。
分類
光致發光材料可分為多種類型，包括用于熒光燈的發光材料、等離子體顯示器（PDP）使用的發光材料、長余輝發光材料和上轉換發光材料。每種類型的發光材料都有其獨特的特性，適用于不同的應用場景。
熒光粉材料
熒光粉材料在發光二極管（LED）技術中發揮著重要作用。LED作為一種固體光源，具有節能、環保、全固體化、壽命長等特點，被視為解決能源危機的一種重要途徑。白光LED因其顯著的優點，如省電、體積小、發熱量低、低壓或低電流啟動、壽命長、響應速度快、抗震耐沖擊、可回收、無污染、易于平面封裝等，正在迅速發展中。白光LED廣泛應用于城市景觀照明、液晶顯示屏背光源、室內外普通照明等多個領域，被認為是有潛力取代傳統白熾燈和熒光燈的新型綠色照明源。
獲取白光LED的方法
目前，獲取白光LED的方法主要包括三種：一是利用三基色原理，通過混合紅、綠、藍三種超高亮度LED，按照特定比例合成白光；二是采用藍色LED芯片與能被藍光有效激發的黃色熒光粉相結合的方式，通過調節二者強度比來獲得不同色溫的白光；三是使用發紫外光的LED芯片和能被紫外光有效激發的紅、綠、藍三基色熒光粉，通過多色混合來構成白光LED。此外，還可以選擇兩種、四種甚至更多顏色的熒光粉來實現白光。
LED用黃色熒光粉
藍色LED芯片與一種或多種能被藍光有效激發的熒光粉結合，可以組成白色LED。其中，最為成熟的方案是藍色LED與黃色熒光粉的組合。一部分藍光被熒光粉吸收后，激發熒光粉發射黃光，發射的黃光與剩余的藍光混合，通過調整兩者強度比，就能得到不同色溫的白光。這種方法具有驅動電路簡單、生產容易、能耗低的特點。目前，常用的藍光LED是InGaN芯片，發射峰波長在450-480nm之間。通常采用三價鈰激活的稀土石榴石體系（YAG）熒光粉，其吸收和激發光譜與InGaN芯片的藍色發光光譜相匹配，發射光譜覆蓋綠-黃（橙黃光）的光譜范圍，但缺乏紅色成分，色調偏冷，不適合室內照明。為解決這個問題，可以在YAG黃色熒光粉中加入適量的紅色熒光粉。
長余輝發光材料
長余輝發光材料，又稱蓄光材料或夜光材料，能夠在自然光或人造光源照射下儲存外部光輻射的能量，并在一定溫度下（通常是室溫）緩慢地以可見光形式釋放出來。這種材料在弱光顯示、照明、特殊環境（如交通、航天、航海、印染、紡織、藝術品等）中有廣泛應用。稀土離子摻雜的堿土鋁（硅）酸鹽長余輝材料已經進入實際應用階段。市場上的產品包括夜光標牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光膠帶、夜光陶瓷、夜光纖維等，主要用于暗環境下提供弱光指示和照明，以及工藝品制作。長余輝材料的形態已經從粉末擴展到玻璃、單晶、薄膜和玻璃陶瓷；對其應用的需求也從弱光照明、指示擴展到了信息存儲、高能射線探測等領域。長余輝發光材料屬于電子俘獲材料，其發光現象是由材料中的陷阱能級所致。由于能級結構的復雜性和測試分析手段的局限，長余輝材料的發光機理尚未有明確、統一的理論模型。現有的理論模型包括空穴模型、電子陷阱模型和位型坐標模型，其中位型坐標模型得到了更多的認可。
上轉換發光材料
上轉換發光材料是一種吸收低能光輻射并發射高能光輻射的發光材料。上轉換發光指的是兩個或多個低能光子轉化為一個高能光子的過程。這種材料的發光機理是由于雙光子或多光子的耦合作用，其特點在于所吸收的光子能量低于所發射的光子能量，這違反了斯托克斯定律，因此也被稱作反斯托克斯發光材料。在某些文獻中，上轉換發光材料特指將紅外光轉換成可見光的材料。上轉換發光材料的主要應用領域包括全固態緊湊型激光器件（紫色、藍色、綠色區域）、上轉換熒光粉、三維立體顯示、紅外量子計數器、溫度探測器、生物分子的熒光探針、光學存儲材料等。自20世紀60年代發現上轉換發光材料以來，人們對此進行了廣泛的研究。90年代以后，隨著應用領域的擴大，上轉換發光的研究再次活躍起來。尤其是納米顆粒的上轉換發光研究，受到了國際社會的高度關注。國內外的研究重點主要集中在以氧化釔為發光基質材料，摻雜稀土金屬鐿、鉺等離子的納米顆粒材料的制備方法及其發光機制、發光效率提升等方面。
參考資料 >