[發明專利]一種硫化物電子俘獲發光材料

無效

• 申請號: 201010214340.6
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101870867A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 鄭巖;邊靜宇;耿樹范
• 申請（專利權）人: 上海科炎光電技術有限公司
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于紅外激光探測及發光材料應用技術領域。

背景技術

電子俘獲發光是因材料中電子和空穴躍遷過程中產生的復合發光現象。

現有的電子俘獲發光材料主要為氟氯化鋇及硫化鍶鈣摻雜稀土激活劑銪，前者吸收X射線能量后，在紅色激光照射下釋放發光，其是良好的X射線圖像存儲材料，但其無法實現對不可見近紅外激光的靈敏激勵發光，中國專利85100247，01142151.7對此已有揭示。后者以硫化鍶、硫化鈣添加稀土激活劑銪、釤為主體，該發光材料可靈敏實現對近紅外激光的激勵發光，但其不足處是易潮解，且穩定性與壽命較差，在中國專利200710023804.3，200610103418.0等中揭示了其紅色發光材料的制備。當該類材料對微帶有可見紅色發光808nm波長激光檢測時，其自身發出的紅橙色發光與激勵光中的紅色光混為一處，無法實現有效分辨，實際應用范圍性受到極大限制，如上海科潤光電技術有限公司市售產品牌號HT582、HT612。

另外現有近紅外激光探測上轉換發光材料，是以稀土體系材料為主的發光材料，其具有激發及發射光譜窄特點，中國專利96122293.X，中國專利01138927.3，中國專利01138920.6，US5541012，US7648648等闡述了其制備方法，其不足處是無法實現對廣泛近紅外光波段探測，如市售產品牌號HT111。

以ZnS為基質的發光材料是常見廣泛應用的發光材料，如：電致發光材料、長余輝夜光材料、CRT發光材料等，通常近紅外光對其發光有嚴重的猝滅作用，中國專利96I21255.1、96247084.8已有說明。

針對以上問題，本發明在ZnS基質材料中，添加含有Pb、Cu激活劑，經過高溫燒結后制備出電子俘獲發光材料，其具有良好的穩定性，當紫外線或可見光照射后，其吸收儲存能量，并長時間保持，在紅外光激勵照射后，其產生高強度釋放發光，實現對不可見紅外線具有高靈敏度探測，在紅外線800-2000nm激勵下產生綠色或橙色發光。

本發明改變了上述不利影響，使ZnS材料本身通過紅外光激勵可以產生發光，擴大了該材料體系應用范圍。

本發明的電子俘獲發光材料可以用于對不可見近紅外光探測、跟蹤、校對、識別。能夠廣泛應用在近紅外激光探測、激光光斑顯示、光纖通信指示、光信息存儲、X光圖像處理、紅外成像等多學料技術領域。

發明內容

本發明的一種硫化物電子俘獲發光材料，它包括ZnS基質材料，其中添加含有Pb、Cu酸性化合物的主激活劑，添加至少一種含有Sm、Eu、Er、Yb、Mn酸性化合物中的共激活劑，均勻混合后干燥，在保護氣氛中高溫燒結，該材料吸收紫外線后，有短暫余輝，在紅外線800-2000nm激勵下產生綠色發光。

本發明中在基質材料每克重量中，添加主激活劑Pb的濃度是1X10^-2-5X10^-5，Cu的濃度是1X10^-3-1X10^-6，并且Pb的濃度應保持大于Cu的濃度。Pb的加入有助于發光材料產生更深的能級，并保持長時間存儲能量，使發光材料可以實現對較寬的近紅外光激勵發光。

本發明在基質材料每克重量中，添加共激活劑的濃度是5X10^-3-1X10^-6。共激活劑的加入可以提高發光材料的靈敏度。

本發明中酸性化合物為：硫酸化合物、硝酸化合物、鹵化物、磷酸化合物、醋酸化合物。激活劑與共激活劑采用含有酸性陰離子化合物時可以有效與ZnS基質材料混合反應。

本發明中燒結溫度應該在800-1600度，ZnS發光材料的結晶相變點在1040度，本發明中具有良好性能的發光材料，其ZnS微晶結構處于立方六角混合相，其具有微弱的長余輝顯現，其可對1600-2000nm的紅外光有高靈敏探測。保護氣氛為硫、氮、碳還原氣氛中的一種，保護氣氛可以防止發光材料氧化，提高發光效率。

本發明的電子俘獲發光材料具有微弱的長余輝現象，其與ZnS類長余輝材料有本質不同，后者紅外光對發光可以產生猝滅作用，面前者紅外光對發光可以產生強烈增強促進作用。

本發明中當加入共激活劑Sn、Mn中的一種或一種以上時，并其濃度大于1X10^-3時，在紅外線800-130nm激發下，可以產生Sm、Mn的特征發光，既黃色或橙色發光。

本發明中高溫燒結高溫燒結時可以添加助熔劑，助熔劑為含有Mg、Na、Ba、Li、K的鹵化物，其可提高發光強度。助熔劑可以降低燒結溫度，提高結品質量。加入量為基質材料重量的00.5-10％。