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能量下转换有机荧光团功能化介孔二氧化硅杂化物用于整料涂覆的发光二极管

本文报道了有机荧光团在介孔二氧化硅基质中的共价连接,用作能量下转换荧光粉而不使用无机过渡金属或稀土金属。合成蓝色发光的二萘嵌苯,绿色发光的苯并呋咱和发红色的尼罗红的三乙氧基甲硅烷基丙基取代的衍生物,并通过后合成接枝到市售的MCM-41中,用于合成中孔杂化材料。将这些单独的染料官能化的杂化材料以可变比例混合,以提供能够发射白光的粉末,其中CIE色度坐标为x = 0.33,y = 0.33,并且在410nm照射时外部量子产率为4.6%。此外,作为概念验证的两种不同的商用UV发光二极管器件设置,用含有三个三乙氧基甲硅烷基丙基取代的荧光团衍生物的二氧化硅整料涂覆。这些涂层能够将发出的紫外光转换成具有非常冷白色(41100K,10700K)的相关色温以及绿色白色发射的光,其相关色温约为5500K。

关键词: 苯并呋咱; LED; 发光体; 介孔二氧化硅杂化物; 石柱; 尼罗河红; 苝; 后合成嫁接; 白光发射


近年来,新型高效照明材料的开发受到越来越多的关注[1-3]为了产生白光,在全可见光谱中发射的UV发射光源和能量下转换磷光体的组合是一种有趣的方法[4,5]该概念具有产生具有高显色指数(CRI)的白光以及具有温暖相关色温(CCT)的白光的产生的优点[4-6]通常,几种紫外可激发的红色,绿色和蓝色(RGB)发光荧光粉通常依赖于无机发光体,如稀土金属如Ce 3+或Eu 2+,用于产生白光[3,4,7]然而,纯有机下转换荧光粉的开发将提供可持续且可能具有成本效益的替代方案,最终从可再生有机材料开始[8,9]

除了无机发光体之外,这些有机类似物不能简单地插入坚固的无机主体结构中,因此需要结扎材料。由于主体结构不应发生光降解,因此稳定的结构如二氧化硅基材料,特别是介孔二氧化硅,提供了有利的性能[4,10]最终,有机 - 无机杂化材料可以通过功能客体发色团与二氧化硅主体基质的共价连接而轻易获得[11,12]因此,刚性无机二氧化硅材料的固有坚固性和稳定性可与有机发色团的官能度和可调性相结合。此外,这些介孔材料具有确定的孔结构,其中有机染料可以均匀分布[13]因此,可以有效地防止聚集诱导的自猝灭和单线态氧依赖性染料降解[14,15]由刚性二氧化硅主体骨架双分子光化学反应也被抑制[16]此外,介孔材料具有重要的优势,它们可以合成为不同形状的透明整料[17-19]在这里,我们首先努力设计从有机发色团设计红色,绿色和蓝色发光介孔材料,将它们混合到基于加色混合的白色发光二氧化硅杂化物,并作为原理的证明,在用于向下转换商业上可获得的UV发光二极管的白光发射单块。


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