利用上转换材料和下转换材料的颜色增强的制作方法

专利名称：利用上转换材料和下转换材料的颜色增强的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一种用于产生或增强从可见显示器和有色表面发射或反射的光以增强可见物体的外观的方法和系统。
背景技术：
讨论目前，光(即，从无线电频率经过可见到X射线波长范围的电磁辐射)被用于许多工业、通信、电子和制药过程中。红外线和可见范围内的光通常源自电能源，例如或者加热材料至发生黑体辐射的极高温度(如在白炽灯中)。可见和紫外范围内的光通常通过加热气体至与发射光同时发生从气体原子或分子的一种电子状态的跃迁的放电而产生。也存在其中在材料中的电子/空穴复合以产生光发射的基于半导体的光源(如在发光二极管和半导体的激光器中)。可见光定义为具有在380nm和750nm之间的波长的电磁辐射。一般而言，包括光的电磁辐射通过加速和减速或者改变带电粒子(如具有高热能的分子(或相邻原子)的一部分或者原子(或分子)中的电子)的运动(振动)来产生。为了参考的目的，红外线(IR)辐射只超出可见区域的红端；并且，紫外线(UV)辐射具有比紫光更短的波长。UV部分的频谱被分为三个区域:UVA (315nm至400nm)、UVB (280nm 至 315nm)和 UVC (IOOnm 至 280nm)。用于照明应用的工业灯覆盖用于适当的白色感知的可见范围的波长。如加热的灯丝等热源可以由包括W灯丝、卤素保护的W灯丝和电诱导的高温等离子体(弧光灯)的不同类型的导体制成。
辐射源的功率(每秒发射的能量)经常以瓦(W)表示，但是光也可以以流明(Im)表示以解释眼睛对不同波长的光的不同的敏感度。导出的相关单位为沿着某一方向每球面度(单位立体角)的源的辐射率(亮度)W/m2(lm/m2)和表面的辐照度(照度)W/m2 (lm/m2或 lux)。随着紫外线源的发展，紫外线辐射越来越多地用于工业、化学和医药用途，例如，UV光已知为消毒介质并且已知可以驱动多个光激活的化学过程如粘合剂或涂料中聚合物的交联。通常，紫外线源使用气体放电灯以产生紫外线范围内的发射光。然后所发射的光被光学过滤以除去大量并非所有的非紫外线频率。紫外光也可以在半导体磷光体中由于用高能源激发这些磷光体(例如，X射线照射)而产生。随着红外线辐射源的发展，红外线辐射越来越多地用于通信和发信号(signaling)用途。通常，红外线源使用称为发光棒(glowbars)的广谱光源以产生集中于红外线范围的广谱光或者使用激光以发射非常具体的红外线波长。对于宽频带源，所发射的光被光学过滤以除去即使不是全部亦是大多数的非红外线频率。一般期望具有能将光从一个频率范围转换为另一个范围的设备、材料和能力。下转换是将较高能量的光转换为较低能量的一种方式，如在上述的磷光体中所使用的。上转换同样地示出为将较低能量的光转换为较高的能量的光。通常，该过程是多光子吸收过程，在该过程中，两个或更多个光子用于促进在基底媒质中的激发的电子状态，反过来基底媒质辐射具有能量比促进多光子吸收过程的入射光的能量更高的波长的光。以往，已经研究和记录了下转换和上转换二者。事实上，研究者已经研究了光致发光和荧光的现象，该现象是使某些固体在通过外部能源的驱动或充电的情况下发射光的能力。大量公知的磷光体和荧光体通过高能量的电子或光子触发并且发射较低能量的光子。已经认识到某些红外线磷光体可以将红外光转换为可见范围内的光(紫色到红色)。光的性质如光的发光度在人眼感知和识别用可见光形成的临时图像或永久图像(例如由道路和公路所示出的)的读取和显示应用中特别地重要。电视、电脑监视器、显示器和标志使用高能量电子撞击发射可见光的磷光体的阴极射线技术(CRT)。电视、电脑监视器、显示器和标志最近已经使用液晶显示器技术或等离子体显示器技术以产生人眼可识别的可见图像。在这些和其它的读取或显示应用中，已经尝试开发具有相对高对比度图像的显示器，同时最大限度地减少可能减损所显示图像的对比度的、由显示器发射或反射的宽频带光的量。

发明内容
在一个实施方案中，提供了一种发光组合物，该发光组合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。在另一实施方案中，提供了一种涂料，该涂料包括颜料和包括在颜料中的颜色发射体的混合物。该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。在另一实施方案中，提供了一种墨，该墨包括染料和包括在染料中的颜色发射体的混合物。该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。在另一实施方案中，提供了一种显示器，该显示器包括滤色器或颜色反射表面以及包括在滤色器或颜色反射表面中的颜色发射体的混合物。所述混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为当暴露于所述光源时，响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有所述目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述目标颜色的光强度被增强。在另一实施方案中,提供了一种用于增强从表面发射的可见光的方法。该方法在表面上提供颜色发射体的混合物，该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于吸收第一波长带的能量而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。该方法将颜色发射体暴露于能量源。该方法通过将能量的一部分转变为第一波长λ i的可见光来发射第一波长λ i的可见光。在另一实施方案中，提供了一种用于增强从涂料发射的可见光的方法。该方法在涂料中或在涂料的表面附近提供颜色发射体的混合物，该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。该方法将颜色发射体暴露于能量源。该方法通过将能量的一部分转变为第一波长λ i的可见光来发射第一波长λ i的可见光。在另一实施方案中，提供了一种用于增强从墨发射的可见光的方法。该方法在墨中提供颜色发射体的混合物，该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。该方法将颜色发射体暴露于能量源。该方法通过将能量的一部分转变为第一波长λ I的可见光来发射第一波长λI的可见光。
在另一实施方案中，提供了一种用于增强从显示器发射的可见光的方法。该方法在显示器的滤色器或颜色反射表面上提供颜色发射体的混合物，该混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光的第二颜色发射体。相对于没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强。该方法将颜色发射体暴露于能量源。该方法通过将能量的一部分转变为第一波长λ i的可见光来发射第一波长λ i的可见光。应该理解本发明的上述一般性的描述和下面的详细的描述二者都是示例性的，并非限制本发明。


在结合附图进行考虑的情况下，通过参照下面的详细说明，将容易获得本发明的更完整的了解以及本发明的大量附带的优点，同样这些会更好理解，其中:图1是红外磷光体系统的能量图；图2是示出针对Er3+、Tm3+和/或Yb3+离子的上转换激发和可见发射模式的示意性能级图；图3是示出对于Y2O3纳米晶体中的四光子上转换过程的能态的能量图；图4A是本发明的多种上转换结构的示意图；图5是等离子体激元共振作为壳厚度的函数的示意图；图6A是本发明的其它多种上转换结构的示意图；图6B是本发明的其它多种上转换结构的另一示意图；图6C是本发明的等离子体活性上转换结构的示意图；图6D是本发明的光活性分子连接到等离子体活性上转换结构的示意图；图7是使用本发明的颜色变换颗粒的反光涂料几何的示意性图示；图8是在包括本发明的颜色变换颗粒的、涂有涂料的表面上的顶涂层的示意性图示；图9A至图9D是使用本发明的颜色变换颗粒的电子墨显示器的示意性图示；图1OA至图1OC是使用本发明的颜色变换颗粒的IR光激活的显示器的示意性图示；以及图11是其中滤色器具有本发明的颜色变换颗粒的LCD光激活的显示器的示意性图示。发明详述本发明涉及用于从具有较低或较高频率范围的其它电磁辐射(在可以施用的情况下)使用上转换过渡介质或下转换过渡介质来制造具有期望频率窗口(在期望频率范围内的至少一个频率)的电磁辐射方法和系统。在本发明的多个实施方案中，提供了用于光的上转换(如从IR区域转变为可见电磁辐射)以及用于光的下转换(如从UV范围转变为可见电磁辐射)的系统和方法。本发明在多个实施方案中对能量(优选地为可见频谱中的光)进行上转换，和/或向下(downLets)同样包括电磁频谱的其它领域，从无线电到伽玛转换能量，优选地为可见频谱中的光。本发明包括进行上和下转换以增强所显示物体的颜色的多种应用。这些应用领域可以包括在标记、墙壁、汽车、建筑、船和飞机上的涂料。这些应用领域可以包括显示监视器、电脑监视器、电话显示器、表盘、仪表标度盘等。在各种材料中，发光纳米颗粒已经吸引了越来越多的技术和工业的兴趣。在本发明的上下文中，纳米颗粒是指尺寸小于I微米的颗粒。虽然本发明的说明书详细描述了使用纳米颗粒的实施例，但是本发明在许多实施方案中并不限于尺寸小于I微米的颗粒。然而，在许多实施方案中，小于I微米、并且特别地小于IOOnm的尺寸范围产生特别地使人感兴趣的性质，例如，发射寿命、发光淬灭、发光量子效率、浓度淬灭以及例如在其中较大尺寸的颗粒不会迁移的介质中的扩散、渗透和分散。本发明在多个实施方案中可以使用各种下转换材料(或下转换材料的混合物)以增强从反射材料或表面可观察到的光的特定颜色。这些下转换材料可以包括量子点、半导体材料、半导体材料的合金、闪烁和磷光体材料、呈现X射线激发发光(XEOL)的材料、有机固体、金属配合物、无机固体、晶体、稀土材料(镧系元素)、聚合物、闪烁体、磷光体材料等，以及呈现激子特性的材料。因此，以增强颜色发射的下转换材料可以将能量从紫外线、X射线和高能量颗粒中的一种转换成可见光。为增强颜色，发光的下转换材料可以将能量从较高能量的可见光转换为较低能量的可见光。在本发明的一个实施方案中，量子点混合物可以用于多个纳米颗粒。量子点一般是纳米尺寸的颗粒，其中量子点的材料中的能态取决于量子点的尺寸。例如，量子点已知是导电特性与各个晶体的尺寸和形状密切相关的半导体。一般地，晶体的尺寸越小，带隙越大，则最高价带与最低导带之间的能量差越大。因此，激发该点需要更多的能量，同时，当晶体返回到晶体的静止状态时会释放更多的能量。在荧光染料应用中，这等同于随着晶体尺寸变得越来越小，在该点激发之后所发射的光的频率越高，使得在所发射的光中出现从红色到蓝色的颜色变换。量子点代表将紫外光的频谱下转换至目标颜色发射(例如绿色发射)的一种方式。量子点代表将蓝光的频谱上转换成目标颜色发射(例如绿色发射)的一种方式。具体地，在本发明的一个实施方案中，可以使用CVD法和/或使用标准沉淀技术的溶胶-凝胶技术来沉积量子点混合物(QDM)涂层。QDM涂层可以由不减少UV输出的硅酸盐结构制成。在硅酸盐族内，二氧化硅(SiO2)是适合的，因为其使得穿过涂层的UV透射最大化。该涂层还可以包括作为生物相容性玻璃的第二层。这种生物相容性玻璃和玻璃陶瓷组合物可以包含钙、镧系元素或钇、硅、磷和氧。其它生物相容性材料和技术描述在下面的专利中，其全部内容被合并到本文中:美国专利第5，034，353号、第4，786,617号、第3，981，736号、第3，922，155号、第4，120，730号；以及美国专利申请第2008/0057096号、第 2006/0275368 号和第 2010/0023101 号。另外，对于本发明在此所描述下转换材料可以涂覆有绝缘材料(例如二氧化硅)，这会降低发光颗粒与其中包含有所述颗粒的介质之间的任何化学相互作用的可能性。对于无机纳米颗粒的生物相容的应用，主要限制因素之一是其毒性。一般来说，所有的半导体纳米颗粒具有或多或少的毒性。对于生物相容的应用，期望的是具有尽可能低的毒性的纳米颗粒,否则纳米颗粒必须保持与介质分开。纯Ti02、ZnO和Fe2O3是生物相容的。CdTe和CdSe是有毒的，而ZnS、CaS, BaS, SrS和Y2O3是较低毒性的。此外，纳米颗粒的毒性可以源自它们的无机稳定剂(如TGA)或源自掺杂剂(如Eu2+、Cr3+或Nd3+)。其它看起来最生物相容的适合的下转换材料是硫化锌、ZnS:Mn2+、氧化铁、氧化钛、氧化锌，包含少量Al2O3的锌氧化物和包封在沸石中的AgI纳米簇(nanocluster)。对于毒性可能不被作为关键问题的非医疗应用，以下材料(以及在其它地方列出的材料)被认为是适合的:利用铥激活的镧和钆的卤氧化物、Er3+掺杂的BaTiO3纳米颗粒、Yb3+掺杂的CsMnCl3和RbMnCl3、BaFBr:EU2+纳米颗粒、碘化铯、锗酸铋、钨酸镉和掺杂有二价Eu的CsBr。在本发明的多个实施方案中，以下发光聚合物也适合作为转换材料 聚(苯撑乙炔)、聚(苯撑乙烯)、聚(P-亚苯基)、聚(噻吩)、聚(吡啶基亚乙烯基)、聚(吡咯)、聚(乙炔)、聚(乙烯基咔唑)和聚(芴)等，及其共聚物和/或衍生物。在本发明的多个实施方案中，可以使用类似于美国专利第7，090，355号中所详述的颗粒(其全部内容通过引用合并到本文中)的以下颗粒。对于下转换，可以使用以下材料。无机或陶瓷磷光体或纳米颗粒，包括但不限于金属氧化物、金属齒化物、金属硫族化物(如金属硫化物)或其混杂物(如金属氧代齒化物、金属氧代硫族化物)。激光染料和小有机分子以及荧光有机聚合物。半导体纳米颗粒，如第I1-VI族或第II1-V族化合物半导体(如，荧光量子点)。至少包括金属中心如稀土元素(如，Eu、Tb、Ce、Er、Tm、Pr和Ho)、过渡金属元素(如Cr、Mn、Zn、Ir、Ru和V)和主族元素(如B、Al、Ga等)的有机金属分子。金属元素化学地结合到有机基团以防止基质或溶剂的荧光的淬灭。可以使用的磷光体包括石榴石系列的磷光体:用Ce掺杂的(YmA1J 3(AlnB1J 5012 ;其中，O彡m，η彡1，其中A包括其它稀土兀素，B包括B和Ga。此外,可以使用包含金属娃酸盐、金属硼酸盐、金属磷酸盐、金属铝酸盐基质的磷光体。此外，可以使用包含共用的稀土元素(如，Eu、Tb、Ce、Dy、Er、Pr和Tm)和过渡元素或主族元素(如，Mn、Cr、T1、Ag、Cu、Zn、B1、Pb、Sn、TI)作为荧光激活剂的纳米颗粒的磷光体。可以使用如鹤酸盐中的鹤酸I丐、鹤酸锌和鹤酸镉；金属fL酸盐和氧化锌等材料。可以使用从包括Lambda Physik和Exciton等若干激光染料供应商所获得的商用激光染料。优选的激光染料种类的部分列表包括:亚甲基吡咯、香豆素、若丹明、荧光素、其它芳族烃和其衍生物等。此外，存在包含不饱和碳-碳键的大量聚合物，这些聚合物还用作荧光材料并且发现大量的光学和荧光应用。例如，MEH-PPV、PPV等已经被用于光电器件，如聚合物发光二极管(PLED)。可以直接使用这种荧光聚合物作为的透明2-D显示屏的荧光层。如上所述，可以使用半导体纳米颗粒(例如，量子点)。在本领域中的术语“半导体纳米颗粒”是指直径在Inm和IOOOnm之间,优选地在2nm至50nm之间的无机晶粒。半导体纳米颗粒当激发时能够发射电磁辐射(即，半导体纳米颗粒发光)。纳米颗粒可以是均质的纳米晶体或者纳米颗粒可以包括多个壳。例如，纳米颗粒可以包括一个或更多个第一半导体材料的“芯”，并且纳米颗粒可以被第二半导体材料的“壳”包围。芯和/或壳可以是包括但不限于如下的半导体材料:第I1-VI族的半导体材料(ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgS、MgSe、MgTe 、CaS、CaSe、CaTe、Sr S、Sr Se、SrTe、BaS、BaSe 和 BaTe 等)和第 II1-V 族的半导体材料(GaN, GaP、GaAs, GaSb, InN, InP、InAs 和 InSb 等)以及第 IV族的半导体材料(Ge和Si等)，以 及其合金或其混合物。
可以使用包含稀土或过渡元素阳离子的荧光有机金属分子用于下转换。这种分子包括使用有机螯合基团保护的包括Eu、Tb、Er、Tm和Ce的稀土金属兀素的金属中心。该金属中心还可以包括过渡元素(如Zn、Mn、Cr和Ir等)和主族元素(如B、Al和Ga)。这种有机金属分子可以容易地溶解于液体或透明固体基底媒质中。这种荧光有机金属分子的一些实施例包括:1.三(二苯甲酰甲烷)单(菲咯啉)铕(III) ；2.三(8-羟基喹啉)铒；
3.三(1-苯基-3-甲基-4-(2，2-二甲基-1-酰基)吡唑啉-5-酮)铽(III) ；4.双(2-甲基-8-羟基喹啉)锌；5.二苯基甲硼烷-8-羟基喹啉。用于红光发射的下转换颗粒的具体实施例包括上面讨论的颗粒和铕配合物(如日本公开特许公报(KoKai)第2003-26969号所述的使得β - 二酮配体与铕进行配位形成能够发射红色荧光的铕配合物而构造成的铕配合物)。稀土元素配合物的其它具体实施例包括包含镧(Ln)、铕(Eu)、铽(Tb)和钆(Gd)以及其组合物的配合物。当使用波长范围为365nm至410nm的紫外线照射时，铕(Eu)配合物能够发射红色荧光。当使用波长为365nm的紫外线照射时，铽(Tb)配合物能发射绿色荧光。在其它下转换的实施方案中，发射红光的发光颗粒可以包括铕，发射绿光的发光颗粒可以包括铽，并且发射蓝光或黄光的发光颗粒可包括铈(和/或铥)。在上转换的实施方案中，发射红光的发光颗粒可以包括镨，发射绿光的发光颗粒可以包括铒，并且发射蓝光的发光颗粒可包括铥。在实施方案中，发光颗粒可以是发射不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的荧光分子。在实施方案中，发光颗粒可以包括在纯有机染料或有机金属染料中。除稀土配合物的组合(如铕配合物与铽配合物的组合)之外，也可以采用铕配合物与不是配合物的发射绿色荧光的物质的组合，或者采用铽配合物与不是配合物的发射红色荧光的物质的组合。其它下转换材料包括例如ZnS、PbS、SbS3、MoS2, PbTe, PbSe, BeO、MgO, Li2C03、Ca(OH)2, MoO3> SiO2, Al2O3' TeO2, SnO2, KBr、KCl 和 NaCl0 如上所述，这些材料可以包括以调整发射性质的掺杂剂。适合于此的掺杂的(或合金的)玻璃系统的实施例包括Y2O3 = GcUY2O3: Dy、Y2O3: Tb、Y2O3: Ho、Y2O3: Er、Y2O3: Tm、Gd2O3: Eu、Y2O2S: Pr、Y2O2S: Sm、Y2O2S: Eu > Y2O2S: Tb >Y2O2S:Ho、Y2O2S:Er、Y2O2S:Dy、Y2O2S:Tm、ZnS:Ag:Cl (蓝色)、ZnS:Cu:Al (绿色)、Y202S:Eu (红色)、Y2O3: Eu (红色)、YVO4: Eu (红色)和 Zn2SiO4: Mn (绿色)。可替选地，可以使用量子点(如上所述的)以调节下转换过程。如美国专利第6，744，960 (其全部内容通过引用合并到本文中)中所描述的，不同尺寸的量子点产生不同颜色发射。在其研究中并且适用于本发明，量子点可以包括多种材料，该材料包括半导体，如硒化锌(ZnSe)、硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)、砷化铟(InAs)和磷化铟(InP)。可以适当地采用的另一种材料是二氧化钛(TiO2)。颗粒(即，量子点18)的尺寸可以在约2nm至IOnm的范围内。由于这些颗粒的尺寸是如此的小，所以量子物理学支配量子点的许多电学性质和光学性质。将量子力学应用于量子点18的一种这样的结果是量子点吸收广谱的光波长并且重新发射具有比所吸收光的波长更长的波长的辐射。所发射的光的波长受量子点的尺寸控制。例如，直径为5.0nm的CdSe量子点发射具有中心位于约625nm的窄频谱分布的辐射，而包括尺寸为2.2nm的CdSe的的量子点18发射具有约500nm的中心波长的光。包括CdSe.1nP和InAs的半导体量子点，可以发射具有在400nm至约1.5 μ m之间的范围内的中心波长的辐射。二氧化钛TiO2也在此范围内发射。对于这些半导体材料的发射的谱线宽度(即，半高宽(FWHM))可以在约20nm至30nm的范围内。为了产生窄带发射，量子点仅仅需要吸收比由该点所发射的光的波长更短的波长。例如，对于直径为5.0nm的CdSe量子点吸收波长小于约625nm的光以产生在约625nm的发射，然而，对于包括CdSe的2.2nm的量子点吸收波长小于约500nm的光并且在约500nm处再次发射。然而，实际上，激发辐射或激励福射(pump radiation)比所发射的福射至少短约50nm。关于更具体的适合于本发明的下转换材料，美国专利第4，705，952(其内容通过引用合并到本文中)描述了当通过红外光触发时以第一波长的可见光的形式存储能量并且以第二波长的可见光的形式释放能量的红外触发的磷光体。在美国专利第4，705，952号中的磷光体是碱土金属硫化物、稀土掺杂剂和易熔盐的组合物。在美国专利第4，705，952号中的磷光体更具体地是由硫化锶、硫化钡和其混合物制成的磷光体；包括稀土系列、氧化铕及其混合物的掺杂剂的磷光体；并且是包括锂、钠、钾、铯、镁、钙、锶和钡的氟化物、氯化物、溴化物和碘化物，以及其混合物的易熔盐的磷光体。在美国专利第4，705，952号中所描述的材料可用于本发明的多个实施方案中。在本发明的其它实施方案中，下转换材料(或下转换材料的混合物)可以包括 Y203:Lio Sun 等 人“Luminescent Properties of Li+doped nanosized Y2O3:Eu，，，Solid State Comm.119 (2001) 393-396 (其全部内容通过引用合并到本文中)描述了这种材料° Hou 等人“Luminescent properties nano-sized Y2O3:Eu fabricated byco-precipitation method”，Journal of Alloys and Compounds, vol.494,1-2 期，2April2010，382-385页(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了通过共沉淀法成功合成了纳米尺寸的氧化钇(Y2O3)粉末。粉末结晶良好，并且颗粒是具有良好的分散性的近似球形。Eu3+离子的猝灭浓度为9摩尔％，其远高于微尺度粉末。Li+离子的掺入大大改善了发光强度。所观察到的最高发光强度是用4摩尔％ Li+掺杂的Y2O3 = Eu 粉末((Ya87Euaci9Liaci4)2O3)并且突光强度增加 了高达 79%。Yi 等人“Improvedcathodoluminescent characteristics of Y2O3:Eu3+thin films by L1-doping，，Appl.Phys.A 87,667-671(2007)(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了对于Y2O3 = Eu3+和Li掺杂的Y203:Eu3+ 二者膜的阴极发光光谱和用于制造这些材料的方法。这些参考文献表明Li掺杂的Y2O3材料可以用作下转换材料或用于下转换材料的混合物中，并且因此适用于本发明的混合物的颜色增强的材料。这种材料特别地适合于在光谱的紫外线至紫色区域中X射线受激发射的材料。在其它实施方案中本发明使用各种上转换材料(或上转换材料的混合物)以增强从反射材料或表面可观察到的光的特定颜色。这些上转换材料可以包括如上面所讨论的关于下转换的类似材料，但通常在提供用于上转换激励的机制的基质晶体中包括掺杂或杂质状态。因此，以增强颜色发射的上转换材料可以将来自近红外线、红外线和微波辐射中之一的能量进行转换。以增强颜色发射的上转换材料可以将能量从低能量可见光转换为高能量可见光。现在将详细参考在附图中所示出的本发明的大量实施方案、实施例，其中，相同的附图标记指相应的元件。在图1的能量图中示出了在美国专利第4，705，952号中的上转换材料所呈现的能量关系，其中，能态E和T由两种选定的杂质引入。通过吸收具有E减G的最小能量的能量或光而激发的这些状态将导致电子被提升到能态E下的频带。当入射照射(chargingillumination)停止时,大量被激发的电子会降至能量态T并且保持被捕获在该处。捕获现象在图1的左边示出。稍后曝光以触发红外光照明可以供给E减T的能量，允许激发态T的红外线触发的磷光体跃迁到能级E，如图1右边所示。在该跃迁过程中发射光子。通过与E减G相关联的波长表征所得到的光发射。如果陷阱的深度比热能高出几倍，则超过99%的电子会处于电子-空穴陷阱中。如果陷阱的深度为约leV，则在黑暗中，大部分陷阱被填满，能带E几乎是空的，则电子空穴复合是可以忽略不计的。在此，选择适当的磷光体示出发生入射光(charging light)(具有高于可见光的能量)存储其本身以当曝露于红外光(具有低于可见光的能量)时被发射从而发射可见光。在发光纳米颗粒的合成中已经付出了相当大的努力，并已经进行了对其光学性能的大量研究。已经通过包括固体凝胶(溶胶凝胶)技术、气相缩合或胶体化学方法的多种方法实现了氧化物纳米颗粒(如基于镧系元素的氧化物纳米颗粒)的合成。虽然努力制备高度均匀尺寸的发光纳米颗粒的浓缩胶体溶液曾遇到一些技术上的困难，但是已经实现了一些尺寸为5纳米的镧系元素掺杂的氧化物的可用量的合成，如Bazzi等人，题名为Synthesis and luminescent properties of sub 5_nm lanthanide oxide particles，Journal of Luminescence 102 (2003) 445-450页(其全部内容通过引用合并到本文中)的论文中所示出的。Bazzi等人的研究集中于理解具有重点为微结构性质和光学发射性质的镧系氧化物纳米颗粒的性质(即，集中于这些材料的荧光性质和下转换性质)。然而，由Bazzi等人所述的材料可用于本发明的多个实施方案中。本发明人已经认识到可以以多种方式使用这种上转换材料以通过对来自太阳光谱(如在日光下曝光)或黑体频谱(如在白炽灯下)的红外光进行转换的方式来增强可见光发射。在下面将要描述的一个实施例中，可以使用近红外激光(如980nm和808nm)激发镧系元素掺杂的氧化物的纳米颗粒以根据所选择的掺杂剂三价稀土离子、掺杂剂三价稀土离子的浓度和基质晶格而产生红、绿、蓝频谱中的不同部分。Suyver等人，Upconversion spectroscopy and properties of NaYF4doped withEr3+, Tm3+ and or Yb3+, Journal of Luminescence 117 (2006) 1-12 页(其全部内容通过引用合并到本文中)的其它研究报道认识到NaYF4M料系统上转换性质。然而，没有关于上转换光的质量或数量的讨论，甚至认为所产生的量可用于显示器应用或颜色增强应用。由Suyver等人所描述的材料可用于本发明的多个实施方案中。图2是从Suyver等人复制的示出针对Er3+、TM3+和或Yb3+离子的上转换激发和可见发射模式的示意性能级图的示意图。实线箭头、虚线箭头、短划线箭头和卷曲线箭头分别表示辐射、非辐射能量转移、交叉弛豫和其它弛豫过程。镧系元素掺杂的氧化物不同于更加传统的多光子的上转换过程，其中，在同一事件中需要吸收例如两个光子以促进电子从价态直接进入上能级导带状态，其中跨越材料带隙的弛豫产生荧光。在此，共掺杂在NaYF4的带隙中产生的如下的状态:使得Yb3+离子具有通过单个光子事件可激励的2F5/2的能态，并且由此其它单个光子吸收事件可以填充甚至更高的状态。一旦处于脱离状态，则可以跃迁到更高能量辐射状态，由此发射光将具有比入射光激励2F5/2能态的能量更高的能量。换句话说，Yb3+离子的能态2F5/2是吸收980nm的光使得能够建立用作用于跃迁到高能态(如4F7/2能态)的基础的数目的状态。在此，从4f7/2能态的跃迁产生可见发射。在 Four-photon upconversion induced by infrared diode laserexcitation in rare-earth-1on-doped Y2O3 nanocrystals, Chemical Physics Letters,448(2007) 127-131页中，Chen等人已经描述了四光子上转换。在上述论文中，在390nm和409nm处的发射与Y2O3纳米晶体中的四光子上转换过程相关联。从Chen等人复制的图3示出了状态的阶梯，通过该状态红外光源可以逐步激励直至达到4D7/2状态为止。从该高状态，在能量中发生向下跃迁直至达到4G1/2状态为止，能量的向下跃迁发射390nm光子。由Chen等人所描述的材料可用于本发明的多个实施方案中。390nm、410nm、564nm和662nm的跃迁代表遍及可见光谱的可能的发光，其可以例
如根据从IR光源吸收的光或能量来增强白光发射，或者根据从IR光源吸收的光或能量，取决于这些发射中的每一个的相对强度来增强特定颜色发射。美国专利第7，008, 559号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了在767nm处的激发产生可见光范围内的发射的ZnS的上转换性能。在美国专利第7，008, 559号中所描述的材料(包括ZnS以及Er3+掺杂的BaTiO3纳米颗粒和Yb3+掺杂的CsMnCl3)适合于本发明的多种实施方案。

另外，具体用于本发明中的上转换的材料包括CdTe、CdSe, ZnO、CdS, Y2O3> MgS,CaS、SrS和BaS。这种上转换材料可以是任何半导体并且更具体地为，但并非为了限制，硫化物、碲化物、硒化物、氧化物半导体及其纳米颗粒，如Zni_xMnxSy、Zn1^xMnxSey, Zn1^xMnxTey,Cd1^MnSy > Cd1^MnxSey > Cd1^MnxTey > Pb1^MnxSy > Pb1^MnxSey> Pb1^MnxTey> Mg1^MnSy> Ca1^MnxSy>Ba1^xMnxSy和Sivx等(其中O < x彡I并且O < y彡I)。上述半导体的配位化合物也可以考虑用于本发明，如(M1^zNz) !-XMnxA1^yBy (M = Zn、Cd、Pb、Ca、Ba、Sr、Mg ；N = Zn、Cd、Pb、Ca、Ba, Sr, Mg ；A = S、Se、Te、0 ；B = S、Se、Te、0 ;0 < x 彡 1、0 < y 彡 1、0 < z 彡 I)。这种配位化合物的两个实施例为Zna4Cda4Mna2S和Zna9Mna ^a8SetlT另外的上转换材料包括绝缘的和不导电的材料如BaF2、BaFBr和BaTiO3等示例性化合物。适合于本发明的过渡和稀土离子共掺杂的半导体包括硫化物、碲化物、硒化物和氧化物半导体及其纳米颗粒,如ZnS ；Mn ；Er ；ZnSe ；Mn, Er ；MgS ；Mn, Er ；CaS ；Mn, Er、ZnS ；Mn, Yb ；ZnSe ；Mn, Yb ；MgS ；Mn, Yb ；CaS ；Mn,Yb 等，以及其配位化合物(MhNz) & (MnqRn) A-yBy (Μ = Zn、Cd、Pb、Ca、Ba、Sr、Mg ；Ν = Zn、Cd、Pb、Ca、Ba、Sr、Mg ；Α = S、Se、Te、0;B = S、......0<z<l,o<q<l)。一些纳米颗粒如 ZnS: Tb3+，Er3+、ZnS: Tb3+、Y2O3: Tb3+、Y2O3: Tb3+Er3+' ZnS: Mn2+ 和ZnS:Mn，Er3+是本领域中已知的以用于下转换发光和上转换发光二者并且适用于本发明。在上转换实施方案中，发射红光的发光颗粒可以包括镨，发射绿光的发光颗粒可以包括铒，并且发射蓝光的发光颗粒可以包括铥。一般而言，上转换过程通常需要掺杂到包括Y203、Y2O2S, NaYF4, NaYbF4, YAG、YAP、Nd2O3> LaF3> LaCl3、La2O3, TiO2, LuPO4, YVO4, YbF3, YF3, Na 掺杂的 YbF3 或 SiO2 中的至少之一的介质晶体中的(具有> 0.1nm的任意尺寸)多种稀土掺杂剂中的一种，如Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd和其它稀土物质或者其组合，其中入射辐射具有比来自晶体的发射辐射更长的波长。所发射的波长完全基于所选择的掺杂离子和它们在基质晶体中相关联的和相对的比例(contration)。例如，在Y2O3基质晶体中的上转换，为了实现蓝色发射( 450nm 至 480nm)需要合成[Y2O3 ;Yb (3 % )，Tm (0.2 % )]，其中，Yb 和 Tm 是相对于 100 % 的 Y原子掺杂到晶体中的百分比。同样地，典型的绿色上转换材料为[Y203 ;Yb(5%)，Ho(l%)]和[Y2O3 ；Yb(2% ),Er(l% )]并且典型的红色上转换材料为[Y2O3 ；Yb (10% ), Er (I % )]和[Y2O3 ;Yb(5% )，Eu(l% )]。相对于彼此和相对于晶体基质的掺杂剂的浓度必须针对每种组合物进行调整，并且存在多种方式以甚至用相同的掺杂剂获得多种颜色。在Tm3+掺杂氟锆酸盐玻璃中具有约650nm的波长的红光的上转换可以用于本发明以产生蓝光。在该系统中，蓝光由两个发射带组成，在450nm处的一个发射带归因于1D2 — 3H4跃迁，在475nm处的另一个发射带归因于1G4 — 3H6跃迁。通过其他人观察得到两个发射带二者的发射强度随着激发功率的二次方而变化。对于具有浓度为0.2摩尔％以上的Tm3+的玻璃，出现交叉弛豫过程，从而降低了上转换效率。在氯仿中的LuPO4: Yb3+，Tm3+和YbPO4:Er3+纳米晶体的光学透明胶体溶液中已经观察到当以近红外(NIR)激发时发射可见光。在975nm处激发已经由其他人示出以产生在蓝色、绿色或红色频谱区域中的可见发光。碲和锗氧化物(亚碲酸盐和锗酸盐)也适合的上转换材料。这些玻璃可以使用例如Tm、Yb、Ho、Er和Pr进行掺杂。Yb3+掺杂BaZrO3也适合上转换。掺杂Er3+和/或Tm3+的也适合于调整发射波长。在另一实施方案中，通过Morss方法制备的Nd3+ = Cs2NaGdCl6和Nd3+，Yb3+ = Cs2NaGdCl6多晶粉末样品已经被报道为上转换材料并且适合于本发明。在785nm照射下，观察到这些材料已经示出了在538nm(绿色)、603nm(橙色)和675nm(红色)附近的上转换发射并且分别属于4G7/2 — 419/2、(4G7/2 — 4111/2、4G5/2 — 419/2)和(4G7/2 — 4113/2,4G5/2 — 4111/2)。在另一实施方案中，在800nm的激发下，Nd3+和Ho3+共掺杂的基于ZrF4氟化物玻璃已经被报道为上转换材料并且适合于本发明。在这些对于ZrF4氟化物玻璃的上转换发光中，绿色发射看起来非常强并且蓝色和红色发射强度非常弱。在另一实施方案中，Tm3+/Yb3+共掺杂的TeO2-Ga2O3-R2O(R = Li, Na, K)玻璃已经被报道为上转换材料并且适合于本发明。在977nm的激发下，这些材料示出中心在476nm处的强烈的蓝色上转换发射，伴随着在650nm处微弱的的红色发射。在另一实施方案中，在蒽或9，10-二苯基蒽存在下的[Ru(dmb)3]2+(dmb = 4，4' - 二甲基-2，2'-联吡啶)中的金属到配体的电荷转移(MLCT)已经报道为上转换材料并且适合于本发明。在低激发功率下由三重态-三重态湮灭产生上转换的单峰荧光已经有报道。特别是9，10-二苯基蒽(DPA)(取代蒽)示出了较高的上转换效率。在这些实验中，使用该材料系统的工作人员假设相对于蒽(=0.27)7DPA增加了单峰荧光量子产率(=0.95)。该研究得到近似24.4±6.1的绿光到蓝光上转换的增强，例如通过商业激光指针(λ = 532nm，< 5mff峰值功率)直接使得低激发功率下地过程可视化。图4A是描述根据本发明的一个实施方案的上转换材料或下转换材料(即，光活性材料)的示意图。图4A示出用于在金属壳附近放置电介质芯上转换材料或下转换材料(具有纳米尺度)的多种结构配置。波长X1的入射光与上转换电介质芯相互作用。光入1与该电介质芯相互作用产生具有比A1更短的波长并且因此具有比A1更高的能量的频率λ2的二次发射。虽然上转换的确切的物理机制可能取决于在具体应用中所使用的具体的上转换材料和具体的上转换过程，但是为了讨论和说明的目的，提供以下说明。在图4A的情况下，当波长λ I与电介质材料芯相互作用时，三个独立的过程可以很好理解对于包括三价稀土离子的上转换过程。该三个过程为:I)激发态吸收，由此两个光子依次被相同的离子吸收以激发和填充一个或更多个状态；2)能量转移上转换:从一个离子到另一个已经处于激发态的的激发转移；3)多个光子的协作过程:处于激发态的两个接近的离子共同地从虚态发射。不论在所选择的离子和基质晶格之间发生这些过程的哪一个，对于上转换过程最终的结果是从基质晶格发射具有比激发能大的能量的光子。因此，所激活的具体离子(无论是掺杂离子还是晶格(如在氧化钕中)的基质离子)将基于进行处理的基质材料而选择，以使在电介质芯中的掺杂离子或基质离子提供通过MR源可激励以生成最终的发射λ2的离子状态。因此，本发明在一个实施方案中提供了包括纳米颗粒的上转换或下转换系统，该纳米颗粒配置为当曝光于第一波长X1的辐射时以产生具有比第一波长X1更高或更低的能量的第二波长入2的辐射。该系统可以包括相对于纳米颗粒设置的金属结构(如，覆盖纳米颗粒的一部分的金属壳)。该系统可以包括设置在接近于纳米颗粒的介质中的受体。当通过第二波长λ2激发该受体时，该受体其本身可以发荧光产生可见光。在本发明的一个实施方案中，金属结构(如在附图中上面和下面所描述的金属结构)的物理特性被设置为如下的值，其中，在金属结构中的表面等离子体激元共振在提供与第一波长λ i或第二波长λ2重叠的光谱的频率下共振。在本发明的上下文中，术语金属壳或芯的“物理特性”可以是涉及影响表面等离子体激元共振频率的金属本身或者壳或芯尺寸或形状的任何特性。这种物理特性可以包括，但不限于，金属壳或芯的导电性、径向尺寸、化学组成或结晶状态。在多个实施方案中，金属结构可以是包封颗粒的至少一小部分的金属壳，其中金属壳的导电性、径向尺寸或结晶状态设置为使得在金属结构中的表面等离子体激元共振以在提供与第一波长λ i或第二波长λ 2重叠的光谱的频率下共振。在多个实施方案中，金属结构可以是在金属壳中包封颗粒的至少一小部分的多层金属壳，其中，金属壳的导电性、径向尺寸或结晶状态设置为使得在金属结构中的表面等离子体激元共振在第一波长λ i或第二波长λ 2下共振。这种能力使得在λ i和λ 2下的辐射被放大。在多个实施方案中，金属结构可以是以一种或更多种结构存在的金属颗粒。这些多重结构可以有多种形状，包括设置相邻的纳米颗粒为例如球形、椭球体、棒状、立方体、三角形、金字塔、支柱、月牙、四面体状形、星形或其组合物，其中，金属结构的导电性、尺寸(如，横向尺寸或厚度)或结晶状态设置为使得在金属颗粒或棒中的表面等离子体激元共振在提供与第一波长X1或第二波长λ2重叠的光谱的频率下共振。本发明附图的图中和美国系列第12/401，478号(其全部通过引用合并到本文中)中的图中描述了这种形状。形状选择可以影响表面等离子体激元共振的频率。已知通过纳米颗粒的形状(如，扁长形、扁球形)来改变等离子体频带。论文“Spectral bounds on plasmon resonances for Ag and Auprolate and oblate nanospheroids，，，Journal of Nanophotonics, Vol.2,029501 (2008年9月26日)(其全部内容通过引用合并到本文中)示出了针对Ag的形状而言的等离子体激元共振偏移以及针对扁长形、扁球形的Au的形状而言的等离子体激元共振偏移。在本发明的一个实施方案中，随着本发明的金属结构的纵横比的增加，扁球形共振相对于没有下限的球体(在Drude分散模型的假设下)产生红移。另一方面，随着椭球体变得越来越平坦，扁球形共振发生“蓝移”，直至到达极限。在多个实施方案中，金属结构可以内部设置有纳米颗粒的金属结构，其中，金属结构的导电性、尺寸(如，横向尺寸或厚度)或结晶状态设置为使得在金属结构中的表面等离子体激元共振在提供与第一波长X1或第二波长λ 2重叠的光谱的频率下共振。在多个实施方案中，金属结构可以是内部设置有纳米颗粒的金属多层结构，其中，金属结构的导电性、尺寸(如，横向尺寸或厚度)或结晶状态设置为使得在金属颗粒或棒中的表面等离子体激元共振在第一波长X1或第二波长入2下共振。这种能力又一次使得在入1和λ2下的辐射被放大。在另一实施方案中，本发明提供了包括IOOOnm子电介质芯和相对于纳米颗粒设置的金属结构的纳米颗粒结构。电介质芯包括Y203、Y2O2S, NaYF4, NaYbF4, YAG、YAP、Nd2O3>LaF3> LaCl3、La2O3, TiO2, LuPO4, YVO4, YbF3, YF3, Na 掺杂的 YbF3 或 SiO2 中的至少之一。这种纳米颗粒结构在一些实施方案中可以呈现出在金属结构中的表面等离体共振以增强从第一波长λ i到第二波长λ 2的光的上转换。如上所述，以层厚度(或例如横向尺寸)来特别设计壳(或其它结构)以通过等离子体增强来增强光子上转换过程。调整壳的厚度(或其它物理特性)被“调整”为通过具有如下尺寸的吸收过程的厚度，其中，壳中的等离子体(即，电子振荡)具有在提供与目标吸收带重叠的光谱的频率中共振。因此，如果上转换是由980nm NIR光激发的，则壳的厚度被“调整”为等离子体激元共振也在980nm的频率下共振(或在其邻域中，这是由于在这些波长处的等离子共振通常很宽)的厚度。这种等离子体激元共振壳或其它层可以由多种过渡金属制成，该过渡金属包括但并不限于金、银、钼、钯、镍、钌、铼、铜和钴或者其组合物或合金或层。这种等离子体激元共振壳也可以由金属和非金属的组合物制成。当形成金纳米壳时，与980nm的光共振的推荐厚度为约3.5nm,围绕80nm上转换芯,如通过推展Mie理论计算而设计的(参见Jain等人，Nanolett.2007，7 (9) 2854，其全部内容通过引用合并到本文中)。图4B是从Jain等人复制的并且示出了在本发明中的能力以“调整”金属壳为具有与激发和/或发射辐射波长的光谱重叠。这种匹配和调整频率的能力提供了在单独利用电介质芯的情况下不能获得的吸收增强。在本发明的一个实施方案中，金属结构可以是合金，例如Au:Ag合金。可以设置合金含量以调整表面等离子共振的频率。在本发明的一个实施方案中，金属结构可以是合金例如Pt:Ag合金。可以设置合金含量以调整表面等离子体激元共振的频率。在本发明的一个实施方案，金属结构可以是合金例如Pt:Au合金。可以设置合金含量以调整表面等离子体激元共振的频率。在本发明的一个实施方案中，纳米颗粒可以是两种或更多种材料的合金。在该实施方案中，该合金可以在两种或多种材料之间的混合物，该材料设置如下的组成值，其中以第一波长入“敫发合金产生第二波长入2的发射。在本发明的一个实施方案中，纳米颗粒可以是硫化锌和硒化锌合金。在本发明的一个实施方案中，纳米颗粒可以是硫化锌和硫化镉
I=1-Wl O在本发明的一个实施方案中，硫化锌和硒化锌纳米颗粒合金可以具有设置为提供预定表面等离子体激元共振的合金含量。在本发明的一个实施方案中，硫化锌和硫化镉纳米颗粒合金可以有被设置以提供预定表面等离子体激元共振的合金含量。适合于本发明的用于制造纳米颗粒和纳米颗粒合金的一些技术描述在以下文献中，美国专利第7，645，318号、第7,615, 169号、第7，468，146号、第7，501,092号，美国专利申请公开第 2009/0315446 号、第 2008/0277270 号、第 2008/0277267 号、第 2008/0277268号和第W02009/133138号，其全部内容通过引用合并到本文中在本发明的一个实施方案中，纳米颗粒可以是配置为产生上转换或下转换波长λ 2的电介质或半导体。在本发明的一个实施方案中，纳米颗粒可以包括分别配置为在不同波长λ 2处发射的多种电介质或半导体。在本发明的一个实施方案中，具有不同电介质或半导体的多种纳米颗粒可以包括于分散在介质中的纳米颗粒的混合物中。在本发明的一个实施方案中，根据在电介质芯中的具体掺杂剂离子的吸收频率(或在某些情况下的发射频率)设置金属壳的厚度以增强上转换光的发射过程的总效率。因此，壳的厚度在一个实施例中可以被认为是增强X1的吸收的工具，而在另一实施例中被认为是增强λ2的吸收的工具，或在其它情况下可以认为是以组合的形式增强整体净过程的增强特征。此外，可以使用等离子声子耦合以通过调整频带至离开共振的程度来降低共振频率。这可以用于使共振能量转移过程最优化，以转变输出颜色为用于油漆、有色或显示表面的期望的颜色。在一个实施例中，图5示出等离子振子作为壳厚度的函数的偏移的实施例。在此，在本发 明的一个实施方案中，在目标波长或颜色处产生受激发射的能力通过设计用于颜色增强具有所设计的吸收带的组合物的纳米颗粒的能力来补充。该吸收材料还可以例如用于提高从使用本发明的颜色增强组合物处理的涂料、墨、染料或其它反射表面观察到的光的颜色纯度。制备这种纳米颗粒系统的详细信息包括在美国系列第12/725，108号中，其全部内容通过引用合并在本文中。单独Y2O3的吸收频谱(下部曲线)是相当无特色，示出由于三精氨酸200nm附近而导致的吸收，以及与通过Y2O3的散射和吸收相关联的缓坡(gentleslope)延伸到频谱的可见部分。另一方面，金涂层Y2O3(上部曲线)在546nm处表现出强吸收带，这是由于围绕Y2O3芯的金壳而导致的表面等离子体激元共振的特性。等离子体吸收红移至546nm与围绕电介质芯的金壳的存在相符合。在本发明的一个实施方案中，如上所述，用于上转换电介质芯的材料可以包括多种电介质材料。在本发明的多个实施方案中，上转换电介质芯更具体地包括镧系元素掺杂的氧化物材料。镧系元素包括镧(La)、铺(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、衫(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。其它适合的电介质芯材料包括非镧系元素,例如钇(Y)和钪(Sc)。因此，适合的电电介质芯材料包括￥203、Y2O2S, NaYF4, NaYbF4, Na 掺杂的 YbF3、YAG、YAP、Nd2O3> LaF3> LaCl3、La2O3, TiO2, LuPO4, YVO4,YbF3' YF3 或 SiO20 这些电介质芯可以掺杂有 Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd 和其它稀土物质或者其组合物。
镧系元素通常作为三价阳离子存在，在这种情况下，他们的电子组态是(Xe)4fn，η从I (Ce3+)至14 (Lu3+)变动。可以在f轨道(manifold)内的跃迁是造成镧系元素离子的大量光子物理性质的原因，如长寿命发光、明显的吸收线和发射线。通过填充5s和5p轨道使得f电子屏蔽外部干扰，从而引起线状频谱。f_f电子跃迁是Laporte禁止的，从而导致在微秒至毫秒范围内的长的激发态寿命。因此，在本发明中掺杂材料的实施例包括氧化物(例如氧化钇和氧化钕和氧化铝)以及氟化钇钠和纳米晶体钙钛矿和石榴石(如钇铝石榴石(YAG)和钇铝钙钛矿(YAP))。在这些材料中，为了提高上转换效率，对于一些材料而言需要掺杂，但不是所有的这些材料都需要掺杂。在本发明的多个实施方案中，基质纳米晶体是掺杂有在上面给出的这些镧系系列元素中的三价稀土镧系元素离子。更具体地，在本发明的多个实施方案，成对引入这些掺杂剂以在基质晶体中获得更多能态。这些能态的激活和激励紧密遵循与图3相关的所讨论的原理。在本发明中的掺杂浓度可以为粗略地为进入基质晶格的每个离子为0.2%至20 %，或者以按重量或摩尔％计进行变形。在这些材料中的具体频带的上转换过程的效率可以通过所掺杂的百分比进行调制以诱导并增强目标发射。镧系元素掺杂的上转换材料可以使用，并不限于，以下摩尔百分率掺杂剂组合物:5% Er、10% Yb,0.2% Tm+3% Yb 和 1% Er+10% Yb。纳米晶体的尺寸也会影响上转换过程的效率，由于较大的纳米晶体将有更多位点用于待供给到基质晶格中的掺杂离子，因此使得比如果纳米晶体较小的情况下从相同掺杂基质能够进行更多发射。虽然上面列出的掺杂剂百分比不是严格地固定的，但是这些数字提供了用于获得本发明的具体电解质芯材料的典型的百分比的基本教示。此外，在本发明的一个实施方案中的这些基质晶体中的一些(例如，氧化钕)可以不需要以促进上转换的具体的掺杂，这可以在如下的实施例中看出:用587nm的激发波长在 Nd2O3 中产生 372nm、402nm 和 468nm 处的发射。参见 Que, W 等人 Journal of AppliedPhysics2001, vol 90，4865页，其全部内容通过引用合并到本文中。在本发明的一个实施方案中，用Yb3+掺杂的氧化钕可以通过使用低能量Yb3+激活剂敏化Nd3+来增强上转换。在本发明的一个实施方案中，如上面所讨论，使用例如金属壳涂覆电介质芯以增强电子声子耦合并且从而增加上转换效率或下转换效率。在本发明的另一实施方案中，壳可以包括SiO2和/或TiO2涂层，并且在一个实施方案中，该涂层涂覆在掺杂的Y2O3上转换纳米颗粒上，从而在一些实施例中相对于无涂层的纳米晶体增加上转换效率。在本发明的另一实施方案中，外壳可以包括SiO2和/或TiO2涂层，并且在一个实施方案中，该涂层涂覆在掺杂的Y2O3下转换纳米颗粒上，从而在一些实施例中相对于无涂层的纳米晶体增加下转换效率。另外，在本发明的一个实施方案中，该涂层可以是聚合物。在一个实施方案中，该涂层设置在NaYF4:Ln/NaYF4电介质芯上。相对于无涂层的上转换材料，这种涂层可以增加上转换效率。在本发明的另一实施方案中，例如通过改变Au、Ag、Pt和Pd壳的厚度来调节未掺杂的基质晶格(例如，Y2O3)纳米晶体的声子模式。在本发明的多个实施方案中，上转换电介质芯和壳系统包括作为上转换纳米晶的具有NaYF4壳的Y203:Ln、具有Au (Ag，Pt)壳的Y203:Ln、具有Y2O3壳的NaYF4:Ln、具有Au (Ag，Pt)壳的NaYF4: Ln。在该系统中，金属涂层的芯直径和壳外/内直径可以被设置为预计可以调节等离子体模式重叠的尺寸。
在如下面所讨论其它实施方案中，在电介质内部可以存在金属涂层或金属结构并且金属结构与电介质结构的相对位置可以增强等离子体激元共振。这些内部具有金属结构的结构可以称为金属芯上转换材料或金属芯下转换材料。用于能量转换的金属芯技术是有用的，因为其可以利用与涂覆在芯电介质上的壳相比具有改善的表面形貌的金属纳米颗粒。可以选择在内部芯金属能量转换材料中的金属或金属合金以调整其等离子活性。这些外部具有金属结构的结构可以称为芯上转换材料或芯下转换材料。在本发明的多个实施方案中，上转换材料或下转换材料的电介质芯可以涂覆有硫醇封端的硅烷以在对Y2O3具有类似活性的芯周围提供SiO2涂层。在本发明的一个实施方案中，上述方法用于合成有NaYF4壳的Y203:Ln、具有Au (Ag，Pt)壳的Y203:Ln、具有Y2O3壳的NaYF4: Ln、具有Au (Ag，Pt)壳的NaYF4 = Ln的芯-壳纳米颗粒，其中芯和壳的直径为2至20nm。在这些材料系统中，经调节的芯-壳直径比例可以允许放大NIR光的吸收和/或上转换发射的等离子体-声子共振。在这些材料系统中，芯和壳直径的控制是确定尺寸依赖效应和随后的等离子体激元-声子共振调整的一个因素。在本发明的一个实施方案中，上转换电介质芯可以是混合的芯-壳材料，包括例如使用不同Ln系金属掺杂的半导体Y2O3和NaYF4芯，其已经被证明具有大上转换效率。这些掺杂的Y2O3和NaYF4芯可将具有Au (Ag，Pt，Pd)或未掺杂的Y2O3和NaYF4基质的壳，其具有增强或调整在上转换过程中能量转换所需要的声子模式的潜力。例如，可以通过加入巯基化的有机物(Au壳)、有机链三乙醇硅烷(Y2O3壳)和三辛基膦油酸胺(NaYF4壳)来提高溶解度。所有的核-壳纳米颗粒还可以被溶解到添加三精氨酸、聚乙二醇和聚乙烯亚胺表面活性剂的胶态悬浮液中。图6A示出了可以设计的本发明的上转换结构的多个实施方案中的一些:(a)包括上转换材料(UC)分子结合到金属(金)纳米颗粒的结构；(b)用金属纳米颗粒覆盖包含UC的纳米颗粒的结构；(C)用包含UC的纳米帽(nanocap)覆盖的金属纳米颗粒；(d)用金属纳米帽覆盖包含UC的纳米颗粒；(e)用UC纳米壳覆盖金属纳米颗粒；(f)用金属纳米壳覆盖包含UC的纳米颗粒；(g)用具有保护涂层的金属纳米壳覆盖包含UC的纳米颗粒。这些构型(在图6中示出的具有包含UC的材料的系列)可以适用于对下转换材料如上述的量子点的增强。而且，在本发明的一个实施方案中，电介质间隔物(例如下面将讨论的硅酸盐)可以使用图6A-b的结构以将颗粒型金属结构隔开。在本发明的另一实施方案中，无论这些层是如图6A-d的部分金属层还是如图6A-f的连续金属层，电介质间隔物可以使用图6A-d、图6A-f的结构以将金属层隔开。参见图6B-b、图6B-d和图6B_f。在本领域中已研究并且适合于本发明的多种金属结构的等离子体光子学性质包括球形的金属纳米壳[S.J.Norton and T.Vo-Dinh, " Plasmonic Resonances ofNanoshells of Spheroidal Shape" , IEEE Trans.Nanotechnology,6,627-638 (2007)]>扁圆形金属纳米球[S.J.Norton, T.Vo-Dinh, " Spectral bounds on plasmonresonances for Ag and Au prolate and oblate nanospheroids" , J.Nanophotonics,2，029501 (2008)]、金属纳米球的线性链[S.J.Norton and T.Vo-Dinh, " Opticalresponse of linear chains of metal nanospheres and nanospheroids" , J.0pt.Soc.Amer., 25, 2767 (2008)]、金纳米星[C.G.Khoury and T.Vo-Dinh, " Gold Nanostarsfor SurJace-Enhanced Raman Scattering:Synthesis, Characterization andApplications " ，J.Phys.Chem C, 112,18849-18859 (2008)]、纳米壳调光器[C.G.Khoury,S.J.Norton, T.Vo-Dinh, " Plasmonics of 3-D Nanoshell DimersUsing MultipoleExpansion and Finite Element Method, ACS Nano, 3, 2776-2788 (2009)]以及多层金属纳米壳[S.J.Norton, T.Vo-Dinh, " Plasmonics enhancement of a luminescent orRaman-active layer in a multilayered metallic nanosheII" , Applied Optics,48,5040-5049 (2009) ] o本段中上面所述的参考文献的每一篇的全部内容通过引用合并到本文中。在本发明的多个实施方案中，在本申请中所讨论的多层金属纳米壳有潜在的以增强电磁的两个光谱区的能力。因此，本发明的金属结构可用于上转换模式以增强波长X1的激发和波长入2的发射。该特征也可用于下转换以主要增强波长λ 2的发射，并且潜在地增强波长λ I的激发。在本发明的多个实施方案中这种金属结构包括由例如金属、或者掺杂的玻璃或掺杂的半导体制成的导电材料。这些导电材料可以以纯的或接近纯的元素金属、这种元素金属的合金或的该导电材料的层的形式存在，这与组成无关。该导电材料(如上所述的)可以包括非金属材料作为次要组分，但其并没有达到使得复合材料绝缘的掺入的水平。同样地，在本发明的多个实施方案中，上转换材料或下转换材料可以包括电介质、玻璃或半导体中的至少之一。上转换材料或下转换材料可以包括两种或更多种电介质材料的合金、两种或更多种玻璃的合金或者两种或更多种半导体的合金。因此，图6Α示出了附带有壳的电介质芯的本发明的实施方案。该壳可包括指定厚度的金属层。金属层可以包括如镍、金、铁、银、钯、钼、铜及其组合物等材料。该金属层也可以由金属和非金属的组合物制成。该壳可以用作等离子体壳，其中，在电介质芯与用作外部电介质的外部环境之间的金属中形成表面等离子体激元。该壳(如示出的)可能不是完整壳。部分金属壳或具有不同厚度的金属壳在本发明中也是可接受的。如下面所讨论的，在本发明另一实施方案中的金属壳用作用于UV光的散射中心，其中UV光将会从涂料或涂层中散射，即使UV光在涂料或涂层中被吸收最低限度的有助于涂料或涂层材料的局部受热的情况下也是如此。图6Β不出了在金属与UC材料之间具有电介质层的上转换结构的又一实施方案。图6C进一步示出了可以设计的具有上转换(UC)材料的等离子体活性纳米结构的实施方案:(a)金属纳米颗粒；(b)用金属纳米帽覆盖的UC纳米颗粒芯；(C)球形金属纳米壳覆盖UC球形芯；(d)扁圆金属纳米壳覆盖UC球形芯；(e)用UC纳米壳覆盖金属纳米颗粒芯；(f)具有保护涂层的金属纳米壳；(g)多层金属纳米壳覆盖UC球形芯；(h)多种纳米颗粒结构；(i)金属纳米立方体和纳米三角体/纳米棱柱；以及(j)金属圆柱体。图6D示出具有可设计的具有连接的光活性(PA)分子的上转换材料的等离子体光子学-活性纳米结构的其它实施方案。例如，在补骨脂素(作为PA分子)的情况下，调整PA分子与UC材料或金属表面之间的连接的长度，使得其足够长以使得PA分子具有活性(附接到DNA)并且足够短以使得来自UC的光的有效激发以有效地激发PA分子。图6D示出了:(a) PA分子结合到UC纳米颗粒；(b)用金属纳米颗粒覆盖包含UC材料的纳米颗粒；(c)用UC材料纳米帽覆盖金属纳米颗粒；(d)用金属纳米帽覆盖包含UC材料的纳米颗粒；(e)用UC材料纳米壳覆盖金属颗粒；(f)用金属纳米壳覆盖包含UC材料的纳米颗粒；(g)用具有保护涂层的金属纳米壳覆盖包含UC材料的纳米颗粒。
利用本发明中的上转换结构和下转换结构，等离子体效应是有利的。等离子体效应可以提高所获得的光的局部强度或从本发明的上转换结构和/或下转换结构中发射的光的局部强度。等离子体效应可在提供使用的适当的纳米结构、纳米尺寸、金属类型的整个电磁区域内产生。等离子体效应可以覆盖宽范围的电磁光谱，从伽玛射线和X射线到紫外、可见光、红外、微波和无线电频率的能量。然而，由于实际的原因，对于金属结构例如银和金纳米颗粒使用可见光和NIR光，这是由于对于银和金的等离子体激元共振分别发生在可见和NIR区中。在多个实施方案中，本发明的颜色变换结构包括钕和镱掺杂的氧化钇纳米颗粒、铕和镱掺杂的氧化钇纳米颗粒以及稀土三价离子掺杂到氧化钕纳米晶体中的任意组合的纳米颗粒。钕和镱组合物的双掺杂氧化钇以及双掺杂铕和镱对于氧化钇基质晶格而言是新型的，但是这种双掺杂系统已经在如YAG等其它基质晶格中起作用。这些双镧系元素掺杂的玻璃已经示出了对块状材料进行有效地上转换，从而可以在纳米尺度提供新的上转换结构。本发明的这些氧化钇纳米结构提供了大量的优点。用于产生纳米尺寸氧化钇的小尺寸的合成方法在氧化钇中比在YAG中更容易控制和制造。氧化钇的基质结构通过下转换而闪烁。例如氧化钇中的这些掺杂剂的组合物可以针对用于本发明的颜色变换的氧化钇纳米晶体提供预定发射颜色。在本发明的一个实施方案中，双掺杂剂允许激发基质玻璃中的任一离子。例如，通过980nm的激发光激发镱离子，其中通过将能量从镱离子的一种激发态转移到另一掺杂剂来提供用于在可见和NIR光谱区中的光的上转换发射机制。可以使用化学组成与上面讨论的下转换荧光材料类似的上转换磷光体。上转换磷光体可以包括激光染料，例如，可以通过至少吸收两个红外光子而被激发同时发射可见光的有机小分子。上转换磷光体可以包括荧光聚合物，例如，可以通过至少吸收两个红外光子而被激发同时发射可见光的聚合物类。上转换磷光体可以包括无机或陶瓷颗粒或纳米颗粒，该无机或陶瓷颗粒或纳米颗粒包括可以通过至少吸收两个红外光子而被激发同时发射可见光的传统的上转换磷光体(如，金属氟化物、金属氧化物)。上转换磷光体可以包括半导体颗粒，该半导体颗粒包括如第I1-VI族或第II1-V族化合物半导体的纳米颗粒，例如，在上述“下转换”半导体中详细描述的量子点。突光上转换无机磷光体可以包括但不限于金属氧化物、金属齒化物、金属硫族化物(如，硫化物)或其杂化物(如，金属氧代卤化物、金属氧代硫族化物)。荧光上转换无机磷光体通常是用稀土元素(如，Yb3+、Er3+和Tm3+)掺杂的。一些基质的实施例包括但不限于=NaYF4, YF3> BaYF5' LaF3> La2MoO8' LaNbO4, LnO2S ;其中 Ln 为稀土元素(如 Y、La 和 Gd)。根据本发明，这些上转换材料和下转换材料是颜色发射体混合物，其配置为在曝露于光源时响应于所吸收的可见光谱内部和外部的波长带的光或能量而发射第一波长入i的可见光。相对于仅由第一波长λ I的反射而发射的光的量，可见光的发射增强。颜色发射体颗粒可以具有小于约1000纳米的直径。发光颗粒(上转换或下转换)可以包括相对于颗粒设置的金属结构。金属结构的物理特性设置为使得在金属结构中的表面等离子体激元共振在以下频率下发生共振的值:所述频率提供与任一第一波长λ i的光谱重叠。金属结构体的物理特性设置为使得金属结构中的表面等离子体激元共振在以下频率下发生共振的值，所述频率提供第一波长X1的增强发射。
如下面详细说明的，该颜色发射体的混合物可以附着于显示器的染料分子。颜色发射体的混合物可以是颜色发射像素的显示器元件。颜色发射体的混合物可以是滤色器的组分。颜色发射体的混合物可以是用于显示器的滤色器的组分。颜色发射体的混合物可以是有色表面的组分。颜色发射体的混合物可以是有色反射表面的组分。颜色发射体的混合物可以是用于显示器的像素中的有色反射表面的组分。颜色发射体的混合物可以是发射白光像素显示器元件。颜色发射体的混合物可以是涂料组分。颜色发射体的混合物可以是设置在反光涂料中的玻璃珠上的组分。颜色发射体的混合物可以是将反光涂料中玻璃珠固定到基底涂料的粘合剂层的组分。颜色发射体的混合物可以是墨组分。颜色发射体的混合物可以是配置为从上转换过程产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。颜色发射体的混合物可以是配置为从下转换过程而产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。颜色发射体的混合物可以是从上转换材料和下转换材料的混合物产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一 O颜色发射体的混合物可以是包括铕、铽、铈和铒中的至少之一或其组合的荧光发射体。颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的紫外光而发射第一可见颜色的第一材料和配置为响应于所吸收的红外光而发射第二可见光的第二材料，其中，第二可见颜色与第一可见颜色不同。颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的紫外光而发射第三可见颜色的第三材料，其中，第三可见颜色不同于第一可见颜色和第二可见颜色。第一可见颜色、第二可见颜色和第三可见颜色可以是原色或原色的混合。可替选地或附加地，颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的红外光而发射第三可见颜色的第三材料。第三可见颜色可以与第一可见颜色和第二可见颜色不同。颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的紫外光而发射第一可见颜色的第一材料和配置为响应于所吸收的红外光而发射第二可见光的第二材料。第二可见颜色可以是与第一可见颜色基本上相同的颜色。颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的紫外光而发射第三可见颜色的第三材料。第三可见颜色可以与第一可见颜色和第二可见颜色不同。可替选地或附加地，颜色发射体的混合物可以包括配置为响应于所吸收的红外光而发射第三可见颜色的第三材料。第三可见颜色可以与第一可见颜色和第二可见颜色不同。第一可见颜色、第二可见颜色和第三可见颜色可以是原色或原色的混合。颜色发射体的混合物可以包括相对于纳米颗粒发射体而设置的金属结构。金属结构可以是包括球形壳、扁圆形壳、新月形壳或多层壳中的至少之一的金属壳。金属结构可以Au、Ag、Cu、N1、Pt、Pd、Co、Ru、Rh、Al、Ga或其组合中的至少之一或者其合金或其层。纳米颗粒发射体可以是 Y203、Y2O2S, NaYF4, NaYbF4, YAG、YAP、Nd2O3> LaF3> LaCl3、La2O3, TiO2, LuPO4,YVO4, YbF3, YF3, Na掺杂的YbF3或SiO2中的至少之一或者其合金或层。纳米颗粒发射体可以包括包括Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd和其它稀土物质中的至少之一或者其组合的掺杂剂。掺杂剂可以具有按摩尔浓度计为0.01 %至50%的浓度。颜色发射体可以是下转换材料，该下转换材料包括Y2O3 ；ZnS ；ZnSe ；MgS ；CaS ；Mn,Er ZnSe ；Mn, Er MgS ；Mn, Er CaS ；Mn, Er ZnS ；Mn, YbZnSe ；Mn, Yb MgS ；Mn, Yb CaS ；Mn, YbZnS:Tb3+, Er3+ ；ZnS:Tb3+ ；Y203:Tb3+ ;Y203:Tb3+，Er3+ ；ZnS:Mn2+ ；ZnS:Mn, Er3+ ;包括 SiO2, B2O3'Na2O, K2O, PbO、MgO或Ag的成分的碱性硅酸铅及其组合物或合金或层。颜色发射体可以是电介质上转换材料，该电介质上转换材料包括Y203、Y2O2S, NaYF4, NaYbF4, YAG、YAP、Nd2O3>LaF3> LaCl3、La2O3, TiO2, LuPO4, YVO4, YbF3, YF3, Na 掺杂的 YbF3 或 SiO2 中的至少之一或者其合金或层。电介质上转换材料可以具有在2nm至1000nm、2nm至100nm、2nm至50nm、2nm至20nm或2nm至IOnm中的至少一个范围内的粒径。电介质上转换材料可以包括Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd和其它稀土物质中的至少之一或者其组合的掺杂剂。掺杂剂可以具有按摩尔浓度计为0.01%至50%的浓度。金属结构可以相对于电介质上转换材料而设置，并且金属结构包括Au、Ag、Cu、N1、Pt、Pd、Co、Ru、Rh、Al、Ga中的至少之一或者其合金或层。电介质上转换材料可以配置为当与NIR光相互作用时呈现可见发射。涂层应用:暴露于我们的环境的几乎所有产品的表面都涂覆、油漆、染色或密封有保护层，该保护层帮助下层的材料抵抗由于如太阳、风、雨(raid)、水分、盐、酸和碱暴露等环境因素而产生劣化。不锈钢、铝和铜是不需要涂覆、油漆或密封的保护层的材料的几个实施例。经涂覆的表面几乎总是选择特别的颜色以增强物体的吸引力。如在http:// www.howeverythingworks.0rg/supplements/paint, pdf 中所述，涂料中的颜料颗粒是产生涂料的不透明度或颜色的原因。纯白色涂料具有不吸光而是沿着任意方向散射光的颜料。白色颜料颗粒是透明的并且具有相对高的折射率。颜料颗粒被嵌入聚合物层中。当光试图穿过涂料，光的一部分在聚合物和颜料之间的每个边界处被反射，并且几乎没有光到达该层的后面，由于涂料中的颜料颗粒通常是粗糙的和任意取向的，所以颜料颗粒沿着每个方向散射使得涂料呈现白色。这种高反射率赋予涂料遮盖力——即防止光到达在涂料下方的材料并且随后返回到涂料表面的能力。具有非常高的折射率的颜料的涂料能最好地遮盖其所覆盖的表面。在颜料中光的吸收会产生着色。例如，吸收蓝光的颜料会产生黄色色调的着色。反射光具有频谱的非吸收颜色的颜色特性。换句话说，有色颜料通过选择性地吸收照射涂料的一些频谱的光而将其颜色提供给涂料。美国专利第4，283，320号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了一种不透明的乳胶漆，该乳胶漆具有与少量的乳浊颜料相结合小颗粒的成膜的胶乳粘合剂和大量的未成膜的聚合物颗粒(塑性颜料)，提供了半光泽胶乳涂料组合物，该组合物具有优异的较硬的釉质表面同时具有期望的膜的完整属性。在美国专利第4，283，320号中的塑性颜料颗粒在约0.1微米和0.5微米之间，并包含0.2%至2 %的含有羧酸基团的共聚合单体。美国专利第4，283，320号中的半光泽塑性颜料乳胶漆是在颜料体积含量(PVC)在约30 %和45%之间而混合的并且显著高于传统的高品质的搪瓷乳胶漆。在本发明的一个实施方案中，将本文所述的颜色增强混合物施加到美国专利第4，283，320号中的乳胶涂料中或施加到美国专利第4，283，320号中的涂漆面上。美国专利第5，134，186号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了一种具有成膜剂和聚合物组合物的涂料。聚合物组合物包括约30重量百分比至约50重量百分比的基本上非自聚合性单体和约50重量百分比至约70重量百分比的具有水溶性均聚物的可共聚的单体。在本发明的一个实施方案中，将本文所述的颜色增强混合物施加到美国专利第5，134，186号中的乳胶漆中或施加到美国专利第5，134，186号中的涂漆面上。美国专利第4，789，694号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了一种涂料，该涂料涂覆有不含阳离子的组合物、适合于在室温下与甘脲共反应功能性的乳液聚合物混合物以提供固化的热固性漆膜。包括功能单体、但不含胺单体的固化共聚的烯键式不饱和单体，在含水聚合介质中，然后进行最终的反应性乳液聚合物的离子交换。甘脲可以通过单独地离子交换步骤或与反应性乳液聚合物结合来进行处理。在本发明的一个实施方案中，将本文所述的颜色增强混合物施加到美国专利第4，789，694号中的乳胶漆中或者施加到美国专利第4，789，694号中的涂漆面上。美国专利第4，613，633号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了具有非均质聚合物颗粒的共聚物乳胶，该共聚物乳胶特别适合于纸张涂覆，并且对于包括该乳胶的纸张涂覆组合物，其对于泡罩包装和印刷使得所涂覆的纸张具有改进的适应性。在本发明的一个实施方案中，将本文所述的颜色增强混合物施加到美国专利第4，613，633号中的乳胶漆中或者施加到美国专利第4，613，633号的涂漆面上。美国专利第7，682，435号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了一种油基颜料墨组合物，该组合物至少包含颜料、聚合物化合物和有机溶剂(包含基于整个墨混合物的按重量计为20%至90%的量的乙酸甲氧基丁酯作为有机溶剂)；并且具体地，关于上述油基颜料墨组合物，其包含基于整个墨混合物的按重量计为1%至50%的量的含氮和/或含氧杂环化合物和/或基于整个墨混合物的按重量计为1%至50%的量的(聚)亚烷基二醇衍生物；并且对于油基颜料墨组合物，其具有的闪点为61°C或更高，在25°C下的粘度为2.0cp至6.5cp,并且在25°C下的表面张力为20mN/m至40mN/m。在本发明的一个实施方案中，将本文所述的颜色增强混合物施加到美国专利第7，682，435号中的油基颜料墨中或施加到美国专利第7，682，435号的涂漆面上。美国专利申请公开第20090088500号(其全部内容通过引用合并到本文中)描述了一种油基墨组合物，该油基墨组合物具有着色剂、有机溶剂和聚合物化合物，以及任选地作为PH调节剂的烷基胺氧化乙烯衍生物，在该油基墨组合物中，当墨组合物中的离子转移到水中时，水相的pH值为从5.5至10。该油基墨组合物可以防止喷嘴板腐蚀并且提高贮存稳定性，从而可以保证印刷机的可靠性(如获得的喷墨稳定性，即使在将其长期储存后，也是如此)，并能够耐受露天使用环境。在本发明的一个实施方案中，将本文所描述的颜色增强混合物施加到美国专利申请公开第20090088500号的油基墨组合物中。一般而言，本文所描述的颜色增强混合物适用于增强观察者所感知的颜色的其它涂料或墨。人眼是不是精确测量光的波长的仪器。相反，人眼寻找三种不同范围的波长。在人眼的视网膜内存在只能检测某些波长的光的特化细胞。这些细胞中的一些检测呈红色的光，另一些检测呈绿色的光，还有一些检查呈蓝色的光。这三种颜色敏感细胞称为视锥细胞。视锥细胞在中央窝——视网膜的中心附近的高视觉灵敏度的区域中最丰富。视网膜细胞比视锥细胞对光更加敏感，但是视网膜细胞不能辨别颜色。视杆细胞感知亮与暗。这看起来似乎通过这三种类型的颜色传感器只允许人们看到三种颜色。然而，当两种或更多种颜色传感器同时被刺激时，就感知到多种颜色。每个传感器通知大脑其看到多少光并且大脑解释响应的混合作为具体颜色。一般而言，具体波长的可见光在一定程度上刺激视锥细胞的所有三种类型。然而，细胞不会对每个波长的光做出同样的响应。当暴露于680nm(680纳米)的光时，专门用于呈红色的光的视锥细胞比那些专门用于呈绿色或呈蓝色的光反应更强烈。由于这种通过红色传感器的强烈的响应，所以光呈现红色。在580nm处的黄光在红光和绿光之间。当暴露于黄光时，红色敏感的视锥细胞和绿色敏感的视锥细胞二者适度地响应。大脑将这种平衡的响应理解为黄光。但是通过暴露视网膜于等量的纯红光和纯绿光的混合光时，可以从人的视网膜引起相同的响应。再次，红色敏感视锥细胞和绿色敏感视锥细胞适度地反应，并且大脑呈现出黄色光，即使没有580nm的光到达你的视网膜的情况下也是如此。同样地，纯红光、纯绿光、纯蓝光的混合光可以使人看到几乎任何颜色。唯一的问题是选择纯红色、纯绿色和纯蓝色波长。这是由电视所采用的技术。其产生具有磷光点的相对纯的红光、相对纯的绿光、相对纯的蓝光，“欺骗”眼睛看到整个可见光谱中的任何颜色。因此，在红色涂料中，这种涂料吸收刺激你的眼睛的绿色或蓝色传感器的光。所有剩下的刺激红色传感器的光被反射，所以眼睛感知涂料为红色。大多数涂料颜料是基于吸收特定范围的波长中的光的特定的分子。包括铜、铬、铁、锑、镍、铅的大量金属化合物吸收某一波长的光并且呈现鲜艳的有色。如果开始使用白色光并且去除光的三原色的多种量，则可以产生涂料的任何颜色。如果去除所有的光，则涂料呈现黑色。黄色颜料吸收了一些蓝光，并且青色颜料吸收了一些红光。剩下的大多数是绿光。添加到涂料的每一原色颜料越多，涂料会更加彻底地吸收其颜色的光，并且涂料的颜色会变得更深。除了墨包含溶解的染料而不是固体颜料颗粒之外，墨与涂料类似。墨不包含任何反射的白色颜料。墨本身往往是透明而有色的。墨依靠底层的纸张来反射光。纸张主要包括纤维素，即明显的天然聚合物。因为在纸张中纤维素被精细地分开，所以纤维素在每一表面处反射光，从而纸张呈现白色。常常在制造期间，将白色涂料颜料施加到纸张以使纸张更白。在本发明的一个方面中，通常仅在涂料的加热中产生的在涂料中的光的吸收的常规动态变为预定涂料颜色的光的所发射的颜色的光的吸收光(通常从吸收中丢失的)的动态。因此，涂料或墨或涂层的亮度增强，在其表面上，其通常会被吸收所丢失。此外，从通常没有任何贡献的紫外线或红外线中的可见外部的光的频带到眼睛所感知反射光的“颜色变换”提供了颜色增强的附加源。传统地，在制造荧光墨中，采用荧光颜料代替在可见光区域中呈现出吸收并且被用于普通印刷墨的有机或无机颜色颜料。为了识别形成在图像印刷制品上的荧光图像，需要用紫外线作为激发光照射图像印刷制品。当用紫外线照射图像印刷制品时，紫外线被荧光图像的荧光物质吸收，从而使得在可见光区域的发射荧光。通过视觉观察或使用相机来识别荧光，并且表示所使用的概念的有限的示范并且通过本发明被更延伸。在此，在本发明的一个方面中，使用调节为特定激发和发射的下转换颗粒的混合物代替固定的荧光颗粒。在此，在本发明的一个方面中，使用调节为特定激发和发射的下转换颗粒的混合物代替或补充下转换材料的混合物。如在美国专利第6，744，960号(其全部内容通过引用合并到本文中)中所描述的并且适用于本发明的，激励辐射可以包括自然光，即，太阳光，或人造光(如来自UV或蓝色发光二极管(LED)或荧光灯的光)。在荧光的结构上入射光仅需要包括具有在量子点的吸收频谱内的波长的辐射。由于量子点的吸收光谱包括比从量子点发射的波长更短的波长，所以激励辐射包括比所发射的波长更短的波长。例如，可以采用日光以激励具有包括直径为5.0nm的CdSe颗粒的量子点的层的荧光的结构10，其在625nm的光学波长处发射，由于太阳在包括具有比625nm至少短50nm的波长的光的较广频谱范围辐射光。可替选地，这种荧光结构可以利用提供例如550nm的光的一种或更多种光发光二极管(LED)进行激励。白炽灯和如UV LED等紫外光源也能够激发量子点的层。在美国专利第6，744，960号中所描述的并且适用于本发明的荧光结构可以在需要光亮、窄带照明多种应用中采用。例如，有色照明的光源可用于构建标志中、创造艺术或建筑设计中，并且可用于包括但不限于家具、汽车、家电、电子产品、衣物或用于美观或功能性目的的鲜艳色彩的任何其它物体的产品上产生颜色的明亮区域(包括轮廓、带和边框)。当暴露于日光时，这些荧光结构有利地在白天期间能够产生强烈的有色光。由于量子点不会在暴露于如通过太阳产生的UV线的条件下劣化，所以该结构具有寿命长并且可以被引入建筑特征中(如在白天期间突出建筑物的屋顶的边框)。然而，与美国专利第6，744，960号不同，在本发明中，通过来自天然的或人工源的IR光刺激上转换颗粒来补充荧光并且产生更亮的结构。此外，下转换的混合物允许将来自天然或人工辐射源的颜色区域的“带外”的更宽广的频谱使用和调节至例如特定的颜色发射或原色发射的混合物。在本发明的又一实施方案中，提供了一种发光组合物，该组合物包括配置为在暴露于能量源时响应于所吸收的第一波长带的能量发射具有目标颜色的可见光的第一颜色发射体以及在暴露于能量源时响应于所吸收的第一波长带的能量发射偏离目标颜色的可见光的第二颜色发射体，相对于在没有从第一颜色发射体和第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的目标颜色的光强度被增强，呈现到人眼的最终颜色为更丰富的颜色。偏移量可以是5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm或更大的偏移。偏移可以从目标颜色起为正的或负的偏移量。更具体地，可以通过上述限定的偏移来改变颜色纯度或色度。在另一实施方案中 ，偏移值可以产生在不同的照明条件下呈现不同目标颜色的饱和质量。例如，通过不同颜色发射体的混合物油漆成特定的目标颜色的房间在夜晚(在人工照明条件下)呈现的与在白天 呈现的不同。偏移量可以是50nm、100nm、150nm、200nm、250nm和300nm或更多的偏移。偏移可以是从目标颜色起为正的或负的偏移量。此外，通过添加白色颜料以得到较浅的类型或通过添加黑色颜料以得到较深的类型来使得目标颜色不同于其原来的颜色。包括在以下表I包括对于主要可见颜色频带的公认波长区间。表I
权利要求
1.一种发光组合物，包括: 第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光； 第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于所述能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射第二目标颜色的可见光；其中 相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述目标颜色的光强度被增强。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一目标颜色和所述第二目标颜色相同。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一目标颜色和所述第二目标颜色不同。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体中的至少之一包括直径小于约1000纳米的发光颗粒。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述发光颗粒包括具有相对于所述颗粒设置的金属结构的颗粒， 其中所述金属结构的物理特性设置为使得在所述金属结构中的表面等离子体激元共振在以下频率时发生共振的值:所述频率提供与所述第一波长带或所述第二波长带的光谱重叠或者提供增强的所述第一目标颜色或所述第二目标颜色的发射。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括有用于显示器的染料分子。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括颜色发射像素显 示器元件的组分。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括滤色器的组分。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括涂料、墨、织物、线、路标、公路标志、汽车、船、飞机、反射器、建筑产品、混凝土产品、环氧树脂产品、珠宝产品、有色隐形眼镜、烛产品、橡胶制品、塑料制品中的至少之一的有色表面或其它有色表面的组分。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括有色反射表面的组分。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括用于显示器的像素中的有色反射表面的组分。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括发射白光的像素显示器元件的组分。
13.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括设置在反光涂料中的玻璃珠上的组分。
14.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括将反光涂料中的玻璃珠固定到基底涂料的粘合剂层的组分。
15.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括墨组分。
16.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括配置为从上转换过程产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
17.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的多种混合物包括配置为从上转换过程产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
18.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括配置为从下转换过程产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
19.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的多种混合物包括配置为从下转换过程产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
20.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括配置为从上转换材料和下转换材料的混合物产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
21.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的多种混合物包括配置为从上转换材料和下转换材料的多种混合物产生红色发射、蓝色发射和绿色发射的红色发射体、蓝色发射体和绿色发射体中的至少之一。
22.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的混合物包括荧光发射体的混合物，所述荧光发射体包括铕、铽、铈和铒中的至少之一或其组合。
23.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体的多种混合物包括荧光发射体的多种混合物，所述荧光发射体包括铕、铽、铈和铒中的至少之一或其组合。
24.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体包括: 第一材料，所述第一材料配置为响应于紫外光的吸收而发射第一可见颜色；以及 第二材料，所述第二材料配置为响应于红外光的吸收而发射第二可见颜色，其中所述第二可见颜色不同于所述第一可见颜色。
25.根据权利要求24所述的组合物，还包括第三材料，所述第三材料配置为响应于所述紫外光的吸收而发射第三可见颜色，其中所述第三可见颜色不同于所述第一可见颜色和所述第二可见颜色。
26.根据权利要求24所述的组合物，其中所述第一可见颜色、所述第二可见颜色和所述第三可见颜色是原色。
27.根据权利要求24所述的组合物，还包括第三材料，所述第三材料配置为响应于所述红外光的吸收而发射第三可见颜色，其中所述第三可见颜色不同于所述第一可见颜色和所述第二可见颜色。
28.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体包括: 第一材料，所述第一材料配置为响应于紫外光的吸收而发射第一可见颜色；以及第二材料，所述第二材料配置为响应于红外光的吸收而发射第二可见颜色，其中所述第二可见颜色是与所述第一可见颜色基本上相同的颜色。
29.根据权利要求28所述的组合物，还包括第三材料，所述第三材料配置为响应于所述紫外光的吸收而发射第三可见颜色，其中所述第三可见颜色不同于所述第一可见颜色和所述第二可见颜色。
30.根据权利要求28所述的组合物，还包括第三材料，所述第三材料配置为响应于所述红外光的吸收而发射第三可见颜色，其中所述第三可见颜色不同于所述第一可见颜色和所述第二可见颜色。
31.根据权利要求28所述的组合物，其中所述第一可见颜色、所述第二可见颜色和所述第三可见颜色是原色中的至少两种。
32.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体中的至少之一包括相对于纳米颗粒发射体设置的金属结构。
33.根据权利要求32所述的组合物，其中所述金属结构包括具有球形壳、扁圆形壳、新月形壳、多层壳、星形壳、圆锥形壳或杆状壳中的至少之一的金属壳。
34.根据权利要求32所述的组合物，其中所述纳米颗粒发射体包括Y203、Y2O2S,NaYF4,NaYbF4' YAG、YAP、Nd2O3> LaF3> LaCl3' La2O3> TiO2, LuPO4, YVO4, YbF3, YF3、掺杂 Na 的 YbF3'或SiO2中的至少之一或者其合金或层。
35.根据权利要求34所述的组合物，其中所述纳米颗粒包括掺杂剂，所述掺杂剂包括Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd和其它稀土物质中的至少之一或者其组合。
36.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体中的至少之一包括下转换材料，所述下转换材料包括Y2O3 ；ZnS ；ZnSe ；MgS ；CaS ；Mn, ErZnSe ；Mn,Er MgS ；Mn,Er CaS ;Mn，Er ZnS ;Mn，Yb ZnSe ;Mn，Yb MgS ；Mn,Yb CaS ;Mn，Yb ZnS:Tb3+，Er3+ ；ZnS:Tb3+ ；Y203:Tb3+ ；Y203:Tb3+, Er3+ ；ZnS:Mn2+ ；ZnS:Mn, Er3+ 中的至少之一。
37.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体中的至少之一包括电介质上转换材料，所述电介质上转换材料包括103、Y2O2S, NaYF4,NaYbF4' YAG、YAP、Nd2O3' LaF3, LaCl3' La2O3' TiO2, LuPO4' YVO4, YbF3> YF3'掺杂 Na 的 YbF3 或SiO2中的至少之一或者其合金或层。
38.根据权利要求37所述的组合物，其中: 所述电介质上转换材料包括掺杂剂，所述掺杂剂包括Er、Eu、Yb、Tm、Nd、Tb、Ce、Y、U、Pr、La、Gd和其它稀土物质中的至少之一或者其组合；并且所述掺杂剂具有按摩尔浓度计为0.01 %至50%的浓度。
39.根据权利要求37所述的组合物，其中所述电介质上转换材料配置为在与NIR光相互作用时呈现可见发射。
40.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色发射体和第二颜色发射体中的至少之一包括上转换材料，所述上转换材料包括掺杂Tm3+的氟锆酸盐玻璃；LuP04:Yb3+，Tm3+，和YbPO4 =Er3+纳米晶体；碲氧化物和锗氧化物；用Tm、Yb、Ho、Er或Pr中的至少之一掺杂的碲氧化物和锗氧化物；掺杂 Yb3+ 的 BaZrO3 ；Nd3+ =Cs2NaGdCl6 ；Nd3+,Yb3+ =Cs2NaGdCl6 ；Nd3+和Ho3+共掺杂的基于ZrF4的氟化物玻璃；Tm3+/Yb3+共掺杂的TeO2-Ga2O3-R2O (R = L1、Na、K)玻璃；和金属-配体电荷转移(MLCT)转换材料；以及包括[Ru(dmb)3]2+(dmb = 4,4/ -二甲基-2，2'-联吡啶)的MLCT转换材料中的至少之一。
41.一种涂料，包括: 颜料；以及 颜色发射体，所述颜色发射体包括: 第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光； 第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于所述能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射第二目标颜色的可见光；其中 相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述第一目标颜色和所述第二目标颜色的光强度被增强。
42.一种光显不器,包括: 滤色器或颜色反射表面中的至少之一； 包括在所述滤色器或所述颜色反射表面中的颜色发射体，并且所述颜色发射体包括:第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于光源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光；和 第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于所述光源时，响应于第二波长带的能量的吸收而发射所述目标颜色的可见光；其中 相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述目标颜色的光强度被增强。
43.一种用于减轻UV光对暴露于UV光照射的物体的损害的保护涂层，包括: 光散射颗粒和发光颗粒的混合物，其配置为在暴露于UV光时: 将所述UV光的第一部分转换成可见光， 从所述混合物发射所述可见光的一部分，以及 从所述混合物反射所述UV光的第二部分，使得所述UV光的所述第二部分不被所述物体吸收。
44.一种发光组合物，包括: 第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于能量比可见光谱更高或更低的能量源时发射第一目标颜色的可见光； 第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于所述能量源时发射第二目标颜色的可见光；其中 相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述第一目标颜色和所述第二目标颜色的光强度被增强。
45.一种化妆品,包括: 颜色发射体，所述颜色发射体包括: 第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光； 第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射第二目标颜色的可见光；其中 相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述第一目标颜色和所述第二目标颜色的光强度被增强。
46.一种用于减轻UV光对暴露于UV光照射的皮肤的损害的化妆品，包括: 光散射颗粒和发光颗粒的混合物，其配置为在暴露于UV光时: 将所述UV光的第一部分转换成可见光， 从所述混合物发射所述可见光的一部分，以及 从所述混合物反射所述UV光的第二部分，使得所述UV光的所述第二部分不被所述皮肤吸收。
47.一种用于减轻UV光对暴露于UV光照射的头发的损害的化妆品，包括: 光散射颗粒和发光颗粒的混合物，其配置为在暴露于UV光时: 将所述UV光的第一部分转换成可见光， 从所述混合物发射所述可见光的一小部分，以及 从所述混合物反射所述UV光的第二部分，使得所述UV光的所述第二部分不被所述头发吸收。
48.一种发光组合物，包括: 颜色发射体，所述颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长X1的所述能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光； 其中 所述颜色发射体是产生所述目标颜色的上转换材料或下转换材料中的至少之一，所述目标颜色相对于没有从所述颜色发射体发射的、经反射的白光得到增强， 所述颜色发射体包括发光颗粒，所述发光颗粒具有相对于所述颗粒设置的金属结构，以及 所述金属结构的物理特性设置为使得在所述金属结构中的表面等离子体激元共振在如下频率下发生共振的值:所述频率提供与所述第一波长X1的光谱重叠。
49.一种化妆品，包括: 颜色发射体，所述颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长X1的所述能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光； 其中 所述颜色发射体是产生所述目标颜色的上转换材料或下转换材料中的至少之一，所述目标颜色相对于没有从所述颜色发射体发射的、经反射的白光得到增强， 所述颜色发射体包括发光颗粒，所述发光颗粒具有相对于所述颗粒设置的金属结构，以及 所述金属结构的物理特性设置为使得在所述金属结构中的表面等离子体激元共振在如下频率下发生共振的值:所述频率提供与所述第一波长λ i的光谱重叠。
50.一种用于增强从表面的可见光发射的方法，包括: 在所述表面上提供颜色发射体的混合物，所述混合物包括配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光的第一颜色发射体，并且包括配置为在暴露于所 述能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射第二目标颜色的可见光的第二颜色发射体，其中相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述第一目标颜色和所述第二目标颜色的光强度被增强； 将所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体暴露于能量源；以及通过将所述能量的一部分转变成所述可见光来发射所述第一目标颜色和所述第二目标颜色中的至少之一的所述 可见光。
全文摘要
一种发光组合物，该发光组合物包括第一颜色发射体和第二颜色发射体。第一颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光。第二颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射具有目标颜色的可见光。相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述标颜色的光强度被增强。发光组合物可以是涂料、墨、织物、丝线、路标、公路标志、汽车、船、飞机、反射器、建筑产品、混凝土产品、环氧树脂产品、珠宝产品、有色隐形眼镜、烛产品、橡胶制品、塑料制品或其它有色表面中的一部分。
文档编号B32B5/16GK103180132SQ201180048021
公开日2013年6月26日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者小弗雷德里克·A·博尔克, 哈罗德·瓦尔德 申请人:免疫之光有限责任公司