紅色稀土硼酸鹽熒光粉的合成及其發(fā)光性能的研究.pdf

1、等離子顯示器商用紅色熒光粉(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>的色純度不太理想，主要是它的發(fā)射偏離了紅色更加接近橙色。然而，由于它在真空紫外區(qū)的發(fā)光強度比其它熒光粉高，它仍是最常用的等離子顯示器紅粉。理想的等離子顯示器用紅色熒光粉不但應該有高的發(fā)射強度同時也要具備好的色純度，因此對現(xiàn)有商用紅色熒光粉的性能進行改善或開發(fā)出性能更好的紅色熒光粉是當前研究的主要途徑。本論文一方面對現(xiàn)有紅色熒光粉進行改性研究，另外一個方面選取有發(fā)展?jié)摿Φ呐?/p>

2、酸鹽材料作為基質，進行新型紅色熒光粉的開發(fā)研究。 改善熒光粉性能的重要手段之一是選擇合適的合成路徑，通過控制粉體的表面形態(tài)來改善其發(fā)光性能。本論文探索了兩種軟化學合成法一溶膠．凝膠法和水熱法在等離子顯示器用紅色熒光粉合成中的應用并研究了這兩種方法對熒光粉發(fā)光性能的影響。在遠遠低于固相反應的溫度下，用溶膠．凝膠法和水熱法可以成功地合成商用紅色熒光粉(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>，結果表明用溶膠．凝膠法制備的熒光粉具有較小

3、的粒度和類球形形貌，發(fā)光強度高于固相反應，但是主要發(fā)射仍然是橙色發(fā)射，因此溶膠．凝膠法有利于提高(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>熒光粉的發(fā)光強度，但是沒有根本改變它的色純度。在采用溫和的水熱法成功制備出的玫瑰花形、片狀、線狀和球形等不同形貌的(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>中，球形形貌的樣品發(fā)光強度最好，當Eu<'3+>的摻雜濃度高于15mol％時，熒光粉在626 nm的紅色發(fā)射在光譜中占據(jù)主導地位。與商用紅粉相比，用水

4、熱法合成的球形(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>熒光粉不但具有較高的發(fā)光強度，更重要的是色純度也得到了根本改善。 在開發(fā)新型紅色熒光粉的研究中，基質的選擇非常重要，發(fā)光基質的一些性質會在一定程度上直接或者間接的對摻雜離子的發(fā)光產(chǎn)生影響，使它的發(fā)光特性有所差異。我們選取在真空紫外激發(fā)下具有良好吸收的硼酸鹽基質作為新型紅色熒光粉開發(fā)的研究對象，合成了以Eu<'3+>離子作為激活離子，以Ca<,4>GdO(BO<,3>)<,4>

5、，Sr<,3>Y<,2>(BO<,3>)<,4>，BaZr(BO<,3>)<,2>，BaB<,8>O<,13>和Gd<,2>MoB<,2>O<,9>等為基質的多種新型紅色熒光粉，并研究了它們在真空紫外一紫外可見光區(qū)域內的發(fā)光特性。研究發(fā)現(xiàn)新型紅色熒光材料Ca<,4>GdO(BO<,3>)<,3>∶Eu<'3+>和Sr<,3>Y<,2>(BO<,3>)<,4>∶Eu<'3+>的發(fā)射都以純紅色為主，色純度可以滿足等離子顯示器熒光粉的要求，但

6、是它們在真空紫外激發(fā)下的發(fā)光強度不理想，摻雜Al<'3+>和La<'3+>后，兩者的發(fā)光強度都有顯著提高。BaZr(BO<,3>)<,2>∶Eu<'3+>熒光粉在真空紫外區(qū)除了硼氧基團的吸收，還存在Ba-O基團和Zr-O基團的吸收，該熒光粉在真空紫外激發(fā)下發(fā)光效率較高，但是其主要發(fā)射是橙色發(fā)射，所以BaZr(BO<,3>)<,2>∶Eu<'3+>作為一種新型的紅色熒光粉在顯示器件中的應用受到限制。通過摻雜發(fā)現(xiàn)，Si<'4+>離子和Al<

7、'3+>對BaZr(BO<,3>)<'2>∶Eu<'3+>的發(fā)光有敏化作用，而Gd<'3+>與Ti<'4+>離子對發(fā)光有猝滅作用，分析認為這種現(xiàn)象與摻雜離子引入后，熒光粉內部的缺陷有關。對Ba<'1-x>Eu<,x>B<,8>O<,13>(0≤x≤2)系列樣品發(fā)光性質的研究表明BaB<,8>O<,13>∶Eu中的兩個發(fā)光中心(Eu<'3+>和Eu<'2+>)之間既存在競爭發(fā)射也有發(fā)光中心之間的共振能量傳遞。用高溫固相法合成的新型紅色Gd

8、<,2>MoB<,2>O<,9>∶Eu<'3+>熒光粉在真空紫外激發(fā)下發(fā)光效率是當前商用紅粉(Y,Gd)BO<,3>∶Eu<'3+>的85％，并且其發(fā)射以626 nm的紅色發(fā)射為主。在Gd<,2>MoB<,2>O<,9>∶Eu<'3+>中分別摻雜Y<'3+>，Al<'3+>和La<'3+>之后，發(fā)光強度都有明顯提高，其中Y<'3+>對發(fā)光的敏化效果最好。Gd<,2>MoB<,2>O<,9>∶Eu<'3+>熒光粉的發(fā)光強度與商用紅粉接近，