[00132910]真空紫外用发光材料的合成及其发光机理研究

该项目受国家“863计划”资助，项目课题编号为2003AA324020。　　在真空紫外区域(100－200nm， vacuum ultraviolet， VUV)激发下的荧光粉是一种具有广泛应用价值和发展潜力的发光材料。近年来，由于真空紫外用发光材料涉及到等离子平板显示器(plasma display panels， PDP)、环保的无汞荧光灯以及显示背光源等产品的生产应用，所以与其相关的开发研究受到国内外学者和产业界的高度重视。 　目前主要的三基色VUV商用荧光粉还分别存在着一些缺点：　　(1)商用红粉(Gd，Y)BO3：Eu 发光颜色偏黄，影响PDP的显示色域；　　(2)商用绿粉Zn2SiO4：Mn 发光余辉时间较长(23ms)，从而造成显示画面延迟；　　(3)商用蓝粉BaMgAl10O17：Eu 稳定性较差，在经过高温涂屏工艺尤其是高能真空紫外光照射后，会发生严重的劣化现象，光效损失可达15％以上。 无汞荧光灯的工作原理和PDP相似，且现有的含汞荧光灯的很多成熟技术也可以借用，因此只要能找到在真空紫外激发下具有较高发光效率的发光材料，无汞荧光灯就能得到很好的推广和应用，并能产生巨大的社会和环境效益。 该项目主要开展了真空紫外光激发的氧化物体系红、绿、蓝三基色发光材料的合成、结构、性能及发光机理的研究，揭示了真空紫外光激发下发光材料的发光机理，提高了现有三基色发光材料的品质。在改进现有商用材料发光特性、开发新型高效真空紫外用荧光材料、阐明真空紫外光激发下荧光材料的发光机理等方面取得了一系列具有创新性的成果：　　1.初步阐明了(Y，Gd)BO_3:Eu^(3+)真空紫外发光机理，对(Y，Gd)BO_3:Eu^(3+)进行了改性，不仅大大提高了其发光强度，同时使其色纯度也得到了显著改善，获得了发光效率高、色纯度好并粒度均一的新型球状红色发光材料。　　2.在较低温度下合成了BaMgAl_(10)O_(17):Eu^(2+)，首次发现并提出了一种新的蓝粉BaMgAl_(10)O_(17):Eu^(2+)的热劣化机理，即在热处理过程中Eu^(2+)发生迁移并形成了新的发光中心。　　3.分析了绿色发光材料Zn_2Si_O4:Mn^(2+)在紫外、真空紫外和阴极射线激发下的不同发光现象，阐释了其在不同条件激发下的具体发光特征。应用其真空紫外激发机理的研究成果，采用改变合成工艺，调整掺杂组分等办法，获得了在真空紫外激发下具有发光亮度高和余辉时间较短的新型Zn_2SiO_4:Mn^(2+)绿粉。　　4.在低于300℃的温度下，合成了新型(Y,Gd)BO_3:Tb^(3+)绿色发光材料，该材料在真空紫外辐照下具有发光亮度高、余辉时间短等特点，由于(Y,Gd)BO_3:Tb^(3+) 与商用红粉具有相同的(Y,Gd)BO_3基质，所以该材料的开发应用将简化工业制屏过程，并提高显示器的显示性能和稳定性。　　5.BaAl_(12)O_(19):Mn^(2+)被普遍认为是PDP绿粉候选材料之一，但其缺点同样是余辉时间长。我们用反相微乳法在较低的温度下合成了从微米到纳米的系列BaAl_(12)O_(19):Mn^(2+)，研究发现随着Mn^(2+)浓度的增加，其余辉时间不断减小。　　根据实验结果提出了导致其余辉时间缩短的主要原因是由于随着Mn^(2+)浓度的增加，形成了Mn^(2+)-Mn^(2+)离子对。这一结果对改进现有材料或开发含Mn^(2+)新型荧光材料具有非常重要的意义。