收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

PDP用蓝、绿色荧光粉的合成及光谱性质

王林生  
【摘要】:等离子平板显示技术(Plasma flat panel display technology)消除了画面几何变形,具有聚焦清晰、亮度均匀、色彩纯度高、对比度高,画面大、视角宽阔等一系列优点,是高清电视的一个非常重要的发展方向,它已成为最有希望的大屏幕高清晰度的平板显示技术。 荧光粉是决定显示质量的关键因素之一。PDP荧光粉用147nm或172nm的真空紫外线激发,因此,要求其应具备热稳定性好、发光效率高、粉体粒度小、粒径分布范围较窄、色纯度高、余辉时间短等性能。目前,PDP商用荧光粉的性能还存在许多缺陷:(1)红粉:Y2O3:Eu3+发光效率相对比较低,而(Y,Gd)BO3:Eu3+色纯度不高;(2)蓝粉:Eu2+激活的BaMgAl10O17(BAM)荧光粉稳定性差,光色变化大;(3)绿粉:Zn2SiO4:Mn2+余辉时间太长。 基于上述原因,本文利用XRD、SEM、粒度、荧光粉性能分析等手段,对PDP用(La,Ce,Tb)BO3和Ln(BO3,PO4):Ce3+,Tb3+绿色荧光粉的合成与光谱特性、BAM:Eu2+蓝色荧光粉的合成及抗热劣化性能进行了研究;以BAM:Eu2+荧光粉为合成对象,研究了助熔剂对BAM:Eu2+荧光粉合成机理和发光性能的影响;以SrAl2O4:Eu,Dy发光材料为合成对象,对喷雾热解制备稀土发光材料工艺进行了研究,通过实验得出以下结论: (1)高温固相法合成的(La,Ce,Tb)BO3绿色发光粉的晶体结构和LaBO3相同,Ce3+, Tb3+的掺入没有改变基质晶体结构,发光粉颗粒大小均匀,形貌规则,粒度在5μm左右。随Tb3+含量的增加样品中TbBO3相增加,当Tb含量达15%(mol)及以上时,TbBO3杂相含量增加更为明显。(La,Ce,Tb)BO3的光谱性质表明,在(La,Ce,Tb)BO3的发射和激发光谱中除了有铽的特征发射和激发峰外,还有Ce3+的特征激发峰和发射峰。(La,Tb)BO3的激发光谱和(;La,Ce)BO3发射光谱存在重叠,这为Ce3+→Tb3+的能量传递创造了条件。在(La,Ce,Tb)BO3中存在铈、铽的浓度猝灭效应,固定铈或铽的情况下,增加铽或铈的含量,(La,Ce,Tb)BO3的发射主峰的相对强度均呈先升后降的态势。固定铈铽比时,(La,Ce,Tb)BO3的发射主峰的相对强度随镧的增加先升后降,当镧含量为70%时,发射主峰相对强度最高。镧含量为80%时,在较宽的Ce/Tb范围内,能得到发光性能较好的(La,Ce,Tb)BO3样品。固定镧含量时,当镧含量为80%及以内时,(La,Ce,Tb)BO3的发射主峰的相对强度随Ce/Tb的增大先升后降,当铈铽比为3/1时,(La,Ce,Tb)BO3的发射主峰的相对强度达到最大。对(La,Ce,Tb)BO3的发射谱图与商品粉(La,Ce,Tb)PO4进行了比较,两者的发射主峰都在541nm处,(La,Ce,Tb)BO3在489nm处的发射峰稍有红移,计算表明,(La,Ce,Tb)BO3的发光亮度达到商品粉(La,Ce,Tb)PO4的94.7%,是一很有应用前景的绿色发光粉。 (2)以自制磷酸硼(BP04)及稀土化合物为原料,采用一步烧成法合成了具有良好结晶的Ce3+,Tb3+激活的Ln(BO3,PO4)(Ln=La, Y, Gd)荧光粉,并对其在147nm激发下的光谱性质进行了研究。结果表明:Ln(BO3,PO4):Ce3+,Tb3+(Ln=Y, La, Gd)激发光谱是由来自B033-和P043-的120-175nm基质敏化带和来自Tb3+离子的4f→5d跃迁的175-300nm多宽带组成;改变基质稀土离子,发射光谱中的荧光分支比和色坐标也随之改变,其中以Gd(BO3,PO4):Ce3+,Tb3+荧光粉的荧光分支比为最高;拟合Gd(BO3,PO4):Ce3+,Tb3+荧光粉的衰减曲线后,得出其荧光寿命为2.92ms,10%的余辉为6.7ms,优于Zn2SiO4:Mn2+商品粉,能够满足PDP器件的要求。高温固相一步法是一行之有效的稀土硼酸盐发光材料合成方法,在较低合成温度条件下,便可得到与传统高温固相法晶型结构相同、结晶更完整的样品。高温固相一步法合成的Ln(BO3,PO4):Ce3+,Tb3+荧光粉的发光性能优于传统高温固相法所制备的荧光粉。 (3)采用高温固相法制备了BaMgAl10O17:Eu2+(BAM:Eu2+)蓝色荧光粉。研究表明:合成工艺条件,诸如激活离子浓度、烧结温度和时间、还原温度和时间等,对BAM晶体结晶度、物相纯度、粉体颗粒形貌和发光强度有较大影响;少量Sr取代Ba对基质晶体结构的影响很小,Sr的掺入使BAM蓝粉的相对发光亮度下降,但可以提高其抗热劣化性能。采用实验所获得的较优条件所制备的Ba0.82Sr0.08MgAl10O17:Eu0.1蓝粉粒度为3.24gm,色坐标为x=0.0151、y=0.075(与商品粉的色坐标x=0.0145、y=0.072接近),发光亮度基本相当,相对亮度为商品粉的98.3%,抗热劣化性能优于商品粉,符合PDP用蓝色荧光粉的要求。 采用不同的助熔剂,均能制备出BAM:Eu2+发光材料,且样品的形貌更规整、颗粒大小更趋均一;Eu2+的掺入对基质晶体结构没有明显的影响;随着烧结时间的延长,样品结晶更趋完整、杂相减少,粉体发光强度随之提高;采用不同的助熔剂,合成反应的机理发生变化,所得样品的结晶完整性、杂相组成和含量、发光中心的分布、粉体粒径等性能产生相应变化,最终导致样品的发光性能发生改变,样品的特征发射峰强度随AlF3、H3BO3、 MgF2、Li2CO3、无助熔剂依次降低。 (4)以SrAl2O4:Eu,Dy为合成对象,考察了喷雾热解法合成稀土发光材料的可行性。实验结果表明:只要控制好工艺技术条件,喷雾热解法是一可取的合成稀土发光材料的方法;较之高温固相法,喷雾热解法能在较低的温度下制备具有分散性好、粒度小、粒径分布窄(2μm~5μm)、形貌规则(实心球形)、发光性能优良等优点的发光材料。 喷雾热解两段法制备的SrAl2O4:Eu,Dy发光材料的晶体结构与a-SrAl2O4磷石英晶体结构相同,掺杂Eu、Dy对晶体结构的影响很小。金属离子总浓度、热解温度和还原温度对产物的形貌、粒度分布、发光性能有较大影响。随着还原温度的升高,产物的发射主峰位置发生红移。 添加剂的使用能明显改善和修饰材料的形貌、增强材料的初始亮度、延长材料的余辉时间(柠檬酸的使用会缩短材料的余辉时间)。柠檬酸的加入有助于获得实心球形颗粒,乙醇除了良好的分散性,还能有效的增大颗粒的球形度,但无法获得实心颗粒,PEG能够起到分散剂和稳定剂的作用。当三种添加剂同时使用时可获得初始亮度高、余辉时间长、分散性好、粒度小、粒径分布窄(2μm~5μm)的实心球形颗粒。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 洪广言,曾小青;等离子体平板显示用发光材料[J];功能材料;1999年03期
2 赖华生,陈宝玖,王林生,许武,王晓君,谢宜华;钒硼酸钇铕荧光粉的真空紫外光谱特性研究[J];功能材料;2005年08期
3 鱼志坚,庄卫东,赵春雷,畅永峰,黄小卫,何华强,曾冬冬,韩钧祥;Sr,Ca掺杂对铝酸盐蓝色荧光粉性能的影响[J];中国稀土学报;2001年06期
4 邓新荣;胡国荣;彭忠东;曹雁兵;;PDP用红色荧光粉的研究进展[J];材料导报;2006年02期
5 唐永波;朱宪忠;王海波;戚发鑫;;BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu蓝色荧光粉的研究进展[J];材料导报;2006年S1期
6 曾宇乔,董岩,张超,蒋建清;PDP用Zn_2SiO_4:Mn~(2+)绿粉的研究现状[J];江苏冶金;2003年06期
7 王林生;周健;文小强;赖华生;;PDP与LCD两大平板显示技术探析[J];江西有色金属;2007年04期
8 高锡平;崔竹;李长久;黄幼榕;;等离子显示屏用基板玻璃[J];玻璃;2006年03期
9 朱伟长;王露;;PDP红色荧光粉的制备动态[J];化工新型材料;2006年12期
10 郑翠红;朱伟长;王露;;共沉淀法制备PDP荧光粉Y_(0.95)Eu_(0.05)AlO_3[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2007年04期
11 倪海勇;李许波;丁建红;;等离子显示器用荧光粉的研究进展[J];材料研究与应用;2008年02期
12 韩学林;董岩;沈超;陈蓉;邵起越;蒋建清;;沉淀工艺对合成BaAl_(12)O_(19):Mn~(2+)绿色荧光粉性能的影响[J];功能材料;2009年09期
13 林海凤;王海波;印琰;;PDP用YGB红色荧光粉的制备技术研究现状[J];化工新型材料;2010年11期
14 杨溦;唐宏科;刘铨铃;蔡步军;;PDP用高亮度(Y,Gd)BO_3:Tb~(3+)绿色荧光粉的合成[J];功能材料与器件学报;2010年04期
15 董岩,蒋建清,肖睿,刘刚,陈会东,于金;(Y,Gd)BO_3∶Eu~(3+)荧光粉的合成及粒度控制[J];中国稀土学报;2004年02期
16 林娜;卢安贤;;等离子体显示屏用基板玻璃的研究现状[J];材料导报;2004年03期
17 邓新荣;胡国荣;彭忠东;曹雁冰;;喷雾热解法合成球形(Y,Gd)BO_3:Eu荧光粉的研究[J];中国稀土学报;2007年02期
18 祝理君;余展;曾智江;史利军;;PDP用BAM蓝色荧光粉制备技术研究现状[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
19 张泽福;;三维配管软件在碱厂设计中的应用[J];纯碱工业;2008年02期
20 董岩;蒋建清;陈蓉;顾维杰;韩学林;;共沉淀法合成小粒径PDP绿粉中的物相转变和颗粒生长过程研究[J];功能材料;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陆康宁;;PDP量产化已成不可逆转之势—日本PDP生产厂家动向[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
2 李海燕;孙猛;;PDP的最新进展及发展趋势[A];2011中国硅酸盐学会电子玻璃分会论文选编[C];2011年
3 樊卫华;李庆青;王绪丰;;彩色PDP制造设备及其进展[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
4 吴宁泉;何建;柯利忠;;3G PDP激活成功率优化[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年
5 严养情;付玉生;苏永康;吴文超;冯勇;;PDP基板玻璃配方的研制[A];电子玻璃技术(2010年第1、2期)[C];2010年
6 尹涵春;夏军;三保平;;关于等离子体平板显示若干问题的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年
7 姜宏;;PDP基板玻璃及生产工艺[A];电子玻璃技术研讨会暨第八届全体理事会论文集[C];2008年
8 王育华;王灵利;;VUV激发的硼酸盐荧光材料的结构与性质关系研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 曾招锦;蒯秀琳;张雄;张浩康;;SM-PDP真空封排一体化系统的研究及应用[A];江苏省真空学会第十一届学术交流会论文集[C];2007年
10 庄卫东;黄小卫;何华强;武杰;鱼志坚;盛照昆;韩钧祥;;掺杂对BaAl_(12)O_(19):Mn荧光粉晶体结构和发光性能的影响[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王林生;PDP用蓝、绿色荧光粉的合成及光谱性质[D];中南大学;2012年
2 张佳;120-980nm激发的几种稀土离子掺杂发光材料的制备与发光性质研究[D];兰州大学;2013年
3 李叶洲;几种典型稀土氧化物荧光粉的制备及其紫外—真空紫外光致发光性能研究[D];兰州大学;2011年
4 张凤;Eu~(3+)、Tb~(3+)激活的几种含氧酸盐基发光材料的制备及其发光特性研究[D];兰州大学;2012年
5 刘碧桃;Eu~(2+)、Mn~(2+)激活的六铝酸盐基发光材料的制备及其发光特性研究[D];兰州大学;2012年
6 许蔚;云备份服务的安全技术研究[D];华中科技大学;2013年
7 甘聃;鼎湖鳞伞菌丝体多糖的发酵条件优化、分离纯化、抗肿瘤活性及其机制的研究[D];南京农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张剑锋;PDP电极通断检测原理及应用[D];西安电子科技大学;2011年
2 刘曾怡;用于高速寻址PDP的六硼化镧薄膜制备与放电特性研究[D];电子科技大学;2011年
3 杜螣杰;丝网印刷制备应用于PDP的六硼化镧薄膜及其放电特性研究[D];电子科技大学;2013年
4 陈智;PDP显示器驱动电路设计与应用[D];电子科技大学;2010年
5 李鹏;用于PDP的Zn~(2+)掺杂MgO薄膜制备与研究[D];电子科技大学;2012年
6 孙庆方;PDP对合机电气控制系统研究(Ⅰ)[D];西安电子科技大学;2010年
7 王琪;PDP对合机电气控制系统研究(Ⅱ)[D];西安电子科技大学;2010年
8 杜琳;PDP涂覆机拱架结构设计与分析[D];西安电子科技大学;2011年
9 胡斌;PDP点灯检查机电气控制系统研究(一)[D];西安电子科技大学;2010年
10 鞠建波;PDP电极缺陷涡流检测方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 长虹虹欧显示器件有限公司首席科学家 严群;我国PDP行业进入良性循环[N];中国电子报;2011年
2 本报记者 胡春民 宋跃;今年PDP项目综合良品率力争超90%[N];中国电子报;2009年
3 刘勇 本报记者 葛永坤;绵阳海关积极支持长虹PDP量产[N];绵阳日报;2010年
4 中国联通深圳分公司移动网络优化中心 吴宁泉 何建 柯利忠;优化3G PDP激活成功率[N];通信产业报;2010年
5 何小明;欧洲PDP需求扩大[N];中国电子报;2001年
6 苏月琼;日厂商进军美PDP市场[N];中国电子报;2001年
7 本报记者 胡洪森;PDP:产业协同作战 技术主打节能牌[N];中国电子报;2009年
8 ;TCL“家底”有多厚?[N];中国电子报;2002年
9 本报记者 刘燕何丹婵;内外竞合 长虹PDP前景看好[N];科技日报;2008年
10 ;PDP LCD彩电市场日趋成熟[N];中国电子报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978