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稀土发光材料的研究进展-真空紫外发光材料
时间:2021年01月14日     【 字体:


真空紫外发光材料

等离子体平板显示( PDP) 具有分辨率高、响应快、色彩丰富、颜色稳定、视角宽,不产生有害的辐射,不易受外界磁场的影响; 结构整体性能好,抗震能力强,可在极端条件下工作等优点。在 PDP 中惰性气体通常采用 Xe 或 Xe-He 混合气体,其主要发射波长位于真空紫外( VUV) 为 147 nm,还有 130 nm 和 172 nm,惰性气体在电压的作用下发生气体放电,使惰性气体变为等离子体状态,放出紫外线,紫外线激发荧光粉,就发出各种颜色的光。

PDP 所用的荧光粉由红、绿、蓝三种荧光粉组成。目前实际应用的 PDP 荧光粉是: 红粉为( Y,Gd) BO3∶ Eu3 + 、绿粉为 Zn2 SiO4 ∶ Mn2 + 或 BaAl12O19 ∶ Mn2 + 及蓝粉为 BaMgAl10O17 ∶ Eu2 + 。但目前所使用的 PDP 荧光粉在 PDP 的高能量真空紫外射线辐照下存在明显不足,如出现红色荧光粉色纯度较差,绿色荧光粉余辉时间偏长,蓝色荧光粉稳定性较差等问题。

随着以 LED 为背光源的显示器件的迅速发展,等离子体平板显示( PDP) 也将退出舞台。但 3D 技术在等离子显示器 PDP 上的显示效果和优势比在液晶显示器( LCD) 上更加明显。为获得高显示亮度,除了在3D 器件方面进行努力外,还必须积极提高荧光粉的发光效率。此外,小粒径是高清、高分辨率显示的要求,小粒径的荧光粉可以获得小的像素点; 而且,小粒径荧光粉有利于在制屏时容易形成致密的荧光粉层,降低光散射损失的同时增大了 PDP 单元放电空间,提高放电效率从而最终提高光效。目前 3D-PDP 荧光粉产品的颗粒度一般在 2 ~ 4 μm。另外,真空紫外发光材料有可能应用于太空和航天领域,因此,真空紫外发光材料的研发仍有报导。

无汞荧光灯利用惰性气体放电( 如 Xe,172 nm) 来激发发光材料,不存在汞蒸汽污染环境。对水银荧光灯,汞蒸汽的激发主要在 254 nm,如果取可见光平均波长在 500 nm,当荧光粉量子效率为 100% ,则能量转换效率为 51% ,而无汞荧光灯的能量转换效率为 34% ,因而要使无汞荧光灯具有竞争力,就应开发量子效率大于 100% 的 VUV 激发可见光。人们期待着通过量子剪裁来提高效率,即吸收一个高能光子而发射两个或多个低能光子以实现量子效率超过 100% 。近年来,在这方面已有较多的报导,但实际应用仍有一段距离。

基于电磁感应原理的无极荧光灯因照度均匀性高、显色性好、寿命长、汞含量低,更适合隧道、高速公路和铁路照明。虽然无极灯仍可采用传统三基色节能灯用荧光粉,但无极荧光灯对荧光粉的光效和稳定性要求更高,特别是无极灯的工作温度甚至超过 100 ℃,对荧光粉耐热性能要求高,因而灯的光效和寿命均未达到最佳状态,这也是发光材料行需要解决的共性技术难题。