高亮度红色发光材料(Y，Gd)BO：Eu的合成及其发光性质的研究

摘要

三基色荧光粉的研究对提高等离子平板显示器(PDP)的显色性至关重要。目前，被认为显色效果最好，能作为PDP用的商业红色荧光粉的材料是(Y,Gd)BO3∶Eu3+，但是(Y,Gd)BO3∶Eu3+还存在着发光效率低、色纯度较差的问题。针对上述问题，本文从材料改性和理论两个方面开展工作，一方面对(Y,Gd)BO3∶Eu3+进行掺杂改性研究，合成系列新型荧光粉，研究其发光性质；另一方面通过对YBO3的电子结构进行模拟计算，对影响荧光粉激发性能的因素进行评价，结合(Y,Gd)BO3∶Eu3+的最佳配比，探索了产业化制备的最佳工艺条件。
　　 在对(Y，Gd)BO3∶Eu3+的掺杂改性研究中，首先从进一步提高发光强度考虑，采用高温固相法制备Y0.75-xGdxAl0.10BO3∶0.10Eu3+，0.05R3+(R=Sc，Bi；0.00≤x≤0.45)系列样品，研究它们在紫外(UV)和真空紫外(VUV)激发下的发光性能。结果表明，随着A13+、Sc3+、Bi3+和Gd3+离子的掺杂，(Y,Gd)BO3∶Eu3+的发光强度和色纯度都有了不同程度的提高。因Bi3+和Gd3+可能形成能量传递的桥梁，使能量在基质与激活剂离子之间高效传递。当15％mol A13+和Bi3+以及25％molGd3+共同掺入到YBO3∶Eu3+晶格中时，可以获得最强的发光强度和最佳的色纯度，样品的发光强度达到商用粉的1.15倍，显色性能亦优于商用红色荧光粉。
　　 其次，从提高(Y，Gd)BO3∶Eu3+的色纯度考虑，制备了(Y065-xGd025Mx)BO3∶0.10Eu3+(M=Li，Na,K，0.00≤x≤0.10)系列荧光材料，研究它们在真空紫外激发下的发光性能。随着Li-，Na+和K+的掺入，(Y,Gd)BO3∶Eu3+中Eu3+周围的晶格环境对称性被破坏，对应于610nm和626nm处的红光发射强于对应于591nm处的橙光发射强度，从而色纯度显著改善。而且由于这些碱金属离子的核电荷数与y3+相差较大，可能在导带和禁带之间形成了缺陷能级，提高了Eu3+的能量传递效率，发光效率提高。最佳配比样品的红橙比为1.10，发光强度达到商用粉的1.05倍。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1等离子平板显示器用荧光粉的研究进展

1.2 PDP商用发光材料及存在的主要缺点

1.3 PDP用红色硼酸盐荧光材料的研究进展

1.4红色荧光粉(Y,Gd)BO3：Eu3+的发光特性

1.5本论文的研究思路及研究内容

1.6论文结构

参考文献

第二章 实验

2.1试剂与设备

2.1.1试剂

2.1.2实验设备

2.2样品制备

2.2.1固相法合成

2.2.2水热法合成

2.3样品的测试与表征

2.3.1 X射线粉末衍射

2.3.2紫外光谱测试

2.3.3真空紫外光谱测试

2.3.4色纯度计算

2.4计算软件及方法介绍

2.4.1计算软件介绍

2.4.2程序运行的主要步骤

第三章(Y,Gd)BO3：Eu3+的制备和YBO3电子结构计算

3.1引言

3.2实验

3.2.1固相法法合成(Y0.75,Gd0.20)BO3：0.05 Eu3+及Y1-x BO3：xEu3+系列样品

3.2.2水热法、溶剂热法合成(Y,Gd)BO3：0.20Eu3+的样品

3.3结果与讨论

3.3.1 XRD衍射分析

3.3.2 VUV荧光性能测试

3.4 YBO3及YBO3：Eu3+电子结构和发光性质的研究

3.4.1 YBO3电子结构计算结果与讨论

3.4.2 YBO3：Eu3+电子结构计算结果及讨论

3.4.3　YBO3吸收反射光谱

3.5本章小结

参考文献

第四章(Y,Gd,Al,R)BO3：Eu3+(R=Sc,Bi)的制备及发光性能的研究

4.1引言

4.2实验

4.3结果与讨论

4.3.1 XRD分析

4.3.2荧光性能检测

4.4本章小结

参考文献

第五章(Y,Gd,M)BO3：Eu3+(M=Li,Na,K)的发光性能及产业化制备工艺的研究

5.1引言

5.2实验

5.3结果与讨论

5.3.1结构表征

5.3.2 VUV发光特性

5.4产业化制备工艺流程

5.5产业化制备工艺条件

5.5.1球磨时间、球料比对样品发光强度的影响

5.5.2保温温度、保温时间对样品发光强度的影响

5.5.3中试产物XRD分析

5.5.4中试产物SEM分析

5.5.5中试产物的发光性能

5.6本章小结

参考文献

结论与展望

发表的文章

致谢