六鋁酸鹽基發(fā)光材料的合成及其發(fā)光性能的研究.pdf

1、六鋁酸鹽基發(fā)光材料由于其在等離子顯示器 (plasma display panels，PDPs)與無汞熒光燈等顯示照明器件上的應(yīng)用而引起了普遍關(guān)注，其中BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>與BaMgAl<,10>O<,17>∶Eu<'2+>(BAM)已作為商用材料而得到了廣泛應(yīng)用。然而這兩種發(fā)光材料的性能仍未能滿足PDP與無汞熒光燈的需要，主要表現(xiàn)為：BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>的發(fā)光效率與余輝時間有待改進(jìn)，

2、而BaMgAl<'10>O<,17>∶Eu<'2+>的穩(wěn)定性較差。針對PDP與無汞熒光燈等顯示照明器件的發(fā)展需要，本論文對兩種商用真空紫外發(fā)光材料BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>與BaMgAl<,10>O<,17>∶Eu<'2+>展開了一系列的研究；同時還初步考察了Dy<'3+>激活的LaMgAl<'11>O<,19>的真空紫外一紫外發(fā)光性能，探討Dy<'3+>激活發(fā)光材料在無汞熒光燈、LED等照明器件上的潛在應(yīng)用。通過上

3、述研究得到的一系列研究成果對于了解六鋁酸鹽基發(fā)光材料的發(fā)光機理、推動其在PDP與無汞燈上的應(yīng)用具有重要的理論意義及應(yīng)用價值。 第一，在真空紫外激發(fā)下，基質(zhì)BaAl<,12>O<,19>可有效地將能量傳遞給發(fā)光中心Mn<'2+>。本論文通過研究Ba<,075>Al<,11>O<,17.25-x> BaMgAl<,10>O<,17>∶0.1 Mn<'2+>的真空紫外激發(fā)光譜，對尖晶石層中AlO<,4><'5->、AlO<,6><'9

4、->與MgO<,4><'6->等各基團(tuán)的光譜吸收位置進(jìn)行了歸屬，這為研究六鋁酸鹽基發(fā)光材料在真空紫外激發(fā)下的發(fā)光機理、改善BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>與其他商用六鋁酸鹽基發(fā)光材料的真空紫外發(fā)光性能打下了基礎(chǔ)。 第二，對于PDP等顯示器件而言，BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>的余輝時間仍然偏長，這是由于Mn<'2+>的<'4>T<,1>→<'6>A<,l>躍遷發(fā)射是宇稱與自旋雙重禁戒的躍遷。本論文通

5、過研究Mn<'2+>摻雜濃度對Ba<,0.75>Al<,11-x>O<,17.25>∶x Mn<'2+>的色度、發(fā)光強度、余輝時間等發(fā)光特性的影響后，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加Mn<'2+>的摻雜濃度可以在保證良好的色純度和亮度的基礎(chǔ)上減小余輝時間；通過使用EPR、穆斯堡爾譜等測試手段，首次證明了在BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>中存在Mn<'2+>-Mn<'2+>對中心，正是該中心含量的變化導(dǎo)致了余輝時間、發(fā)射峰位等發(fā)光特性的變化，并

6、且該中心的形成方式是通過 Mn<'2+>占據(jù)Ba<,0.75>Al<,11>O<,17.25>中的Al(2)格位實現(xiàn)的。 第三，本論文考察了ns<'2>離子與Zn<'2+>摻雜對BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>發(fā)光特性的影響。 研究結(jié)果表明：ns<'2>離子中的Bi<'3+>與Sb<'3+>，以及Zn<'2+>均可有效的提高BaAl<,12>O<,19>∶Mn<'2+>的發(fā)光強度，其中以Sb<'3+>的效果

7、最佳；而這三種離子的摻雜對于余輝特性均無明顯影響。 第四，本論文采用反相微乳法與沉淀法相結(jié)合制備了Mn<'2+>激活的六鋁酸鋇納米發(fā)光材料，并研究了樣品的真空紫外發(fā)光特性。研究結(jié)果表明：不同的反相微乳體系與溶液/油相比對樣品的形貌有決定性影響，顆粒形貌主要有球狀、棒狀等；球狀Ba<,0.999>Al<,11.9>O<,19>∶0.1 Mn<'2+>，0.001 Eu<'2+>的發(fā)光強度、亮度、色度等性能均優(yōu)于塊體材料BaAl<,

8、11.9>O<,19>∶0.1 Mn<'2+>；真空紫外激發(fā)下，球狀納米Ba<,0.75>Al<,11-x>O<,17.25>∶xMn<'2+>的猝滅濃度高于塊體材料；顆粒形貌對樣品發(fā)光性能有重要影響。 第五，采用溶膠一凝膠法對BAM顆粒進(jìn)行了MgF<,2>與CaF<,2>的包覆以提高其熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明包覆后的BAM的抗熱劣化能力均得到了明顯的改善，其中以MgF<,2>包覆的效果最好。 第六，對Dy<'3+>激活的六鋁

9、酸鹽材料LaMgAl<,11>O<,19>的發(fā)光特性以及Bi<'3+>、Sb<'3+>與Zn<'2+>摻雜對Dy<'3+>發(fā)光的影響進(jìn)行了初步的探索。結(jié)果表明：在真空紫外一紫外區(qū)間內(nèi)多個應(yīng)用波長(147 nm、254 nm、365 nm)的激勵下，Dy<'3+>在LaMgAl<,11>O<,19>中的發(fā)射的色坐標(biāo)均位于CIE 1931 色品圖中的白光區(qū)：在上述三個應(yīng)用波長的激發(fā)下，Bi<'3+>與Zn<'2+>均可敏化 Dy<'3+>