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彩色等离子体平板显示器(PDP)是利用惰性气体放电而发光的,这种PDP显示器具有易制成大屏幕、纯平显示、视角大等优点。在PDP器件中,通过辉光放电产生的真空紫外光(VUV)激发红、绿、蓝三基色荧光粉发光,从而实现彩色显示。Xe-Ne混合气体辉光放电产生波长在147~190nm的VUV光,其中147nm光发光强度高,能量大,所以PDP主要用它作为激发光源,激发荧光体发光。还有一些VUV光也可以激发荧光体。目前,PDP显示器虽然逐步进入市场,但是仍然存在制造成本高,发光效率低等问题。发光效率低的一个重要原因就是传统蓝色荧光粉体的发光效率较低所致,因此,改善蓝色荧光粉体的发光效率,是迫切需要解决的一个问题。
BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)可应用作为PDP蓝色荧光粉体。人们对其制备方法,发光机理,以及衰变机理进行了许多研究。目前,制备该荧光粉体的通常方法是高温固相反应(SSR)法,该方法制备的蓝色荧光粉体存在烧结温度过高、颗粒不均匀、稀土分散不均匀和通过球磨方式降低粒度会降低发光性能等缺点。为了获得更好性能和高发光效率的荧光粉,需要具有细小颗粒(<1微米)的荧光体,对于PDP涂屏工艺这种需求更为迫切。小颗粒也可以提供更高的堆积密度和更少的粘合剂含量。因此使用小颗粒蓝色荧光体便于制屏新工艺的实施,有利于制作超薄显示屏工艺的发展。同时,BaMgAl10O17:Eu2+蓝色荧光粉体自身存在历时劣化和热劣化的缺陷,也限制了彩色PDP的质量。
本论文主要从上述的研究现状出发,结合实验室的条件以及本人的自身实力,着重研究了采用新的合成方法,降低蓝色荧光粉体粒度至纳米级,从而制备出可应用于彩色PDP的性能优良的纳米蓝色荧光粉体,并对其发光性能进行了研究。
一、本文首次采用超声波结合共沉淀的方法,使用多种沉淀剂,控制沉淀反应进行的条件,制备出具有纳米尺度的蓝色荧光粉体。对反应进行过程的pH值、粒度控制因素,以及激活剂浓度、灼烧温度、灼烧时间等参数进行了探讨。从而得出结论,在确定的最佳制备条件下,可以制备出颗粒细小均匀、量子效率高、色纯度好,发光性能优良的蓝色荧光粉体BaMgAl10O17:Eu2+。
二、创新将溶胶-凝胶法结合燃烧的方法并结合合适的后处理工艺,制备出具有纳米尺度的蓝色荧光粉体,为优化制备生产工艺开辟了新的途径。实验中对螯合剂用量、凝胶燃烧行为、烧结时间、烧结温度、后处理方式等一系列影响其相对发光强度的因素进行了讨论。初步探讨了蓝色荧光粉体的粒度对其发光性能的影响。得出了相关的结论。
三、结合现阶段对高温固相法制备的蓝色荧光粉体的热劣化机理的探讨,创新性的在BaMgAl10O17:Eu2+的结构中掺入Ca与Sr,并探讨了掺入Ca和Sr后对荧光粉体发光性能及热稳定性的影响。成功的首次制备了具有一维纳米结构的蓝色发光材料,该材料属于新型结构的蓝色荧光粉,其直径小于100nm,长度约为1μm,呈棒状结构。该荧光粉体热稳定性有了明显提高。
在彩色PDP纳米蓝色荧光粉制备过程中运用了D/MAXⅢB粉晶衍射仪,PhilipsCM12透射电镜,JSM35-CF型扫描电子显微镜,F-4500荧光分光光度计,真空紫外荧光分光光度计等对荧光粉的物相、形貌和荧光光谱进行了研究,探讨了合成工艺与发光性能,得出了有关结论。