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场发射平板显示器(FieldEmissionDisplays，FED)是一种在CRT‘成像基础之上的发展起来的平板显示器，由于其在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面具有优良的特性，成为近年新型显示器研究的热点之一。为实现高效的FED红、绿、蓝全色显示，荧光粉在其中起着十分重要的作用。制备性能优良的场发射用彩色荧光粉是决定将来FED技术成功与否的关键因素之一。另外，稀土化合物及半导体材料已广泛应用于现代照明、显示等领域。无机晶体材料的形貌和尺寸控制也引起了学术界的广泛关注，因为组分、形貌、维度和尺寸大小与物质物理、化学、磁、催化等性质以及在光电器件方面的应用有很大关系。 本论文研究的内容包括场发射显示用发光材料的研制和改性工作：(1)在场发射显示用发光材料研制方面，采用溶胶一凝胶方法，制备了一系列新型高效场发射显示用纳米发光材料，包括稀土离予激活的氯氧化镧[(LaOCl：Re3+(Re=Eu，Tb，Dy，Tm，Sm)，]体系和过渡金属离子(Mn2+)激活的NaPO4：Mn2+体系，研究了Eu3+，Tb3+，Dy3+，Tm3+，Sm3+和Mn2+离子在这些基质中的光致发光、低压阴极射线发光性质和能量传递等性质。采用高温固相方法制备了稀土离子(Ce3+，Tb3+)和过渡金属离子(Ti4+，Mn2+)激活的具有磷灰石结构和反尖晶石结构的发光材料，包括Mg2Y8Si6O26：Ce3+，Mn2+，Tb3+、Ca2Gd8Si6O26：Ce3+，Mn2+、Ca4Y6Si6O25-Ce3+，Mn2+，Tb3+和Mg2SnO4：Ti4+，Mn2+体系，详细的研究了结构相关的发光性质和能量传递性质。(2)在荧光粉的改性方面，采用共沉淀法制备了多种形貌的Ga2O3：Dy3+，La2O2CO3/La2O3：Eu3+，Tb3+和La2O3：Ho3+发光材料，研究了溶液pH值，沉淀剂(尿素)用量，碳源对形貌及发光性能的影响。此外，通过溶胶-凝胶法和电纺丝技术的结合我们还制备了具有一维结构的LaOCl：Re3+(RE=Eu，Tb，Dy，Tm，Sm)纳米纤维，纳米管和微米带发光材料，并研究了它们的低压阴极射线发光性质。所得样品用XRD、FTIR、TG-DTA，SEM、TEM、漫反射光谱、光致发光(PL)光谱、荧光寿命曲线、低压阴极射线(CL)光谱等进行表征。 在紫外光和阴极射线激发下，稀土离子激活的氯氧化镧彩色发光材料呈现稀土离子(Eu3+，Tb3+，Dy3+，Tm3+，Sm3+)的特征发射。如：LaOCl：Eu3+发红光，LaOCl：Tm3+发蓝光，LaOCl：Sm3+发橙光，LaOCl：Dy3+发黄光。LaOCl：Tb3+的发光颜色可通过不同Tb3+的掺杂浓度从蓝光到绿光进行调控。在相同的激发条件下，所制备的蓝光发射的LaOCl：Tm3+和LaOCl：Tb3+发光材料与商业FED用蓝粉(Y2SiO5：Ce3+，日亚化学工业株式会社，NP-1047)相比具有更好的色纯度和更高的发光效率；此外，LaOCl是一种适合多种稀土离子共激活的基质，通过不同稀土离子的共掺杂实现了色度可调控的单一基质白光发射，如LaOCl：Tba+，Sm3+；LaOCl：Tb3+，Eu3+和LaOCl：Tm3+，Dy3+。所制备的稀土离子激活的氯氧化镧彩色纳米颗粒发光材料LaOCl：RE3+(RE=Eu，Tb，Dy，Tm，Sm)在场发射器件有潜在的应用。把溶胶凝胶法与电纺丝方法相结合我们还把LaOCl：Ln3+体系制备成一维发光纳米材料，它们的发光颜色可以在LaOCl：Eu3+，(0.6039，0.3796)；LaOCl：Tb3+，(0.2456，0.5232)；LaOCl：Tm3+，(0.1456，0.0702)三种荧光粉色坐标组成的色域范围内进行调控，而且通过稀土离子的共掺杂可以实现白光发射。上述研究表明电纺丝方法是一种制备一维发光纳米材料的简单有效的方法，制备的LaOCl：RE3+发光材料在场发射显示，纳米电子器件和先进的生物分析方面有潜在应用。 在低压电子束激发下，黄光发射的NaPO4：Mn2+发光材料与商业低压黄色发光材料(Zn，Cd)S：Ag，日亚化学工业株式会社，NP-1020)相比，具有更高的色纯度。通过丝网印刷法制备的NaPO4：Mn2+荧光粉显示屏具有很好的亮度，其场发射强度随激发电压，电流密度增加而增强，而且在长时间的电子束轰击下发光强度衰减小于10％，色坐标基本上保持不变。这种高纯的黄光发射的发光材料可以做为四基色场发射显示中的黄光元素。 对于Mg2Y8Si6O26：Ce3+，Mn2+，Tb3+、Ca2Gd8Si6O26：Ce3+，Mn2+、Ca4Y6Si6O25：Ce3+，Mn2+，Tb3+磷灰石结构的发光材料体系，从Ce3+离子向Mn2+和Tb3+离子存在高效的能量传递，因此可以得到高效的红光发射(Mg2Y8Si6O26：Ce3+，Mn2+、Ca4Y6Si6O25：Ce3+，Mn2+)，黄光发射(Ca2GdsSi6O26：Ce3+，Mn2+)和绿光发射(Mg2Y8Si6O26：Ce3+，Tb3+、Ca4Y6Si6O25：Ce3+，Tb3+)的发光材料。同时通过Ce3+→Mn2+和Ce3+→Tb3+能量传递可以实现荧光粉的多重颜色可调的发射和单一基质白光发射。 Mg2SnO4：Ti4+/Mn2+是一种色纯度较高的青色光发射的发光材料，能够明显的扩大FED三基色荧光粉所构成的色域，因此可以与三基色荧光粉合用来改善场发射显示的显示质量。 采用共沉淀法制备了多种形貌的Ga2O3：Dy3+，La2O2CO3/La2O3：Eu3+，Tb3+和La2O3：Ho3+发光材料，研究了溶液pH值，沉淀剂(尿素)用量，碳源对形貌及发光性能的影响。在稀土离子掺杂的Ga2O3：Dy3+荧光粉体系中，通过简单的调节溶液的pH值和随后的热处理可以得到均匀的纺锤体，椭球体和花状球体Ga2O3：Dy3+荧光粉。且半导体基质Ga2O3向Dy3+存在高效能量传递。通过这种能量传递可以实现Ga2O3：Dy3+单一基质的白光发射。而且Ga2O3：Dy3+荧光粉的形貌对发光强度有一定的影响。在La2O2CO3/La2O3-Eu3+，Tb3+荧光粉体系中，我们首先用简单有效的均相沉淀法合成了多种良好形貌的LaCO3OH：Eu3+，Tb3+。通过改变碳源和pH值，可控合成了片，花，菱形，夹心纺锤体，桃核形等多种形状的LaCO3OH：Eu3+，Tb3+晶体。高温煅烧后得到形貌保持的La2O2CO3/La2O3：Eu3+，Tb3+发光材料。Eu3+和Tb3+激活的La2O2CO3/La2O3发光材料分别发射明亮的红光和绿光。而且La2O2CO3和La2O3基质的不同微结构会影响Eu3+和Vb3+离子的色纯度。此外，La2O2CO3/La2O3荧光粉的形貌会影响它们的发光强度。通过共沉淀法我们还制备了一维纳米棒La2O3：Ho3+发光材料，其中沉淀剂尿素有助于良好纳米棒形貌的形成。由于Ho3+离子的特征跃迁，制得的La2O3：Ho3+在低压电子束激发下发射高纯的绿光，与商业绿色场发射ZnO：Zn荧光粉相比具有更高的色纯度。同时在相同的激发条件下，La2O3：Ho3+纳米棒与其体相材料相比具有更高的发光强度。 总之，通过有效的软化学方法(溶胶-凝胶法，共沉淀法，水热/溶剂热法以及电纺丝法)合成了一系列具有良好形貌的稀土离子和过渡金属离子激活的FED用红，绿，蓝三基色纳米/微米发光材料。研究了这些形貌的形成机理以及对发光的影响。通过稀土离子的共激发，基质材料向稀土和过渡金属离子的能量传递以及稀土离子之间的敏化作用，实现了发光颜色可调控的发射，并设计出单一基质白光发射的FED荧光粉。对这些合成的发光材料的发光性能进行了充分的表征，通过表征我们发现这些发光材料拥有良好的稳定性，高的发光效率和高的色纯度，因此非常有潜力应用在场发射显示器件上。