PDP真空紫外荧光粉余辉测试仪

文章编号!"##$%$&’#()##*+#"%##’,%#$

-.-真空紫外荧光粉余辉测试仪

/

朱美萍0牟同升

(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室0浙江杭州’"##)1+摘要!回顾了-.-荧光粉的基本原理0阐述了余辉测试的重要性0详细介绍了-.-用

真空紫外荧光粉余辉测试系统的各个组成部分及其工作原理0并根据测得数据绘出了余辉

特性曲线0最后对该系统的性能进行了评估2

关键词!-.-

3荧光粉3余辉特性3余辉时间3真空紫外中图分类号!4561’7,*文献标识码!8

9:;<=>;N O N

P QR ST U V W U X Y 0SZ R [\X Y V ]^T X Y

(_‘a ‘b c b de a f g h a ‘g h dg i jg k b h lm n ‘o p a q r l s ‘h t u b l ‘a ‘o g l 0v w b x o a l yz l o {b h s o ‘d 0|a l y }w g t ’"##)10~w o l a

+!";

7%a p wp g u n g l b l ‘a l k o ‘s $g h &o l y n h o l p o n q b g i ‘w b ‘b s ‘o l y s d s ‘b u g i ’z ’V n w g s n w g h t s b k o ln q a s u a k o s n q a d

n a l b q (-.-+$b h b o l ‘h g k t p b ko lk b ‘a o q 74w b n b h i g h u a l p b p t h {b g i h b u a o l o l yq o y w ‘$a s k h a $la p p g h k o l y‘g

‘w b ‘b s ‘b kk a ‘a 0a l ka ‘q a s ‘‘w b n b h i g h u a l p b g i ‘w b s d s ‘b u $a s b {a q t a ‘b k

7(:)G B ?M ;!-.-3i q t g h b s p b l ‘3n h g n b h ‘dg i a i ‘b h y q g $3k b p a d‘o u b 3{a p t t u t q ‘h a {o g q b ‘

*引言

现今在大屏幕显示市场上有着较强的竞争性的显示技术是液晶显示(e ~.++电光显示(%e .

++等离子体显示(-.-+等平板显示技术(,-.+2等离子体显示屏(n q a s u a k o s n q a d n a l b q 0简称-.-

+是继阴极射线管(~-4+和液晶屏(e ~.

+之后的一种新颖直视式图像显示器件2等离子体显示器以出众的图像效果+独特的数字信号直接驱动方式而成为优秀的视频显示设备和高清晰的电脑显示器0它将是高清晰度数字电视的最佳显示屏幕2-.-每个发光单元是利用电极之间的惰性气体放电时产生的真空紫外幅射0

激发发光池内壁上的荧光粉而发射可见光2整个-.-器件由许多红+

绿+蓝相间的发光池组成0一般发光池内充有.b +|b 等惰性气体0放电时产生的"*1l u +"1)l u 等真空紫外幅射激发涂在发光池腔壁上的荧光粉0

红+绿+蓝相间的发光池分别发射红+绿+蓝彩色光0在视觉上-.-的发光是各微小发光池的加混色的结果2因此-.-荧光粉在"*1l u +"1)l u 等真空紫外线激发下的发光亮度+

色品坐标及光谱曲线及余辉特性的测试和评价是-.-器件研究和质量检测的重要部分2

荧光粉余辉是荧光粉在特定光照激发下0吸收光子能量0当激发光停止后0将继续发光0且发光强度随时间而衰减的发光现象2如果余辉时间过长0在显示运动物体的图像时就会有彗星一样的尾巴产生0这在

第)&卷第"期

)##*年)月光学仪器m -4r ~8er 5_4-z j %54_’g q 7)&05g 7"

,b f h t a h d 0)##*

显示技术中是不允许的!所以要通过这些光学参数的测量来不断研究光学性能更好的新荧光材料!

现在常用的"#"荧光粉材料$%&是发红光的’()*+,-和.’/0123)*+,-4发绿光的56(

78)9+:6和3;<=%()%>+:64发蓝光3;:?<=%9)(*+,-和3;:?<=%@)(*+,-!.’/0123)*+,-和3;<=%()%>+:6的衰减时间稍微长些!但56(78)9+:6和56*.")92(

+:6的衰减时间对于实际应用而言又过长!由于红/绿两种荧光的衰减时间太长以至于不能较好地利用"#"的高反响速度4

需要做一些改进!A 测试系统的基本结构

荧光粉余辉测试仪器是用于测量经过特定光照激发的"#"荧光粉在激发光停止后4

发光强度随时间延长而衰减的一种高灵敏荧光光电测试仪器!如图%所示4这个系统由真空紫外激发源/荧光粉真空测试室/高灵敏度光电测量系统/机械部分/计算机系统等部分组成!电机带动斩光板按照一定的速度旋转4使激发光源发出的紫外光周期性地照射荧光粉样品!同时4高灵敏度光电探测系统不断测量样品表面的亮度!计算机按照用户设定的采样间隔连续不断测量余辉亮度4同时画出余辉亮度衰减曲线B 到达设定的采样点时4停止采样!通过对余辉曲线进行选择4并设定余辉阈值4获得该荧光粉样品的余辉时间参数

!

卷

!"

#光亮度信号测量电路!图$#由探测器接收的荧光信号转换成光电流%再由信号放大电路放大&’()

转换后%最后由计算机显示余辉特性曲线!图*#

+真空紫外荧光粉余辉测试仪

射窗口入射在光电阴极!上"光电阴极的电子受光子激发"离开表面发射到真空中"再通过电场的加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极#$上"

倍增极将发出比入射电子数目更多的二次电子%入射电子经&极倍增管后"

光电子放大’次%最后阳极收集经过倍增管的二次电子"形成光电流"在负载上产生信号电压(图中)$*)&都为$

++!",-.根据电机转速可在,/++.到,$+++.间变化0

%余辉特性主要参数表

荧光颜色

最大信号最小信号余辉域值余辉时间(@G 0采样间隔(@G 0采样点数H

(蓝色0:11D +/D +$+D +:1D &:/D +=++I (

绿色0$:4D +:&D +B 4D B 1B B D +B D +=++K B /K 光学仪器第B =卷

图!"#"荧光粉余辉测量结果

$%&’

$蓝色&($)&*$绿色&($+&,$红色&-.结论

本系统运用斩光板来获得/0123矩形激发光脉冲4激发光束宽度为5334

因此激发光脉冲存在一定的下降沿4会影响到测量时间分辨力-提高调制频率4可以缩短下降沿的时间-这种方法简便可靠6极易实现(采用高灵敏度的光电倍增管不仅能测量域值为/7/8的余辉时间4

还能同时获得完整的余辉亮度变化曲线(并且运用智能化的软件4可以直接从计算机上得到最佳的余辉特性曲线4测得的余辉曲线可以是双曲衰减曲线6指数衰减曲线以及其它变化规律的曲线(测量时间分辨从89/3:

到数百毫秒可调4比较适合于"#"荧光粉的余辉时间的测量-

;参考文献

?3@A 4’%B A C 4"D E 2@A 9"F G :H F G I :J G I H K %:3%L ?:H K %DH %2B K :G I B %2+F B 3?+%K :G +?B O D <@=4>G I B %P ,B H E )K ?+G J

>G I B %

4/!!Q 9R Q Q SR !R 9<5=缪家鼎4徐文娟4牟同升9光电技术

9杭州P 浙江大学出版社4/!!R 9

9北京P 北京理工大学出版社4/!!/9<0=陆明刚4吕小虎9分子光谱分析新法引论

9合肥P 中国科学技术大学出版社4/!!U 9V

U 0V 第W 期朱美萍等P "#"

真空紫外荧光粉余辉测试仪

LED荧光粉

在制作白光LED的方法中，有两种方法都与荧光粉有关，因此在制作白光LED时，必须对荧光粉进行仔细研究。 荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。 因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。 所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等），再经由能量转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。 目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光，都包含了： ?激发； ?能量传递； ?发光； 三个过程 一、激发与发光过程 ?激发过程： 发光体中可激系统（发光中心、基质和激子等）吸收能量以后，从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。 ?发光过程： 受激系统从激发态跃回基态，而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。 一般有三种激发和发光过程 1. 发光中心直接激发与发光 （1）. 自发发光 过程1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G 过程2：当电子从激发态G回到基态A，激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。 发光只在发光中心内部进行。 （2）. 受迫发光 若发光中心激发后，电子不能 从激发态G直接回到基态A（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态M（过程2），然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G（过程3），最后回到基态A（过程4）发射出光子

的过程，成为受迫发光。 受迫发光的余辉时间比自发发光长，发光衰减和温度有关。 2. 基质激发发光 基质吸收了能量以后， 电子从价带激发到导带 （过程1）； 在价带中留下空穴，通 过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2）； 价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2’）， 然后被发光中俘获（过程3’）， 导带底部的电子又可 以经过三个过程产生发光。 （1）. 直接落入发光中心激发 态的发光 导带底的电子直接落入发光中心的激发态G（过程3），然后又跃迁回基态A，与发光中上的空穴复合发光（过程4）

红色荧光粉发展历史

红色荧光粉发展历史（LED,荧光材料，三基色） 2009-12-31 15:57:57| 分类：LED-荧光粉|标签：|字号大中小订阅 1802年英国物理学家杨格提出了在人的视网膜中可能存在3种分别对红、绿、蓝色光敏感的感光细 胞，由它们感受的混合光刺激产生各种颜色的感觉”的观点。不久，赫姆霍兹在此基础上创立了三基色理论[11]。1974年荷兰飞利浦公司首先研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉，实现了高光效和高显色性的统一，从此照明进入了一个新时代[12]。在三基色荧光粉体系中，红色荧光粉的用量占到60 % ~80 %，对调 制白光的色温和显色性等其他方面起重要作用[13][14]。但是目前无论是荧光灯还是LED使用的三基色荧 光粉中，红色荧光粉不论从光学性能上还是从价格上都很难与蓝绿色荧光粉相媲美。因此研究一种高效的、 价格低廉的红色荧光粉是一个迫切需要完成的任务。 众所周知，传统的合成荧光粉方法就是以一个具有光学活性的阳离子来取代基质晶格内的阳离子， 也可以用一个光学活性的阴离子来取代基质晶格内的阴离子。作为基质要考虑两个影响因素：一是共价键性质，即电子云膨胀效应，共价性越高，电子云膨胀效应越大，原子之间的电荷跃迁便越向低能量区移动，使得可以被紫外光甚至近紫外光或可见光激发；二是晶体场效应，晶体场的强弱对发光跃迁的光谱位置和强度都有影响，奇数的晶体场能够使宇称禁戒选律变宽，使得相同宇称之间的跃迁成为可能[15][16]。从激活剂方面考虑，目前广泛使用的红色荧光粉主要可以分为三大类：以Eu3+为激活剂或主激活剂的荧光体系、以Eu2+为激活剂或主激活剂的荧光体系、以过渡金属离子为激活剂或主激活剂的荧光体系。 1.4.1以Eu3+为激活剂的荧光体系 稀土的发光是由于稀土离子的4f电子在不同能级之间跃迁产生的，由于稀土离子拥有丰富的能级跃 迁，所以常用来作为发光材料的激活剂。人们对Eu3+做激活剂的研究已经很详细。Eu3+的荧光特性：铕 原子提供两个6s电子和一个4f7电子形成sf杂化轨道，由于4f轨道中有7个电子，处于半充满状态，因此4f轨道的能级已经下降，sf杂化轨道的能量也相对下降较多，当与阴离子价电子形成价带后，能级进一步下降，价带不仅仅要位于5s5p的能级之下，而且要位于5s5p能带之下相当的距离，也就是价带与5s5p 能带之间的禁带有相当的宽度。4f6的第六个成对电子在形变力的影响下，电子云发生形变，被激励穿过价 带，进入禁带，但亚稳基态仍然是f的空轨道，甚至激发态也是f轨道，因此电子吸收外界能量后是价带之 上的f轨道之间的跃迁，所以称Eu3+等离子发岀的荧光是f-f电子跃迁的结果。Eu3+离子中处在亚稳基态的电子由于在5s5p电子层的保护和屏蔽下进行跃迁，受周围电场的干扰影响较小，因此在形变时，能级 分裂成宽度较窄的副能级，所以发岀的荧光光谱较窄，并彼此分离，这窄带发射为Eu3+的特征光谱。4f6 成对电子与4f7不成对电子相比，形变能力减弱很大，所以一般只能发出红色荧光，而且也难以穿过5s5p 能带。Eu3+具有窄带发射，如果它在晶体格位中占据反演中心，则产生5DX7F1磁偶极跃迁，是禁戒的， 弱的发射峰位于595nm附近，辐射发出橙光；如果它不占据反演中心，则产生5DX7F2受迫允许电偶极 跃迁，由于这种跃迁属于超灵敏跃迁，跃迁辐射发出611nm左右的红光。所以目前的红色荧光粉多用Eu3+作为激活剂。在较低Eu3+浓度下，人们可以观察到Eu3+的高能级5D1，5D2甚至5D3的跃迁发射，这些发射位于光谱的黄区和绿区；而当浓度高时，这些高能级的发射通过交叉弛豫过程而被猝灭[16]。 ①简单氧化物基质类 简单氧化物基质类中最引人瞩目的当属Y2O3:Eu3+，它是目前唯一达到商用水平的灯用红粉，性 能无可匹敌，如果不考虑价格因素的话是一种几乎完美的灯用红粉[17]。这种荧光粉在200nm~300nm 附 近形成宽激发带，可以充分吸收短波紫外，最大发射峰位于611nm，色纯度高，量子效率高，温度猝灭性 良好。我国学者黄精根等人曾研制出Y2O3? aAI2O3和Y2O3? bSiO2两种红粉，在光谱学特性不变的情况下大大降低了Y2O3:Eu3+ 的成本[18]。国外一些学者发现在Y2O3：Eu3+ 中加入少量的Bi3+ 后，由于Bi3+ 对长波紫

LED荧光粉的分析测试方法分析

评估方案 一、荧光粉的分析测试方法 1、发射光谱和激发光谱的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，作发射光谱扫描，读出发射光谱的发射主峰。给定发射光谱的发射主峰，作激发光谱扫描，读出激发光谱峰值波长。重新装样，测试3次，各次之间峰值波长的差值不超过±1nm，取算术平均值。 2、外量子效率的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，激发荧光粉发光，利用光谱辐射分析仪测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。计算荧光粉在该激发波长下的外量子效率。重新装样，测试3次，各次之间的相对差值不大于1%，取算术平均值。 3、相对亮度的测定 将试样和参比样品分别装满样品盘，用平面玻璃压平，使表面平整。用激发光源分别激发试样和参比样品。用光电探测器将试样和参比样品发出的光转换成光电流，并记录数值。试样和参比样品连续重复读数3次，各次之间相对差值不大于1%，取算术平均值。 4、色品坐标的测定 把试样装好放入样品室中。选定激发光源的发射波长，使其垂直激发样品室里的荧光粉样品。利用光谱辐射分析仪按一定的波长间隔（不大于5nm）测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。按GB 3102.6-1993中“6.39 色品坐标”的公式求出荧光粉的色品坐标。 重复测试3次，各次之间x、y的差值均不超过±0.001，取算术平均值。 5、温度特性的测定 把试样装好放入样品室中，于室温下测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1 nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。启动加热装置，将被测的荧光粉试样加热并稳定在设定的温度值10min。稳定在预定的温度下，测定荧光粉试样的激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。冷却荧光粉试样至室温，测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色

PDP真空紫外荧光粉余辉测试仪

文章编号!"##$%$&’#()##*+#"%##’,%#$ -.-真空紫外荧光粉余辉测试仪 / 朱美萍0牟同升 (浙江大学现代光学仪器国家重点实验室0浙江杭州’"##)1+摘要!回顾了-.-荧光粉的基本原理0阐述了余辉测试的重要性0详细介绍了-.-用 真空紫外荧光粉余辉测试系统的各个组成部分及其工作原理0并根据测得数据绘出了余辉 特性曲线0最后对该系统的性能进行了评估2 关键词!-.- 3荧光粉3余辉特性3余辉时间3真空紫外中图分类号!4561’7,*文献标识码!8 9:;<=>;N O N P QR ST U V W U X Y 0SZ R [\X Y V ]^T X Y (_‘a ‘b c b de a f g h a ‘g h dg i jg k b h lm n ‘o p a q r l s ‘h t u b l ‘a ‘o g l 0v w b x o a l yz l o {b h s o ‘d 0|a l y }w g t ’"##)10~w o l a +!";

荧光粉发展现状与趋势

荧光粉发展现状与趋势 首先因为LED只能发单色光,所以白光LED主要是由以下方式混合出来。 方法1为多晶片混光技术，分别把红、蓝、绿3晶片或蓝光、黄光双晶片固定于同一封装体内部，再经由调整各晶片的电流大小，调整各晶片的出光量来控制混光比例，以达到混成白光的目标。其中又以红、蓝、绿多晶片混光技术呈现的色彩饱合度及演色性(Color Rendition)最佳，但还须克服晶片光衰程度、热源过度集中产生散热封装等问题。若有任何一晶片提早失效，就无法得到所需白光的光源。 方法2是以紫外光LED激发均匀混合之蓝色、绿色、红色萤光粉，使其激发出一定比例之3原色进行混光而输出白色。三波长白光发光二极体具有高演色性优点，但却有发光效率不足及混光不均的缺点。 方法3在蓝光LED的周围= 充混有黄光YAG(Yttrium Aluminum Garnet)萤光粉的胶，并使用波长为400~530nm的蓝光LED，发出光线激发黄光YAG萤光粉产生黄色光，但同时也与原本的蓝光混合，进而形成蓝黄混合之二波长的白光。 然后我主要介绍的是方法二, 荧光粉涂敷光转变法是制造白光LED 的主要途径之一,目前已经商业化的产品绝大多数是用这种方法制造的。在这种方法中,荧光粉作为光的转换物质,所起的作用是至关重要的,它直接影响白光LED产品的发光效率、使用寿命、显色指数、色温等主要指标。随着LED 芯片技术的突破,LED 发光效率将逐步接近其理论发光效率,荧光粉的性能好坏将直接决定LED 光源的产品性能。目前能够匹配蓝光、近紫外光或其它芯片的荧光粉还不多,需要开发发光效率高、使用寿命长、显色指数高、物理性能和化学性能更加稳定、制备工艺更为简单的荧光粉。 通过激发荧光粉来形成白光。 在实现白光LED的各种方法中，荧光粉转换法是已经得到应用并且具有潜力的方法。PC—LED的发光原理是：在低压直流电的激发下，Ga(In)N芯片发射蓝光(～460nm)或近紫外光(～395nm)，激发涂覆在芯片上面的荧光粉发射出可见光，并混合组成白光。 优点是成本低和容易生产,缺点是光效较低，且发光的均匀度不好，光谱成分中 缺少红光，造成色温偏高。 白光LED的荧光粉，主流是与蓝色组合使用的黄色荧光粉。而现在，正逐渐向发出红色光和绿色光的荧光粉过渡。 黄色荧光粉 31411 硅酸盐体系的Srx EuySiO5 该荧光粉随着Eu2 + 掺杂浓度的增加,发射峰强度逐渐增大,当Eu2 + 的浓度为0103 时,Sr2197 Eu0103 SiO5有最大值,而随着Eu2 + 掺杂浓度的进一步增加,发 射峰强度明显减弱。同时,发射光谱峰值随Eu2 + 浓度的增加先红移(Sr2195 Eu0105 SiO5 在Eu2 + 浓度为0105 时

稀土长余辉夜光粉

稀土长余辉夜光粉 耀德兴科技生产的稀土长余辉长效夜光粉属碱土铝酸盐环保高亮超长余辉发光材料，组成可表示为：al2o3·(sr、mg、ca)o：(eu、la、dy)b,可在日光或灯光照射下吸光5－20分钟后,将吸收的光能转化后储存在晶格中,在暗处又可将能量转化为光能而发光,可有效持续发光(发光亮度大于10mcd/m2)达到8－10小时，发光亮度衰减到人的肉眼观察下限（0．32mcd/m2）的时间更可达70小时以上，化学性质稳定，吸光、蓄光、发光过程可重复进行，使用寿命可达20年以上。该类材料无毒害，不含放射性，生产过程也无有害物质产生。 由于具有上述特性，使它可以广泛应用于许多不同的领域，可以制成涂料，油墨，塑料，橡胶，纸张，胶片等，安全的应用于日用消费品，如：在服装，鞋帽，文具，钟表，开关，标牌，鱼具，装饰品，工艺品和体育用品中，在建筑装饰，运输工具，军事设施，消防应急系统方面，如：进出标语，逃生，救生路线的标志指示系统，具有良好可靠的作用。 一、长效夜光粉的主要技术指标： 1、耀德兴科技长效夜光粉成份主体为：铝酸锶（sro）·(mgo)0．1·al2o3(euo, dy2o3)0．01b。 2．比重本产品密度为：3.4-3.6，松装比重1.5至2.5之间，不同型号有所不同。3．激发时间在不同照度下需要的激发时间有所不同，在500－1000lux的d65光照下，需要的时间约为15－30分钟，另不同型号的产品也略有不同。 4．耐光性日常强光及紫外灯强照射条件下200小时未见明显变化。 5．耐水性未处理产品水中浸泡1小时未见明显变化，之后逐渐水解,体色变白，失去余辉特性。（兰光和红光夜光粉属另外体系，浸泡水不改变发光性能。）6．放射性经国家相关部门检测，无放射性。 7．耐热性黄绿粉从摄氏400度起亮度性能开始下降,600度后下降30%以上，兰绿粉耐热性比黄绿粉高200度。 二．长效夜光粉在塑料中的应用 耀德兴科技长效夜光粉可以与多种树脂混合制成塑料粒，如：pe、pp、abs、pvc 等，通过挤出、注塑、吹塑、真空成型等方法，制成多种多样的塑料制品。长效夜光粉在注塑过程中比较容易出现“发黑” ，如果按下面的注意事项加以控制，就可以大大减小发黑问题，提高产品质量。长效夜光粉比较“惧怕”铁，在与铁的接触过程中，夜光粉会发黑，发光性能降低，因此，整个生产工艺过程中要减少粉与铁的接触时间和接触强度。尽量缩短粉与塑料粒的混合时间，有条件的可以修改混料设备，将料与铁分隔开，选择加热筒较短的注塑机，控制好注塑温度和注塑压力。具体方法如下： 1.配方方面： a. 塑料的选用最好选择粉状的，且熔融指数越高越好。因为树脂的熔融指数越高，越能充分发挥发光材料的作用。 b. 发光粉的选用以粒较小的300目以下发光粉的效果最佳。 c. 润滑剂的选用聚脂烃类（如pe，pp）树脂应选用硬脂酸酰胺为润滑剂，用量为树脂量的0.2％。 abs，ps，pc，as，pmma等树脂则选用硬脂酸酰胺为润滑剂，

阐述LED荧光粉的用途和工作原理

阐述LED荧光粉的用途和工作原理 近年来，在照明领域最引人关注的事件是半导体照明的兴起。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管（LED）的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力，设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 LED实现白光有多种方式，而开发较早、已实现产业化的方式是在LED芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。 第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的（YAG）黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。 第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。

第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。 我们是国内率先进行LED用高效低光衰荧光粉研究的研究机构。最近，通过与我国台湾合作伙伴的联合攻关，多种采用荧光粉的彩色LED被开发出来了。 采用荧光粉来制作彩色LED有以下优点： 首先，虽然不使用荧光粉，就能制备出红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色LED，但由于这些不同颜色LED的发光效率相差很大，采用荧光粉以后，可以利用某些波段LED发光效率高的优点来制备其他波段的LED，以提高该波段的发光效率。例如有些绿色波段的LED效率较低，台湾厂商利用我们提供的荧光粉制备出一种效率较高，被其称为"苹果绿"的LED用于手机背光源，取得了较好的经济效益。 其次，LED的发光波长现在还很难精确控制，因而会造成有些波长的LED得不到应用而出现浪费，例如需要制备470nm的LED时，可能制备出来的是从455nm到480nm范围很宽的LED，发光波长在两端的LED只能以较低廉的价格处理掉或者废弃，而采用荧光粉可以将这些所谓的"废品"转化成我们所需要的颜色而得到利用。 第三，采用荧光粉以后，有些LED的光色会变得更加柔和或鲜艳，以适应不同的应用需要。当然，荧光粉在LED上最广泛的应用还是在白光领域，但由于其特殊的优点，在彩色LED 中也能得到一定的应用，但荧光粉在彩色LED上的应用还刚刚起步，需要进一步进行深入的研究和开发。

荧光粉文献综述资料

荧光粉文献综述

荧光粉文献综述 杨颖任满荣 关键字:荧光粉；制备及应用；展望与前景；LED照明 1、前言 稀土荧光粉的应用解决了常规卤粉存在的发光效率低、色温大及稳定性差等问题，提高了照明光源的质量，为新型荧光灯的研究与应用提供了前提保障，同时为稀土三基色节能灯、LED、平板显示、转换发光材料及夜光涂料的研究和应用提供了保证，将照明灯行业推向新的阶段。［１］ 就当前技术而言，LED 照明的实现方式主要是采用荧光粉配合 LED 芯片的单芯片方式，这是因为多芯片型白光 LED 中各芯片的衰减速度及寿命均不一样，并且需要多套控制电路，成本高。通过引入荧光粉，只需要 1 种芯片 (蓝光或紫外光 LED 芯片) 就可以产生白光，大大简化了白光 LED 装置，节约了成本。所以荧光粉已经成为半导体照明技术中的关键材料之一。 由于其优异的发光性能，荧光粉的研究具有重大的理论意义和应用价值，近年来取得了飞速的发展，下面将对其进行简单介绍。 2、荧光粉的发展历史 1949 年，出现了性能优异的锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉，其不仅量子效率高，稳定性好，价格便宜，原料易得，且可以通过调整配方比例来获得日光、暖白和冷白色的输出，这些特点使它一直沿用了相当长时间，但其显色性较差。 20世纪 70年代初，依据人眼对颜色三种独立响应的视觉系统概念，荷兰科学家推断出了三基色原理，即采用红、绿、蓝三基色荧光粉就可以获得高显色指数和高光效的荧光灯。1974 年，荷兰飞利浦公司研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉，解决了荧光灯发明以来几十年都未能解决的问题，打破了卤粉荧光灯的局限性，实现了荧光灯高显色性和高光效的统一。［2］ 20世纪90年代日本率先在蓝光上获得技术突破，这时人们研制了钇铝石榴（YAG）黄色荧光粉配合蓝光于1996年实现首只白色LED。如今被人们誉为第四种照明光源——以白光为主的半导体照明光源正迎来新的发展契机。［3］3、荧光粉的制备 3.1固相反应法（solid-state reaction） 传统高温固相反应法是一个多相参与的高温扩散反应,大致的制备过程如 下：称量一定量Al 2O 3 、Y 2 O 3 、CeO 2 按化学计量比配比称量,混合后进行球磨,一

粉色荧光翡翠的呈色机理

粉色荧光翡翠的呈色机理 摘要：近年来，随着国家经济的日益发展，翡翠珠宝市场也逐渐走向繁荣，翡 翠的价格日益高涨，翡翠原石的开采亦日益加剧。自2012年以来，翡翠市场中 逐渐出现了一种在紫外荧光灯下通体呈现粉色荧光的翡翠。这种翡翠的普遍特点 是价值不是很高，颗粒较粗，在40倍显微镜下明显可见颗粒，红外光谱图谱显 示为天然翡翠，仅含有轻微蜡峰，电子探针射线显微分析显示主要元素为Na、Al、Si、O，少量杂质元素Ca、Fe、Mg。研究显示，这种翡翠为天然翡翠，发荧光部 分极有可能为翡翠本身的成分，是一种紫外荧光可以发出粉色荧光的天然翡翠。 关键词：粉色荧光；翡翠；红外光谱；电子探针 The coloration mechanism of pink fluorescent jadeite Yang xiaorong1，Pan jian2 （China Cloud Union Gem & Jade Quality Inspection Research Institute，Kunming 650000） Abstract：In recent years，with the increasing development of the national economy，the jadeite jewelry market has gradually become prosperous，the price of jadeite is increasing，and the exploitation of jadeite is also increasing. Since 2012，a kind of light-colored jadeite has gradually appeared in the jadeite market，which shows pink fluorescence under ultraviolet fluorescent lamp. The common characteristic of this kind of jadeite is that its value is not very high，and its particles are relatively coarse. The coarse particles can be seen clearly under 40 time microscope. Infrared spectrum shows that it is natural jadeite with only slight wax peaks. Electron probe X-ray microanalysis shows that this kind of jadeite has the main elements Na，Al，Si，O，and a small amount of impurity elements Ca，Fe and Mg. Research shows that this kind of jadeite is natural jadeite，and the fluorescent part is very likely to be the component of jadeite itself，which is a kind of natural jadeite that can emit pink fluorescence by ultraviolet fluorescence. Key words：pink fluorescent；jadeite；infrared spectrum；electron probe X-ray. 1背景 近10年来，翡翠原料的持续开发导致翡翠资源日益减少，随着缅甸政府控制原料出口，翡翠矿石资源在市面上更加稀缺，最近市场上出现了一种在紫外荧光灯下发强粉色荧光的翡翠，初步研究应该是一种比较新型的翡翠原料。 2 样品 2.1 样品的外观特征 此次用来做测试的翡翠原料是一只翡翠手镯（如图1），此种手镯颗粒较粗，透明度不高。翡翠手镯在紫外荧光照射时通体呈现粉色荧光，由于深色部分的体色较深，粉色荧光呈 现的不明显，因此，笔者选取翡翠样品的浅色部位，经紫外荧光笔照射呈现强粉色荧光（如 图2）。

白光LED用红色荧光粉研究

白光LED用红色荧光粉研究 一、研究背景 １.LED简介 ·高效节能：理论上可达300lm/W ·无污染：无汞 ·寿命长：10万小时 ·响应快：< 60纳秒 ·体积小 21世纪绿色光源，现代照明的发展趋势 2.白光LED的产生方式 3.LED用红色荧光粉简介 ·补偿LED的红色缺乏，特别是在“blue LED + YAG:Ce” 器件中以实现低色温和高显色性。 ·目前报道的和应用的红色荧光粉主要有:(Ca,Sr)S:Eu, Y2O3:Eu, Y2O2S:Eu, YVO4:Eu, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Eu, MxSiyNz:Eu (M=Ca, Sr, Zn) ·一直以来，红色荧光粉不是稳定性差就是效率低，已是LED乃至白光LED发展的瓶颈。

二、(Ca1-xSrx)S:Eu 红色荧光粉 ·Yunsheng Hu, Weidong Zhuang* et al. Preparation and Luminescent Properties of (Ca1-x,Srx)S:Eu2+ red-emitting phosphor for White LED. J. Lumin. （SCI）, 2005, 111(3): 139-145 ·胡运生,庄卫东*等. Sr/Ca比变化对红色荧光粉(Ca1-xSrx)S:Eu2+的影响. 中国稀土学报, 2004, 22(6): 854-857 1.样品制备工艺 2.添加剂的影响

添加剂掺杂量对样品发射强度的影响 添加剂直接加入到原料中，可以减缓荧光粉的焙烧，从而使得样品保持粉末状，可被直接使用，因此可以省略焙烧后的研磨工段（研磨引起热应力和位错而降低样品的发射） 3.XRD 分析 左图:分别采用硫化物（a）和硫酸盐（b）合成SrS:Eu 的XRD图谱；右图:不同Sr/Ca比下 (Ca1-xSrx)S:Eu的XRD图谱

紫外荧光粉

泉州市千变新材料有限公司紫外荧光粉系列Quanzhou City, change new material Co Ltd ultraviolet fluorescent powder series 防伪萤光粉 本系列产品特殊荧光体在可见光光源下，呈现白色或接近透明色，在不同波长光源下(254nm、365 nm、850 nm) 显现一种或多种荧光色泽，包括有机、无机、余晖等特殊效果，色彩鲜艳亮丽。主要功能是防止他人防伪。具有科技含量高、色彩隐蔽性好等特点。 产品颜色： 红、黄、绿、蓝。应用颜色利用基本4色相互混合，或加一般染颜料可调出其他各种鲜艳色彩。原料形态萤光粉 产品特性 A.无机荧光体 1. 荧光色泽鲜艳，具有良好的遮盖力 (可免加不透光剂)。 2. 颗粒细圆球状，易分散，98%的直径约 1-10u。 3. 耐热性良好：最高承受温度为 600℃，适合各种高温加工之处理。 4. 良好耐溶剂性、抗酸、抗碱、安定性高。 5. 没有色移性 (MIGRATION)，不会污染。 6. 无毒性，加热时不会溢出福尔马林 ( FORMALDEHYDE )，可用之于玩具和食品容器之着色。 7. 色体不会溢出，在射出机内换模时，可省却清洗手续。 B.有机荧光体 1. 荧光色泽鲜艳，不具有遮盖力，光线穿透率达 90%以上。 2. 溶解性佳，各种油性溶剂皆可溶解，但溶解力不同，使用时需依

照不同需求加以选择。 3. 属于染料系列，应注意色移性问题。 4. 因耐候性不佳，使用时需添加其它安定剂。 5. 耐热性：最高承受温度为 200℃，适合 200℃以内高温加工处理。产品用途 可直接添加于油墨、颜料中，形成防伪萤光效果，建议添加比例 1%~10%，可直接添加于塑胶材料中，用于射出押出，建议添加比例 0.1%~3% 1. 可使用于各种塑料如PE、PS、PP、ABS、压克力、尿素、美耐皿、聚脂树脂等之荧光着色。 2. 油墨：因具有良好的抗溶剂性和没有色移性，印刷之成品不会污染。 3. 油漆：耐旋光性比其它厂牌强三倍，荧光鲜艳持久，可用之于广告以及安全警告印刷。 应用成品:纸钞身份证件名牌商标萤光喷漆萤光油墨贵宾卡

紫外激发荧光粉

紫外激发荧光粉 耀德兴科技隐形荧光油墨又称无色荧光油墨。它和温变油墨(或称热敏油墨)、目光变色油墨、渗透油墨、金属变色油墨、防涂改油墨等，共同组成了当前国内防伪油墨。其中隐形油墨以其技术成熟、质量稳定、品种齐全、印刷方式多样等优点被众多厂内所接受。在普通光源下无色荧光油墨为无色透明或接近白色。印在纸张或塑料薄膜上不显颜色。在紫外光下不同品种会显出不同的颜色，耀德兴科技生产的紫外激发显示防伪荧光粉颜色有：粉红，玫瑰红，大红，橙红，橙色，橙黄，黄色，绿色，蓝色，紫红，白色，黑色荧光粉等颜色。本公司已生产出适合各种材料(如纸、各种塑料薄膜、金属、玻璃、橡胶等)的无色荧光系列油墨。种类包括胶、凸、丝、凹、水性柔版印等。但同样的油墨，由于其印刷制作、防伪图案设计、纸张选择等不同，油墨的印迹及荧光效果会有很大的差异。本公司从事研究、生产防伪油墨多年。现将这方面工作的一些经验总结如下： 一、在使用无色荧光油墨前：必须彻底洗净墨辊、墨槽、印版等相关部件，以免混入其他颜色。有条件的印刷厂最好留出专用设备、换上新墨辊。 二、无色荧光油墨和普通有色墨的颜色搭配。无色红印油墨；荧光效果最好。无色红印蓝墨或无色蓝印红墨荧效果较差。底色的深浅不同，对荧光亮度有较大影响，油墨底色越深荧光效果越差。 三、纸张印刷时：无色荧光油墨一般做最后色印，否则会被其他油墨遮盖，影响发光效果。透明塑料印刷时，情况有所不同。外印时荧光油墨做最后色；内印时，做第一色。 四、无色荧光油墨并非绝对无色或绝对没有印迹：在洁白的纸上，即使印上完全透明、无色的光油，也会由于纸和光油的折射及反射系数不同，产生视觉差异，形成油渍和纸张表面光亮度的差别。 五、无色荧光油墨只有在以下特定条件下才能减少印迹（或基本隐形）： 1、图案或文字改色块为线条； 2、荧光油墨最好印在有底色的部位，有利于遮住荧光油墨迹； 3、应选择吸收性较好的纸张，发票专用纸吸收油墨性能比铜板纸和卡纸好。 4、对于隐形效果有特殊要求的印品，可以第一道印刷无色油墨。 六、影响荧光亮度的因素： 1、纸张因素。应选择证券纸或无荧光增白剂的纸，这样，荧光的效果较理想。在有荧光增白剂的纸（普通纸）上印刷时，荧光效果会明显减弱。纸张的增白剂含量越多，荧光效果越弱；反之，则较强。故在用普通纸时，尽可能选用低增白剂的纸张； 2、墨层厚度。印品墨层越薄，荧光效果越弱；墨层较厚，荧光效果越强，但同时印迹也越明显。用户在使用无色荧光油墨时，如能注意这些特点，一定能达到良好的印刷及防伪效果。 一、组成：该漆主要是由树脂、颜料、填料、荧光粉等物质组成成分一，固化剂为成分二。该漆主要用于广告、道路及其他标志的涂装。 二、特性：该漆漆膜平整光滑，自然干燥。该漆承受某种形式的能源刺激时，将所吸收的能 量转变成热辐射以外的可见光。该漆具有良好的附着力和良好的机械物理性能。 三、技术性能：

荧光粉发光原理

荧光粉发光的原理是什么 一、"荧光粉"发光的启示 为了弄清荧光粉的化学成分，我们首先想到了荧火虫的发光，荧火虫的发光原理主要有以下一系列过程。 成光蛋白质＋成光酵素含氧成光蛋白质（发出绿光） 含氧成光蛋白质＋H2O成光蛋白质 这就是荧火虫为何能持续发光，并且光亮一闪一闪的原因，值得注意的是，荧火虫所发出的绿光是一种"冷光"，其结果转化率竟达97%。 其次，我们又注意了发光塑料的发光，发光塑料主要是在普通塑料中掺进一些放射性物质，如14C、35Sr、90Sr及Na、Th和发光材料ZnS、CaS这些硫化物在放射光线的照射下，被激发而射出可见光（冷光）。 荧光粉的化学成份由模糊的硅酸盐、钨酸盐，单一的元素Ba、Sr最后深化到标准的化学式，其化学组成为： 类别 化学式 颜色 密度 红粉 Y2O3：Eu 白 5.1±0.2 绿粉 CeMgL11O19：Tb 白 4.2±0.2 蓝粉 BaMgAl10O17：Eu 白 3.7±0.2 双峰蓝粉 BaMgA10O17：（Eu、Mn） 白 3.8±0.2 上转化荧光粉，即红外线激发荧光粉的成分为： 化学组成：YErYbF3 外观：白色无机粉末 晶粒尺寸：30nm 激发波长：980nm 发光颜色：绿光 特性：透光率较高，有较高的耐溶剂、耐酸碱性能

应对荧光粉危害的几种方法 由于荧光粉在充入日光灯管过程中，含有较多量的Hg，因此其危害的主要来源就是其散发的Hg蒸气，权威资料显示： 汞蒸气达0.04至3毫克时，会使人在2至3月内慢性中毒；达1.2至8.5毫克量，会诱发急性汞中毒，如若其量达到20毫克，会直接导致动物死亡。 汞一旦进入人体内，可很快弥散，并积累到肾、胸等组织和器官中，慢性汞中毒会导致精神失常，植物神经紊乱，急性症状常头痛、乏力、发热、口腔及消化道齿龈红肿酸痛，靡烂出血，牙齿松动等，部分皮肤红色斑、丘疹，少数肾损害，个别肾疼、胸痛，呼吸困难，紫绀等急性间质性肺炎。 汞如若保管和处置不当，还会对生态环境造成巨大危害，它以各种形态进入环境中，直接污染土壤、空气和水源，再通过食物链进入人体，危害着人们的健康生活，因此绝对不能将日光灯管碎片随处丢弃。 如果室内日光灯管碎裂了，可用碘1克/立方米加酒精后薰蒸或直接用1克/立方米碘分散于地面置8－12小时，这样挥发或升华的碘与空气中的汞生成难挥发的碘化汞（Hg+I2＝HgI2）。用以降低汞蒸气的浓度，还可用5%－10%的三氯化铁或10%的漂白粉冲洗被污染的地面。 物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。稀土是一个巨大的发光材料宝库，在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着非常重要的作用。 自1973年世界发生能源危机以来，各国纷纷致力于研制节能发光材料，于是利用稀土三基色荧光材料制作荧光灯的研究应运而生。1979年荷兰菲利浦公司首先研制成功，随后投放市场，从此，各种品种规格的稀土三基色荧光灯先后问世。随着人类生活水平的不断提高，彩电已开始向大屏幕和高清晰度方向发展。稀土荧光粉在这些方面显示自己十分优越的性能，从而为人类实现彩电的大屏幕化和高清晰度提供了理想的发光材料。 稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。因此近几年稀土荧光材料的用途越来越广泛，年用量增长较快。 根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外光或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、X射线发光（以X射线激发）以及电致发光（以电场激发）材料等。 阴极射线发光材料—显示用荧光粉 主要用于电视机、示波器、雷达和计算机等各类荧光屏和显示器。稀土红色荧光粉（Y2O3∶Eu和Y2O2S∶Eu）用于彩色电视机荧光屏，使彩电的亮度达到了更高水平。蓝色和绿色荧光粉仍使用非稀土的荧光粉，但La2O2S∶Tb绿色荧光粉发光特性较好，有开发前景。最近彩色电视机统一使用EBU（欧州广播联盟）色，红粉为Y2O2S∶Eu。计算机不象电视机那样重视颜色的再现性，而优先考虑亮度，因而采用橙色更强的红色，Y2O2S中Eu的含量通常为5～7wt%。而彩色电视机红粉中Eu的含量约为计算机的1.5倍。

红色荧光粉效率较低

红色荧光粉效率较低，成为LED用荧光粉乃至白光LED发展的瓶颈。本文阐述了我们研制的三个系列的高效、低先衰、适用范围宽的LED用红色荧光粉。稀土元素在这三种系列荧光粉中都发挥了重要作用。其中硫化物系列荧光粉以二价铕作为激活剂，该荧光粉具有激发范围宽，同时呈现峰值在600nm以上的红色宽带发射，并且可根据不同的需要调节激发和发射峰值等优点。该荧光粉的缺点是稳定性不够好，在使用过程中先衰较大。 但通过在制备过程中，添加剂的有效引及制备后期粉体的表面处理，该荧光粉的稳定性得到了很大的提高。第二个系列红色荧光粉为稀土铝酸盐系列。该荧光粉的特点是化学和光学性质稳定，先衰很小，发射出峰值波长大于650nm以上的深红色光，适合蓝光和橙红光激发。第三个系列的红色荧光粉为碱土和过渡金属复合氧化物系列。该系列荧光粉以三价铕为激活剂，在紫外、紫光或蓝光的激发下都能发射出三价铕的特征红色光谱。该荧光粉的特点是性质稳定、发光效率高、适合紫外、紫光和蓝光激发。 发光二极管LED是一种可将电能转换为光能的能量转换器件，具有工作电压低，耗电量少，性能稳定，寿命长，抗冲击，耐震动性强，重量轻，体积小，成本低，发光响应快等优点。因此在显示器件和短距离、低速率的光纤通信用光源等方面有广泛的应用，特别是近年来蓝色、紫色及紫外LED的迅速发展，使LED在照明领域取代白炽灯和荧光灯成为可能。 白光LED的产生有两种途径：第一种方法就是将红、绿、蓝三种LED组合产生白光；第二种方法就是用LED去激发其它发光材料混合形成白光，即用蓝光LED配合发黄光的荧光粉，或者用蓝光LED配合发绿色光和发红色光两种荧光粉，或者用紫光或紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉等。 从目前的发展趋势来看，在可行性、实用性和商品化等方面，第二种方法都远远优于第一种方法，因此合成具有良好发光特性的特殊荧光粉相当关键。目前，采用蓝光、紫光或紫外光LED配合荧光粉产生白光的技术己经相对成熟，但可应用于LED的红色荧光粉，不是有效转换效率低，就是性质不稳定、光衰大。因此，高效低光衰的LED用红色荧光粉的研制正在成为国内外大公司和研究机构研发的热点。

荧光粉的发光原理、发展历史及应用前景

荧光粉的发光原理、发展历史及应用前景 引言 荧光粉是一种能将外部能量转变为可见光的发光材料，是照明、显示领域中重要的支撑材料，它是现今生活中极其重要的材料。因此有必要对荧光粉进行深入了解。 1.荧光粉的发光原理 与热辐射相比，荧光是一种产生具有很少热量的光的过程。适当的材料吸收高能辐射，接着就发出光，所发光子的能量比激发辐射的能量低。当发光材料是固体时，该材料通常称为荧光粉。激发荧光粉的高能辐射可以是电子或具有高速度的离子，也可以是从γ射线到可见光范围的光子。 1.1常见照明用荧光粉的发光原理 目前 ,实际用于照明用途的荧光粉 ,大部分是粉末状的以汞原子发出的紫外线 (主峰波长 253.17nm) 为激发源的光致发光荧光粉 ,它们是利用氧化物晶体中孤立离子的电子跃迁来发光的。 图1-1 原子的结构和光的转换

由量子理论可知 ,孤立的单个原子或离子中具有多个能级 ,如图1-1(a) 所示 ,当原子或离子中的束缚电子由高能级向低能级跃迁时 ,会形成自身固有的发光。下面以最简单的氢原子为例进行说明。氢原子中含有 1 个电子 ,并且从原子核向外依次为称作 1s、2s、3s ……的电子轨道 ,各电子轨道对应不同的能级 ,氢原子的这 1 个电子通常位于最内侧的 1s 轨道上 ,该电子的状态称为基态。若该电子受到电子碰撞或光等外来能量的刺激(激发) ,它就会吸收激发能量而向其外侧的轨道如 2s 轨道迁移。2s 轨道的能量高于 1s 轨道的能量 ,如图1-1(b) 所示 ,电子的这种状态称为激发态。原子发光就是电子由激发态返回到基态时产生的(见图1-1(c) ) 。 这类以光束激发的荧光粉主要用于荧光灯、等离子体显示屏 (PDP) 和白光LED 中。1.2阴极射线管(CRT)用荧光粉的发光原理 用于 CRT等装置中的荧光粉是以加速的电子束作为激发源的 ,这称为阴极射线致发光。阴极射线致发光的原理为：射入固体中的电子慢慢失去能量。由于 CRT 中以几十千伏高压使电子加速发射 ,当能量消失时会使周围产生电离 ,从而产生大量新的电子(二次电子) 。这些新的电子在固体中移动 ,当能量消失时 ,它们使前述孤立离子中的电子或半导体内杂质能级上的电子激发。之后便发出与离子内的能级和施主、受主能级间的能量差相对应的光辐射。 1.3电致发光 (EL) 用荧光粉的发光原理 采用有机物时 ,并非利用原子或离子的孤立的电子能级 ,而是通过它们结合形成的分子轨道上能级间的电子跃迁发光的。 2.荧光粉的发展历史 19世纪初，人们在研究放电发光现象的过程中开发了荧光灯和荧光粉。当时的荧光灯使用硅酸锌铍荧光粉，发光效率低并有毒性。早期荧光灯用荧光粉在使用中由于光衰程度不同会造成色偏,而且荧光效率低下。 从上世纪50 年代开始,出现了卤磷酸盐荧光粉,该系列荧光粉在很长一段时间占据主流。这种荧光粉的成分单一,没有色偏,并且比早期荧光粉的亮度高。 到了70 年代,使用3 种分别在450nm(蓝) 、540nm (绿) 、610nm (红) 附近具有高强度窄发射带的荧光粉混合制成的三基色荧光灯问世。在这以前,为了提高显色性能,一直采用发射接近日光的连续光谱的方法,这势必受到因包含视感效率低的光谱成分而光效下降的制约,针对这一课题,人们运用计算机模拟,发现用与日光光谱完全不同的光源也能实现高显色性,从而研制出这种灯。三基色荧光灯用荧光粉的光效高于100lm/W(单位输入功率产生的光通量) ,显色指数80 以上,高于卤磷酸盐荧光粉,诸多优点使其至今仍然使用广泛。 此外,在照明应用中,荧光粉还被应用于高压汞灯。70年代,在高压汞灯中使用Y(P ,V) O4∶Eu 荧光粉,将灯内与蓝白光同时发出的紫外线吸收并发出红光,大幅度改善了显色