稀土百科 | 阴极射线绿色荧光粉

在全色视频显示中，绿光亮度的贡献最大，占60％左右，因此对绿粉的选择尤为重要。曾经出现过的几种绿粉，都不同程度地存在不足，例如 Y₂O₂S：Tb³⁺和 Gd₂ O₂S:Tb³⁺的温度特性不好， Y₂SiO₄:Tb³⁺的色纯度不高，Zn₂SiO₄:Mn²⁺ 和 InBO₄:Tb³⁺的余辉太长， LaOCl:Tb³⁺化学稳定性不好。最后认定钇铝石榴石比较符合要求，在彩色直视电子束管及投影管中表现出较好的性能。

大屏幕投影电视的激发密度远远大于传统的普通电视，大约要提高100倍，在这种情况下一般的荧光粉会严重地饱和和衰退。衰退特性体现了显示系统的寿命，衰退特性也成为选择荧光粉的重要指标。熊光楠研究组对YAGG:Tb的衰退进行了研究，证明YAGG:T^3＋的衰退并非发生在浅层，而是发生在整个浸透深度。

用X射线能谱仪对样品的成分进行分析，发现其中有微量 的 Ba²⁺存在。Ba²⁺的半径与 Y³⁺的半径相近， Ba²⁺有可能取代 Y³⁺、Al³⁺ 和a³⁺，其结果造成氧空位。以衰退后的样品与未衰退的样品相饱和效应明显增强，这就是由于在灼烧过程中晶粒缺陷的增多，如氧空位的形成，并且这种变化是发生在整个浸透深度，结果导致晶场的轻微改变，使发光中心受到影响。因此，可以认为电子束激发产生的电子空穴对的一部分被缺陷所捕获，传递效率减小；传递到发光中心Tb^3＋的电子空穴对也因Tb^3＋无辐射跃迁的增加而导致能量损失增加，即量子效率减小。

为了抵消Ba的作用，根据电荷补偿原理，在样品制备过程中引入适量的Sr^2＋，发现抗老化特性有了明显的改善。这可能是由于Sr^2＋的电荷补偿作用，在一定程度上抵消了不纯离子的作用，抑制了氧空位的形成，因而可以增强荧光粉的抗轰击能力，改善它的衰退特性。

LaOBr:Tb³⁺和LaOCl:Tb³⁺ LaOBr：Tb³⁺和LaOCl:Tb³⁺具有良好的温度猝灭特性，能量效率达10％；其缺点是化学稳定性较差，遇水易分解；为片状晶体，使用困难。刘行仁研制了Tb³⁺和Dy³⁺共激活的LaOBr荧光粉，其阴极射线发光效率比LaO Tb³⁺有显著提高，同时减少了Tb的用量。

在Tb³⁺和Dy³⁺之间发生无辐射共振能量传递。从实验和理论上都证明这种能量传递源于偶一偶极子交叉弛豫机制， Dy³⁺发挥中间介质作用。在La ：Tb³⁺中加入微量杂质，可以抑制晶粒生长，减少高电流密度激发下发生的亮度饱和，有利于提高投影电视的亮度和分辨率，但是杂质的加入会产生色心。

Y₂SiO₅:Tb³⁺ Tb³⁺激活的硅酸钇 Y₂SiO₅:Tb³⁺的亮度优于YAG:Tb，而且能承受大功率激发，温度猝灭特性好，能量效率高达10％，也被用作投影电视绿色荧光粉，但是其合成温度高于1600℃。

InBO₃:Tb³⁺ Tb³⁺激活的硼酸铟InBb^3＋具有很高的发光效率和良好的温度猝灭特性，常与YAGG:Tb混合用作绿色荧光粉。

人们正在致力于开发新型的阴极射线绿色发光材料，最近，有关于合成Tb³⁺激活的硼酸盐（LaO）₃BO₃:：Tb³⁺的报道，Tb³⁺的摩尔分数为0.006，在加速电压为10～20kV，电流密度为1～5μA/c㎡范围内，发光亮度与电压和电流密度可成线性关系。