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参考文献 21
1 绪论
随着PDP（Plasma Display Panel，等离子显示器）近年来的高速发展，越来越多的人开始发现它之所以能够取代阴极射线管(CRT)和液晶屏(LCD)的原因。它的图像效果，数字信号等较之CRT和LCD都有不同程度的提升，图像效果更出众更清晰，数字信号的发射与接收也很独特。等离子显示器(PDP)也被认为是大型平板显示器(FPD)最有前途的“候选人”。
PDP图像的形成主要取决于电子束打在屏幕上数以百万计的小点(我们称之为“像素”)后所产生的亮度，在绝大多数电视上，共有三种(红、绿、蓝)颜色的像素，这三种颜色的像素被平均的分布在整个屏幕上[1]。所有的色彩都可以通过选定的三种单色光，以适当的比例混合而成，而且绝大多数的彩色光也可以分解成特定的三种单色光。三原色的荧光粉则成为是PDP装置的一个重要部分，应用前景非常广泛。
由于稀土硼酸盐具有较好的真空紫外吸收特性和非线性光学性能，它的化学以及物理特性稳定，人们希望将这些特性在PDP中加以利用。并且三价稀土元素具有特有的4f电子层结构使其表现出独特的光谱性质[2]。特别是作为一种特殊红色发光中心的Eu3+离子，在不同体系中可以表现出较好的发光性能。然而，由于在YAB:Eu3+晶体结构中，3价铕几乎处于中心对称的原因，致使在YAB:Eu3+中Eu3+的发光峰值位于595nm处(5D0→7F1 跃迁)。与国际标准照明委员会(The Commission International Declared Standards，CIE)的标准比较，YAB:Eu3+发生黄移。通过调整Eu3+的浓度可以调整颜色的纯度，但这既达不到要求，而且易发生浓度猝灭效应[3]。为了提高PDP的性能，改进现有的或开发新型的红色发光材料已成为迫切要求。
1.1 稀土发光材料
发光材料是由基质和激活剂混合，在一些材料中掺入其他离子来改善发光性能。毋庸置疑，稀土发光材料就是稀土作为激活剂来改善它的发光性能。发光的本职就是能量的转换，稀土之所以具有优异的发光性能，就在于它具有优异的能量转换功能，而这又是由其特殊的电子层结构决定的。这里我们只讨论+3价的稀土离子。
1.1.1 稀土离子的基本特性
我们平时熟知的稀土其实就是化学元素周期表中的镧系元素，由于它在矿物质中很难分离，并且不溶于水，所以称为“稀土”。稀土元素的原子半径较大，容易形成高熔点化合物，未充满的4f电子层能形成各种各样的电子能级，发出各种颜色的光。稀土元素是典型的金属元素。稀土离子与其他化学激活离子最大的区别就是，稀土离子内部具有未满态的4f电子层结构。稀土离子只在某些较窄的波长范围内对光产生吸收或发射，并且吸收和发射跃迁的波长受基质的影响很小，稀土离子具有较长的暂稳态寿命，其受荧光发射具有较高的量子效应，这些优良的特性使稀土离子在很多光学领域已广泛应用[4]。
稀土离子的发光来源于未填满的4f壳层的电子跃迁，由于4f层的电子被5s和5p电子层的8个电子所屏蔽，晶体场对谱线位置影响较小，因此晶体场中的能级一般类似于自由电子能级，呈现分离能级[5]。
1.1.2 稀土发光材料的发光特点
稀土离子的4f层电子提供了丰富的电子跃迁能级，从真空紫外到红外光谱区可产生丰富多彩的各种吸收、激发和发射光谱，因此稀土离子的光谱特性奠定了稀土硼酸盐荧光粉在信息显示、照明光源等应用领域的基础。稀土离子的电子跃迁和选择定则、发光与猝灭和能量传递等同时也为稀土离子在发光材料中的行为奠定了理论基础[6]。
f-f跃迁发射光谱均为线状光谱，色纯度高，荧光寿命长，光谱形状很少随温度而变，温度淬灭小，浓度淬灭小[7]。在+3价稀土离子中，Y3+无4f电子，属于光学惰性，适用于做基质材料。从Ce3+到Yb3+，电子依次填充在4f轨道，从f1到f13，其电子层中都具有未成对电子，跃迁可以发光，这些离子是用于作为发光材料的激活离子，也叫做激活剂，Eu3+就在其中[8]。激活剂在晶格中的位置(置换或间隙)、激活剂周围环境(如基质各成分元素的浓度等)以及是否存在共激活剂等因素决定了材料的发光性能[6]。