LED照明用荧光粉材料ppt课件.ppt

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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四章 LED用荧光粉材料 在制作白光在制作白光LEDLED的方法中，有两种方法都与荧光粉有的方法中，有两种方法都与荧光粉有关，因此在制作白光关，因此在制作白光LEDLED时，必须对荧光粉进行仔细研究。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荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光光LEDLED的亮度、色坐标、色温及显色性等。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、因而开发具有良好发光

2、特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光高发光效率、高显色性白光LEDLED的关键所在。的关键所在。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四章 LED用荧光粉材料4.1 4.1 固体发光的一般原理固体发光的一般原理4.2 4.2 荧光粉的发展历史和现状荧光粉的发展历史和现状4.3 4.3 荧光粉的技术要求荧光粉的技术要求4.4 4.4 可用作白光可用作白光LEDLED的荧光粉的荧光粉4.5 4.5 黄绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉黄绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉4.6 4.6 钇铝石榴石荧光粉的制备

3、钇铝石榴石荧光粉的制备4.7 4.7 红色稀土激活的硫化物荧光粉红色稀土激活的硫化物荧光粉4.8 4.8 纯绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉纯绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四章 LED用荧光粉材料 所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能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、量包括电磁波（含可见光、X X射线、紫外线）、电子束或射线、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离子束、热、化学反应等），再经由能量

4、转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理 当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分多余的要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分多余的能量会通过光或热的形式释放出来。能量会通过光或热的形式释放出来。如果

5、这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称这种现象为发光。发射出来的，就称这种现象为发光。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理 目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释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：的。不论采用那一种形式的发光，都包含了：激发；激发；能量传递；能量传递；发光；发光；三个过程三个过程经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增

6、加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程激发过程：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。程。发光过程：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。分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的

7、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程 一般有三种激发和发光过程一般有三种激发和发光过程1.1.发光中心直接激发与发光发光中心直接激发与发光（1 1）.自发发光自发发光 过程过程1 1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A A跃跃 迁到激发态迁到激发态G G 过程过程2 2：当电子从激发态：当电子从激发态G G回到基态回到基态A A，激发时吸收的一部，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。分能量以光辐射的形式发射出

8、来的过程。发光只在发光中心内部进行。发光只在发光中心内部进行。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程1.1.发光中心直接激发与发光发光中心直接激发与发光（2 2）.受迫发光受迫发光 若发光中心激发后，电子不能若发光中心激发后，电子不能 从激发态从激发态G G直接回到基态直接回到基态A A（禁戒的跃迁），而是先经过（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态亚稳态MM（过程（过程2 2），然后通过），然后通过热激发热激发从亚稳态从亚稳态MM跃迁回跃迁回激发

9、态激发态G G（过程（过程3 3），最后回到基态），最后回到基态A A（过程（过程4 4）发射出）发射出光子的过程，成为受迫发光。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。受迫发光的余辉时间比自发发光长，发光衰减和温度有关。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程2.2.基质激发发光基质激发发光 基质吸收了能量以后，基质吸收了能量以后，电子从价带激发到导带电子从价带激发到导带（过程（过程1 1）；）；在价带中

10、留下空穴，通在价带中留下空穴，通过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2 2）；）；价带中的空穴很快上升到价带顶（过程价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2 2），），然后被发光中俘获（过程然后被发光中俘获（过程3 3），），经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程2.2.基质激发发光基质激发发光 导带底部的电子又可导带底部的电子又可以经过三个过程产生发光。以经过三个过程产生发光。（1 1）.

11、直接落入发光中心激发直接落入发光中心激发 态的发光态的发光 导带底的电子直接落入发光中心的激发态导带底的电子直接落入发光中心的激发态G G（过程（过程3 3），然后又跃迁回基态），然后又跃迁回基态A A，与发光中上的空穴复合发光，与发光中上的空穴复合发光（过程（过程4 4）经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程2.2.基质激发发光基质激发发光（2 2）.浅陷阱能级俘获的电子产生的发光浅陷阱能级俘获的电子产生的发光 导带底的电子被导带底的电子被

12、 浅陷阱能级浅陷阱能级D1D1俘获（过俘获（过 程程5 5），由于热扰动，），由于热扰动，D1D1 上的电子再跃迁到导带，上的电子再跃迁到导带，然后与发光中心复合发光然后与发光中心复合发光 （过程（过程6 6）。）。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程2.2.基质激发发光基质激发发光（3 3）.深能级俘获的电子产生深能级俘获的电子产生 的发光的发光 深能级深能级D2D2离导带底较离导带底较 远，常温下电子无外界因素长期停留在该能级上。如果远

13、，常温下电子无外界因素长期停留在该能级上。如果发光中心未经过非辐射跃迁回基态，对发光体加热或用发光中心未经过非辐射跃迁回基态，对发光体加热或用红外线照射，电子便可以从红外线照射，电子便可以从D2D2跃迁到导带（过程跃迁到导带（过程8 8），），然后与发光中心复合发光。然后与发光中心复合发光。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理一、激发与发光过程一、激发与发光过程3.3.激子吸收引起的激发和发光激子吸收引起的激发和发光 晶体在受到激发时，电子从价带跃迁到导带，在价晶体在受到激发

14、时，电子从价带跃迁到导带，在价带留下空穴，电子和空穴都可以在晶体中自由运动，但带留下空穴，电子和空穴都可以在晶体中自由运动，但是电子和空穴由于库仑力的作用会形成一个稳定的态，是电子和空穴由于库仑力的作用会形成一个稳定的态，这种束缚的电子这种束缚的电子-空穴对，称为激子。空穴对，称为激子。激子的能量状态处于禁带之中，其能量小于禁带宽激子的能量状态处于禁带之中，其能量小于禁带宽度，一对束缚的电子度，一对束缚的电子-空穴对相遇会释放能量，产生窄空穴对相遇会释放能量，产生窄的谱线。的谱线。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款

15、或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理二、能量传输过程二、能量传输过程 包括能量的包括能量的传递传递和能量的和能量的输运输运两个方面：两个方面：能量传递：能量传递：能量传递是指某一激发中心把激发能的全部或一部能量传递是指某一激发中心把激发能的全部或一部分转交给另一个中心的过程。分转交给另一个中心的过程。能量输运能量输运 能量输运是指借助电子、空穴、激子等的运动，把能量输运是指借助电子、空穴、激子等的运动，把激发能从一个晶体的一处输运到另一处的过程。激发能从一个晶体的一处输运到另一处的过程。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购

16、买商品的价款或接受服务的费用4.1 固体发光的一般原理二、能量传输过程二、能量传输过程 能量的传递和输运机制大致有四种：能量的传递和输运机制大致有四种：再吸收、再吸收、共振传递、共振传递、借助载流子的能量输运，借助载流子的能量输运，激子的能量传输激子的能量传输经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状一、荧光与磷光一、荧光与磷光 人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程:把物质在受激发时的发光称为荧光；把物质在受激发时的发光称为荧

17、光；把激发停止后的发光称为磷光。把激发停止后的发光称为磷光。一般以持续时间一般以持续时间1010-8-8s s为分界，持续时间短于为分界，持续时间短于1010-8-8s s的发的发光为荧光，而把持续时间长于光为荧光，而把持续时间长于1010-8-8s s的发光称为磷光。的发光称为磷光。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状二、荧光粉的分类二、荧光粉的分类 荧光粉通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光荧光粉通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。粉两类。1.1.光致

18、储能夜光粉光致储能夜光粉 光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，在紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，在缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。仍能看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状二、荧光粉的分类二、荧光粉的分类2

19、.2.带有放射性的夜光粉带有放射性的夜光粉 带有放射性的夜光粉是在荧光粉中掺入放射性物质，带有放射性的夜光粉是在荧光粉中掺入放射性物质，利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光，这类夜利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光，这类夜光粉发光时间很长，但因为有毒有害和环境污染等，所以光粉发光时间很长，但因为有毒有害和环境污染等，所以应用范围小。应用范围小。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状 自从自从19381938年

20、荧光灯问世以来，荧光粉已经经历了以下年荧光灯问世以来，荧光粉已经经历了以下三代的变化三代的变化:1.1.第一代荧光粉第一代荧光粉(19381948(19381948年年)最早用于荧光灯的荧光粉是最早用于荧光灯的荧光粉是:钨酸钙钨酸钙(CaWO(CaWO4 4)蓝粉、锰蓝粉、锰离子激活的硅酸锌离子激活的硅酸锌(Zn(Zn2 2Si0Si04 4:Mn):Mn)绿粉和锰离子激活的硼酸绿粉和锰离子激活的硼酸镉镉(CdB(CdB2 20 05 5:Mn):Mn)红粉。当时红粉。当时40W40W荧光灯的光效为荧光灯的光效为40lm/W40lm/W。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求

21、增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状1.1.第一代荧光粉第一代荧光粉(19381948(19381948年年)不久，硅酸锌铍不久，硅酸锌铍(Zn(Zn，Be)Be)2 2Si0Si04 4:Mn):Mn)荧光粉研制成功荧光粉研制成功并取代了硅酸锌和硼酸镉荧光粉。这种荧光粉也是由二价并取代了硅酸锌和硼酸镉荧光粉。这种荧光粉也是由二价锰离子激活的，发光颜色可根据锌和铍的不同比例在绿色锰离子激活的，发光颜色可根据锌和铍的不同比例在绿色和橙色之间变化。和橙色之间变化。另外，钨酸钙荧光

22、粉也被钨酸镁所取代。另外，钨酸钙荧光粉也被钨酸镁所取代。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状1.1.第一代荧光粉第一代荧光粉(19381948(19381948年年)通过使用这些荧光粉，通过使用这些荧光粉，40W40W荧光灯的光通量在荧光灯的光通量在19481948年年已上升到已上升到2300lm2300lm。然而，由于铍是有毒物质，这种混合粉在卤磷酸钙荧然而，由于铍是有毒物质，这种混合粉在卤磷酸钙荧光粉发明之后就停止了

23、使用。光粉发明之后就停止了使用。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状1.1.第一代荧光粉第一代荧光粉(19381948(19381948年年)另外，另外，19471947年由施卡曼发明的铅离子、锰离子激活的年由施卡曼发明的铅离子、锰离子激活的硅酸钙荧光粉硅酸钙荧光粉(CaSi0(CaSi03 3:Pb:Pb2+2+:Mn:Mn2+2+)也值得一提。这是第一也值得一提。这是第一个实际应用的共激活的荧光粉。二价铅离子激活后的

24、发射个实际应用的共激活的荧光粉。二价铅离子激活后的发射在近紫外区在近紫外区(峰值为峰值为330nm)330nm)，而加入锰离子将发出主峰为，而加入锰离子将发出主峰为610nm610nm的橙色光。甚至在卤磷酸钙粉发明以后，这种荧光的橙色光。甚至在卤磷酸钙粉发明以后，这种荧光粉还一度被用作光色改进型荧光灯的红色发光成份。粉还一度被用作光色改进型荧光灯的红色发光成份。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状2.2.第二代荧光粉第二

25、代荧光粉(1949)(1949)1942 1942年英国年英国A.H.MckeagA.H.Mckeag等发明了单一组分的等发明了单一组分的3Ca3Ca3 3(P0(P04 4)Ca(F Ca(F，Cl)Cl)2 2:Sb:Sb，MnMn，人们通常简称为卤粉。，人们通常简称为卤粉。19481948年开始普及应用。年开始普及应用。由于这一材料是单一基质、发光效率高、光色可调、由于这一材料是单一基质、发光效率高、光色可调、原料丰富、价格低廉，从实用化至今，一直是直管荧光灯原料丰富、价格低廉，从实用化至今，一直是直管荧光灯用的主要荧光粉。用的主要荧光粉。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费

26、者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状2.2.第二代荧光粉第二代荧光粉(1949)(1949)20 20世纪世纪6060年以来，对卤粉的发光机理、制备工艺技术、年以来，对卤粉的发光机理、制备工艺技术、发光性能、应用特性等问题，都做了详尽、全面、深入的发光性能、应用特性等问题，都做了详尽、全面、深入的研究，己使这一材料的发光效率接近理论值，应用特性也研究，己使这一材料的发光效率接近理论值，应用特性也满足了制灯工艺的要求。满足了制灯工艺的要求。卤粉性能的改进和提高，使荧光灯

27、的主要技术指标卤粉性能的改进和提高，使荧光灯的主要技术指标-发光效率，在发光效率，在2020世纪世纪7070年代就达到年代就达到80lm/W80lm/W的高水平。的高水平。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状2.2.第二代荧光粉第二代荧光粉(1949)(1949)卤粉在荧光灯的应用中，还存在两个缺陷卤粉在荧光灯的应用中，还存在两个缺陷:发光光谱中缺少发光光谱中缺少450nm450nm以下蓝光和以下蓝光和600nm600n

28、m以上红光，使以上红光，使灯的灯的RaRa值偏低。值偏低。加入一定比例的蓝、红粉，加入一定比例的蓝、红粉，RaRa值可提高，但灯的光效值可提高，但灯的光效又明显下降。又明显下降。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状2.2.第二代荧光粉第二代荧光粉(1949)(1949)在紫外线在紫外线185nm185nm作用下形成了色心，使灯的光衰较大。作用下形成了色心，使灯的光衰较大。随着直管荧光灯管径的细化和紧凑型荧光灯的问世，随着

29、直管荧光灯管径的细化和紧凑型荧光灯的问世，这一缺陷使卤粉在细管径荧光灯上的应用受到了限制。这一缺陷使卤粉在细管径荧光灯上的应用受到了限制。卤粉的上述缺陷，己满足不了人们对高质量照明光源卤粉的上述缺陷，己满足不了人们对高质量照明光源的要求，开始对新的荧光粉进行开拓和研究。的要求，开始对新的荧光粉进行开拓和研究。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)如果说卤磷酸钙荧光粉是

30、第二代灯用荧光粉的核心的如果说卤磷酸钙荧光粉是第二代灯用荧光粉的核心的话，那么在第三代中这一位置就由稀土荧光粉所取代了。话，那么在第三代中这一位置就由稀土荧光粉所取代了。人们很早就知道稀土离子有独特的发射光谱，但真正人们很早就知道稀土离子有独特的发射光谱，但真正用到荧光灯中却是从用到荧光灯中却是从19661966年才开始。年才开始。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966

31、)稀士荧光粉的首次应用是将稀士荧光粉的首次应用是将铕激活的正磷酸锶应用到铕激活的正磷酸锶应用到复印机用荧光灯中。复印机用荧光灯中。自此，人们加速了对这些荧光粉的研究和开发。自此，人们加速了对这些荧光粉的研究和开发。2020世世纪纪7070年代是对稀土荧光粉开发和研究的黄金时代，多种荧年代是对稀土荧光粉开发和研究的黄金时代，多种荧光粉成功地开发并得到应用。光粉成功地开发并得到应用。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增

32、加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 对于稀土发光材料而言重要的是稀土离子。对于稀土发光材料而言重要的是稀土离子。稀土元稀土元素的外层电子结构为素的外层电子结构为4f4f0-140-145d5d0-10-16s6s

33、2 2，其，其4f4f壳层电子的能量壳层电子的能量低于低于5d5d壳层电子而高于壳层电子而高于6s6s壳层电子的能量，因而出现能级壳层电子的能量，因而出现能级交错现象。交错现象。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 稀土离子在化合物中通常失去两个稀土离子在化合物中通常失去两个6s6s电子和一个电子和一个4f4f电电

34、子而呈三价状态。子而呈三价状态。三价稀土离子在晶体中的电子跃迁有以下三种情况三价稀土离子在晶体中的电子跃迁有以下三种情况:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 由于稀土离子含有特殊的由于稀土离子含有特殊的4f4f电子组态能级，当其受到电子组态能级，当其受到激发时，激发时，4f4f电子可以在不同能级间产生激发跃迁，当

35、其退电子可以在不同能级间产生激发跃迁，当其退激发时，跃迁至不同能级的激发态电子又回到原来的激发时，跃迁至不同能级的激发态电子又回到原来的4f4f电电子组能态，从而产生发光光谱，即子组能态，从而产生发光光谱，即4f-4f4f-4f和和4f-5d4f-5d之间的相之间的相互跃迁。互跃迁。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光

36、机理 其中其中f-ff-f跃迁是宇称禁戒的。但实际上可以观察到这些跃迁是宇称禁戒的。但实际上可以观察到这些跃迁产生的光谱，这是由于在基质晶格内晶体环境的影响，跃迁产生的光谱，这是由于在基质晶格内晶体环境的影响，这种禁戒会被部分解除或完全解除，使电子跃迁有可能实这种禁戒会被部分解除或完全解除，使电子跃迁有可能实现。现。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀

37、土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 同时同时由于由于4f4f壳层电子被壳层电子被5s5s2 25p5p6 6壳层的壳层的8 8个电子包围，个电子包围，4f4f能级受外层电子轨道的屏蔽，使能级受外层电子轨道的屏蔽，使f-ff-f跃迁的光谱受外界晶体跃迁的光谱受外界晶体场影响较小，谱线表现为尖锐的吸收峰。场影响较小，谱线表现为尖锐的吸收峰。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(

38、1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 f-df-d跃迁是因为跃迁是因为4f4f激发态能级的下限高于激发态能级的下限高于5d5d能级的下限能级的下限而使电子跃迁到较高的而使电子跃迁到较高的5d5d能级而产生的电子跃迁。根据光能级而产生的电子跃迁。根据光谱选择定则，谱选择定则，f-df-d电子跃迁是允许跃迁，吸收强度比电子跃迁是允许跃迁，吸收强度比f-ff-f跃迁跃迁大四个数量级。大四个数量级。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史

39、和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 由于由于d d电子因裸露在离子表面，其能级分裂受到外在电子因裸露在离子表面，其能级分裂受到外在晶体场强烈影响，因而其电子跃迁往往表现为一定的宽带晶体场强烈影响，因而其电子跃迁往往表现为一定的宽带吸收峰。吸收峰。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1

40、966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 在稀土离子中，在稀土离子中，CeCe3+3+，TbTb3+3+，PrPr3+3+，EuEu3+3+和和EuEu2+2+都存都存在在5d5d能级，其中能级，其中TbTb3+3+，PrPr3+3+，EuEu3+3+的的5d5d能级位置较高，难能级位置较高，难以实现以实现f-df-d跃迁，跃迁，CeCe3+3+和和EuEu2+2+则由于则由于5d5d能级位相对较低，能级位相对较低，因而可观察到由因而可观察到由f-df-d跃迁所引起的宽带发射光谱。跃迁所引起的宽带发射光谱。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求

41、增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 第三种是稀土离子与相邻阴离子间的电荷转移跃迁，第三种是稀土离子与相邻阴离子间的电荷转移跃迁，这类跃迁的特性在很大程度上也取决于环境的影响。这类跃迁的特性在很大程度上也取决于环境的影响。稀土离子发生稀土离子发生f-df-d跃迁还是电荷转移跃迁取决于该离子跃迁还是电荷转移跃迁取决于该离子产生跃迁时所需要吸收的激发能的高低。产生跃迁时所需

42、要吸收的激发能的高低。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 发光材料之所以具有发光性能是因为合成过程中材料发光材料之所以具有发光性能是因为合成过程中材料基质晶格中存在结构缺陷。基质晶格中存在结构缺陷。由于发光材料基质的热歧化作用出现的结构缺陷所引由于发光材料基质的热歧化作用出现的结构缺陷所引起的发光叫做非激活发光起

43、的发光叫做非激活发光(或叫自激活发光或叫自激活发光)，产生这种发，产生这种发光不需要添加激活杂质。光不需要添加激活杂质。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(1)(1)稀土荧光粉的稀土荧光粉的发光机理发光机理 在高温下向基质中掺入激活剂出现杂质缺陷，由这种在高温下向基质中掺入激活剂出现杂质缺陷，由这种缺陷引起的发光叫激活发光。缺陷引起的发光叫激活发光。大部分发光材料

44、都是属于激活型的，激活杂质即充当大部分发光材料都是属于激活型的，激活杂质即充当发光中心。发光中心。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(2)(2)稀土荧光粉的优点稀土荧光粉的优点 稀土元素独特的电子结构决定了它具有特殊的发光特稀土元素独特的电子结构决定了它具有特殊的发光特性。稀土荧光粉具有如下优性。稀土荧光粉具有如下优点点:与一般元素相比，稀土元素与一般元素相比，稀

45、土元素4f4f电子层构型的特点，使其电子层构型的特点，使其化合物具有多种荧光特性。化合物具有多种荧光特性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(2)(2)稀土荧光粉的优点稀土荧光粉的优点 除除ScSc3+3+、Y Y3+3+无无4f4f亚层，亚层，LaLa3+3+和和LuLu3+3+的的4f4f亚亚层为全空或层为全空或全满外，其余稀土元素的全满外，其余稀土元素的4f

46、4f电子可在电子可在7 7个个4f4f轨道之间任意分轨道之间任意分布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外光、布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外光、可见光到近红外区各种波长的电磁辐射，使稀土发光材料可见光到近红外区各种波长的电磁辐射，使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性。呈现丰富多变的荧光特性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(2)(2)稀土荧

47、光粉的优点稀土荧光粉的优点 由于稀土元素由于稀土元素4f4f电子处于内层轨道，受外层电子处于内层轨道，受外层s s和和P P轨道的轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，4f4f能级差极小，能级差极小，f-ff-f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(2

48、)(2)稀土荧光粉的优点稀土荧光粉的优点 荧光寿命跨越从纳秒到毫秒荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6 6个数量级。个数量级。长寿命激发态是其重要特性之一，一般原子或离子的长寿命激发态是其重要特性之一，一般原子或离子的激发态平均寿命为激发态平均寿命为1010-10-101010-8-8s s，而稀土元素电子能级中有，而稀土元素电子能级中有些激发态平均寿命长达些激发态平均寿命长达1010-6-61010-2-2s s，这主要是由于，这主要是由于4f4f电子电子能级之间的自发跃迁概率小所造成的。能级之间的自发跃迁概率小所造成的。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增

49、加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(2)(2)稀土荧光粉的优点稀土荧光粉的优点 吸收激发能量的能力强，转换效率高。吸收激发能量的能力强，转换效率高。物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。和强紫外光的作用。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.2 荧光粉的发展历史和现状三、荧

50、光粉的发展历史和现状三、荧光粉的发展历史和现状3.3.第三代荧光粉第三代荧光粉(1966)(1966)(3)(3)稀土荧光粉的稀土荧光粉的分类分类 凡是含有稀土元素的发光材料都称为稀土发光材料，凡是含有稀土元素的发光材料都称为稀土发光材料，其种类繁多，可以按照不同的方式进行分类，若按发光材其种类繁多，可以按照不同的方式进行分类，若按发光材料中稀土的作用分类，有以下两种情况料中稀土的作用分类，有以下两种情况:稀土离子作为激活剂稀土离子作为激活剂 稀土化合物作为基质材料稀土化合物作为基质材料经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品