如果說鹵磷酸鈣熒光粉是第二代燈用熒光粉的核心的話,那么在第三代中這一位置就由稀土熒光粉所取代了。因?yàn)橄⊥猎氐莫?dú)特電子結(jié)構(gòu)決定了它具有特殊的發(fā)光特性。那稀土熒光粉具體有哪些優(yōu)點(diǎn)?
稀土熒光粉的5大優(yōu)點(diǎn):
(1)和一般元素相比,稀土元素4f電子層構(gòu)型的特點(diǎn),使其化合物具有多種熒光特性。除Sc3+、Y3+無(wú)4f亞層,La3+和Lu3+的4f亞層為全空或全滿外,其余稀土元素的4f電子可在7個(gè)4f軌道之間任意分布,從而產(chǎn)生豐富的電子能級(jí),可吸收或發(fā)射從紫外光、可見光到近紅外區(qū)各種波長(zhǎng)的電磁輻射,使稀土發(fā)光材料呈現(xiàn)豐富多變的熒光特性。
(2)由于稀土元素4f電子處于內(nèi)層軌道,受外層s和P軌道的有效屏蔽,很難受到外部環(huán)境的干擾,4f能級(jí)差極小,f-f躍遷呈現(xiàn)尖銳的線狀光譜,發(fā)光的色純度高。
(3)熒光壽命從納秒跨越到毫秒,6個(gè)數(shù)量級(jí)。長(zhǎng)壽命激發(fā)態(tài)是其重要特性之一,一般原子或離子的激發(fā)態(tài)平均壽命為10^-10~10^-8s,而稀土元素電子能級(jí)中有些激發(fā)態(tài)平均壽命長(zhǎng)達(dá)10^-6~10^-2s,這主要是由于4f電子能級(jí)之間的自發(fā)躍遷概率小所造成的。
(4)吸收激發(fā)能量的能力強(qiáng),轉(zhuǎn)換效率高。稀土熒光粉在外界能量的激發(fā)下能發(fā)出各種各樣的熒光,且發(fā)光效率高。按照激發(fā)方式的不同,其可分為陰極射線稀土熒光粉、光致發(fā)光稀土熒光粉和X射線增感屏稀土熒光粉三類 。
(5)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可承受大功率的電子束、高能輻射和強(qiáng)紫外光的作用,因而稀土熒光粉被廣泛應(yīng)用于發(fā)射顯示器,新光源,X射線增感屏和白光LED中。