Физико-химические основы синтеза низковольтных катодолюминофоров

• Автор: Воробьев, Виктор Андреевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 337 с. : ил.

1 Современное состояние исследований и производства люминофоров

для низковольтных катодолюминесцентных дисплейных

1.1 Особенности низковольтной катодолюминесценции

1.1.2 Преобразование энергии при катодном возбуждении.

1.1.3 Электронновозбужденная проводимость

1.1.4 Особенности низковольтной катодолюминесценции и

требования, предъявляемые к низковольтным люминофорам.

1.2 Люминесцентные и физикохимические свойства титатната

стронция, активированного празеодимом.

1.2.1 Люминесценция структуры 8гТЮ3Рг3,А1.

1.2.2 Особенности структуры БгЛОз.

1.2.2.1 Кристаллическая структура вгТЮз.
1.2.2.2 Зонная структура
1.2.3 Дефектная ситуация в титанате стронция
1.2.3.1 Плоские дефекты.
1.2.3.2 Примесные центры в вгТЮз
1.2.4 Электрические свойства БгТЮз.
1.2.4.1 Зависимость электропроводности от концентрации легирующей добавки
1.2.4.2 Электропроводность полупроводникового гитаната
стронция.
1.2.5 Люминесценция редкоземельных ионов в перовскитных
оксидах
Выводы.
1.3 Способы синтезы, электрические и люминесцентные
свойства галлата цинка, активированного марганцем.
1.4 Краткие сведения о способах получения и люминесцентных
свойствах люминофора на основе оксида цинка .
1.4.1. Способы синтеза 2пО2плюминофора.
1.4.2. Люминесцентные и электрические свойства 2п0плюминофора.
1.5. Способы синтеза, электрические и люминесцентные
свойства 7п.
1.6. Краткие сведения о способах получения и люминесцентных свойствах люминофора на основе оксида иттрия.
1.6.1 Методы и способы синтеза.
1.6.2. Точечные дефекты в оксиде иттрия
1.6.3. Электропроводность
1.6.4. Влияние примесей на люминесценцию европия.
1.6.5. Сравнение с другими типами красных редкоземельных
люминофоров.
2 Методическая часть.
2.1. Характеристика исходных веществ.
2.2 Методы исследования.
2.2.1 Измерения яркости катодолюминесценции
2.2.2 Измерение спектров излечения.
2.2.3 Определение цветовых координат.
2.3 Измерение гранулометрического состава
2.4 Измерение термостимулированной люминесценции.
2.5 Измерение зависимости яркости свечения от температуры
2.6 Методика получения электронномикроскопических снимков
2.7 Рентгенофазовый анализ.
2.8 Методика измерения послесвечения.
2.9 Методика мгновенного фиксирования ЭДС
2. Измерение удельного электрического сопротивления
2. Измерение спектров возбуждения фотопроводимости.
2. Измерение фотоэлектрической поляризации ФЭП
2. Измерение спектров радикалорекомбинационной люминесценции РРЛ.
3 Исследование физикохимических свойств и разработка
технологии люминофора на основе титаната стронция.
3.1 Особенности синтеза и кинетики формирования
структуры 8гТЮ3Рг3,А1.
3.2 Уточнение состава шихты и условий термообработки
3.3 Дефектное равновесие системы 8гТЮ3,А1.
3.4 Исследование оптических свойств системы 8гТЮ3Рг3, А
3.5 Исследование процессов передачи энергии в
системе 8гТЮ3Рг3, А
3.5.1 Анализ возможных типов дефектов в
структуре 8гТЮ3Рг3, А
3.6 Реализация модели и разработка низковольтного
люминофора 8гТЮ3Рг3, А1.
3.7 Выводы
4 Исследование физикохимических свойств и разработка технологии люминофора получения люминофора на основе
галлата цинка.
4.1 Исследование люминесценции активированного
марганцем галлата цинка.
4.2 Исследование влияния условий синтеза на парамерты низковольтной катодолюминесценции 2пва4 Мп .
4.3 Выводы
5 Исследование физикохимических свойств и разработка
технологии люминофора на основе оксида цинка .
5.1 Исследование катодолюминесценции оксида цинка.
5.2 Формирование люминофора при термообработке
смеси 2пО2п8.
5.3 Влияние некоторых примесей на люминесценцию
оксида цинка и его удельное электрическое сопротивление
5.4 Исследование влияния модифицирования поверхности люминофора диоксидом кремния
5.5 Исследование физикохимических свойств и низковольтной люминесценции твердых растворов 2пМ0.
5.6 Исследование люминесцентных свойств 1гМ0.
5.7 Выводы.
6 6. Изучение физикохимических свойств и разработка
технологии получения люминофора на основе оксида иттрия .
6.1. Дефектная ситуация в оксиде иттрия
6.2Влияние примесей на светотехнические параметры
люминофора У3 Еи
6.3. Изучение влияния размера и структуры частиц.
на светотехнические параметры люминофора У3Еи
6.4. Исследование влияния минерализаторов на светотехнические параметры люминофоров УзЕи.
6.5. Разработка люминофора с субмикронным размером частиц.
6.6 Изучение влияния состава основания люминофора на его свойства
6.7 Влияние размеров ОКР на эффективность люминофора.
6.8 Изучение влияния модифицирование поверхности на физикохимические свойства люминофора.
6.9 Выводы.
Заключение и выводы
Список литературы


Результаты показали, что число носителей заряда увеличивается скачкообразно. Энергетическое расстояние между ближайшими ступенями составляло примерно 2,5 эВ для СбБ и 1,8 эВ для СсКе рис. Рисунок 1. С 2 СбБе. Эти значения совпадают с соответствующими значениями ширины запрещенной зоны указанных веществ. Изучению этой темы посвящено много работ, например ,,. В дальнейшем мы более подробно рассмотрим результаты, приведенные в ,. Основная особенность низковольтной катодолюминесценции низкая энергия возбуждающих электронов. Малая глубина проникновения первичных электронов в люминофор. Большая плотность анодного тока. Малая величина коэффициента вторичной эмиссии, которая обычно оказывается меньше единицы . Учитывая эти особенности, выдвигаются требования, которым обязательно должен удовлетворять эффективный катодолюминофор, предназначенный для использования в низковольтных катодолюминесцентных приборах. Энергия возбуждающих электронов расходуется на преодоление сопротивления люминофорного слоя, что необходимо при коэффициенте вторичной эмиссии меньшем единицы и на возбуждение люминесценции. Для того чтобы электрон мог излучать в видимом диапазоне длин волн ширина его запрещенной зоны должна быть не менее 2,5 2,8 эВ. Минимальная энергия Ет, необходимая для создания одной электроннодырочной пары, по данным разных авторов составляет разную величину. Так по ЕтЕ, по 4 ЕтЕ8, по Ет5Е. Однако при любом соотношении ЕП1 и Е8 увеличение должно сопровождаться снижением количества генерированных электроннодырочных пар. Отсюда следует, что при прочих равных условиях широкозонные люминофоры будут обладать более низким энергетическим выходом, чем люминофоры с умеренной шириной запрещенной зоны, следовательно, перспективные низковольтные люминофоры следует искать только среди соединений, имеющих относительно небольшие значения Е. По данным работы верхний предел Е оценен величиной около 5 эВ. Второе требование, которому должны удовлетворять низковольтные катодолюминофоры, это относительно низкое удельное электрическое сопротивление р. По оценке А. Ф. Ведехина и др. Омм. В тоже время авторы работы подчеркивают, что затрачивать усилия для достижения значений р меньше 2 Омм вряд ли необходимо, ввиду отсутствующего уже при этом выигрыша. В практике синтеза низковольтных катодолюминофоров требуемое низкое значение р достигается двумя способами. Первый заключается в изготовлении механической смеси высокоомных люминофоров с проводящими добавками ,,. Первый способ проще, т. Наибольшая яркость низковольтной катодолюминесценции достигается подбором в смеси оптимального соотношения проводящей добавки и люминофора. Такой путь трудоемок и в исследовательской, и в технологической части . Однако освоение его открывает возможности получения люминофора с максимальной светоотдачей. Низкое ускоряющее напряжение, а, следовательно, малая глубина проникновения первичных электронов приводит к увеличению роли состояния поверхности в процессах люминесценции ,. Посторонние примеси, например, выделяющиеся из арматуры электровакуумного прибора при его изготовлении и эксплуатации, адсорбируясь на поверхности люминофора, могут существенно уменьшить его светоотдачу и проводимость. В связи с этим налагается еще одно требование к низковольтным катодолюминофорам, а именно поверхность люминофора должна быть по возможности не активной в отношении к адсорбции . Для достижения удовлетворительной яркости низковольтной катодолюминесценции приходится повышать плотность анодного тока. Однако это приводит к заметному разогреву люминофорного покрытия . Следовательно, люминофоры, предназначенные для использования в низковольтных электровакуумных приборах, не должны заметно терять яркость при нагреве до температур К. Следует заметить также, что при изготовлении дисплеев люминофор подвергается различным видам термообработки на воздухе и в вакууме. Следовательно, он должен быть термоустойчивым к отжигу на воздухе и в вакууме до температур 0 0К. В году Хитоши Токи в корпорации Футаба обнаружил, что образец i.