红色稀土硼酸盐发光材料的制备及发光性能
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1.3 无汞荧光灯

发光材料除了应用在显示技术领域外,另一大应用领域就是照明,其中灯用荧光粉的产量在所有荧光粉中占据首位。由于气体放电总是伴随着辐射效应,利用这一原理制成的光源称为气体放电光源。利用汞蒸气放电的灯称为汞灯。在低压汞灯的外壳内壁涂以适当厚度的荧光粉,即制成了我们常说的荧光灯。它发光需要荧光粉对低压汞放电产生的254nm紫外光辐射进行转换,转换后的色彩取决于光谱能量分布。

迄今为止,所有的荧光灯都以汞蒸气为工作气体,利用汞蒸气放电时产生的紫外线来激发荧光粉而发光。汞是一种对人体和环境有较大危害的重金属,常温下易挥发。荧光灯的生产和废弃都会造成对环境的污染。2003年2月13日,欧盟公布了欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》,要求自2006年7月1日起,欧盟市场禁止销售含有汞等六种有害物质的电子电气设备。

无汞荧光灯是指用稀有气体放电发射的VUV光来激发荧光粉发光的荧光灯。无汞荧光灯可以是低气压Xe放电,也可以是高气压准分子放电,其工作原理与PDP相似,即稀有气体或其混合气体在一定电压下,电离成气体离子和电子形成的等离子体,气体离子和电子相互碰撞结合发出真空紫外光,激发红、绿、蓝三基色荧光粉发出白光。无汞荧光灯的结构要远比等离子电视简单得多,是一种低成本的绿色照明方式。用于PDP中的高亮度、能量转换效率高的真空紫外线发光体也可用于照明灯中,实现对人体无害,对环境无污染的无汞荧光灯。与传统的汞灯相比有以下两个优点:

(1)汞是一种有毒物质,用稀有气体代替汞将减少环境污染。

(2)汞在室温下是液体,所以在荧光灯发光之前,汞必须先汽化,这就需要启动时间,所以它不能应用在要求立即启动的地方如传真、复印机和汽车车灯上,而稀有气体本身就是一种气体,不需要汽化时间。无汞荧光灯的发展也需要研究稀土离子掺杂的发光材料的VUV发光性质。新型无汞荧光灯特点:

①无汞荧光灯的可行性研究表明制造有实际应用价值的不含汞荧光灯是可能的,它可避免汞对环境的污染,有较大的社会效益;

②目前真空紫外激发的荧光粉与紫外线波长的匹配尚未达到最佳,还需进一步对荧光粉改进,或制备新的荧光粉,使它能成为有商业价值的产品;

③生产设备与日光灯生产设备相同,所不同的是不需充汞,并涂以匹配的荧光粉,这部分荧光粉同样需要真空紫外光的有效激发。