照明用稀土发光材料的发展现状与趋势

照明用稀土发光材料的发展现状与趋势(之一)

发光(荧光)是物质将其内部以某种方式吸收的能量转化为物体热辐射之外的一种非平

衡辐射的过程，又称为“冷光”，这种辐射的持续时间要超过光的振动周期。在一定的激发

条件下能发光的材料称为发光材料。无论是基质，还是激活剂或敏化剂中，只要含有稀土元素，这些发光材料都统称为稀土发光材料。

自从1964年高效稀土红色荧光粉问世以来，稀土发光材料经过近40年的快速发展，己成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的支撑材料之一，为社会发展和技术进步发挥着日

益重要的作用。

现在我国的电视机、显示器和照明光源的年生产量均列世界第一，这些产业均成为拉动我国国民经济持续、快速、健康成长的重要产业，也是国家外贸出口的重要产业。而这些产业的发展都离不开稀土发光材料在其中发挥的重要作用。2001年12月11日，我国正式加入世界贸易组织(WTO)，成为其第143个成员。加入世界贸易组织，对我国的信息和照明

产业，以及稀土发光材料的发展将产生深远的影响，既带来机遇，也使我们面临挑战。

1、显示用稀土发光材料的发展现状与趋势

20世纪60年代，由于稀土分离技术的突破，高纯单一稀土氧化物被制备出来，稀土元素在发光上的优异特性逐渐得到了开发利用。1964年，YVO4:Eu和Y2O3:Eu红色荧光粉被研制出来，使彩电的质量发生了质的飞跃，彩色电视机从而进入了千家万户。1968年又发明了Y2O2S:Eu红色荧光粉。直到今天，阴极射线管(CRT)彩电和显示器上的红色荧光粉主

要还是Y2O2S:Eu或Y2O3:Eu。

我国比较集中的稀土发光材料的研究和开发起始于70年代。北京有色金属研究总院等单位从1970年就开始了彩电荧光粉的研制。1973年国家开始组织全国的彩电大会战，参

加单位包括中国科学院长春物理研究所，北京大学，北京有色金属研究总院，华东电子管厂等国内主要的研究院所、高校和工厂。

1980年我国从日本日立公司引进彩电显像管生产线，并配套从日本化成公司引进彩电

荧光粉生产线，在咸阳成立了我国第一家彩电显像管总厂和彩电荧光粉分厂。90年代初，北京化工厂和上海跃龙有色金属有限公司也分别建成了彩电荧光粉厂。三大彩电荧光粉厂的产量正在逐年递增，2001年产量约1000t，2002年产量约1200t。除了配套满足咸阳彩虹集团、北京松下显像管厂及上海水新显像管厂外，还逐渐应用到其他外资、合资企业中。

2002年我国共生产彩电5000多万台，需用荧光粉约1500t。因此，国内的荧光粉还是

不能满足国内彩电的生产，需要从国外进口彩电荧光粉。2002年我国还生产显示器4000

多万台，这些显示器所用的显像管约一半是国内生产的。显示器所用荧光粉基本上依靠进口。2002年我国生产CRT背投彩电70多万台，这些背投彩电所用的投影管及其荧光粉主要依

靠进口。

高清晰度、数字化、平板化是彩色电视机和计算机显示器的发展方向。显示用稀土发光

材料的发展必须随着彩电和显示器的发展而发展。最近几年，高端彩电及显示器可以说正处

于百花齐放的时期，各式各样的显示技术涌现出来，这些新型的显示技术都得到了很大发展，

很难判断哪种显示方式一定替代另一种显示方式成为下一代彩电和显示器的惟一或最主要

的显示方式。

普通CRT彩电和显示器(包括所谓的“纯平”和“高亮”)普遍被认为无法满足高清晰度、数字化、平板化的要求，最终将要退出主流市场。但由于技术的成熟、市场的认同以及

价格的优势，CRT还将在较长的时期内存在，并取得一定的发展，例如，在我国2002年CRT彩电的产销量比2001年增加了30%多。可以说在未来几年内，稀土发光材料在显示

领域中的主要市场还是在CRT，有关厂家和研发单位不应放弃CRT用发光材料的生产和开发。有条件的单位还应组织力量开发CRT显示器的彩色荧光粉。2002年全世界共生产彩电

用CRT约1.5亿支，显示器用CRT约8000万支，共消耗荧光粉约5500t，其中稀土红色

荧光粉约1800t。目前显示器生产的重心正在向液晶显示器(LCD)转移，预计2005年LCD 产量与CRT产量基本持平(各约6000万台)，2005年显示器用荧光粉比2002年将要减少。但随着25英寸以上CRT电视机生产的增长，2005年电视用荧光粉将比2002年要有所增长。总体来说，2005年CRT用荧光粉与2002年基本持平。

普通CRT的两大弱点是：1、屏幕做不大；2、无法做薄。相对普通CRT而言，CRT 背投具有屏幕大、机体薄的优点，最近几年得到了较大的发展。据预测，2003年我国CRT 背投的市场规模将达120万台－150万台。因此，荧光粉的用量也将有较大增长。背投彩

电所用的投影管中，红色荧光粉为Y2O3:Eu，绿色荧光粉为Y3(Al,Ga)5O12:Tb或Y2SiO5:Tb。这三种荧光粉均为稀土荧光粉。国内多家单位正在组织力量开发投影管用荧光粉。相信投影管用荧光粉一定会随着我国投影管技术的发展而发展。我国CRT背投彩电上用的投影管和

荧光粉都将会实现国产化。

等离子平板显示(PDP)具有屏幕大、视角宽、响应快、机体薄、质量轻等显著优点，被

普遍认为在大屏幕平板数字电视中具有很强的竞争力。等离子电视是2002年我国彩电市场的一大亮点，价格急剧下降，销量迅速上升。2002年全球消耗PDP荧光粉45t，即生产等离子电视约90万台。据预测，2005年全球等离子电视的产量将达400万台，荧光粉用量