一、项目概述

铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶真空紫外荧光粉是一种新型紫外荧光纳米材料，该材料使用化学方法合成，掺杂均匀。主要应用于等离子平板显示器中作为红色发光材料。此外，铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶紫外荧光粉还可和蓝粉、绿粉混和成三基色荧光粉，作为节能照明灯的灯粉。

二、技术内容与技术特点

等离子显示器的重要组成部分，就是真空紫外荧光材料。要获得色彩靓丽的平面显示器，这种材料需要具备以下条件：（1）稳定性好：延长显示器显象寿命；（2）单色性好：画面色彩更真实，眼睛不容易疲劳；（3）激发量子效率高：可以节能，发光强度高；（4）猝灭能力强：不会出现脱尾、画面滞后现象。与之相比，三基色荧光灯（使用本真空紫外荧光材料）也需具备以下素质：（1）稳定性好：延长荧光灯寿命；（2）单色性好：更接近自然光源；（3）激发量子效率高：更加节能，并可以减少灯粉用量，节省成本。

经过多年研究发现，具有钙钛石结构的铕掺杂稀土正硼酸盐（主要是YBO3：Eu），对真空紫外光具有良好的吸收，具有优良的真空紫外激发的量子放率，并且该材料本身稳定，在紫外－真空紫外区有良好的透明性，因而是真空紫外荧光材料研究的一个热点。目前这类荧光粉主要是体相材料，即颗粒尺度大于1μm，这类荧光粉主要有两方面的缺点，限制了它们的应用：一是色纯度比较差，这类荧光粉的橙光发射强度大大超过了红光，二是荧光寿命过长，猝灭浓度较低。

已有研究表明，纳米材料（材料颗粒尺度在1～100nm之间）相对于体材料，发光中心由于表明态增加而对称性降低，且荧光寿命明显缩短，因此稀土正硼酸盐制备成纳米晶后，能改善此类材料的色纯度和缩短其荧光寿命。关于纳米尺寸的铕掺杂稀土正硼酸盐研究极少，国外有人采用金属醇盐法制备了该类材料，该方法难度大，成本高，而且不易获得颗粒较小的材料，如Boyer等用金属醇盐法，并结合提拉法制备了40至60mm厚的薄膜，为了获得高质量的薄膜，拉膜机必须置于湿度可控制系统中。国内也有人以凝胶溶胶法制备出了50nm的YBO₃：Eu荧光粉，但由于低温烧结时杂项较多，粒径偏大，未见有关YBO₃：Eu荧光粉色纯度改善的报道。    

我们在研发中采用在水相中合成的技术，使Eu（铕）和Y（钇）能够完全均匀混和，在沉淀时加入阻断剂，使沉淀保持在纳米尺度，高温灼烧后，能够得到平均粒度为20nm的产品，经过真空紫外荧光对比测试，证明红光发射强于橙光（红橙比大于1），发光强度和猝灭浓度增强至目前使用的体相发光材料的两倍。

三、技术优势

目前市场上的真空紫外荧光粉均为体相材料，色纯度、发光效率和猝灭浓度均不如铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶真空紫外荧光粉，而从成本上说，体相材料需要多次烧结，多次球磨，生产效率低，使成本增加。我们的化学合成方法无需球磨、一次灼烧，从而降低了成本。此外，铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶真空紫外荧光粉是三基色粉中最昂贵的红粉，它的发光效率提高，使得下游用户可以相应减少其使用量，从而降低成本。所以，通过我公司技术制造的纳米晶荧光材料具有很强的竞争力。从提高性能和节约成本的角度考虑，等离子显示器厂家和三基色荧光灯厂家会选择纳米荧光材料逐渐替代体相材料。

该项目在环保上基本无污染。

四、技术水平

目前具备这种性能的材料国内外均未见报道，技术水平处于行业世界领先水平。

五、市场现状及前景分析

目前，全球各种家用、商用、公共设施用显示器拥有量超过20亿台，主要为CRT显示器。其中20％将最终升级为PDP，则为4亿台的市场容量。除了升级已有的CRT显示器之外，PDP因为其超薄、大视角等特性，还会有额外的需求。而且，显示器的平均更新时间为4.5年，其本事的更新也是一个庞大的市场。根据NEC的预测，PDP的销售高峰将在2～4年内到来。

随着消费者环保意识和节能意识的增强，三基色荧光灯也将逐渐取代白炽灯，含汞荧光灯，成为光源行业的主力军。目前三基色荧光灯已经形成了相当的销售规模，逐渐占领了照明市场。

因此，作为等离子平板显示器和三基色稀土荧光灯的重要原材料的真空紫外荧光粉必然会因为其应用行业的发展，而获得广阔的发展空间。铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶真空紫外荧光粉作为纳米材料，因其具备的远远超过体相材料的优良性能，而必然会全面占领荧光红粉的市场。

六、效益分析分析

1. 经济效益   

年产10吨铕掺杂稀土正硼酸盐纳米晶真空紫外粉的生产线，需要固定资产投入300万，主要用于购买反应釜、反应罐、程序控温电炉等，场地通过改造已有闲置工厂即可满足要求。

荧光粉的不含税成本构成主要为原辅材料和制造成本，每公斤荧光粉不含税成本约为450元（见下表），销售价格超过700元（体相材料价格为750元，纳米荧光材料因为质量指标好于体相材料，固价格更高）。

该项目属于高技术、高附加值的项目，经济效益非常可观，越早投产越早受益，在生产上技术相对于比较简单，容易操作。如果满负荷生产10吨/年，则年销售额将达到700万元，年创利税为250万元，产品60％出口，可以年创汇51万美元。我公司计划前期生产量为6吨，随着市场容易增加，逐年扩大生产能力。2年内可收回投资。

每公斤荧光粉所需成本估算（元/公斤）

2. 社会效益

该项目在环保上基本无污染。合成过程中使用的硝酸、氨水自身中和，可通过减压蒸馏回收。排放的污水为冷却蒸馏水，无污染。车间传动装置使用皮带减速装置，经砖木结构厂房隔音，不造成噪音污染。在灼烧工段，化合物分解会产生少量二氧化碳，约12吨/年，基本不构成污染。灼烧工段使用程序升温电炉，不会产生粉尘、二氧化碳。生产中无废渣。因此本项目是环保效益非常好的绿色项目。

七、合作方式

技术转让。

八、联系方式：

北京大学   江岚  010-62751446  jianglan@pku.edu.cn