[发明专利]一种硫代钨酸盐发光薄膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及无机发光材料领域，尤其涉及一种硫代钨酸盐发光薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

与传统的发光粉制作的显示屏相比，发光薄膜在对比度、分辨率、热传导、均匀性、与基底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性。因此，作为功能材料，发光薄膜在诸如阴极射线管（CRTs)、电致发光显示（ELDs)及场发射显示（FEDs)等平板显示领域中有着广阔的应用前景。

薄膜电致发光显示器(TFELD)由于其主动发光、全固体化、耐冲击、反应快、视角大、适用温度宽、工序简单等优点，已引起了广泛的关注，且发展迅速。以ZnS：Mn为发光层的单色TFELD已发展成熟并已实现商业化。目前，研究彩色及至全色TFELD，开发多波段发光的材料，是该课题的发展方向。然而，具有较好的蓝光、红光发光性能的铈掺杂硫代钨酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

本发明提供了一种硫代钨酸盐发光薄膜及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种硫代钨酸盐发光薄膜，结构式为MeW₂S₈：xCe³⁺，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

优选地，x的取值为0.02。

优选地，发光薄膜的厚度为45～350nm。

更优选地，发光薄膜的厚度为140nm。

本发明制备了铈掺杂硫代钨酸盐MeW₂S₈：xCe³⁺发光薄膜，以MeW₂S₈为基质，Ce³⁺在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的铈掺杂硫代钨酸盐发光薄膜（MeW₂S₈:xCe³⁺）在470nm和680nm位置附近有很强的蓝光发光峰和红光的发光峰。

第二方面，本发明提供了一种硫代钨酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

按照摩尔比(1-x):2:x称取MeS、WS₃和CeS₂粉体并混合，然后在900～1300℃下烧结，制成靶材；

将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备中，抽真空至1.0×10^-3～1.0×10^-5Pa；

调整磁控溅射镀膜工艺参数为基靶间距50～100mm，衬底温度250～750℃，工作气体为氢气和氩气的混合气体，气体流量为15～30sccm，工作压强为0.2～4.5Pa，接着进行制膜，得到薄膜样品；

将所述薄膜样品于500～800℃下退火处理1～3小时，得到结构式为MeW₂S₈：xCe³⁺的所述硫代钨酸盐发光薄膜，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

本发明中，以MeS、WS₃和CeS₂粉体为原料，MeS、WS₃和CeS₂的摩尔比为(1-x):2:x，其中MeS为硫化镁、硫化钙、硫化锶或硫化钡。

优选地，x的取值为0.02。

优选地，烧结温度为1250℃。

优选地，将磁控溅射镀膜设备的真空抽至5.0×10^-4Pa。

优选地，基靶间距为75mm。

优选地，衬底温度为600℃。

优选地，氢气和氩气的混合气体中氢气的含量为1%～15%。

更优选地，氢气和氩气的混合气体中氢气的含量为10%。

优选地，气体流量为25sccm。

优选地，工作压强为2.0Pa。

优选地，退火在0.01Pa的真空炉中进行。

优选地，在700℃下退火2小时。

第三方面，本发明提供了一种薄膜电致发光器件，该薄膜电致发光器件包括衬底、阳极、发光层和阴极，所述发光层为硫代钨酸盐发光薄膜，所述硫代钨酸盐发光薄膜的结构式为MeW₂S₈：xCe³⁺，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

优选地，x的取值为0.02。

优选地，发光薄膜的厚度为45～350nm。

更优选地，发光薄膜的厚度为140nm。