[发明专利]一种锑铝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薄膜领域，尤其涉及一种锑铝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。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，铕掺杂锑铝酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种锑铝酸盐发光薄膜及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种锑铝酸盐发光薄膜，结构式为结构式为MeSb₂AlO₈：xEu³⁺，其中，MeSb₂AlO₈为基质，Eu³⁺为激活元素，Me为Ga，In或Tl，x的取值范围为0.01～0.06。

所述锑铝酸盐中，MeSb₂AlO₈基质具有较高的热学和力学稳定性，以及良好的光学透明性和较低的声子能量，为发光离子提供了优良的晶场，从而在光电能量转换的过程中产生较少无辐射跃迁，因此，其作为光电转换材料，耗电少，光能转换率高。另一方面，与普通三族锑酸盐基质MeSbO₄相比，锑铝酸盐MeSb₂AlO₈基质具有更宽的吸收谱，可为激活元素提供更高的激发能量，提高材料的发光效率。

对于掺杂离子，稀土离子Eu³⁺具有丰富的能级和窄的发射谱线，由于受4f能级外层电子的屏蔽作用，Eu³⁺的能级寿命较长,很适合作为发射中心，有较高的发光效率；在本发明提供的铕掺杂锑铝酸盐薄膜中，Eu³⁺作为激活元素，在薄膜中充当发光中心，Eu³⁺发生⁵D₀→⁷F₂能级之间的跃迁，辐射出620nm的红光。

优选地，x的取值为0.03。

优选地，所述发光薄膜为发光薄膜，所述发光薄膜的厚度为80～300nm。

更优选地，所述发光薄膜的厚度为150nm。

本发明制备了铕掺杂锑铝酸盐MeSb₂AlO₈：xEu³⁺发光薄膜，以MeSb₂AlO₈为基质，Eu³⁺是激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的铕掺杂锑铝酸盐发光薄膜（MeSb₂AlO₈：xEu³⁺）在620nm位置附近有很强的红光发光峰。

第二方面，本发明提供了一种锑铝酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

以摩尔比为1:2:1:x的β二酮ⅢA族金属盐、三甲基锑、β二酮铝和四甲基庚二酮酸铕为反应源；

在真空度为1.0×10^-2～1.0×10^-3Pa的气相沉积设备中，将衬底转速设置为50～1000转/分，通入含有反应源的惰性气体，气流量为5～15sccm，再通入氧气，在所述衬底上沉积得到所述锑铝酸盐发光薄膜；

所述锑铝酸盐发光薄膜的结构式为MeSb₂AlO₈：xEu³⁺，其中，Me为Ga，In或Tl，x的取值范围为0.01～0.06。

本发明采用金属有机气相沉积设备（MOCVD）制备锑铝酸盐发光薄膜，以β二酮ⅢA族金属盐、三甲基锑（TMSb）、β二酮铝（(DPM)₃Al）和四甲基庚二酮酸铕（Eu(TMHD)₃）为反应源，通过沉积得到发光薄膜。

优选地，β二酮ⅢA族金属盐为β二酮镓（(DPM)₃Ga）、β二酮铟（(DPM)₃In）、β二酮铊（(DPM)₃Tl）。

优选地，x的取值为0.03。