[发明专利]一种钪磷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，尤其涉及一种钪磷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，铈铕共掺杂钪磷酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钪磷酸盐发光薄膜及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种钪磷酸盐发光薄膜，结构式为Me₃ScP₃O₁₂:xCe³⁺,yEu³⁺，其中，Me₃ScP₃O₁₂为基质，Ce³⁺和Eu³⁺为激活元素，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08所述钪磷酸盐中，Me₃ScP₃O₁₂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。

对于掺杂离子，稀土离子Eu³⁺和Ce³⁺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⁺和Ce³⁺的能级寿命较长,很适合作为发射中心，有较高的发光效率；在本发明提供的铈铕共掺杂钪磷酸盐薄膜中，Eu³⁺和Ce³⁺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，Ce³⁺发生⁴F₁→⁵D₁能级之间的跃迁，辐射出560nm的红光。

优选地，x的取值为0.02，y的取值为0.04。

优选地，发光薄膜的厚度为80～300nm。

更优选地，发光薄膜的厚度为150nm。

本发明制备了铈铕共掺杂钪磷酸盐Me₃ScP₃O₁₂:xCe³⁺,yEu³⁺发光薄膜，以Me₃ScP₃O₁₂为基质，Ce³⁺和Eu³⁺是激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的铈铕共掺杂钪磷酸盐发光薄膜（Me₃ScP₃O₁₂:xCe³⁺,yEu³⁺）分别在620nm、560nm位置附近有很强的红、绿光的发光峰。

第二方面，本发明提供了一种钪磷酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

以摩尔比为3:1:3:x:y的双环戊二烯碱土盐、三甲基钪、磷烷、四甲基庚二酮铈、四甲基庚二酮铕为反应源；

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钪磷酸盐发光薄膜；

所述钪磷酸盐发光薄膜的结构式为Me₃ScP₃O₁₂:xCe³⁺,yEu³⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08。