[发明专利]一种碱土铅砷酸盐发光材料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，尤其涉及一种碱土铅砷酸盐发光材料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，锰铬共掺杂碱土铅砷酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种碱土铅砷酸盐发光材料，本发明提供的碱土铅砷酸盐发光材料优选为碱土铅砷酸盐发光薄膜，本发明还提供了该碱土铅砷酸盐发光材料的制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种碱土铅砷酸盐发光材料，结构式为MePb_4-x-yAs₆O₂₄:xMn⁴⁺,yCr³⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr、Ba或Zn，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08。

所述碱土铅砷酸盐中，MePb_4-x-yAs₆O₂₄为基质，Mn⁴⁺和Cr³⁺为激活元素，MePb_4-x-yAs₆O₂₄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，相比普通的硅酸盐Me₃As₂O₈基质，增加了铅元素的基质具有更宽的吸收谱，可为激活元素提供更多的激发能量。对于掺杂离子，Mn⁴⁺离子作为发光中心，3d轨道电子与基质晶场结合稳定，发光效率高，⁴T₁^→6A₁的跃迁辐射形成强烈的红色发光峰；而Cr³⁺离子在体系中充当敏化离子，把基质晶场的能量转移到发光中心，提高了整个材料体系的发光效率。本发明提供的碱土铅砷酸盐发光材料具有较高的发光效率和发光强度。

优选地，所述x的取值为0.03，所述y的取值为0.04。

优选地，所述发光材料为发光薄膜，所述发光薄膜的厚度为40～300nm。

更优选地，所述发光材料为发光薄膜，所述发光薄膜的厚度为200nm。

本发明制备了锰铬共掺杂碱土铅砷酸盐MePb_4-x-yAs₆O₂₄:xMn⁴⁺,yCr³⁺发光材料，以MePb_4-x-yAs₆O₂₄为基质，Mn⁴⁺和Cr³⁺是激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的锰铬共掺杂碱土铅砷酸盐发光材料（MePb_4-x-yAs₆O₂₄:xMn⁴⁺,yCr³⁺）在650nm和675nm位置附近有很强的红光的发光峰。

第二方面，本发明提供了一种碱土铅砷酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

根据MePb_4-x-yAs₆O₂₄:xMn⁴⁺,yCr³⁺各元素的化学计量比提供或制备陶瓷靶材，其中，Me为Mg、Ca、Sr、Ba或Zn，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08；