[发明专利]一种掺铕氧化钇红光发光薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺铕氧化钇红光发光薄膜及其制备方法。

背景技术

发光材料包括半导体发光材料和稀土化合物发光材料两大类，人们对其进行了大量的研究工作并取得了很大进展。最近一二十年开始出现了有关稀土离子掺杂的纳米发光材料的研究报道[周建国et al.化工进展，6(2003)：573-578]。

随着信息技术的快速发展，大量高精度电子化系列产品迅速普及，电子显示器件变得越来越重要，各种各样的平板显示器件(FPD)更是如此，它们普遍具有薄型、轻质、低电压驱动、低功耗以及适用于数字技术的特点，比传统显示器更具有应用前景[黄永平.感光科学与光化学，2(2007)：110-115]。Y₂O₃:Eu³⁺是性能优良的红色荧光粉，它广泛应用于彩色电视机显像管、三基色荧光灯等，年生产量达数百吨。

场发射显示器(FED)是新发展的一种很有前途的平板显示器(FPD)。显示屏作为FED的重要组成分部，对显示材料和制备工艺提出了更高的要求。粉末屏应用于FED存在着诸多障碍：由于颗粒之间的接触电阻。导致屏的电导率不高；颗料间以及颗粒与衬底间的附着力问题。也是粉末屏难以克服的；粉末屏表面粗糙，致密及均匀性差，容易造成光的反射且稳定性不好。与此相比，薄膜屏不但能够克服上述缺点，而且还有热稳定性高、放气率小、附着力强和表面平整度高等优势，因此是近年首选的手段[张小松et al.光电子·激光，5(2004)：549-553]。

相比之下，电化学镀膜方法制备氧化钇薄膜，在薄膜表面滴加铕盐溶液，高温煅烧得到掺铕氧化钇发光薄膜是一种全新的制备方法。通过反应参数的调节，可以在基底材料上均匀生长掺铕氧化钇红光发光薄膜，既可以减少反应用料，又省去后续的涂敷工艺，大大降低生产成本。另外，电化学方法成膜均匀，沉积厚度可控，设备与操作简单、反应条件温和、环境污染小，是一种全新的、洁净、温和、环境友好的方法，这种方法目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提出一钟掺铕氧化钇红光发光薄膜及其制备方法，以可溶性钇盐溶液为原料，通过电化学方法在导电玻璃基底上沉积氧化钇薄膜，将得到的薄膜清洗并干燥。随后，在薄膜表面滴加铕盐溶液，经高温退火得到掺铕氧化钇发光薄膜。

本发明采用的技术方案步骤如下：

一、一种掺铕氧化钇红光发光薄膜：

在导电玻璃衬底的一个侧面沉积有一层掺铕氧化钇红光发光薄膜。

所述的该发光薄膜的化学式为Y₂O₃:Eu³⁺，该薄膜材料在616～619纳米处存在尖锐的红光发射光谱。

二、一种掺铕氧化钇红光发光薄膜的制备方法，该方法的步骤如下：

1)将可溶性钇盐，溶于去离子水中，搅拌，配成摩尔浓度0.01～0.2mol/L的钇盐溶液；

2)取上述钇盐溶液，通过恒温水浴控制溶液温度在50℃～70℃；

3)利用由工作电极、对电极和参比电极组成的三电极电化学池进行导电玻璃基底上的薄膜沉积，将三电极插入钇盐溶液，恒温30分钟，调节工作电极与Ag/AgCl/KCl饱和溶液参比电极间的电压在-0.85V～-1.4V之间，沉积时间控制在20分钟～60分钟；

4)将沉积好的薄膜，用去离子水清洗，并干燥；

5)将可溶性铕盐溶于去离子水中，搅拌，配成摩尔浓度0.01～0.2mol/l的铕盐溶液，将铕盐溶液少量滴加在上述干燥的薄膜上；

6)随后，将薄膜在500℃～700℃下退火烧结30分钟～120分钟。

所述的三电极电化学池中，工作电极为导电玻璃，对电极为铂金电极、金电极以及石墨电极，参比电极为Ag/AgCl/KCl饱和溶液参比电极。

所述的可溶性钇盐为硝酸钇。

所述的可溶性铕盐为硝酸铕。

该薄膜成膜均匀致密无开裂，在616～619纳米处存在尖锐的红光发射光谱。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过简单的电化学沉积方法和后续高温退火过程，制得一种新型的掺铕氧化钇红光发光薄膜，该薄膜材料均匀致密无开裂，在616～619纳米处存在尖锐的红光发射光谱。本发明工艺方法简单、原料易得、成本低，能耗低，无毒，成膜均匀致密无开裂。

附图说明

图1是导电玻璃衬底上掺铕氧化钇薄膜结构示意图：1.掺铕氧化钇红光发光薄膜，2.导电玻璃衬底。