[发明专利]钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种使用该发光薄膜作为发光层的电致发光器件。

背景技术

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。

在LED荧光粉的研究中，稀土掺杂的氟铍磷酸盐荧光粉，其激发光谱能够较好地匹配现有的近紫外LED的发射光谱，能够得到良好的绿光到蓝光的激发。但是，用氟铍磷酸盐类发光材料制备成电致发光的薄膜，仍未见报道。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种激发光谱能够较好地匹配现有的近紫外LED的发射光谱的钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜。

本发明的技术方案如下:

本发明提供的钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜，其化学通式为:BeMe₄(PO₄)₃F:xSm³⁺；其中，BeMe₄(PO₄)₃F是基质，Sm³⁺是激活光离子，在薄膜中充当主要的发光中心，Me为Mg,Ca,Sr或Ba元素，x的取值为0.01～0.05，优选0.02。

本发明还提供上述钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜的制备方法，其利用脉冲激光沉积法（PLD）来制备，工艺步骤如下:

（1）、陶瓷靶材的制备:分别选用纯度为99.99%的MeO，BeF₂，P₂O₅和Sm₂O₃粉体，均匀混合后，在900～1300℃下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO，BeF₂，P₂O₅和Sm₂O₃的摩尔比为8:2:3:x；

优选，对陶瓷靶材进行切割，其规格为Φ50×2mm；烧结温度优选1250℃。

（2）、将制得的陶瓷靶材和ITO玻璃衬底装入镀膜设备的腔体中，密封腔体后，对腔体进行抽真空处理，控制腔体真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa；

优选，ITO玻璃衬底在放入腔体前需清洗处理:先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ITO的玻璃衬底，并用对其进行氧等离子处理，然后再放入真空腔体中；

抽真空处理是采用机械泵和分子泵把腔体进行的；腔体真空度为5.0×10^-4Pa。

（3）、设置镀膜工艺参数:设置基靶间距为45～95mm，衬底温度为250℃～750℃，镀膜激光的能量为80～300W，过程中通入流量为10～40sccm的氧气，工作压强为0.5～5Pa；待工艺参数设置完成后，进行镀膜处理；随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:BeMe₄(PO₄)₃F:xSm³⁺；其中，BeMe₄(PO₄)₃F是基质，Sm³⁺是激活光离子，为发光薄膜的发光中心，Me选自Mg,Ca,Sr或Ba元素，x的取值范围为0.01～0.05；

优选，镀膜工艺参数为:基靶间距为60mm，衬底温度为500℃，镀膜激光的能量为150W，过程中通入流量为20sccm的氧气，工作压强为3Pa；以及x的取值为0.02。

本发明还提供一种电致发光器件，包括玻璃衬底、ITO阳极、发光薄膜层以及阴极层，其特征在于，所述发光薄膜为钐掺杂氟铍磷酸盐的发光薄膜，其化学通式为:BeMe₄(PO₄)₃F:xSm³⁺；其中，BeMe₄(PO₄)₃F是基质，Sm³⁺是激活光离子，为发光薄膜的发光中心，Me选自Mg,Ca,Sr或Ba元素，x的取值范围为0.01～0.05。

电致发光器件的制备工艺如下: