[发明专利]一种硫代钒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，尤其涉及一种硫代钒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，铜铱共掺杂硫代钒酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种硫代钒酸盐发光薄膜及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种硫代钒酸盐发光薄膜，结构式为Me₃(VS₄)₂:xCu²⁺,yIr³⁺，其中Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08，y的取值范围为0.01～0.1。

基质硫代钒酸盐其具有较高的热学和力学稳定性，还具有着良好的光学透明性，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，具有较高的发光效率。对于掺杂离子，Cu是丰富价廉的元素，Cu⁺和Cu²⁺都是稳定的离子态，因此其具有了较宽的发射谱；而Ir元素的三价离子能级靠近激发态，易于受多种能量激发，也易于跟基质形成自旋轨道的耦合，有较高的发光效率。

优选地，x的取值为0.05，y的取值为0.06。

优选地，发光薄膜的厚度为45～350nm。

更优选地，发光薄膜的厚度为180nm。

本发明制备了铜铱共掺杂硫代钒酸盐Me₃(VS₄)₂:xCu²⁺,yIr³⁺发光薄膜，以Me₃(VS₄)₂为基质，Cu²⁺和Ir³⁺是激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的铜铱共掺杂硫代钒酸盐发光薄膜（Me₃(VS₄)₂:xCu²⁺,yIr³⁺）在611nm位置附近有很强的红光的发光峰。

第二方面，本发明提供了一种硫代钒酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

以摩尔比为3:2:x:y的双环戊二烯碱土盐、氧化二乙酰丙酮合硫代钒、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铱为反应源；

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，再通入硫化氢在所述衬底上沉积得到所述硫代钒酸盐发光薄膜；

所述硫代钒酸盐发光薄膜的结构式为Me₃(VS₄)₂:xCu²⁺,yIr³⁺，其中Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08，y的取值范围为0.01～0.1。

本发明采用金属有机气相沉积设备（MOCVD）制备硫代钒酸盐发光薄膜，以双环戊二烯碱土盐、氧化二乙酰丙酮合硫代钒、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铱为反应源，通过沉积得到发光薄膜。

优选地，双环戊二烯碱土盐为双环戊二烯镁（(C₅H₅)₂Mg）、双环戊二烯钙（(C₅H₅)₂Ca）、双环戊二烯锶（(C₅H₅)₂Sr）或双环戊二烯钡（(C₅H₅)₂Ba）。

优选地，x的取值为0.05，y的取值为0.06。

优选地，气相沉积设备的真空度为4.0×10^-3Pa。