[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

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。

铕激活的钒酸钇（YVO₄：Eu）荧光粉是一种优良的红色荧光材料，已经广泛用于高压汞灯、DPD显示等等生产。钒酸钡（BaVO₄）、钒酸锶（SrVO₄）类的荧光也是近来研究的热门材料，但目前利用掺杂钒酸盐制备成电致发光的薄膜，仍鲜见报道。

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Me_2-xV₂S₇：xSm³⁺，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

优选地，x的取值为0.03。

优选地，发光薄膜的厚度为40～400nm。

本发明制备了钐掺杂的硫代钒酸盐Me_2-xV₂S₇：xSm³⁺发光薄膜，以Me₂V₂S₇为基质，Sm³⁺离子为激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心。本发明提供的钐掺杂的硫代钒酸盐Me_2-xV₂S₇：xSm³⁺发光薄膜在638nm和727nm位置附近有很强的发光峰。

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：

按照摩尔比(2-2x):2:x称取MeS、V₂S₅和Sm₂S₃粉体并混合，然后在900～1300℃下烧结，制成靶材；

将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备中，抽真空至1.0×10^-3～1.0×10^-5Pa；

调整磁控溅射镀膜工艺参数为基靶间距45～95mm，衬底温度250～750℃，工作气体为氧气，气体流量为10～40sccm，工作压强为0.5～5Pa，激光能量为80～300W，接着进行制膜，得到结构式为Me_2-xV₂S₇：xSm³⁺的所述硫代钒酸盐发光薄膜，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

本发明中，以MeS、V₂S₅和Sm₂S₃粉体为原料，MeS、V₂S₅和Sm₂S₃的摩尔比为(2-2x):2:x，其中MeS为硫化镁、硫化钙、硫化锶或硫化钡。

优选地，x的取值为0.03。

优选地，烧结温度为1250℃。

优选地，将磁控溅射镀膜设备的真空抽至5.0×10^-4Pa。

优选地，基靶间距为60mm。

优选地，衬底温度为500℃。

优选地，氧气流量为20sccm。

优选地，工作压强为3Pa。

优选地，激光能量为150W。

优选地，发光薄膜的厚度为40～400nm。

第三方面，本发明提供了一种薄膜电致发光器件，该薄膜电致发光器件包括衬底、阳极、发光层和阴极，所述发光层为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Me_2-xV₂S₇：xSm³⁺，其中Me为锌、镁、钙、锶或钡，x的取值范围为0.01～0.05。

优选地，x的取值为0.03。

第四方面，本发明提供了一种薄膜电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：