[发明专利]一种铈掺杂的铝铌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，尤其涉及一种铈掺杂的铝铌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，发光材料在对比度、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，发光材料在诸如阴极射线管（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，铈掺杂的铝铌酸盐发光材料仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种铈掺杂的铝铌酸盐发光材料及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种铈掺杂的铝铌酸盐发光材料，结构式为Me₃Al₂Nb₂O₁₁：xCe³⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.1。

所述铈掺杂的铝铌酸盐中，以Me₃Al₂Nb₂O₁₁为基质，Ce³⁺是掺杂离子，Me₃Al₂Nb₂O₁₁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，因此，其作为光电转换材料，耗电少，光能转换率高。对于掺杂离子，稀土离子Ce³⁺具有丰富的能级和窄的发射谱线，外层电子受4f电子的屏蔽作用，发光峰不受基质的影响，材料辐射出611nm的红光属于Ce³⁺离子4f→5d的跃迁。

优选地，x的取值为0.06。

优选地，所述发光材料为发光薄膜，所述发光薄膜的厚度为80～300nm。

更优选地，所述发光薄膜的厚度为150nm。

本发明制备了铈掺杂的铝铌酸盐发光材料Me₃Al₂Nb₂O₁₁：xCe³⁺，以Me₃Al₂Nb₂O₁₁为基质，Ce³⁺为激活元素，在材料中充当主要的发光中心。本发明提供的铈掺杂的铝铌酸盐发光材料（Me₃Al₂Nb₂O₁₁：xCe³⁺）分别在611nm位置附近有很强的发光峰。

第二方面，本发明提供了一种铈掺杂的铝铌酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

以摩尔比为3:2:2:x的双环戊二烯碱土盐(C₅H₅)₂Me、三甲基铝TMAL、氧化二乙酰丙酮合铌NbO(acac)₂和四基庚二酮酸铈Ce(TMHD)₄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，再通入氧气，在所述衬底上沉积得到所述铈掺杂的铝铌酸盐发光材料；

所述铈掺杂的铝铌酸盐发光材料的结构式为Me₃Al₂Nb₂O₁₁：xCe³⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x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）制备铈掺杂的铝铌酸盐发光材料，以双环戊二烯碱土盐(C₅H₅)₂Me、三甲基铝TMAL、氧化二乙酰丙酮合铌NbO(acac)₂、四基庚二酮酸铈为反应源，通过沉积得到发光材料。