[发明专利]薄膜发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种薄膜发光材料及其制备方法，所述薄膜发光材料的组成为Y_1‑xTb_xBO₃、Y_1‑xCe_xBO₃、Y_0.90‑xLi_xBO_3‑δ:Tb_0.10或Y_0.90‑2xLi_xMg_xBO_3‑δ:Ce_0.10。本发明通过溶胶‑凝胶法以及改进硼酸钇和掺杂金属离子的比例，制备获得了结晶度高、发光性能良好的薄膜材料，具备设备简单、工艺简易、成本低、反应温度低以及化学成分易于控制的优势。

技术领域

本发明属于薄膜发光材料制备领域，特别是涉及了掺杂有Eu，Tb以及Ce的硼酸钇材料的制备，具体涉及了具有特定形貌的薄膜发光材料，以及通过溶胶凝胶法制备具有特定形貌的薄膜发光材料的方法。

背景技术

传统的荧光灯主要包括氦和氙等惰性气体的混合物，并含有少量的汞蒸气，而当其发生爆破时会释放出汞蒸气，不利于环保。众多研究集中与大带隙材料合并低浓度金属离子，以满足真空紫外(VUV)激发荧光材料通过氙气放电在等离子体显示面板和无汞荧光灯中的应用。而近几年稀土元素掺杂的纳米晶荧光材料越来越得到广泛的重视，优异的基体材料对于稀土离子作用下的发光性能有重要的影响，而硼酸盐基体以其高透明度、低熔点、高化学稳定性、较低的异常光损伤阈值以及稀土离子在其中有着高溶解度成为一种优异的发光基体材料。在硼酸盐基体系列中，YBO₃是一种最为优异的发光基体材料，在Eu³⁺掺杂的YBO₃红色发光材料现已广泛应用于等离子面板中，但是由于Eu³⁺掺杂的YBO₃红色发光材料的色纯度和发光效率的问题，其使用效果还不令人满意。氧化硼的挥发性很高，在800℃的时候氧化硼的蒸汽压已经非常高，所以在蒸发或热处理过程中容易产生硼的缺乏。为了防止这一现象的发生，一般在制备过程中采用固相法、喷雾热解法等都加入过量的硼，固相法广泛应用于荧光材料的合成，但是这种方法制备出的材料均匀性较差，而且需要较高的煅烧温度。另外，在固相反应过程中扩散速度慢，一般需要添加使用助溶剂，比如B(Ⅲ)离子等，以减小合成温度。

YBO₃:Tb³⁺荧光材料被认为是在PDPs领域中最有潜力的绿色荧光材料，在真空紫外光(VUV)范围内有一个很强的吸收带，而且在VUV激发下其发光强度与商业所用的绿色发光峰一致。因此对YBO₃:Tb³⁺荧光材料的制备和光学性能的研究具有重要的意义。YBO₃:Tb³⁺荧光材料的制备方法有固态反应法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、水热法。虽然溶胶-凝胶法制备YBO₃:Tb³⁺荧光材料的研究已有报道，然而具备高发光强度的可调控材料却鲜有报道。