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ZnS:Cu粉是电致发光的最佳材料。然而电致发光粉ZnS:Cu作为各种显示与发光器件的核心部分,必须经过防潮处理后才能使用,因此电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆十分重要。实验发现经典的溶胶-凝胶法无法实现电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆,其主要原因是经典的溶胶-凝胶法进行电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆过程中存在着溶胶不易吸附在微粉表面以及微粉容易粘结在一起两大难点。本文采用能够增强硅溶胶在微粉表面吸附的有机铝化合物和通过回流老化并蒸发反应器中的液体来阻止微粉粘结的方法对经典的溶胶-凝胶法进行改进,成功实现了电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆。通过TEM、XPF、FTIR等现代仪器分析方法和化学腐蚀方法证实,使用改进的溶胶-凝胶法进行电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆,可以在电致发光粉ZnS:Cu表面得到均匀、致密的氧化物薄膜,达到了透明防潮包覆电致发光粉ZnS:Cu的要求。考察了异丙醇铝的用量、硅溶胶的用量、不同的分离电致发光粉ZnS:Cu的方法、升温速率、温度、保温时间、冷却方式、包覆次数等条件对透明防潮包覆电致发光粉ZnS:Cu的影响,探讨了不同的环境温度和环境相对湿度对透明防潮处理的电致发光粉制成的电致发光器件的发光性能的影响,得到了以下的结论:
(1)异丙醇铝的用量与电致发光粉ZnS:Cu的质量之比为1:100(其中苯的体积与电致发光粉ZnS:Cu的质量比为2:1);硅溶胶的使用体积与电致发光粉ZnS:Cu的质量之比为1:10;使用蒸发反应器内的液体分离电致发光粉ZnS:Cu;热处理过程中,电炉温度设置为110℃,1小时内升温至目标温度110℃,保温时间不少于5小时,样品自然冷却;连续进行三次电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆。
(2)使用改进的溶胶-凝胶法处理的电致发光粉ZnS:Cu,其表面的包覆膜致密、均匀,防潮性能良好,光学与电学性能优异。电致发光粉ZnS:Cu表面的电容值为64.4,氧化膜光透过率为97.6%,当相对湿度低于10%时光强保留为93.7%。
使用改进的溶胶-凝胶法实现了电致发光粉ZnS:Cu的透明防潮包覆,而且形成的防潮膜具有优异的光学与电学性能。