一種鎵銻酸鹽發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機發(fā)光材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鎵銻酸鹽發(fā)光薄膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)的發(fā)光粉制作的顯示屏相比，發(fā)光薄膜在對比度、分辨率、熱傳導(dǎo)、均勻性、與基底的附著性、釋氣速率等方面都顯示出較強的優(yōu)越性。因此，作為功能材料，發(fā)光薄膜在諸如陰極射線管(CRTs)、電致發(fā)光顯示(ELDs)及場發(fā)射顯示(FEDs)等平板顯示領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]薄膜電致發(fā)光顯示器(TFELD)由于其主動發(fā)光、全固體化、耐沖擊、反應(yīng)快、視角大、適用溫度寬、工序簡單等優(yōu)點，已引起了廣泛的關(guān)注，且發(fā)展迅速。目前，研究彩色及至全色TFELD，開發(fā)多波段發(fā)光的材料，是該課題的發(fā)展方向。然而，鎵銻酸鹽發(fā)光薄膜仍未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鎵銻酸鹽發(fā)光材料，本發(fā)明提供的鎵銻酸鹽發(fā)光材料優(yōu)選為鎵銻酸鹽發(fā)光薄膜，本發(fā)明還提供了該鎵銻酸鹽發(fā)光材料的制備方法和應(yīng)用。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種鎵鋪酸鹽發(fā)光材料，結(jié)構(gòu)式為Me5GahSbO9:xMn4+,其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范圍為0.01?0.08。
[0006]所述鎵銻酸鹽中，Me5GaSbO9為基質(zhì)，Mn4+為激活元素，Me5GaSbO9基質(zhì)具有較高的熱學(xué)和力學(xué)穩(wěn)定性，以及良好的光學(xué)透明性和較低的聲子能量，為發(fā)光離子提供了優(yōu)良的晶場，從而在光電能量轉(zhuǎn)換的過程中產(chǎn)生較少無輻射躍遷，因此，其作為光電轉(zhuǎn)換材料，耗電少，光能轉(zhuǎn)換率高。對于摻雜離子，過渡金屬離子Mn4+具有豐富的能級和窄的發(fā)射譜線，Mn4+發(fā)生4T1 — 6A1能級之間的躍遷,福射出520nm的綠光。
[0007]優(yōu)選地，所述X的取值為0.05。
[0008]優(yōu)選地，所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料為發(fā)光薄膜。發(fā)光薄膜的厚度可根據(jù)實際需要制備。優(yōu)選地，所述發(fā)光薄膜的厚度為80?350nm。
[0009]更優(yōu)選地,所述發(fā)光薄膜的厚度為150nm。
[0010]本發(fā)明制備了錳摻雜的鎵銻酸鹽發(fā)光材料Me5GahSbO9:xMn4+,以Me5GaSbO9為基質(zhì)，Mn4+為激活元素，在材料中充當(dāng)主要的發(fā)光中心。本發(fā)明提供的錳摻雜的鎵銻酸鹽發(fā)光材料Me5GahSbO9:xMn4+在520nm位置附近有很強的綠光發(fā)光峰。
[0011]第二方面，本發(fā)明提供了一種鎵銻酸鹽發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0012]根據(jù)Me5GahSbO9=XMn4+各元素的化學(xué)計量比提供或制備陶瓷靶材，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba, x的取值范圍為0.01?0.08 ;
[0013]將襯底和所述陶瓷靶材置于磁控濺射設(shè)備的真空鍍膜室中，設(shè)置真空度為1.ΟΧΙΟ—3?1.0X10_5Pa，襯底溫度為250?750°C，所述襯底和陶瓷靶材之間的距離為45?95mm,通入10?35sccm IS氣，于0.2?4Pa的壓力下,采用磁控派射的方法在所述襯底上沉積得到鎵銻酸鹽發(fā)光材料，其中，磁控濺射的功率為30?200W ；
[0014]所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)式為Me5Ga^SbO9:xMn4+，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba，X的取值范圍為0.01?0.08。
[0015]本發(fā)明采用磁控濺射的方法制備鎵銻酸鹽發(fā)光材料，先提供或制備陶瓷靶材，再進行磁控濺射沉積得到發(fā)光材料。
[0016]優(yōu)選地，所述提供或制備陶瓷靶材的步驟包括:
[0017]按10: (Ι-x): I: 2x的摩爾比分別稱取MeO，Ga2O3, Sb2O5和MnO2粉體，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba, x的取值范圍為0.01?0.08 ;
[0018]將上述稱取的粉體混合均勻后置入煅燒裝置中，于900?1300°C下煅燒0.5?3小時，獲得塊狀陶瓷靶材。
[0019]進一步優(yōu)選地，將所述粉體混合均勻后置入煅燒裝置中進行煅燒的過程中，所述煅燒溫度為1250°C，煅燒時間為1.5。
[0020]優(yōu)選地，所述獲得的塊狀陶瓷靶材的大小為Φ50X2mm。
[0021]優(yōu)選地，所述X的取值為0.05。
[0022]優(yōu)選地，所述磁控濺射設(shè)備的真空鍍膜室的真空度為5.0X 10_4Pa。
[0023]優(yōu)選地，所述襯底為玻璃。
[0024]優(yōu)選地，所述襯底的溫度為500°C。
[0025]優(yōu)選地，所述襯底和陶瓷靶材之間的距離為60mm。
[0026]優(yōu)選地，所述在襯底上沉積得到所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料的過程中，真空鍍膜室內(nèi)的壓力為2Pa。
[0027]優(yōu)選地,所述磁控濺射的功率為120W。
[0028]優(yōu)選地，所述沉積的時間為10?30min。
[0029]優(yōu)選地,所述気氣的流量為25sccm。
[0030]上述制備的鎵銻酸鹽發(fā)光材料為發(fā)光薄膜。發(fā)光薄膜可根據(jù)實際需要制備不同的厚度。優(yōu)選地，所述發(fā)光薄膜的厚度為80?350nm。
[0031]更優(yōu)選地,所述發(fā)光薄膜的厚度為150nm。
[0032]優(yōu)選地，所述在襯底上沉積得到鎵銻酸鹽發(fā)光材料的過程中，包括對所得鎵銻酸鹽發(fā)光材料的退火處理，所述退火處理的方式為:在襯底上沉積鎵銻酸鹽發(fā)光材料后，調(diào)整真空鍍膜室內(nèi)的壓強為0.001?0.1Pa，在氬氣氣氛下，500?800°C下退火處理I?3小時。
[0033]優(yōu)選地，退火溫度為600°C。優(yōu)選地，退火時間為2小時。
[0034]第三方面，本發(fā)明提供了一種薄膜電致發(fā)光器件，該薄膜電致發(fā)光器件包括襯底、陽極、發(fā)光層和陰極，所述發(fā)光層的材質(zhì)為鎵銻酸鹽發(fā)光材料，所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)式為 Me5Ga1^xSbO9:xMn4+，其中，Me 為 Mg、Ca、Sr 或 Ba，x 的取值范圍為 0.01 ?0.08。
[0035]優(yōu)選地，所述X的取值為0.05。
[0036]優(yōu)選地，所述襯底為玻璃。優(yōu)選地，所述陽極為ITO薄膜。優(yōu)選地，所述陰極的材質(zhì)為銀。
[0037]所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料為發(fā)光薄膜。發(fā)光薄膜的厚度可根據(jù)實際需要制備。優(yōu)選地，所述發(fā)光薄膜的厚度為80?350nm。
[0038]更優(yōu)選地，所述發(fā)光薄膜的厚度為150nm。
[0039]第四方面，本發(fā)明提供了一種薄膜電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟:
[0040]根據(jù)Me5GahSbO9=XMn4+各元素的化學(xué)計量比提供或制備陶瓷靶材，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba, x的取值范圍為0.01?0.08 ;
[0041]將襯底和所述陶瓷靶材置于磁控濺射設(shè)備的真空鍍膜室中，設(shè)置真空度為Ι.ΟΧΙΟ—3?1.0X10_5Pa，襯底溫度為250?750°C，所述襯底和陶瓷靶材之間的距離為45?95mm,通入10?35sccm IS氣，于0.2?4Pa的壓力下,采用磁控派射的方法在所述襯底上沉積得到鎵銻酸鹽發(fā)光材料，其中，磁控濺射的功率為30?200W ；
[0042]所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)式為Me5GahSbO9:xMn4+，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba，X的取值范圍為0.01?0.08 ;
[0043]再在所述鎵銻酸鹽發(fā)光材料上蒸鍍陰極，得到薄膜電致發(fā)光器件。
[0044]優(yōu)選地，所述提供或制備陶瓷靶材的步驟包括:
[0045]按10: (Ι-x): I: 2x的摩爾比分別稱取MeO，Ga2O3, Sb2O5和MnO2粉體，其中，Me為Mg、Ca、Sr或Ba, x的取值范圍為0.01?0.08 ;
[0046]將上述稱取的粉體混合均勻后置入煅燒裝置中，于900?1300°C下煅燒0.5?3小時，獲得塊狀陶瓷靶材。
[0047]進一步優(yōu)選地，將所述粉體混合均勻后置入煅燒裝置中進行煅燒的過程中，所述煅燒溫度為1250°C，煅燒時間為1.5h。
[0048]優(yōu)選地，所述獲得的塊狀陶瓷靶材的大小為Φ50X2mm。
[0049]優(yōu)選地，所述X的取值為0.05。
[0050]優(yōu)選地，所述磁控濺射設(shè)備的真空鍍膜室的真空度為50X 10_4Pa。
[0051]優(yōu)選地，所述襯底為玻璃。
[0052]優(yōu)選地，所述襯底的溫度為500°C。<