一种钪钛酸盐发光材料及其制备方法和应用_2

文档序号:8355299阅读:来源:国知局
括;称取R203, Sc2〇3, Ti〇2,訊〇2和 化4〇7粉体均匀混合得到混合物,所述混合物在9〇(TC~130(TC下烧结形成陶瓷祀材,所述 混合物中R203, Sc2〇3, Ti〇2,訊〇2和化4〇7的摩尔比为1 :1 :3 ;X巧/4,其中,R为A1,Ga,In或 T1,X的取值范围为0. 01~0. 05, y的取值范围为0. 005~0. 03。
[004引优选地,所述混合物中R203, Sc203, Ti02,訊02和化407的摩尔比为1 :1 :3 ;0. 03 : 0. 0025,其中,R为A1,Ga,In或T1 ;所述烧结工艺采用的烧结温度为125(TC。
[0046] 优选地,步骤(a)中所述陶瓷祀材的制备方法还可W为:采用液相法制备符合祀 材组成配比的共惨杂粉体,所述粉体中可W含有可经锻烧去除的杂质元素,然后烧结得到 所述陶瓷祀材。
[0047] 优选地,步骤(a)中得到的陶瓷祀材的尺寸为〇50X2mm,致密度为98%。
[004引优选地,步骤(b)中所述衬底为钢锡氧化物玻璃(ITO)、惨氣氧化锡玻璃(FTO)、惨 铅的氧化锋(AZ0)玻璃或惨钢的氧化锋(IZ0)玻璃,更优选为IT0玻璃。
[0049] 优选地,步骤(b)中所述激光脉冲沉积过程的工艺参数为;基祀间距为45mm~ 95mm,真空度为1. 0X 10-3~1. 0X 10-中a,衬底温度为25(TC~75(TC,脉冲激光的频率为 5化~15化,脉冲激光的能量为80mJ~300mJ,W氧气为辅助气体,氧气流量为lOsccm~ 40sccm,氧压为0. 5化~5Pa〇
[0050] 更优选地,所述基祀间距为60mm。
[0051] 更优选地,所述衬底温度为50(TC。
[0052] 更优选地,所述真空度为5. 0 X 1〇-中a。
[0053] 更优选地,所述脉冲激光的频率为10化。
[0054] 更优选地,所述脉冲激光的能量为150mJ。
[00巧]更优选地,所述氧气流量为20sccm,所述氧压为3Pa〇
[0056] 优选地,步骤(C)中所述退火处理的方式为;在衬底上沉积发光材料前体后,调整 真空锻膜室内的真空度为0.0 OlPa~0.1 Pa,在50(TC~80(TC下退火处理1~3小时,其 中,退火气氛为氧气。
[0057] 更优选地,步骤(C)中所述退火处理采用的真空度为0.0 lPa,退火温度为60(TC, 退火时间为化。
[005引优选地,步骤(3 )中所述阴极为银(Ag)。
[0059] 与现有技术相比,本发明具有W下有益效果:
[0060] ( 1)本发明提供的筑铁酸盐发光材料,W RaScsTisO。为基质,訊和化为激活元 素,R2Sc2Ti3〇i2基质材料具有较高的热力学稳定性W及很高的场输运性能,为发光离子提供 了优良的晶场,因此发光效率局、見度局;
[0061] (2)本发明提供的发光材料的电致发光谱中,在490nm和580nm位置有很强的发光 峰,能够应用于薄膜电致发光显示器中;
[0062] (3)采用脉冲激光沉积法制备发光材料,具有良好的保成分性,可制备和祀材成分 一致的多元化合物薄膜,而且制备的薄膜均匀性好;
[0063] (4)采用本发明提供的发光材料制备的薄膜电致发光器件具有良好的发光特性。
【附图说明】
[0064] 图1是实施例1制备的筑铁酸盐发光材料的X畑图;
[0065] 图2是实施例1制备的筑铁酸盐发光材料的电致发光光谱图;
[0066] 图3是实施例13提供的薄膜电致发光器件的结构示意图;
[0067] 图4是实施例13提供的薄膜电致发光器件的的电压与电流和亮度关系图。
【具体实施方式】
[006引为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0069] 实施例1
[0070] -种筑铁酸盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 03訊3+,0. 02化3+,所述筑铁酸盐 发光材料的制备方法包括W下步骤:
[00川 (1)制备陶瓷祀材:按1 ;1 ;3 ;0. 03 ;0. 005的摩尔比分别称取AI2O3, Sc203, Ti02, 訊02和化407粉体,将所述粉体均匀混合后压片得到生逐,所述生逐在125(TC下烧结化,得 到规格为050X2mm的陶瓷祀材,并将该祀材置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中;
[0072] (2)WIT0玻璃为衬底,先后用丙丽、无水己醇和去离子水超声清洗5分钟,再对其 进行等离子处理后置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中,设置所述衬底和所述陶瓷祀材 的距离为60mm,用机械粟和分子粟把腔体的真空度抽到5. 0X l(T4Pa,衬底温度为50(TC,然 后通入氧气,氧气的流量为20sccm,氧压为3Pa,采用KrF气体准分子激光器为加热源,脉冲 激光的频率为10化,脉冲激光的能量为150mJ,在衬底上沉积得到发光材料前体;
[0073] (3)将所述发光材料前体在0. 01化的氧气氛围中,60(TC下退火处理化得到筑铁 酸盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 03訊3+,0. 02化3+,所述发光材料为发光薄膜,厚度 为 150nm。
[0074] 图1为实施例1制备的筑铁酸盐发光材料的XRD图,对照标准PDF卡片可W看出: 图中X射线衍射峰对应的是筑铁酸盐的特征峰,没有出现惨杂元素及杂质相关的峰,说明 样品具有单一的物相,且具有良好的结晶性质。再对样品进行X射线英光光谱分析,分析结 果表明样品中含有键元素和铺元素,结合图1中的XRD图谱可知;实施例1制备的发光材料 为键铺共惨杂的筑铁酸盐。
[00巧]图2是实施例1制备的筑铁酸盐发光材料的电致发光光谱图。由图2可知,在电 致发光光谱中,490nm和580nm位置处都有很强的发光峰,能够应用于薄膜电致发光显示器 中。
[00M] 实施例2
[0077] -种筑铁酸盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 01訊3+,0. 〇1化3+,所述筑铁酸盐 发光材料的制备方法包括W下步骤:
[007引 (1)制备陶瓷祀材:按1 ;1 ;3 ;0. 01 ;0. 0025的摩尔比分别称取AI2O3, Sc203, Ti02, 訊化和化407粉体,将所述粉体均匀混合后压片得到生逐,所述生逐在90(TC下烧结比,得到 规格为050X2mm的陶瓷祀材,并将该祀材置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中;
[0079] (2)WIT0玻璃为衬底,先后用丙丽、无水己醇和去离子水超声清洗5分钟,再对其 进行等离子处理后置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中,设置所述衬底和所述陶瓷祀材 的距离为45mm,用机械粟和分子粟把腔体的真空度抽到1. 0X l(T3Pa,衬底温度为250°C,然 后通入氧气,氧气的流量为lOsccm,氧压为0. 5Pa,采用KrF气体准分子激光器为加热源,脉 冲激光的频率为甜Z,脉冲激光的能量为80mJ,在衬底上沉积得到发光材料前体;
[0080] (3)将所述发光材料前体在0. 001化的氧气氛围中,50(TC下退火处理化得到筑铁 酸盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 01訊3+,0. 01化3+,所述发光材料为发光薄膜,厚度 为 80nm。
[00引]实施例3
[008引一种筑铁酸盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti30i2 ;0. 05訊3+,0. 03化3+,所述筑铁酸盐 发光材料的制备方法包括W下步骤:
[008引 (1)制备陶瓷祀材:按1 ;1 ;3 ;0. 05 ;0. 0075的摩尔比分别称取AI2O3, Sc203, Ti02, 訊化和化407粉体,将所述粉体均匀混合后压片得到生逐,所述生逐在1300°C下烧结化,得 到规格为050X2mm的陶瓷祀材,并将该祀材置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中;
[0084] (2)WIT0玻璃为衬底,先后用丙丽、无水己醇和去离子水超声清洗5分钟,再对其 进行等离子处理后置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中,设置所述衬底和所述陶瓷祀材 的距离为95mm,用机械粟和分子粟把腔体的真空度抽到1. 0 X 1(T中a,衬底温度为75CTC,然 后通入氧气,氧气的流量为40sccm,氧压为5Pa,采用KrF气体准分子激光器为加热源,脉冲 激光的频率为15化,脉冲激光的能量为300mJ,在衬底上沉积得到发光材料前体;
[0085] (3 )将所述发光材料前体在0.1 Pa的氧气氛围中,80(TC下退火处理比得到筑铁酸 盐发光材料,结构式为Al2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 05訊3+,0. 03化3+,所述发光材料为发光薄膜,厚度为 300nm。
[0086] 实施例4
[0087] -种筑铁酸盐发光材料,结构式为Ga2Sc2Ti3〇i2 ;〇. 03訊3+,0. 02化3+,所述筑铁酸盐 发光材料的制备方法包括W下步骤:
[008引 (1)制备陶瓷祀材:按1 ;1 ;3 ;0. 03 ;0. 005的摩尔比分别称取Ga203, Sc203, Ti02, 訊化和化407粉体,将所述粉体均匀混合后压片得到生逐,所述生逐在125(TC下烧结化,得 到规格为050X2mm的陶瓷祀材,并将该祀材置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中;
[0089] (2)WIT0玻璃为衬底,先后用丙丽、无水己醇和去离子水超声清洗5分钟,再对其 进行等离子处理后置于脉冲激光沉积设备的真空锻膜室中,设置所述衬底和所述陶瓷祀材 的距离为60mm,用机械粟和分子粟把腔体的真空度抽到5. 0 X l(T4Pa,衬底温度为50
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