[发明专利]锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种使用该发光薄膜作为发光层的电致发光器件。

背景技术

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。

铟硅酸盐类发光材料是作为LED荧光粉的热门研究材料。紫外激发蓝色荧光粉已经可以作为商用的产品，并在不断的改善研发中。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜。

本发明的技术方案如下:

本发明提供的锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜，其化学通式为:MeIn₂Si₂O₈:xMn⁴⁺,yTi⁴⁺；其中，MeIn₂Si₂O₈是基质，Mn⁴⁺和Ti⁴⁺分别是激活光离子和敏化离子，Mn⁴⁺在薄膜中充当主要的发光中心，x的取值0.01～0.05，优选0.02，y的取值范围为0.01～0.08，优选0.04，Me选自Mg，Ca，Sr或Ba元素。

本发明还提供上述锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜的制备方法，其利用磁控溅射设备来制备，工艺步骤如下:

（1）、陶瓷靶材的制备:分别称取MeO，In₂O₃，SiO₂，MnO₂和TiO₂粉体，均匀混合后，在900～1300℃下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO，In₂O₃，SiO₂，MnO₂和TiO₂的摩尔比为1:1:2:x:y；

优选，对陶瓷靶材进行切割，其规格为Φ50×2mm；烧结温度优选1250℃。

（2）、将制得的陶瓷靶材和ITO玻璃衬底装入镀膜设备的腔体中，密封腔体后，对腔体进行抽真空处理，控制腔体真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa；

优选，ITO玻璃衬底在放入腔体前需清洗处理:先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ITO的玻璃衬底，并用对其进行氧等离子处理，然后再放入真空腔体中；

抽真空处理是采用机械泵和分子泵把腔体进行的；腔体真空度为5.0×10^-4Pa。

（3）、设置镀膜工艺参数:设置基靶间距为45～95mm，衬底温度为250℃～750℃，过程中通入流量为10～35sccm的氩气工作气体，工作压强为0.2～4Pa；待工艺参数设置完成后，进行镀膜处理，得到样品，随后将样品置于0.01Pa真空炉中500～800℃下退火处理1～3h；随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得锰钛共掺杂铟硅酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:MeIn₂Si₂O₈:xMn⁴⁺,yTi⁴⁺；其中，MeIn₂Si₂O₈是基质，Mn⁴⁺和Ti⁴⁺分别是激活光离子和敏化离子，Mn⁴⁺为发光薄膜的发光中心，Me选自Mg，Ca，Sr或Ba元素，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08；

优选，镀膜工艺参数为:基靶间距为60mm，衬底温度为500℃，过程中通入流量为20sccm的氩气工作气体，工作压强为3Pa,退火温度为600℃，退火时间为2h；以及x的取值为0.02，y的取值为0.04。