[发明专利]一种钪钛酸盐发光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及无机发光材料领域，尤其涉及一种钪钛酸盐发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

与传统的发光粉制作的显示屏相比，发光薄膜在对比度、分辨率、热传导、均匀性、与基底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性。因此，作为功能材料，发光薄膜在诸如阴极射线管（CRTs)、电致发光显示（ELDs)及场发射显示（FEDs)等平板显示领域中有着广阔的应用前景。

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。然而，钪钛酸盐发光材料仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钪钛酸盐发光材料，本发明提供的钪钛酸盐发光材料优选为钪钛酸盐发光薄膜，本发明还提供了该钪钛酸盐发光材料的制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种钪钛酸盐发光材料，所述钪钛酸盐发光材料的结构式为R₂Sc₂Ti₃O₁₂：xSb³⁺,yTb³⁺，其中，R为Al,Ga,In或Tl，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.005～0.03。

所述钪钛酸盐发光材料，R₂Sc₂Ti₃O₁₂为基质，Sb³⁺和Tb³⁺为激活元素，R₂Sc₂Ti₃O₁₂基质材料的禁带宽度为3.3eV，禁带宽，可以有效的防止高场离化和弛豫；还具有较高的热学和力学稳定性，以及良好的光学透明性和较低的声子能量，为发光离子提供了优良的晶场；此外，R₂Sc₂Ti₃O₁₂基质材料具有很高的场输运性能，可以将吸收的能量传递给发光中心，使其发光。

Sb³⁺和Tb³⁺掺杂进入基质材料中Sc³⁺的晶格位置，构成发光中心；Sb³⁺是典型的可能具有高亮度宽带发射的s²构型发光离子；Tb³⁺的发射光谱由蓝光发射和绿光发射两部分组成，基质吸收激发能后，将能量有效的传递给Tb³⁺，使Tb³⁺从基态跃迁到相应的激发态，然后Tb³⁺又通过与周围晶格作用，快速弛豫到⁵D₃能级，可发生⁵D₃→⁷F_j辐射跃迁（即蓝光发射），490nm的谱峰对应⁵D₃→⁷F₃；此外，在体系中通过Tb³⁺-Tb³⁺之间的交叉弛豫或高能多声子过程弛豫Tb³⁺也可以到达⁵D₄激发态，然后发生⁵D₄→⁷F_j的辐射跃迁（即绿光发射），580nm的谱峰对应于⁵D₄→⁷F₄跃迁；另一方面，Sb³⁺与Tb³⁺之间存在着较大的光谱重叠，Tb³⁺蓝光区域的激发峰包含在Sb³⁺的发射峰内，这一现象为将能量由Sb³⁺传递给Tb³⁺提供了可能。

优选地，所述钪钛酸盐发光材料的结构式中x的取值为0.03，y的取值为0.01。

第二方面，本发明提供了一种钪钛酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：