[发明专利]一种镓锑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，尤其涉及一种镓锑酸盐发光薄膜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，镓锑酸盐发光薄膜仍未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种镓锑酸盐发光材料，本发明提供的镓锑酸盐发光材料优选为镓锑酸盐发光薄膜，本发明还提供了该镓锑酸盐发光材料的制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种镓锑酸盐发光材料，结构式为Me₅Ga_1-xSbO₉：xMn⁴⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08。

所述镓锑酸盐中，Me₅GaSbO₉为基质，Mn⁴⁺为激活元素，Me₅GaSbO₉基质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，从而在光电能量转换的过程中产生较少无辐射跃迁，因此，其作为光电转换材料，耗电少，光能转换率高。对于掺杂离子，过渡金属离子Mn⁴⁺具有丰富的能级和窄的发射谱线，Mn⁴⁺发生⁴T₁→⁶A₁能级之间的跃迁，辐射出520nm的绿光。

优选地，所述x的取值为0.05。

优选地，所述镓锑酸盐发光材料为发光薄膜。发光薄膜的厚度可根据实际需要制备。优选地，所述发光薄膜的厚度为80～350nm。

更优选地，所述发光薄膜的厚度为150nm。

本发明制备了锰掺杂的镓锑酸盐发光材料Me₅Ga_1-xSbO₉：xMn⁴⁺，以Me₅GaSbO₉为基质，Mn⁴⁺为激活元素，在材料中充当主要的发光中心。本发明提供的锰掺杂的镓锑酸盐发光材料Me₅Ga_1-xSbO₉：xMn⁴⁺在520nm位置附近有很强的绿光发光峰。

第二方面，本发明提供了一种镓锑酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

根据Me₅Ga_1-xSbO₉：xMn⁴⁺各元素的化学计量比提供或制备陶瓷靶材，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08；

将衬底和所述陶瓷靶材置于磁控溅射设备的真空镀膜室中，设置真空度为1.0×10^-3～1.0×10^-5Pa，衬底温度为250～750℃，所述衬底和陶瓷靶材之间的距离为45～95mm，通入10～35sccm氩气，于0.2～4Pa的压力下，采用磁控溅射的方法在所述衬底上沉积得到镓锑酸盐发光材料，其中，磁控溅射的功率为30～200W；

所述镓锑酸盐发光材料的结构式为Me₅Ga_1-xSbO₉：xMn⁴⁺，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08。

本发明采用磁控溅射的方法制备镓锑酸盐发光材料，先提供或制备陶瓷靶材，再进行磁控溅射沉积得到发光材料。

优选地，所述提供或制备陶瓷靶材的步骤包括：

按10∶(1-x)∶1∶2x的摩尔比分别称取MeO，Ga₂O₃，Sb₂O₅和MnO₂粉体，其中，Me为Mg、Ca、Sr或Ba，x的取值范围为0.01～0.08；