锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件技术

本发明专利技术属于光电材料领域，其公开了一种锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件；该发光薄膜的其化学通式为:Me1-x-yGe2O2N2:xMn4+,yTi4+；其中，Me1-x-yGe2O2N2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0.005～0.03。锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其电致发光谱（EL）中，在646nm位置有很强的发光峰。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于光电材料领域，其公开了一种锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件；该发光薄膜的其化学通式为:Me1-x-yGe2O2N2:xMn4+,yTi4+；其中，Me1-x-yGe2O2N2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0.005～0.03。锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其电致发光谱（EL）中，在646nm位置有很强的发光峰。【专利说明】锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件
本专利技术涉及光电材料领域，尤其涉及一种锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法。本专利技术还涉及一种使用该发光薄膜作为发光层的电致发光器件。
技术介绍
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。以ZnS =Mn为发光层的单色TFELD已发展成熟并已实现商业化。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。 在发光体系材料中，稀土离子掺杂锗酸盐类荧光粉已经得到深入的研究，能够得到良好的红光到蓝光的激发。同时，由于加入适量的氮化物可以使其化学稳定性和热稳定性提高，并且可得到较大范围变化的激发波长，于是含氮的锗酸盐作为发光材料的基质俞之热门。但是，把该类材料做成发光薄膜，及未见报道。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜。 本专利技术的技术方案如下: 本专利技术提供的锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其化学通式为:Mei_x_yGe202N2:xMn4+，yTi4+ ;其中，Me^Ge2O2N2是基质，Mn4+和Ti4+分别是激活光离子和敏化离子，Mn4+为发光薄膜主要的发光中心，X的取值0.01~0.05，优选0.03，y的取值范围为0.005~0.03，优选0.01，Me选自Mg，Ca，Sr或Ba元素；Mn4+激发630nm附近的红光辐射，而Ti4+是作为敏化离子，把基质的辐射能量传递到Mn4+上。 本专利技术还提供上述锰钛共掺杂氮锗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: (I )、陶瓷靶材的制备:分别称取MeO，GeO2, Ge3N4, MnO2和T12粉体，均匀混合后，在900~1300°C下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO, GeO2, Ge3N4, MnO2和T12的摩尔比为Ι-χ-y:0.5:0.5:x:y ； 优选，对陶瓷靶材进行切割，其规格为Φ50X 2mm ;烧结温度优选1250°C。 (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1.0X 10_1(IPa~1.0X 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5.0X 10_4Pa。 (3)、设置镀膜工艺参数:设置基靶间距为50~90mm，衬底温度为350°C~750°C，过程中通入流量为15~30sccm、体积比为85~99:1~15的氩气与氢气混合工作气体，工作压强为0.2~4.5Pa ;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0.0IPa真空炉中500~800°C下退火处理I~3h ;随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:Me1^Ge2O2N2: xMn4+，yTi4+ ;其中，MenyGe2O2N2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0.005~0.03 ;其中，沉积薄膜的过程通入一定量的氢气，可以使薄膜产生键合氢，与薄膜中的一些悬挂键结合，这样就是降低了无辐射复合中心的密度，最终达到增大发光强度的作用。 优选，镀膜工艺参数为:基靶间距为70mm，衬底温度为500°C，过程中通入流量为20SCCm、体积比为95:5的氩气与氢气混合工作气体，工作压强为1.0Pa，退火温度为600°C，退火时间为2h ;以及X的取值为0.03，y的取值为0.01。 本专利技术还提供一种电致发光器件，包括玻璃衬底、ITO阳极、发光薄膜层以及阴极层，其中，所述发光薄膜为锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其化学通式为 IMe1^yGe2O2N2IxMn4+, yTi4+ ;其中，Mei_x_yGe202N2 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0.005~0.03。 电致发光器件的制备工艺如下: (I)、陶瓷靶材的制备:分别称取MeO，GeO2, Ge3N4, MnO2和T12粉体，均匀混合后，在900~1300°C下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO, GeO2, Ge3N4, MnO2和T12的摩尔比为Ι-χ-y:0.5:0.5:x:y ； (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1.0X 10_1(IPa~1.0X 10_5Pa ； (3)、设置镀膜工艺参数:设置基靶间距为50~90mm，衬底温度为350°C~750°C，过程中通入流量为15~30sccm、体积比为85~99:1~15的氩气与氢气混合工作气体，工作压强为0.2~4.5Pa ;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0.0IPa真空炉中500~800°C下退火处理I~3h ;随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:Me1^Ge2O2N2:xMn4+，yTi4+ ;其中，MenyGe2O2N2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0.005~ 0.03 ； (4)、步骤(3)制得含发光薄膜的ITO玻璃衬底以及Ag纳米粒子移入真空蒸镀设备中，在发光薄膜表面蒸镀一层起阴极作用的Ag层； 待上述步骤完成后，制得电致发光器件。 本专利技术采用磁控溅射设备，制备锰钛共掺杂氮锗酸盐发光薄膜，得到薄膜的电致发光谱(EL)中,在646nm位置有很强的发光峰。 【专利附图】【附图说明】 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰钛共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其特征在于，其化学通式为:Me1‑x‑yGe2O2N2:xMn4+,yTi4+；其中，Me1‑x‑yGe2O2N2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0.005～0.03。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，陈吉星，王平，张娟娟，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44