一种发光薄膜、其制备方法和应用技术

本发明专利技术适用于半导体光电材料技术领域，提供了一种发光薄膜、其制备方法和应用。该发光薄膜，包括LiAlO2:Ti4+，Mn4+；该Mn4+摩尔百分含量为0.006％-0.069％，该Ti4+摩尔百分含量为0.013％-0.125％。本发明专利技术的发光薄膜，通过使用铝酸锂作为发光、使用钛离子和锰离子作为发光中心，实现了发光薄膜在蓝绿光范围内的有效发光。本发明专利技术制备方法，操作简单、成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光电材料，尤其涉及一种发光薄膜、其制备方法和应用。
技术介绍
铝酸锂在自然界中具有3种晶型a-LiA102(六方)，@-LiAlO2 (单斜)，Y-LiAlO2(四方)。其中Y-LiAlO2具有稳定的化学性能、热性能和低辐射性能，因此可以用来作为熔融反应堆的固态超重氢增殖层材料。在铝酸锂中掺杂过渡金属离子Fe，Mn，Co，以及稀土离子Eu，Ce等等，制备成铝酸锂基的荧光粉，已经研究的比较深入；但是，将铝酸锂应用于发光薄膜中却没有见于报道；而且，目前的发光薄 膜的发光效率不高，不能满足高亮度发光器件的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种发光效率高的发光薄膜。本专利技术是这样实现的，本专利技术实施例提供一种发光薄膜，包括LiAlO2: Ti4+，Mn4+ ;该Mn4+摩尔百分含量为0. 006% -0. 069%，该 Ti4+摩尔百分含量为 0. 013% -0. 125%。以及，上述发光薄膜制备方法，包括如下步骤将三氧化招、氧化锂、二氧化钛及二氧化猛混合,烧结形成派射祀材,其中，氧化锂的质量百分含量为18% -25%、二氧化钛的质量百分含量为1% -10%、二氧化猛的质量百分含量为0. 5% _6%，余量为三氧化二铝；以氢气和惰性气体的混合气体为工作气体，将该溅射靶材利用磁控溅射成膜，得到发光薄膜前体；将该发光薄膜前体进行退火处理，得到发光薄膜。本专利技术实施例进一步提供上述发光薄膜在阴极射线管、电致发光显示器件或场发射器件中的应用。本专利技术实施例的发光薄膜，通过使用铝酸锂作为发光基质、使用钛离子和锰离子作为激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心，没有使用有毒或稀土和贵金属，实现了发光薄膜在蓝绿光范围内的有效发光。本专利技术实施例制备方法，操作简单、成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。附图说明图I是本专利技术实施例发光薄膜发光光谱图；图2是本专利技术实施例I制备的发光薄膜的X射线衍射图；图3是应用本专利技术实施例发光薄膜的电致发光器件结构图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种发光薄膜，包括LiAlO2: Ti4+，Mn4+ ;该Mn4+摩尔百分含量为0.006% -0. 069%，该 Ti4+摩尔百分含量为 0. 013% -0. 125%。具体地，本专利技术实施例发光薄膜用化学式表示该发光薄膜的组成为LiA1 02:Ti4+，Mn4+;即在铝酸锂晶格中掺杂有锰离子和钛离子。该铝酸锂由氧化锂和三氧化二铝经过高温煅烧形成，其他没有限制。铝酸锂是本专利技术实施例发光薄膜的发光。具体地，该发光薄膜中Ti4+摩尔百分含量优选为0. 063% -0. 100%，Mn4+摩尔百分含量优选为0. 020% -0. 035%;通过使用铝酸锂作为发光基质、使用钛离子和锰离子作为激活元素，在薄膜中充当主要的发光中心实现了发光薄膜发光效率的提高，发光薄膜在蓝绿光波段范围形成一个较宽的发光带。请参阅图1，图I显示本专利技术实施例发光薄膜的发光光谱图，从图I中可以看出，发光薄膜在蓝绿光波段范围形成一个较宽的发光带，峰顶位置为520nm，在570nm和6IOnm位置也有较尖锐的发光峰。本专利技术实施例的发光薄膜，通过使用铝酸锂作为发光，通过使用钛离子和锰离子作为发光中心，实现了发光薄膜在蓝绿光范围内的有效发光。本专利技术实施例进一步提供上述发光薄膜制备方法，包括如下步骤步骤SOI，制备溅射靶材将三氧化铝、氧化锂、二氧化钛及二氧化锰混合，烧结形成溅射靶材，该氧化锂的质量百分含量为18% -25*%、二氧化钛的质量百分含量为1% -10%、该二氧化猛的质量百分含量为0. 5% _6%，余量为三氧化二铝；步骤S02，溅射以氢气和惰性气体的混合气体为工作气体，将该溅射靶材利用磁控溅射成膜，得到发光薄膜前体；步骤S03，退火处理将该发光薄膜前体进行退火处理，得到本专利技术实施例发光薄膜。具体地，本专利技术实施例制备方法中使用的氧化铝、三氧化二铝、二氧化钛及二氧化锰为粉状，氧化锂和三氧化二铝的纯度均在99. 99%以上，其他没有限制。该氧化锂的质量百分含量为18% -25%，优选为20 23%，例如22%。该二氧化钛的质量百分含量为1% -10%,优选为2 8%，例如5% ;该二氧化锰的质量百分含量为0. 5% -6%，优选2 4%，例如3% ;余量为三氧化二铝；。具体地，步骤SOl中，将氧化锂、三氧化二铝、二氧化钛及二氧化锰粉末混合均匀，在温度为900 1300°C，例如1250°C条件下烧结、形成50 X 2mm的陶瓷溅射靶材；烧结的气氛没有限制，可以为空气气氛或者惰性气氛。具体地，步骤S02中，将步骤SOl得到的陶瓷溅射靶材装入磁控溅射设备的腔体，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至I. OX 10_3Pa I. OX 10_5Pa ;调节基靶间距为50 IOOmm ;调节衬底温度为400°C 750°C ;通入氢其和惰性气体的混合气体作为工作气体，气体流量15 30sccm，该混合气体中氢气体积百分含量为I 15% ;该惰性气体没有限制，例如氩气、氦气、氮气等；调节工作压强0. 2 4. 5Pa，进行溅射处理，得到发光薄膜前体，将该发光薄膜前体在0. OlPa真空炉中退火I 3h，退火温度为500°C 800°C，得到本专利技术实施例发光薄膜。进一步，步骤S02中，真空度优选5. 0 X KT4Pa ;基靶间距优选75mm，衬底温度优选600°C,气体流量优选20sccm,该混合气体中氢气含量优选5%,工作压强优选I. OPa,退火处理时间优选2h，退火温度优选700°C。本专利技术实施例制备方法，操作简单、成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。本专利技术实施例进一步提供上述发光薄膜在阴极射线管、电致发光显示器件或场发射器件中的应用。以应用该发光薄膜的电致发光器件为例，说明上述发光光膜的应用。 请参阅图2，图2显示使用本专利技术实施例发光薄膜的电致发光器件结构，该电致发光器件包括玻璃衬底I、ITO导电膜2、发光层3及阴极4 ;其中，该ITO导电膜是该电致发光器件的阳极，发光层的材质为本专利技术实施例的发光薄膜，阴极的材质为银。该玻璃衬底和ITO导电膜一起为ITO玻璃，从市面上可以购买到。该电致发光器件的制备方法以上述导电膜制备方法为基础，其中，前述步骤S02中，使用ITO玻璃为衬底，用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗ITO玻璃衬底，并对其进行氧等离子处理，然后放进磁控溅射设备中，将发光薄膜溅射在该衬底上；然后在发光薄膜上蒸镀、形成银阴极，得到电致发光器件。以下结合具体实施例对上述电致发光器件制备方法进行详细阐述。实施例一将纯度为99. 99%的Li2O, Al2O3,MnO2和TiO2粉体均匀混合，得到混合物，按混合物总质量为IOOg计算，其中Li2O的质量百分含量为20. 9 %，Al2O3的质量百分含量为71.1%，MnO2的质量百分含量为3%，TiO2的质量百分含量为5%。将该混合物在1250°C下烧结成O 50 X 2mm的陶瓷溅射靶材，并将该陶瓷溅射靶材装入磁控溅射设备真空腔体内，用丙酮、无水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光薄膜，包括LiAlO2:Ti4+，Mn4+；所述Mn4+摩尔百分含量为0.006％？0.069％，所述Ti4+摩尔百分含量为0.013％？0.125％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，陈吉星，黄辉，
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，
类型：发明
国别省市：