发光薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种发光薄膜以及其制备方法和应用。该发光薄膜所述发光薄膜的分子表达式为Ba3MgSi2O8:Fe3+，Ce4+，所述Fe3+的摩尔百分含量为0.004％～0.063％，所述Ce4+的摩尔百分含量为0.006％～0.047％。本发明专利技术发光薄膜以Ba3MgSi2O8为基质，Fe3+、Ce4+掺杂在Ba3MgSi2O8为基质中，并共同作为激活元素和构成本发明专利技术发光薄膜的发光中心，有效的提高了该发光薄膜发光强度和发光效率。发光薄膜制备方法采用烧结的方法制备溅射靶材，并利用磁控溅射的方式制备而成，有效的提高了该发光薄膜的结构稳定性能，因而使得该发光薄膜的发光性能稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光物理材料和显示
，尤其涉及一种发光薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
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。同传统的由发光粉制成的显示屏相比，发光薄膜在对比度、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。因此制备性能良好的发光薄膜有着十分重大的意义。现有发光薄膜的制备方法包括激光诱导沉积等。这些方法除了其独特优点之外，都存在工艺比较复杂、设备比较昂贵，所制备的发光薄膜发光强度不高等局限性。例如，韩国的W. Kang等人发表了一篇有关采用脉冲激光诱导法在石英玻璃片上沉积YVO4 = Eu发光 薄膜的文章，该文中除所用YAG激光设备比较昂贵以外，工艺也比较复杂，其过程是先以Y203、Eu2O3和V2O5为原料，采用高温固相反应法于1200°C烧结20h制成YVO4 = Eu发光粉，再把￥￥04:￡11发光粉冷压成片，在12001烧结12h制成激光靶材，用激光轰击靶材使之挥发然后沉积在石英玻璃片成膜，薄膜最后还需在500°C退火24h。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术之缺陷，提供一种结构和发光性能稳定、发光强度和发光效率高的发光薄膜。以及，上述发光薄膜的制备方法和应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下—种发光薄膜，所述发光薄膜的分子表达式为Ba3MgSi2O8:Fe3+，Ce4+，所述Fe3+的摩尔百分含量为0. 004% 0. 063%，所述Ce4+的摩尔百分含量为0. 006% 0. 047%。以及，一种发光薄膜制备方法，包括如下步骤分别称取BaO、MgO、SiO2, Fe2O3和CeO2,按质量百分比各组份分别为所述BaO为20 30%、MgO 为 3 10%、Fe2O3 为 0. 3 5%、CeO2 为 I 8%，余量为 SiO2 ；将所述BaO、MgO、SiO2, Fe2O3和CeO2混合，烧结、形成溅射靶材；将所述溅射靶材利用磁控溅射形成薄膜，得到发光薄膜前体；将所述发光薄膜前体进行退火处理，得到所述发光薄膜。本专利技术进一步提供上述发光薄膜在阴极射线管或/和电致发光器件中的应用。本专利技术发光薄膜以Ba3MgSi2O8为基质，Fe3+、Ce4+掺杂在Ba3MgSi2O8基质中，并共同作为激活元素和构成本专利技术发光薄膜的发光中心，有效的提高了该发光薄膜发光强度和发光效率。本专利技术发光薄膜制备方法采用烧结的方法制备溅射靶材，并利用磁控溅射的方式制备而成，有效的提高了该发光薄膜的结构稳定性能，因而使得该发光薄膜的发光性能稳定，与此同时，该制备方法工序简单，提高了生产效率，降低了生产成本，适于工业化生产。附图说明图I是本专利技术发光薄膜制备方法工艺流程图；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是本专利技术实施例I制备的发光薄膜的光致发光的光谱图；图4是含有实施例I中制备的发光薄膜的电致发光器件结构示意图。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强度和发光效率高、结构稳定、发光性能也稳定的发光薄膜。该发光薄膜的分子表达式为Ba3MgSi2O8 = Fe3+, Ce4+，其中，Fe3+的摩尔百分含量为0. 004% 0. 063%，所述Ce4+的摩尔百分含量为0. 006% 0. 047%。上述本专利技术实施例所提供的发光薄膜以Ba3MgSi2O8为基质，Fe3+、Ce4+掺杂在Ba3MgSi2O8为基质中，并共同作为激活元素和构成本专利技术发光薄膜的发光中心，有效的提高了该发光薄膜发光强度和发光效率。具体地，本专利技术实施例发光薄膜中Fe3+的摩尔百分含量优选为0. 012 0. 038%，更优选为0. 025%。本专利技术实施例发光薄膜中Ce4+的摩尔百分含量优选为0. 015 0. 040%，更优选为 0. 029% o专利技术人通过实验发现Fe3+、Ce4+的含量比例对本专利技术实施例发光薄膜的强度有一定的影响，因此，专利技术人通过实验对比分析发现，上述Fe3+、Ce4+优选的比例含量能够进一步提高该发光薄膜的发光强度。具体的请参见实施例I和图3所示。与此同时，专利技术人在实验时还发现，提高Fe3+、Ce4+源化合物如Fe203、CeO2组分的纯度，如纯度99. 99%以上，能更进一步的该发光薄膜的发光强度，研究其原由是提高各组分的纯度，从而减少了杂质的参入与干扰。由于减少的杂质的干扰，从而保证并提高了该发光薄膜的发光强度。上述发光薄膜的厚度可以根据实际生产需要而灵活调整，本专利技术实施例对该发光薄膜的厚度没有特别的限制。本专利技术实施例还提供了上述发光薄膜的制备方法，该方法工艺流程图如图I所示SI :分别称取BaO、MgO、Si02、Fe2O3和CeO2，按质量百分比各组份分别为所述BaO为 20% 30%、Mg0 为 3% 10%、Fe203 为 0. 3% 5%、Ce02 为 1% 8%，余量为 SiO2 ；S2 :将所述BaO、MgO、SiO2, Fe2O3和CeO2混合，烧结、形成溅射靶材；S3 :将所述溅射靶材利用磁控溅射形成薄膜，得到发光薄膜前体；S4 :将所述发光薄膜前体进行退火处理，得到所述发光薄膜。具体地，上述发光薄膜制备方法的SI步骤中，BaO的质量百分含量优选24. 7%，MgO的质量百分含量优选6. 4%, BaO、MgO和SiO2纯度优选99. 99%以上，纯度高的组分能更进一步的该发光薄膜结构稳定性能和增强其发光率。Fe203、Ce02组分的优选含量与前述的相同，在此不重复阐述。其中，8&0、1%0、5102、？6203、(^02优选为粉状，该粉状能有效地使得各组分混合均匀，提高溅射靶材的稳定性。上述发光薄膜制备方法的S2步骤中，烧结的温度优选为900°C 1300°C，更优选为1200°C。时间优选为2 5小时。该优选的烧结工艺条件能有效的使得Ba0、Mg0、Si02、Fe203> CeO2各组分之间充分的发生作用，进一步提高本专利技术实施例发光薄膜的发光效率和发光强度，同时能并使得制备的陶瓷溅射靶材大小达到O50X2_的规格，从而提高磁控溅射的效率。上述发光薄膜制备方法的S3步骤中，磁控溅射的工序为S31 :提供衬底；S32 :将所述衬底与所述溅射靶材的间距调整为50mm 90mm，在真空度为I. 0 X IO-3Pa I. 0 X 10_5Pa、衬底温度为350°C 750°C、含氢气和惰性气体混合的工作气体 流量为15 30sccm、压强0. 2Pa 4. 5Pa条件下进行磁控派射。上述S31步骤中，衬底优选但不仅仅限于蓝宝石、石英玻璃或硅片等石硬质材质。在向该衬底溅射靶材之前，优选将该衬底进行前期处理，以除去衬底表面粘附的杂质，从而提高本专利技术实施例发光薄膜在衬底上的结合强度。前期处理可以是如下述实施例I中的处理方式。当然，也可以采用其他的前期处理方式，只要能达到清洁衬底的目的即可。上述S32步骤中，衬底与溅射靶材的间距优选调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光薄膜，所述发光薄膜的分子表达式为Ba3MgSi2O8:Fe3+，Ce4+，所述Fe3+的摩尔百分含量为0.004％～0.063％，所述Ce4+的摩尔百分含量为0.006％～0.047％。

【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，钟铁涛，
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：