[发明专利]钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料、制备方法及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料、其制备方法、钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜、其制备方法、薄膜电致发光器件及其制备方法。

【背景技术】

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。但是，可应用于薄膜电致发光显示器的钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料，仍未见报道。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种可应用于薄膜电致发光器件的钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料、其制备方法、钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜、其制备方法、使用该钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料的薄膜电致发光器件及其制备方法。

一种钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料，其化学式为Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺，其中，x为0.01～0.05，y为0.005～0.03，Me为铝离子，镓离子，铟离子或铊离子。

一种钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

根据Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺各元素的化学计量比称取Me₂O₃，Sc₂O₃，SiO，TiO₂和MnO₂粉体并混合均匀，其中，x为0.01～0.05，y为0.005～0.03；及

将混合均匀的粉体在900℃～1300℃下烧结0.5小时～5小时即得到化学式为Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺的钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光材料，Me为铝离子，镓离子，铟离子或铊离子。

一种钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜，该钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜的材料的化学通式为Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺，其中，x为0.01～0.05，y为0.005～0.03，Me为铝离子，镓离子，铟离子或铊离子。

一种钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

根据Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺各元素的化学计量比称取Me₂O₃，Sc₂O₃，SiO，TiO₂和MnO₂粉体并混合均匀在900℃～1300℃下烧结0.5小时～5小时制成靶材，其中，x为0.01～0.05，y为0.005～0.03；

将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空度设置为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa；及

调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，磁控溅射工作压强0.2Pa～4Pa，工作气体的流量为10sccm～35sccm，衬底温度为250℃～750℃，激光能量为50W～500W，接着进行制膜，得到化学式为Me₃Sc₂Si₃O₁₂:xTi⁴⁺，yMn⁴⁺的钛锰双掺杂三族钪硅酸盐发光薄膜，Me为铝离子，镓离子，铟离子或铊离子。

所述真空腔体的真空度为5.0×10^-4Pa，基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强为2Pa，工作气体为氧气，工作气体的流量为25sccm，衬底温度为500℃，激光能量为300W。