CN1632052A - 一种发光薄膜及其制备方法与用途 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种发光薄膜及其制备方法与用途。发光薄膜其化学表达式为：Y3(1－x－y)(AlzGa(1－z))5O12∶Tb3x，A3y其中，0.0001＜x≤0.3；0.0001＜y≤0.3；0≤z≤1；A＝Gd，Ce，Nd，Tm，Pr或其中两种元素的混合。其制备方法为，根据需要烧制靶材料，采用电子束蒸发镀膜***在经过清洗的衬底上生长发光薄膜，生长的时间由生长速度与厚度决定。最后将薄膜放入程序升温炉中，以100℃/h的温度加热到500－700℃，并且保留2－3小时。采用本方法制备的发光薄膜表面均匀、致密无开裂。薄膜颗粒大小均匀，而且薄膜的厚度可以控制，薄膜的发光性能优良。
Description
【技术领域】
本发明涉及发光物理材料与显示技术，尤其是一种发光薄膜及其制备方法与用途。
【技术背景】
发光材料制成的显示屏在阴极射线管、电致发光以及场发射显示器件中起着十分重要的作用。目前将发光粉末制成的显示屏应用于场发射显示器存在着诸多障碍。由于颗粒之间的接触电阻，导致屏的电导率不高。此外，颗粒之间以及颗粒与衬底之间的附着力问题，也是难以克服的。同时，这种方法制备的屏表面粗糙，致密及均匀性差，容易造成光的反射且稳定性不好，分辨力也较低。因此，制备性能优良的发光薄膜成为这一领域研究的一个重要方向。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决现有技术中的问题，而提供一种发光性能优良的发光薄膜，以及该发光薄膜的制备方法与用途。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是提供一种发光薄膜，其特征在于它的化学表达式为：
Y3(1-x-y)(AlzGa(1-z))5O12∶Tb3x，A3y
其中：0.0001＜x≤0.3；
0.0001＜y≤0.3；
0≤z≤1；
A＝Gd或Ce、Nd、Tm、Pr，或其中任两种元素的混合。
本发明制备发光薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将原料按照化学计量比混合并充分研磨，采用固态反应，在1400-1600℃高温下灼烧2小时，获得靶材料；靶材料经过压制成形，然后经600-800℃烧结2小时，制成直径为3mm的电子束蒸发靶；
2)采用电子束蒸发镀膜***，将衬底表面清洗后经掩模遮盖，装于旋转架上，放入电子束蒸发镀膜***的反应室中，将电子束蒸发靶装入坩埚内；反应室真空度至少抽到10-5Torr，然后加热衬底，使衬底温度为100-400℃；确定真空度、基底温度，打开电子枪电源，进行蒸发；
3)将通过电子束蒸发制备的薄膜放入程序升温炉中，以100℃/h的温度加热到500-700℃，并且保留2-3小时。
本发明发光薄膜的用途，其特征在于发光薄膜应用于制作场发射显示器的显示屏。
本发明制备的发光薄膜表面均匀、致密无开裂。薄膜颗粒大小均匀，而且薄膜的厚度可以控制。薄膜的发光性能优良。应用该发光薄膜制成的屏不但能够克服现有技术的缺点，而且还具有热稳定性高、放气率小、附着力强、表面平整度高等优点。
【具体实施方式】
本发明发光薄膜的化学表达式为：(按摩尔比)
Y3(1-x-y)(AlzGa(1-z))5O12∶Tb3x，A3y
其中：0.0001＜x≤0.3；
0.0001＜y≤0.3；
0≤z≤1；
A可以是Gd或Ce、Nd、Tm、Pr，也可以是其中任两种元素的组合。
本发明中所使用的原料，选用纯度为99.99％的Y2O3，Tb2O3，Ga2O3，Al2O3，Gd2O3，Ce2O3，Nd2O3，Tm2O3，Pr2O3。溶剂为水或乙醇。
在该薄膜Y3(1-x-y)(AlzGa(1-z))5O12∶Tb3x，A3y化学表达式中，x，y，z的数值也可以是在以下范围：
0.0001＜x≤0.1；
0.0001＜y≤0.1；
0≤z≤1。
或者x，y，z的数值在以下范围：
0.1＜x≤0.3；
0.1＜y≤0.3；
0≤z≤1。
比较好的发光薄膜可以用以下化学表达式表达为：
(1)Y2.88(Al0.9Ga0.1)5O12∶Tb0.09，Gd0.03
(2)Y2.4(Al0.6Ga0.4)5O12∶Tb0.3，Gd0.3
发光薄膜的具体实施例还可以按下列表中的数据确定：
| X | Y | Z | A＝ | |
| 1 | 0.03， | 0.01 | 0.9 | Gd |
| 2 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | Gd |
| 3 | 0.05 | 0.05 | 0.8 | Gd和Tm |
| 4 | 0.2 | 0.2 | 0.7 | Tm和Nd |
| 5 | 0.3 | 0.3 | 0.6 | Gd |
| 6 | 0.003 | 0.009 | 0.5 | Gd |
| 7 | 0.06 | 0.15 | 0.7 | Gd |
| 8 | 0.19 | 0.006 | 0.82 | Gd |
| 9 | 0.22 | 0.21 | 0.56 | Gd |
| 10 | 0.069 | 0.25 | 0.64 | Gd |
本发明发光薄膜的制备：
按照化学计量比，将前述发光薄膜实施例配方中的Y2O3，Tb2O3，Ga2O3，Al2O3，Gd2O3等混合，并充分研磨，采用固态反应，在1500℃高温下灼烧2小时，获得靶材料，靶材料经过压制成形，然后经700℃烧结2小时，制成直径为3mm的电子束蒸发靶。采用电子束蒸发镀膜***制备，选择ITO玻璃作为衬底，将衬底表面清洗后经掩模遮盖，装于旋转架上，放入电子束蒸发镀膜***的反应室中，将电子束蒸发靶装入选定的坩埚内。反应室真空度抽到10-5Torr，然后加热衬底，使衬底温度为200℃，在确定真空度、温度在正常工作范围内、基底温度达到预定值的前提下，打开电子枪电源，进行蒸发。具体生长的时间由生长速度与厚度决定，本实施例的生长速度设定为5/s，薄膜的厚度为200nm。将电子束蒸发制备的薄膜放入程序升温炉中，以100℃/h的温度加热到600℃，并且保留3小时。即可得到表面均匀、致密无开裂，薄膜颗粒大小均匀的发光薄膜。
发光薄膜的衬底材料除采用ITO玻璃外，还可以采用硅、蓝宝石或玻璃等。
在电子束蒸发制备薄膜时，加热衬底，优选温度为200-300℃。
Claims (7)
1.一种发光薄膜，其特征在于其化学表达式为：
Y3(1-x-y)(AlzGa(1-z))5O12:Tb3x，A3y
其中：0.0001＜x≤0.3；
0.0001＜y≤0.3；
0≤z≤1；
A＝Gd或Ce、Nd、Tm、Pr，或其中任两种元素的混合。
2.按照权利要求1所述的薄膜，其特征在于所说的
0.0001＜x≤0.1；
0.0001＜y≤0.1；
0≤z≤1。
3.按照权利要求1所述的薄膜，其特征在于所说的
0.1＜x≤0.3；
0.1＜y≤0.3；
0≤z≤1。
4.按照权利要求3所述的薄膜，其特征在于其化学表达式为：
Y2.88(Al0.9Ga0.1)5O12:Tb0.09，Gd0.03
5.按照权利要求2所述的薄膜，其特征在于化学表达式为：
Y2.4(Al0.6Ga0.4)5O12:Tb0.3，Gd0.3
6.一种专用于制备权利要求1发光薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将原料按照化学计量比混合并充分研磨，采用固态反应，在1400-1600℃高温下灼烧2小时，获得靶材料；靶材料经过压制成形，然后经600-800℃烧结2小时，制成直径为3mm的电子束蒸发靶；
2)采用电子束蒸发镀膜***，将衬底表面清洗后经掩模遮盖，装于旋转架上，放入电子束蒸发镀膜***的反应室中，将电子束蒸发靶装入坩埚内；反应室真空度至少抽到10-5Torr，然后加热衬底，使衬底温度为100-400℃；确定真空度、基底温度，打开电子枪电源，进行蒸发；
3)将通过电子束蒸发制备的薄膜放入程序升温炉中，以100℃/h的温度加热到500-700℃，并且保留2-3小时。
7.一种权利要求1发光薄膜的用途，其特征在于发光薄膜应用于场发射显示器的显示屏。
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