專利名稱：一種發(fā)光薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
顯示器件在人們的工作與生活中獲得了越來越廣泛的發(fā)展與應(yīng)用，而目前顯示器件所采用的藍(lán)色熒光材料多為硫化鋅和稀土離子激活的氧化物、硫氧化物粉體，對(duì)于硫化物熒光粉來說，發(fā)光亮度較高，具有一定的導(dǎo)電性，但在大束流電子束的轟擊下容易發(fā)生分解，減低熒光粉的發(fā)光效率；氧化物熒光粉穩(wěn)定性好，但在低壓電子束轟擊下發(fā)光效率不夠高，而且材料均為絕緣體，性能有待于改進(jìn)和提高。同時(shí)，熒光粉的涂平工藝不易控制，其和襯底的粘附性能也不夠理想，直接影響其使用壽命，稀土離子摻雜的鎵酸鹽尤其是鎵酸鑭 (LaGaO3)材料具備良好的藍(lán)光發(fā)光性能，而如何將其制成薄膜，使所制備的熒光薄膜具備良好的均勻性、穩(wěn)定性和與襯底優(yōu)良的粘附性能一直是材料化學(xué)和材料物理學(xué)領(lǐng)域中稀土發(fā)光材料研究的重要內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種發(fā)光均勻性高、穩(wěn)定性好以及與襯底具備良好粘附性能的發(fā)光薄膜。以及，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、成本低廉的發(fā)光薄膜制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種發(fā)光薄膜，所述薄膜化學(xué)成分是鑭系鎵酸鹽，所述鑭系鎵酸鹽化學(xué)式為 La1-PaO3: Ln3+x，式中χ的取值范圍為0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種。以及，一種發(fā)光薄膜制備方法，其包括如下步驟按化學(xué)式LahGaO3 :Ln3+x中元素化學(xué)計(jì)量比稱取含La、Ga和Ln的化合物，并采用溶膠-凝膠法將所述含LaWa和Ln的化合物制備成鑭系鎵酸鹽凝膠，式中χ的取值范圍為 0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種；將鑭系鎵酸鹽凝膠在玻璃基體上進(jìn)行鍍膜；將上述鍍的膜進(jìn)行燒結(jié)處理，得到所述發(fā)光薄膜。在上述發(fā)光薄膜及其制備方法中，發(fā)光薄膜成分是鑭系鎵酸鹽，增強(qiáng)了其導(dǎo)電性能，從而增強(qiáng)了其發(fā)光強(qiáng)度，與此同時(shí)，又由于該發(fā)光薄膜是先采用溶膠-凝膠技術(shù)制備配制成鑭系鎵酸鹽凝膠，使得鑭系鎵酸鹽分散均勻，再鍍膜，從而使得該鍍膜厚度均一，因此該發(fā)光薄膜還具有發(fā)光均勻性高的特性。該鍍膜經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，使得鍍膜中的鑭系鎵酸鹽成分更加穩(wěn)固，從而增強(qiáng)了該發(fā)光薄膜穩(wěn)定性能，而且使得該發(fā)光薄膜具備良好的粘附性能，另外，該發(fā)光薄膜制備方法只需控溫以及按合適比例添加各反應(yīng)物即能得到產(chǎn)物，因此，該熒光材料制備方法工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低、制備周期短、重復(fù)性好，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明實(shí)施例2中0. 20mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Iai.^feO3 = Tmatll的發(fā)光薄膜在^v電壓激發(fā)下的陰極射線發(fā)光圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例3中0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Iai.^feO3 = Tmatll的發(fā)光薄膜在^v電壓激發(fā)下的陰極射線發(fā)光圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光薄膜成分是鑭系鎵酸鹽，其化學(xué)式為L(zhǎng)ai_xGa03:Ln3+x，式中χ 的取值范圍為0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種。上述的當(dāng)Ln為兩種元素以上時(shí)，Ln優(yōu)選為Sm、Tb兩者的組合，Sm Tb的摩爾比為 0. 2 3. 0 1。上述的發(fā)光薄膜厚度為IOOnm 2 μ m。本發(fā)明實(shí)施例發(fā)光薄膜制備方法，其包括如下步驟按化學(xué)式LahGaO3 :Ln3+x中元素化學(xué)計(jì)量比稱取含La、Ga和Ln的化合物，并采用溶膠-凝膠法將所述含LaWa和Ln的化合物制備成鑭系鎵酸鹽凝膠，式中χ的取值范圍為 0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種； 將鑭系鎵酸鹽凝膠在玻璃基體上進(jìn)行鍍膜；將上述鍍的膜進(jìn)行燒結(jié)處理，得到所述發(fā)光薄膜。上述實(shí)施例方法鑭系鎵酸鹽凝膠的制備步驟中的La、Ga和Ln化合物優(yōu)選為L(zhǎng)a、Ga 和Ln的金屬氧化物、鹽酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽中的至少一種。其中Laja和Ln的金屬氧化物如 L￡i203、G￡i203、Tm203、Sm203、TId2O3,鹽酸鹽類如 LaCl3、GaCl3、TmCl3、TbCl3、SmCl3，硝酸鹽類如 La (NO3) 3、Ga (NO3) 3、Tm (NO3) 3、Tb (NO3) 3、Sm (NO3) 3，碳酸鹽類如 La3+、Ga3+、Tm3+、Tb3+、 Sm3+的碳酸鹽，草酸鹽類如La3+、Ga3\ Tm3+、Tb3+或Sm3+的草酸鹽。上述實(shí)施例方法鑭系鎵酸鹽凝膠的配制是先將LahfeO3:Ln3+x中元素按化學(xué)計(jì)量稱取La、Ga和Ln的化合物溶解，再加入乙醇和含檸檬酸的水的混合溶液，接著加入聚乙二醇，并在50°C 70°C下攪拌4 6小時(shí)，再于60°C 90°C下陳化56 96小時(shí)，最終制得的鑭系鎵酸鹽溶膠濃度為0. lmol/L 0. 5mol/L。在該步驟中，La、Ga和Ln的化合物如果選用的是LaWa和Ln的硝酸鹽類或/和鹽酸鹽，則應(yīng)先將該硝酸鹽類或/和鹽酸鹽溶解于水中再進(jìn)行下一步操作；LaWa和Ln的化合物如果選用的是Laja和Ln的金屬氧化物、草酸鹽或/和碳酸鹽，則應(yīng)先將該金屬氧化物、草酸鹽或/和碳酸鹽用鹽酸或硝酸溶解，再加入乙醇和含檸檬酸的水的混合溶液，接著加入聚乙二醇，并在50°C 70°C水浴中攪拌4 6小時(shí)，再于60V 90°C下陳化56 96小時(shí)。上述的檸檬酸與鑭系鎵酸鹽凝膠中金屬離子總摩爾比為1 5 1 ；聚乙二醇用量是在鑭系鎵酸鹽凝膠中濃度為0. 05 0. 20g/mL ；水和乙醇的體積比為1 3 8，其用量應(yīng)保證鑭系鎵酸鹽凝膠中鑭系鎵酸鹽濃度為0. lmol/L 0. 5mol/L之間。上述實(shí)施例方法所述的鍍膜步驟是將配制好的鑭系鎵酸鹽凝膠進(jìn)行旋涂成薄膜，即是采用旋轉(zhuǎn)涂敷技術(shù)以玻璃及石英襯底將鑭系鎵酸鹽凝膠制薄膜，然后將該薄膜在 100°C 150°C下干燥5 30分鐘。在該步驟中，在鑭系鎵酸鹽凝膠流速一定的情況下，可以通過設(shè)置旋涂的次數(shù)來調(diào)節(jié)薄膜的厚度，優(yōu)選進(jìn)行3 10次旋涂鍍膜。上述實(shí)施例方法所述的燒結(jié)處理制備發(fā)光薄膜步驟中的燒結(jié)處理是將旋涂形成的薄膜從室溫程序升溫至700 1200°C進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，并700 1200°C下保溫1 3小時(shí)。 其中，所述的程序升溫的升溫速率為3°C 5°C /min。在上述發(fā)光薄膜及其制備方法中，該發(fā)光薄膜因成分是鑭系鎵酸鹽，增強(qiáng)了其導(dǎo)電性能，從而增強(qiáng)了其在場(chǎng)發(fā)射中發(fā)光強(qiáng)度。與此同時(shí)，又由于該發(fā)光薄膜是先采用溶膠-凝膠技術(shù)制備配制成鑭系鎵酸鹽凝膠，使得鑭系鎵酸鹽分散均勻，再優(yōu)選采用旋涂技術(shù)鍍膜，并靈活調(diào)整旋涂次數(shù)，從而使得該鍍膜厚度均一，其厚度可能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整， 因此該發(fā)光薄膜還具有發(fā)光均勻性高特性，該鍍膜經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，使得鍍膜中的鑭系鎵酸鹽成分更加穩(wěn)固，從而增強(qiáng)了該發(fā)光薄膜穩(wěn)定性能；其次，利用本發(fā)明方法所使用的工藝及工藝參數(shù)制備而得的發(fā)光薄膜與襯底具備良好粘附性能。另外，該發(fā)光薄膜制備方法只需控溫以及按合適比例添加各反應(yīng)物即能得到產(chǎn)物，因此，該熒光材料制備方法工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低、制備周期短、重復(fù)性好，適合工業(yè)化生產(chǎn)。以下通過多個(gè)實(shí)施例來舉例說明硅酸鹽發(fā)光材料的不同組成及其制備方法，以及其性能等方面。實(shí)施例1 溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl 995GaO3 = Tmacici5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 46IOg La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 Ga (NO3) 3 · XH2O置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1(80%乙醇水溶液)的乙醇和水的混合溶液，于60°C水浴攪拌條件下加入0. 75ml濃度為0. Imo 1/L的Tm3+溶液、8. 6463g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的Laa 995GaO3 = Tmacici5鑭系鎵酸鹽凝膠，并將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷6次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘。將旋涂成型的薄膜再置于程序升溫爐中以4°C /min的升溫速度燒結(jié)至1000°C并保溫2小時(shí)，得到成分化學(xué)式為Ia1.995Ga03 Tm0. QQ5、1 μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例2 溶膠-凝膠法制備0. 20mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatll的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取4. 2857g La (NO3) 3 · 6H20 和 4. 3037g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為6 1的乙醇和水的混合溶液，于50°C 水浴攪拌條件下加入Iml濃度為0. lmol/L的Tm3+溶液、5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于60°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 20mol/L的LEta99^iO3 = Tmatll鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IA1.99Ga03 Tm0.01Uum厚熒光薄膜。實(shí)施例3 溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatll的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 4286g La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 Ga(NO3)3-XH2O置于容器中，而后加入50ml體積比為3 1 (75%乙醇水溶液)的乙醇和水的混合溶液，于70°C水浴攪拌條件下加入1. 5ml濃度為0. lmol/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和2. 5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的Iai.99fei03TmaΜ鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl99GaO3 = TmatllUym厚的熒光薄膜。實(shí)施例4 溶膠-凝膠法制備0. 20mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatl3的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取4. 1991g La(NO3)3 · 6H20 和 4. 3037g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C 水浴攪拌條件下加入3ml濃度為0. lmol/L的Tm3+溶液，3. 8428g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 20mol/L的LEta97^iO3 = Tmatl3鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IA1.97Ga03 Tm0.Q3、1 μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例5溶膠-凝膠法制備0. 10mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatll的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取0. 8064g La2O3和0. 4686g Ga2O3,用1. Iml濃硝酸和Iml去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，在攪拌條件下加入0. 5ml濃度為0. lmol/L的Tm3+溶液，4. 8035g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于90°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到 0. 10mol/L的IAl99GaO3 = Tmacil鑭系鎵酸鹽凝膠，并將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷3次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干5分鐘。將旋涂成型的薄膜再置于程序升溫爐中以3°C /min的升溫速度燒結(jié)至700°C并保溫3小時(shí)，得到成分化學(xué)式為L(zhǎng)Eia99GaO3:TmaΜ、400nm厚的熒光薄膜。實(shí)施例6溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatl3的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取2. 3702g La2O3和1. 4058g Ga2O3，用3. Iml濃硝酸和3ml去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，在攪拌條件下加入0. 45ml濃度為lmol/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到 0. 30mol/L的IAl97GaO3 = Tmatl3鑭系鎵酸鹽凝膠，并將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷8次，每次涂敷完后將薄膜置于100°c烘箱中烘干15分鐘。將旋涂成型的薄膜再置于程序升溫爐中以5°C /min 的升溫速度燒結(jié)至1200°C并保溫1小時(shí)，得到成分化學(xué)式為IAl97GaO3 = Tmatl3、厚度為2μπι 的熒光薄膜。實(shí)施例7
溶膠-凝膠法制備0. 40mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為L(zhǎng)atl.^aO3 = Tmatl5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取3. 095 Ig La2O3和1. 8744g Ga2O3潤(rùn)濕后，用4ml濃硝酸和4ml去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，在攪拌條件下加入Iml濃度為lmol/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到 0. 40mol/L的IAl95GaO3 = Tmaci5鑭系鎵酸鹽凝膠，并將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷6次，每次涂敷完后將薄膜置于150°C烘箱中烘干5分鐘。將旋涂成型的薄膜再置于程序升溫爐中以3°C 5°C的升溫速度燒結(jié)至1000°C并保溫2小時(shí)，得到成分化學(xué)式為IAl95GaO3 = Tmatl5U μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例8溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmci.μ的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取5.LaCl3 · 6H20和2. 6411g GaCl3置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，在60°C水浴攪拌條件下加入3ml濃度為0. lmol/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化50小時(shí)，得到0. 30mol/L的 La0.98Ga03 Tm0.02鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為L(zhǎng)^1.98Ga03 Tm0.02, Iym厚的熒光薄膜。實(shí)施例9溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Tmatl4的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取5. 0868g LaCl3 · 6H20和2. 6411g GaCl3置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，在60°C水浴攪拌條件下加入0. 6ml濃度為lmol/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌6小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的 La0.96Ga03 Tm0.04鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為L(zhǎng)^1.96Ga03 Tm0.M、 IOOnm厚的熒光薄膜。實(shí)施例10溶膠-凝膠法制備0. 50mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為L(zhǎng)atl.^aO3 = Tmatl5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取8. 3897g LaCl3 · 6H20和4. 4018g GaCl3置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，在60°C水浴攪拌條件下加入1. 25ml濃度為Imo 1/L的Tm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 50mol/L的 La0.95Ga03 Tm0.05鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為L(zhǎng)^1.95Ga03 Tm0.05、 Iym厚的熒光薄膜。實(shí)施例11溶膠-凝膠法制備0. 10mol/L的L^1.995fei03 Tb_5溶膠-凝膠法制備0. 20mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為1^^( = Tmatl3的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取2. 1537g La(NO3)3 · 6H20 和 2. 1519g 含( 元素 16. 2 % 的 &ι(Ν03)3· XH2O置于容器中，而后加入50ml體積比為8 1 (88. 9%乙醇水溶液)的乙醇和水的混合溶液，于60°C水浴攪拌條件下加入0. 25ml濃度為0. lmol/L的Tb3+溶液，0. 9607g 檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的LEta 995GaO3 = Tmacici5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為L(zhǎng)atl.995fei03:Tba(1(15、l μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例12溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1. JaO3 = Tbatll的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 4286g La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C 水浴攪拌條件下加入1. 5ml濃度為0. lmol/L的Tb3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇， 再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90 小時(shí)，得到0. 30mol/L的1^ - : .■鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為Ia1.99Ga03 Tb0.C11、1 μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例13溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl95GaO3 = Tbatl5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取2. 3213g La2O3和1. 4058g Ga2O3，用3. Iml濃硝酸和3ml去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，在攪拌條件下加入0. 75ml濃度為lmol/L的Tb3+溶液，5. 7642g檸檬酸和IOg聚乙二醇，再攪拌4 小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的L^1.MfeO3 = Tbatl5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為 La0.95Ga03:Tb0.05Uy m 厚的熒光薄膜。實(shí)施例14溶膠-凝膠法制備0. 50mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl9c^aO3 = Tbaitl的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取7. 9481g LaCl3 · 6H20和4. 4081g GaCl3置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，在60°C水浴攪拌條件下加入2. 5ml濃度為Imo 1/L的Tb3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 50mol/L的 La0.90Ga03 Tb0.10鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl9tlGaO3 Tb0.1(1、 Iym厚的熒光薄膜。實(shí)施例15溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl 995GaO3 = Smacici5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 46IOg La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C
8水浴攪拌條件下加入0. 75ml濃度為0. lmol/L的Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇， 再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90 小時(shí)，得到0. 30mol/L的Ia1.995fei03: Smatltl5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl 995GaO3 = Smacici5U μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例16溶膠-凝膠法制備0. 10mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl 999GaO3 = Smacicil的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取0. 8137g La2O3和0. 4686g Ga2O3潤(rùn)濕后，用1. Iml濃硝酸和Iml 去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，在攪拌條件下加入0. 5ml濃度為0. 01mol/L的Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 10mol/L的LEta 999^iO3 = Smacicil鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IA1.999Ga03 Sm0. 、2 μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例17溶膠-凝膠法制備0. 50mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1.^aO3 = Smaci5的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取8. 3897g LaCl3 · 6H20和4. 4018g GaCl3置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，在60°C水浴攪拌條件下加入1. 25ml濃度為Imo 1/L的Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 50mol/L的 Laa95^iO3: Smatl5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl95GaO3: Smatl5、 Iym厚的熒光薄膜。實(shí)施例18溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為IAl 985GaO3 = Tbatll, Sm0.005的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 3961g La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C 水浴攪拌條件下加入1. 5ml濃度為0. lmol/L的Tb3+溶液和0. 75ml濃度為0. lmol/L的Sm3+ 溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 30mol/L的Leici.985fei03TbaΜ，Smatltl5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為Ia1.985fei03 = Tbatll，Sma^eOOym厚的熒光薄膜。實(shí)施例19溶膠-凝膠法制備0. 30mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1. JaO3 = Tbatll5, Sm0.005的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取6. 3636g La (NO3) 3 · 6H20 和 6. 4556g 含( 元素 16. 2 % 的 ( (NO3) 3·ΧΗ20置于容器中，而后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C 水浴攪拌條件下加入2. 25ml濃度為0. lmol/L的Tb3+溶液和0. 75ml濃度為0. lmol/L的 Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化56小時(shí)，得到0. 30mol/L的Leici.98Ga03:Tb0.015, Sm0.005 鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl98GaO3 = Tbatll5, Smatltl5U μ m厚的熒光薄膜。實(shí)施例20溶膠-凝膠法制備0. 20mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1. JaO3 = Tbatll，Sm0.01的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取1. 5964g La2O3,0. 9372g Ga2O3潤(rùn)濕后，用2ml濃硝酸和2ml去離子水加熱溶解于容器中。冷卻后加入50ml體積比為3 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C 水浴攪拌條件下加入Iml濃度為0. lmol/L的Tb3+溶液和Iml濃度為0. lmol/L的Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇，再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90小時(shí)，得到0. 20mol/L的L^1. JaO3TbaΜ，SmaΜ鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為IAl98GaO3 = Tbatll，SmatllUym厚的熒光薄膜。實(shí)施例21溶膠-凝膠法制備0. 50mol/L的鑭系鎵酸鹽凝膠，并用該濃度的凝膠制備的成分化學(xué)式為Ia1. JaO3 = Tbacitl5, Sm0.015的發(fā)光薄膜室溫下，準(zhǔn)確稱取8. 6546g LaCl3 · 6H20和4. 4018g GaCl3置于容器中，而后加入 50ml體積比為4 1的乙醇和水的混合溶液，于60°C水浴攪拌條件下加入1. 25ml濃度為 0. lmol/L的Tb3+溶液和0. 4ml濃度為lmol/L的Sm3+溶液，5. 7642g檸檬酸和5g聚乙二醇， 再攪拌4小時(shí)可得到均勻透明的前驅(qū)體溶液，然后將該前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化90 小時(shí)，得到0. 50mol/L的I^.^aCVTb。.·，Smatll5鑭系鎵酸鹽凝膠，其余步驟同實(shí)施例1，得到成分化學(xué)式為Ia1. JaO3 = Tbacitl5, Sm0.015,1 μ m厚的熒光薄膜。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光薄膜，其特征在于所述薄膜化學(xué)成分是鑭系鎵酸鹽，所述鑭系鎵酸鹽化學(xué)式為L(zhǎng)a1-AaO3: Ln3+X，式中χ的取值范圍為0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光薄膜，其特征在于所述Ln為Sm和Tb兩者的組合， Sm Tb的摩爾比為0. 2 3. 0 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光薄膜，其特征在于所述薄膜的厚度為IOOnm 2μπι。
4.一種發(fā)光薄膜制備方法，其包括如下步驟按化學(xué)式LahfeO3:Ln3+x中元素化學(xué)計(jì)量比稱取含La、Ga和Ln的化合物，并采用溶膠-凝膠法將所述含La、Ga和Ln的化合物制備成鑭系鎵酸鹽凝膠，式中χ的取值范圍為 0. 001 0. 1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種；將鑭系鎵酸鹽凝膠在玻璃基體上進(jìn)行鍍膜；將上述鍍的膜進(jìn)行燒結(jié)處理，得到所述發(fā)光薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述的鑭系鎵酸鹽凝膠的制備步驟中的含Laja和Ln化合物是Laja和Ln的金屬氧化物、鹽酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、 草酸鹽中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述含LaWa和Ln化合物是對(duì)應(yīng)的硝酸鹽或/和鹽酸鹽，所述的鑭系鎵酸鹽凝膠的制備是先將稱取的LaWa和Ln的硝酸鹽或/和鹽酸鹽溶解于水中，再加入乙醇和含檸檬酸的水的混合溶液，接著加入聚乙二醇，并在50°C 70°C下攪拌4 6小時(shí)，再于60V 90°C下陳化56 96小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述含LaWa和Ln化合物是對(duì)應(yīng)的金屬氧化物、草酸鹽或/和碳酸鹽，所述的鑭系鎵酸鹽凝膠的配制是將稱取的La、 Ga和Ln的金屬氧化物、草酸鹽或/和碳酸鹽用鹽酸或硝酸溶解，再加入乙醇和含檸檬酸的水的混合溶液，接著加入聚乙二醇，并在50°C 70°C水浴中攪拌4 6小時(shí)，再于60°C 90°C下陳化56 96小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述的檸檬酸用量與鑭系鎵酸鹽凝膠中金屬離子總摩爾比為1 5 1 ；所述的聚乙二醇用量是在鑭系鎵酸鹽凝膠中鑭系鎵酸鹽濃度為0. 05 0. 20g/mL ；所述水和乙醇的體積比為1 3 8。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述的鍍膜步驟是將制備好的鑭系鎵酸鹽凝膠進(jìn)行旋涂，形成薄膜，然后將薄膜在100°C 150°C下干燥5 30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光薄膜制備方法，其特征在于所述的燒結(jié)處理是將旋涂形成的薄膜從室溫程序升溫至700 1200°C進(jìn)行燒結(jié)，并在700 1200°C下保溫1 3小時(shí)；所述的程序升溫的升溫速率為3°C 5°C /min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑭系鎵酸鹽的發(fā)光薄膜，其化學(xué)式為L(zhǎng)a1-xGaO3:Ln3+x，式中x的取值范圍為0.001～0.1，Ln為Tm、Sm、Tb中的至少一種。本發(fā)明還提供上述發(fā)光材料制備方法，包括如下步驟按化學(xué)式La1-xGaO3:Ln3+x中元素化學(xué)計(jì)量稱取La、Ga和Ln化合物，并采用溶膠-凝膠技術(shù)將該混合物配制成鑭系鎵酸鹽凝膠，再將鑭系鎵酸鹽凝膠進(jìn)行鍍膜，將上述鍍的膜進(jìn)行燒結(jié)處理的所述發(fā)光薄膜。本發(fā)明所得發(fā)光薄膜發(fā)光均勻性高、穩(wěn)定性好以及與襯底具備良好粘附性能，而且該方法制備工藝簡(jiǎn)單重復(fù)性好、成本低廉。
文檔編號(hào)C09K11/80GK102212367SQ20101014686
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者呂婷, 周明杰, 馬文波 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司