[发明专利]铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法和电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种使用该发光薄膜作为发光层的电致发光器件。

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。

硼镓磷酸盐体系绿粉因其合成温度适中、发光亮度高、色坐标X值较大而倍受研究者青睐，是LED荧光粉的热门研究材料。但是由于材料的制备都在高温下反应,这样会有氧化磷蒸发,导致磷酸根与稀土元素的比例无法控制。氮锗酸盐的研制，就是出于克服上述缺点。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜。

本发明的技术方案如下:

本发明提供的铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，其化学通式为:Me_1-x-yGe₂O₂N₂:xCe³⁺,yTb³⁺；其中，Me_1-x-yGe₂O₂N₂是基质，Ce³⁺和Tb³⁺是激活光离子，在薄膜中充当主要的发光中心，x的取值0.01～0.05，优选0.02，y的取值范围为0.01～0.08，优选0.04，Me选自Mg，Ca，Sr或Ba元素；Ce³⁺激发580nm附近的黄光辐射，而Tb³⁺激发470nm附近的蓝光辐射。

本发明还提供上述铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜的制备方法，其利用磁控溅射设备来制备，工艺步骤如下:

（1）、陶瓷靶材的制备:分别称取MeO，GeO₂，Ge₃N₄，CeO₂和Tb₄O₇粉体，均匀混合后，在900～1300℃下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO，GeO₂，Ge₃N₄，CeO₂和Tb₄O₇的摩尔比为1-x-y:0.5:0.5:x:y/4；

优选，对陶瓷靶材进行切割，其规格为Φ50×2mm；烧结温度优选1250℃。

（2）、将制得的陶瓷靶材和ITO玻璃衬底装入镀膜设备的腔体中，密封腔体后，对腔体进行抽真空处理，控制腔体真空度为1.0×10^-1.0Pa～1.0×10^-5Pa；

优选，ITO玻璃衬底在放入腔体前需清洗处理:先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ITO的玻璃衬底，并用对其进行氧等离子处理，然后再放入真空腔体中；

抽真空处理是采用机械泵和分子泵把腔体进行的；腔体真空度为5.0×10^-4Pa。

（3）、设置镀膜工艺参数:设置基靶间距为45～95mm，衬底温度为250℃～750℃，过程中通入流量为15～40sccm的氧气，镀膜激光的能量为80～300W，工作压强为0.5～5Pa；待工艺参数设置完成后，进行镀膜处理，随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得铈铽共掺杂氮锗酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:Me_1-x-yGe₂O₂N₂:xCe³⁺,yTb³⁺；其中，Me_1-x-yGe₂O₂N₂是基质，Ce³⁺和Tb³⁺是激活光离子，为发光薄膜的发光中心，Me选自Mg，Ca，Sr或Ba元素，x的取值范围为0.01～0.05，y的取值范围为0.01～0.08；

优选，镀膜工艺参数为:基靶间距为70mm，衬底温度为500℃，过程中通入流量为20sccm的氧气，镀膜激光的能量为150W，工作压强为3.0Pa；以及x的取值为0.02，y的取值为0.04。

氧气的作用是为了补偿镀膜制备过程靶材中流失的氧元素，减少氧空位形成的无辐射复合中心，增加发光效率。