[发明专利]钐掺杂含氮硅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，尤其涉及一种钐掺杂含氮硅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

与传统的发光粉制作的显示屏相比，发光薄膜在对比度、分辨率、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，作为功能材料，发光薄膜在诸如阴极射线管（CRTs)、电致发光显示（ELDs)及场发射显示（FEDs)等平板显示领域中有着广阔的应用前景。

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。以ZnS:Mn为发光层的单色TFELD已发展成熟并已实现商业化。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。

在发光体系材料中，稀土离子掺杂硅酸盐类荧光粉已经得到深入的研究，能够得到良好的红光到蓝光的激发。同时，由于加入适量的氮化物可以使其化学稳定性和热稳定性提高，并且可得到较大范围变化的激发波长，于是含氮的硅酸盐作为发光材料的基质俞之热门。但是，把该类材料做成发光薄膜，及未见报道。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种钐掺杂含氮硅酸盐的发光薄膜。

本发明的技术方案如下:

本发明提供的钐掺杂含氮硅酸盐的发光薄膜，其化学通式为:Me_1-xSi₂O₂N₂:xSm³⁺；其中，Me_1-xSi₂O₂N₂是基质，Sm³⁺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0.03，Me选自Mg,Ca,Sr或Ba元素。发光薄膜Me_1-xSi₂O₂N₂:xSm³⁺中，x表示Sm³⁺取代Me离子的摩尔数。

本发明还提供上述钐掺杂含氮硅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，SiO₂，Si₃N₄和Sm₂O₃粉体，均匀混合后，在900～1300℃下烧结，制得陶瓷靶材，其中，MeO，SiO₂，Si₃N₄和Sm₂O₃的摩尔比为1-x:0.5:0.5:x/2；

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^-3Pa～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50～90mm，衬底温度为350℃～750℃，过程中通入流量为10～30sccm的体积比为85～99:1～15的氩气和氢气混合工作气体，工作压强为0.2～4.5Pa；待工艺参数设置完成后，进行镀膜处理，得到样品，随后将样品置于0.01Pa真空炉中500～800℃下退火处理1～3h；随后在ITO玻璃衬底的ITO层表面制得钐掺杂含氮硅酸盐的发光薄膜，该发光薄膜的其化学通式为:Me_1-xSi₂O₂N₂:xSm³⁺；其中，Me_1-xSi₂O₂N₂是基质，Sm³⁺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；