[發明專利]一種含氮硅酸鎂薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110134003.0
• 申請日: 2011-05-23
• 公開（公告）號: CN102796517A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 周明杰;王平;陳吉星;黃輝
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于半導體光電材料領域，具體涉及一種含氮硅酸鎂薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

與傳統的發光粉制作的顯示屏相比，發光薄膜在對比度、分辨率、熱傳導、均勻性、與基底的附著性、釋氣速率等方面都顯示出較強的優越性。因此，作為功能材料，發光薄膜在諸如陰極射線管(CRTs)、電致發光顯示(ELDs)及場發射顯示(FEDs)等平板顯示領域中有著廣闊的應用前景。

薄膜電致發光顯示器(TFELD)由于其主動發光、全固體化、耐沖擊、反應快、視角大、適用溫度寬、工序簡單等優點，已引起了廣泛的關注，且發展迅速。以ZnS:Mn為發光層的單色TFELD已發展成熟并已實現商業化。研究彩色及至全色TFELD，開發多波段發光的材料，是迫在眉睫的任務。在發光體系材料中，稀土離子摻雜硅酸鹽類熒光粉已經得到深入的研究，能夠得到良好的紅光到藍光的激發。同時，由于加入適量的氮化物可以使其化學穩定性和熱穩定性提高，并且可得到較大范圍變化的激發波長，因此，含氮的硅酸鹽作為發光材料是極具潛力的基質材料。但是，目前報道的此類材料往往是的粉體形態，而且稀土價格較貴，資源稀缺，使得在實際生產中應用困難，成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術之缺陷，提供一種含氮硅酸鎂薄膜及其制備方法和應用。

本發明實施例是這樣實現的，第一方面提供一種含氮硅酸鎂薄膜，所述薄膜為鈦摻雜含氮硅酸鎂薄膜，所述鈦摻雜含氮硅酸鎂薄膜的化學通式為Mg_1-XSi₂O₂N₂:_XTi⁴⁺，其中，X的取值范圍為0.01～0.15。

本發明實施例的另一目的在于提供上述含氮硅酸鎂薄膜的制備方法，其包括如下步驟：

將MgO粉體、SiO₂粉體、Si₃N₄粉體和TiO₂粉體按照摩爾比(1-X)∶0.5∶0.5∶X混合，燒結作為靶材，其中，所述X的取值范圍為0.01～0.15；

將所述靶材裝入磁控濺射腔體內，抽真空，設置工作壓強為0.2Pa～4.5Pa，通入惰性氣體和氫氣的混合氣體，混合氣體流量為15sccm～30sccm，襯底溫度為350℃～750℃，濺射功率為30W～150W，濺射得含氮硅酸鎂薄膜。

本發明實施例的另一目的在于提供上述含氮硅酸鎂薄膜在在場發射器件、陰極射線管和/或電致發光器件中的應用。

本發明實施例提供一種含氮硅酸鎂薄膜，通過Ti摻雜含氮硅酸鎂，獲得成本低，熱穩定性和發光強度穩定性高的電致發光薄膜。制備方法采用磁控濺射法，其具有沉積速率高、薄膜附著性好、易控制并能實現大面積沉積等優點。進一步，該薄膜在電致發光器件的應用中表現出穩定性高、壽命長的優勢。

附圖說明

圖1是本發明實施例的含氮硅酸鎂薄膜的制備方法的流程圖；

圖2是以本發明實施例的含氮硅酸鎂薄膜作為做發光層的電致發光器件的結構示意圖；

圖3是本發明實施例1制備的含氮硅酸鎂薄膜電致發光光譜圖；

圖4是本發明實施例1制備的含氮硅酸鎂薄膜在300℃下使用后，發光強度與時間的關系圖；

圖5是本發明實施例1制備的含氮硅酸鎂薄膜的X射線衍射圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明實施例是這樣實現的，第一方面提供一種含氮硅酸鎂薄膜，所述薄膜為鈦摻雜含氮硅酸鎂薄膜，所述鈦摻雜含氮硅酸鎂薄膜的化學通式為Mg_1-XSi₂O₂N₂:_XTi⁴⁺，其中，X的取值范圍為0.01～0.15。

基質材料Mg_1-XSi₂O₂N₂具有化學穩定性和熱穩定性高的優點，適量的Ti⁴⁺摻雜可以獲得發光強度較好的鈦摻雜含氮硅酸鎂，優選的，X的取值范圍為0.02～0.08，此時可以保證獲得較好的薄膜發光強度以及結晶質量。