钐掺杂氮化硅发光材料、制备方法及其应用的制作方法

钐掺杂氮化硅发光材料、制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】一种钐掺杂氮化硅发光材料，其化学式为Me2Si5N8∶xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素，x为0.01～0.05，Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。该钐掺杂氮化硅发光材料制成的发光薄膜的电致发光光谱（EL）中，在638nm和727nm波长区都有很强的发光峰，能够应用于薄膜电致发光显示器中。本发明还提供该钐掺杂氮化硅发光材料的制备方法及其应用。
【专利说明】钐掺杂氮化硅发光材料、制备方法及其应用 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种杉掺杂氮化娃发光材料、其制备方法、杉掺杂氮化娃发光薄膜、其 制备方法、薄膜电致发光器件及其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 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。但是，可应用于薄膜电致发光显 不器的杉掺杂氮化娃发光材料，仍未见报道。 【
【发明内容】
】
[0003] 基于此，有必要提供一种可应用于薄膜电致发光器件的钐掺杂氮化硅发光材料、 其制备方法、钐掺杂氮化硅发光薄膜、其制备方法、使用该钐掺杂氮化硅发光材料的薄膜电 致发光器件及其制备方法。
[0004] 一种钐掺杂氮化硅发光材料，其化学式为Me2Si5N 8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质， 钐离子是激活元素，X为〇. 01?〇. 05, Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的 一种。
[0005] -种钐掺杂氮化硅发光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合均 匀，其中，X为〇. 〇1?〇. 05, Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种；及
[0007] 将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时即得到化学式为 Me2Si5N8 : xSm3+的钐掺杂氮化硅发光材料。
[0008] -种钐掺杂氮化硅发光薄膜，该钐掺杂氮化硅发光薄膜的材料的化学通式为 皿625丨 5队：151113+，其中1625丨5队是基质，钐离子是激活元素4为0.01?0.05^6为锌元素、 镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
[0009] -种钐掺杂氮化硅发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010] 根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合均 匀在900°C?1300°C下烧结0.5小时?5小时制成靶材，其中，X为0.01?0.05, Me为锌 元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种；
[0011] 将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空度 设置为 1. 〇 X l(T3Pa ?1. 0 X l(T5Pa ;及
[0012] 调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作压强 0. 2Pa?4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射功率 80?300W，接着进行制膜，得到化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+的钐掺杂氮化硅发光薄膜。
[0013] 所述 Me3N2, Si3N4 和 SmN 粉体的摩尔比为 2 :5 :(0. 03 ?0. 15)。
[0014] 所述真空腔体的真空度为5. 0Xl(T4Pa，基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强为 2Pa，工作气体为氧气，工作气体的流量为25sCCm，衬底温度为500°C，溅射功率100W。
[0015] 一种薄膜电致发光器件，该薄膜电致发光器件包括依次层叠的衬底、阳极层、发光 层以及阴极层，所述发光层的材料为钐掺杂氮化硅发光材料，该钐掺杂氮化硅发光材料的 化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素，X为0. 01?0. 05, Me 为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
[0016] 一种薄膜电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
[0017] 提供具有阳极的衬底；
[0018] 在所述阳极上形成发光层，所述发光层的材料为钐掺杂氮化硅发光材料，该钐掺 杂氮化硅发光材料的化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素， X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银元素和钡元素中的一种；
[0019] 在所述发光层上形成阴极。
[0020] 在优选的实施例中，所述发光层的制备包括以下步骤：
[0021] 根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合均 匀在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时制成靶材，其中X为0. 01?0. 05，Me为锌元 素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种；
[0022] 将所述靶材以及所述衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真 空度设置为 1. 〇 X l〇_3Pa ?1. 0 X 10_5Pa ;
[0023] 调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作压强 0. 2Pa?4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射功率 80?300W，接着进行制膜，在所述阳极上形成发光层。
[0024] 所述 Me3N2, Si3N4 和 SmN 粉体的摩尔比为 2 :5 : (0. 03 ?0. 15)。
[0025] 上述钐掺杂氮化硅发光材料(Me2Si5N8 : xSm3+)制成的发光薄膜的电致发光光谱 (EL)中，在638nm和727nm波长区都有很强的发光峰，能够应用于薄膜电致发光显示器中。 【【专利附图】

【附图说明】】
[0026] 图1为一实施方式的薄膜电致发光器件的结构示意图；
[0027] 图2为实施例1制备的钐掺杂氮化硅发光薄膜的电致发光谱图；
[0028] 图3为实施例1制备的钐掺杂氮化硅发光薄膜的XRD图；
[0029] 图4是实施例1制备的薄膜电致发光器件的电压与电流密度和电压与亮度之间的 关系曲线图。 【【具体实施方式】】
[0030] 下面结合附图和具体实施例对钐掺杂氮化硅发光材料、其制备方法、钐掺杂氮化 硅发光薄膜、其制备方法、薄膜电致发光器件及其制备方法进一步阐明。
[0031] 一实施方式的钐掺杂氮化硅发光材料，其化学式为Me2Si具：xSm3+，其中Me 2Si5N8 是基质，钐离子是激活元素，X为〇. 01?〇. 05,Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元 素中的一种。
[0032] 优选的，X 为 0.03。
[0033] 该钐掺杂氮化硅发光材料中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素。该钐掺杂氮化 硅发光材料制成的发光薄膜的电致发光光谱（EL)中，在638nm和727nm波长区都有很强的 发光峰，能够应用于薄膜电致发光显示器中。
[0034] 上述钐掺杂氮化硅发光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 步骤S11、根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2，Si3N 4和SmN粉体 并混合均匀，其中，X为0. 01?0. 05,Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一 种。
[0036] 该步骤中，优选的，X为0· 03。
[0037] 步骤S12、将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时即可得到 钐掺杂氮化硅发光材料，其化学式为Me2Si5N8 : xSm3+的钐掺杂氮化硅。
[0038] 该步骤中，优选的在1250°C下烧结3小时。
[0039] -实施方式的钐掺杂氮化硅发光薄膜，该钐掺杂氮化硅发光薄膜的化学通式为 皿625丨 5队：151113+，其中1625丨5队是基质，钐离子是激活元素4为0.01?0.05^6为锌元素、 镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
[0040] 优选的，X 为 0.03。
[0041] 上述钐掺杂氮化硅发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0042] 步骤S21、按Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2，Si3N 4和SmN粉体并 混合均匀在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时制成靶材，其中，X为0. 01?0. 05，Me 为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
[0043] 该步骤中，优选的，X为0. 03,在1250°C下烧结3小时成直径为50mm，厚度为2mm 的陶瓷靶材。
[0044] 该步骤中，优选的，所述Me3N2，Si3N 4和SmN粉体的摩尔比为2 :5 :(0. 03?0. 15)。
[0045] 步骤S22、将步骤S21中得到的靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体， 并将真空腔体的真空度设置为1. ox l(T3Pa?1. OX 10_5Pa。
[0046] 该步骤中，优选的，真空度为5X10_4Pa。
[0047] 步骤S23、调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作 压强0. 2Pa?4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射 功率80?300W，接着进行制膜，得到化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+钐掺杂氮化硅发光薄膜。
[0048] 该步骤中，优选的基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强2Pa，工作气体为氧气，工 作气体的流量为25 SCCm，衬底温度为500°C，溅射功率100W。
[0049] 请参阅图1，一实施方式的薄膜电致发光器件100,该薄膜电致发光器件100包括 依次层叠的衬底1、阳极2、发光层3以及阴极4。
[0050] 衬底1为玻璃衬底。阳极2为形成于玻璃衬底上的氧化铟锡（IT0)。发光层3的 材料为钐掺杂氮化硅发光材料，该钐掺杂氮化硅发光材料的化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+，其 中Me2Si5N8是基质，杉离子是激活元素，X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银 元素和钡元素中的一种。阴极4的材质为银(Ag)。
[0051] 上述薄膜电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
[0052] 步骤S31、提供具有阳极2的衬底1。
[0053] 本实施方式中，衬底1为玻璃衬底，阳极2为形成于玻璃衬底上的氧化铟锡（IT0)。 具有阳极2的衬底1先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗并用对其进行氧等离子处 理。
[0054] 步骤S32、在阳极2上形成发光层3,发光层3的材料为钐掺杂氮化硅发光材料，该 钐掺杂氮化硅发光材料的化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元 素，X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银元素和钡元素中的一种。
[0055] 本实施方式中，发光层3由以下步骤制得：
[0056] 首先，将Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合 均匀在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时制成靶材，其中X为0. 01?0. 05，Me为锌 元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
[0057] 该步骤中，优选的，X为0. 03,在1250°C下烧结3小时成直径为50mm，厚度为2mm 的陶瓷靶材。
[0058] 该步骤中，优选的，所述Me3N2，Si3N 4和SmN粉体的摩尔比为2 :5 :(0. 03?0. 15)。
[0059] 其次，将靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空 度设置为 1. 〇 X l(T3Pa ?1. 0 X l(T5Pa。
[0060] 该步骤中，优选的，真空度为5X10_4Pa。
[0061] 然后，调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作压 强0. 2Pa?4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射功 率80?300W，接着进行制膜，在阳极2上形成发光层3。
[0062] 该步骤中，优选的基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强2Pa，工作气体为氧气，工 作气体的流量为25 SCCm，衬底温度为500°C，溅射功率100W。
[0063] 步骤S33、在发光层3上形成阴极4。
[0064] 本实施方式中，阴极4的材料为银(Ag)，由蒸镀形成。
[0065] 下面为具体实施例。
[0066] 实施例1
[0067] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Zn3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 09mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1250°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带IT0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到5. OX 10_4Pa，氧气的工作气体流量为25SCCm，压强调节为2. OPa， 衬底温度为500°C，溅射功率100W，得到化学式为Zn2Si5N 8 : 0. 03Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0068] 本实施例中得到的钐掺杂氮化硅发光薄膜的化学通式为Zn2Si5N 8 : 0.03Sm3+，其 中Zn2Si5N8是基质，Sm 3+是激活元素。
[0069] 请参阅图2,图2所示为得到的钐掺杂氮化硅发光薄膜的电致发光谱（EL)。由图2 可以看出，电致发光谱中，在638nm和727nm波长区都有很强的发光峰，能够应用于薄膜电 致发光显示器中。
[0070] 请参阅图3,图3为实施例1制备的钐掺杂氮化硅发光薄膜的XRD曲线，测试对照 标准PDF卡片。从图3中可以看出图中的衍射峰是氮化硅的结晶峰，没有出现掺杂元素以 及其它杂质的衍射峰；说明该制备方法得到的产品具有良好的结晶质量。
[0071] 请参阅图4,图4是实施例1制备的薄膜电致发光器件的电压与电流密度和电压与 亮度之间的关系曲线图，曲线1是电压与电流密度关系曲线，可看出该器件从电压5. ον开 始发光，曲线2是电压与亮度关系曲线，可以看出该器件的最大亮度为88cd/m2,表明器件具 有良好的发光特性。
[0072] 实施例2
[0073] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Zn3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 03mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在900°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入 真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用对 其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子 泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T3Pa，氧气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为0. 5Pa，衬 底温度为250°C，溅射功率80W。得到化学式为Zn2Si5N 8 : 0.01Sm3+的发光薄膜，然后在发 光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0074] 实施例3
[0075] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Zn3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 15mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1300°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T5Pa，氩气的工作气体流量为35SCCm，压强调节为4. OPa， 衬底温度为750°C，溅射功率300W。得到化学式为Zn2Si5N 8 : 0.05Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0076] 实施例4
[0077] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Mg3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 09mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1250°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到5. OX 10_4Pa，氧气的工作气体流量为25SCCm，压强调节为2. OPa， 衬底温度为500°C，溅射功率100W。得到化学式为Mg2Si5N 8 : 0.03Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0078] 实施例5
[0079] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Mg3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 03mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在900°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入 真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用对 其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子 泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T3Pa，氧气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为0. 5Pa，衬 底温度为250°C，溅射功率为80W。得到化学式为Mg2Si具：0.01Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0080] 实施例6
[0081] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Mg3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 15mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1300°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到1. OX l(T5Pa，氧气的工作气体流量为35SCCm，压强调节为4. OPa， 衬底温度为750°C，溅射功率300W。得到化学式为Mg2Si5N 8 : 0.05Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0082] 实施例7
[0083] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ca3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 09mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1250°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到5. OX 10_4Pa，氧气的工作气体流量为25SCCm，压强调节为2. OPa， 衬底温度为500°C，溅射功率100W。得到化学通式为Ca2Si5N 8 : 0.03Sm3+的发光薄膜，然后 在发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0084] 实施例8
[0085] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ca3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 03mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在900°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入 真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用对 其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子 泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T3Pa，氧气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为0. 5Pa，衬 底温度为250°C，溅射功率为80W。得到化学式为Ca2Si具：0.01Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0086] 实施例9
[0087] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ca3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 15mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1300°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带IT0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到1. OX l(T5Pa，氧气的工作气体流量为35SCCm，压强调节为4. OPa， 衬底温度为750°C，溅射功率300W。得到化学式为Ca2Si5N 8 : 0.05Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0088] 实施例10
[0089] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Sr3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 09mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1250°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到5. OX 10_4Pa，氧气的工作气体流量为25SCCm，压强调节为2. OPa， 衬底温度为500°C，溅射功率100W。得到化学通式为Sr2Si5N 8 : 0.03Sm3+的发光薄膜，然后 在发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0090] 实施例11
[0091] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Sr3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 03mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在900°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入 真空腔体内。然后，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，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子 泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T3Pa，氧气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为0. 5Pa，衬 底温度为250°C，溅射功率为80W。得到化学式为Sr2Si具：0.01Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0092] 实施例12
[0093] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Sr3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 15mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1300°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T5Pa，氧气的工作气体流量为35SCCm，压强调节为4. OPa， 衬底温度为750°C，溅射功率300W。得到化学式为Sr2Si5N 8 : 0.05Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0094] 实施例13
[0095] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ba3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 09mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1250°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到5. OX 10_4Pa，氧气的工作气体流量为25SCCm，压强调节为2. OPa， 衬底温度为500°C，溅射功率100W。得到化学通式为Ba2Si5N 8 : 0.03Sm3+的发光薄膜，然后 在发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0096] 实施例14
[0097] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ba3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 03mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在900°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入 真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用对 其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子 泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T3Pa，氧气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为0. 5Pa，衬 底温度为250°C，溅射功率为80W。得到化学式为Ba2Si具：0.01Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0098] 实施例15
[0099] 选用纯度为 99. 99% 的粉体，将 2mmol 的 Ba3N2, 5mmol 的 Si3N4,0· 15mmol 的 SmN 粉 体，经过均勻混合后，在1300°C下烧结成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装 入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗带ΙΤ0的玻璃衬底，并用 对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分 子泵把腔体的真空度抽到1. 〇X l(T5Pa，氧气的工作气体流量为35SCCm，压强调节为4. OPa， 衬底温度为750°C，溅射功率300W。得到化学式为Ba2Si5N 8 : 0.05Sm3+的发光薄膜，然后在 发光薄膜上面蒸镀一层Ag，作为阴极。
[0100] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种钐掺杂氮化硅发光材料，其特征在于：其化学式为Me2Si5N 8 : xSm3+，其中 Me2Si5N8是基质，杉离子是激活元素，X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银元 素和钡元素中的一种。
2. -种钐掺杂氮化硅发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据Me2Si具：xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2，Si 3N4和SmN粉体并混合均匀，其 中，X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银元素和钡元素中的一种；及 将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时即得到化学式为 Me2Si5N8 : xSm3+的钐掺杂氮化硅发光材料。
3. -种钐掺杂氮化硅发光薄膜，其特征在于，该钐掺杂氮化硅发光薄膜的材料的化学 通式为16 25丨5队：15!113+，其中1625丨#8是基质，钐离子是激活元素，1为0.01?0.05^6为 锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
4. 一种钐掺杂氮化硅发光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合均匀在 900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时制成靶材，其中，X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、 镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种； 将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空度设置 为 1. 0 X l(T3Pa ?1. 0 X l(T5Pa ;及 调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作压强0. 2Pa? 4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射功率80?300W， 接着进行制膜，得到化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+的钐掺杂氮化硅发光薄膜。
5. 根据权利要求4所述的钐掺杂氮化硅发光薄膜的制备方法，其特征在于，所述Me3N2， Si3N4和SmN粉体的摩尔比为2 :5 :(0. 03?0. 15)。
6. 根据权利要求4所述的钐掺杂氮化硅发光薄膜的制备方法，其特征在于，所述真空 腔体的真空度为5. 0X10_4Pa，基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强为2Pa，工作气体为氧 气，工作气体的流量为25 SCCm，衬底温度为500°C，溅射功率100W。
7. -种薄膜电致发光器件，该薄膜电致发光器件包括依次层叠的衬底、阳极层、发光层 以及阴极层，其特征在于，所述发光层的材料为钐掺杂氮化硅发光材料，该钐掺杂氮化硅发 光材料的化学式为Me 2Si5N8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素，X为0. 01? 0. 05, Me为锌元素、镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种。
8. -种薄膜电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供具有阳极的衬底； 在所述阳极上形成发光层，所述发光层的材料为杉掺杂氮化娃发光材料，该杉掺杂氮 化硅发光材料的化学式为Me2Si5N8 : xSm3+，其中Me2Si5N8是基质，钐离子是激活元素，X为 0. 01?0. 05, Me为锌元素、镁元素、|丐元素、银元素和钡元素中的一种； 在所述发光层上形成阴极。
9. 根据权利要求8所述的薄膜电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述发光层的 制备包括以下步骤： 根据Me2Si5N8 : xSm3+各元素的化学计量比称取Me3N2, Si3N4和SmN粉体并混合均匀在 900°C?1300°C下烧结0. 5小时?5小时制成靶材，其中X为0. 01?0. 05, Me为锌元素、 镁元素、钙元素、锶元素和钡元素中的一种； 将所述靶材以及所述衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空度 设置为 1. ο X l(T3Pa ?L Ο X l(T5Pa ; 调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为45mm?95mm，磁控溅射工作压强0. 2Pa? 4Pa，工作气体的流量为lOsccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，溅射功率80?300W， 接着进行制膜，在所述阳极上形成发光层。
10.根据权利要求9所述的薄膜电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述Me3N2， Si3N4和SmN粉体的摩尔比为2 :5 :(0. 03?0. 15)。
【文档编号】H01L51/54GK104119864SQ201310150177
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】周明杰, 陈吉星, 王平, 张振华 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司