《铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜、其制备方法及其应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜、其制备方法及其应用.pdf（8页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102807859 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102807859 A *CN102807859A* (21)申请号 201110142836.1 (22)申请日 2011.05.30 C09K 11/61(2006.01) C23C 14/06(2006.01) C23C 14/35(2006.01) H01L 33/50(2010.01) (71)申请人 海洋王照明科技股份有限公司 地址 518100 广东省深圳市南山区南海大道 海王大厦 A 座 22 层 申请人 深圳市海洋王照明技术有限公司 (72)发明人 周明杰 王平 陈吉星 黄辉 (。
2、74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 何平 (54) 发明名称 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜、 其制备方法及 其应用 (57) 摘要 本发明属于发光材料领域， 其公开了一种铕 掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜及其制备方法、 有机电 致发光器件 ； 该铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的化 学通式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu ； 其中， x 的取 值范围为 0.005 0.015， y 的取值范围为 0.5 3。本发明采用磁控溅射设备， 制备的铕掺杂氯硅 酸钙镁发光薄膜， 不含重金属， 贵金属， 稀土金属， 制备简单， 成本低， 无毒， 可在多个波长位置发光，。
3、 是制备白光器件的优良基础材料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜， 其特征在于， 该发光薄膜的化学通式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu ； 其中， x 的取值范围为 0.005 0.015， y 的取值范围为 0.5 3。 2. 根据权利要求 1 所述的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜， 其特征在于， x 的取值范围为 0.008 0.012， y 的取值范围为 0.8 2。 3. 。
4、一种铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 步骤 S1， 将将摩尔比为 (8-x) 4 y x/2 的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体经过均 匀混合后， 在 900 1300下烧结， 制成靶材 ； 其中， x 的取值范围为 0.005 0.015， y 的 取值范围为 0.5 3。 步骤 S2， 将步骤 S1 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在 1.010-3Pa 1.010-5Pa 之间 ； 步骤 S3， 调整磁控溅射镀膜工艺参数为 ： 基靶间距为 45 95mm， 磁控溅射工作压强 0.2 4。
5、.0Pa， 氢气工作气体的流量 15 35sccm， 衬底温度为 250 750 ； 接着进行制 膜， 得到化学通式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu 的所述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 4. 根据权利要求 3 所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 S1 中， x 的取值范围为 0.01， y 的取值范围为 1。 5.根据权利要求3或4所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 所述靶材制备的 烧结温度为 1250。 6.根据权利要求3所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 真空腔体的真空度设 置在 5.010-4Pa。 7. 根据权利要求 3 所述的制备方法。
6、， 其特征在于， 所述步骤 S3 中， 所述基靶间距为 60mm ； 所述磁控溅射工作压强为2.0Pa ； 所述氢气工作气体的流量为25sccm ； 所述衬底温度 为 500。 8. 根据权利要求 3 至 7 任一所述的制备方法， 其特征在于， 还包括如下步骤 ： 步骤 S4， 将步骤 S3 得到的发光薄膜于 500 800下真空退火处理 1 3h。 9.根据权利要求8所述的制备方法， 其特征在于， 所述退火处理中， 退火温度为600， 退火时间为 2h。 10. 权利要求 1 或 2 所述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜在半导体发光器件中的应用。 权 利 要 求 书 CN 102807859 A 2。
7、 1/4 页 3 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜、 其制备方法及其应用 技术领域 0001 本发明涉及光电子器件领域， 尤其涉及一种铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。本发明 还涉及该铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的制备方法及其应用。 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。 0003 在 LED 荧光粉的研究中， 碱土氯硅酸盐是一类基质晶体结构稳定、 化学稳定性好 的可用于近紫外激发的绿。
8、色荧光粉， 其激发光谱能够较好地匹配现有的近紫外 LED 的发射 光谱能够得到良好的绿光到蓝光的激发。但是， 用碱土氯硅酸盐制备成薄膜电致发光材料 的薄膜， 仍未见报道。 发明内容 0004 本发明目的在于提供一种基质晶体结构稳定、 化学稳定性好的铕掺杂氯硅酸钙镁 发光薄膜。 0005 本发提供的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜， 该发光薄膜的化学通式为 Ca8-x(SiO4)4. yMgCl2:xEu ； x 的取值范围为 0.005 0.015， y 的取值范围为 0.5 3。 0006 本发明的另一目的在于提供上述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的制备方法， 其制备 工艺如下 ： 0007 步骤 S1、。
9、 将摩尔比为 (8-x) 4 y x/2 的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体经 过均匀混合后， 在 900 1300 ( 优选 1250 ) 下烧结， 得到靶材 ； 其中， x 的取值范围为 0.005 0.015， y 的取值范围为 0.5 3 ； 0008 步骤 S2、 将步骤 S1 中的靶材和衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体， 用机械泵 和分子泵把腔体的真空度抽至 1.010-3Pa 1.010-5Pa， 优选 5.010-4Pa ； 0009 步骤 S3、 调整磁控溅射镀膜工艺参数为 ： 基靶间距为 45 95mm， 优选 60mm ； 衬底 温度为 250 75。
10、0， 优选 500 ； 氢气工作气体的流量 15 35sccm， 优选 25sccm ； 磁控 溅射工作压强 0.2 4.0Pa， 优选 2.0Pa ； 工艺参数调整完毕后， 接着进行制膜， 得到化学通 式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu 的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 0010 上述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜可以被应用于半导体发光器件中。 0011 本发明采用磁控溅射设备， 制备的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜发光波长范围宽， 且在 506nm 绿光波长区有明显的发光峰 ； 同时， 该薄膜显色指数高， 薄膜原料丰富， 化学性 能和光学性能稳定 ； 该薄膜的制备工艺简单、 成本低廉， 。
11、容易实现工业化生产。 附图说明 0012 图 1 为本发明铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的制备工艺流程图 ； 说 明 书 CN 102807859 A 3 2/4 页 4 0013 图 2 是本发明有机电致发光器件的结构示意图 ； 0014 图 3 是实施例 1 得到铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜样品的电致发光光谱。 具体实施方式 0015 本发明于提供的一种铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜， 该发光薄膜的化学通式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu ； x 的取值范围为 0.005 0.015， 优选范围为 0.008 0.012 ； y 的 取值范围为 0.5 3， 优选范围为 0.8 2。 0。
12、016 上述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜， 如图 1 所示， 其制备工艺如下 ： 0017 步骤 S1、 将摩尔比为 (8-x) 4 y x/2 的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体经过 均匀混合后， 在 900 1300 ( 优选 1250 ) 下烧结， 自然冷却， 得到靶材样品， 将靶材样 品切割成 502mm 的靶材 ； 其中， x 的取值范围为 0.005 0.015， 优选范围为 0.008 0.012 ； y 的取值范围为 0.5 3， 优选范围为 0.8 2 ； 0018 步骤 S2、 将步骤 S1 中的靶材和衬底 ( 如， 玻璃 ) 装入磁控溅射镀膜设备的真空腔 。
13、体， 用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至 1.010-3Pa 1.010-5Pa， 优选 5.010-4Pa ； 0019 步骤 S3、 调整磁控溅射镀膜工艺参数为 ： 基靶间距为 45 95mm， 优选 60mm， 衬底 温度为 250 750， 优选 500 ； 氢气工作气体的流量为 15 35sccm， 优选 25sccm ； 磁 控溅射工作压强 0.2 4.0Pa， 优选 2.0Pa ； 工艺参数调整完毕后， 接着进行制膜， 得到化学 通式为 Ca8-x(SiO4)4.yMgCl2:xEu 的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 0020 在上述步骤完成后， 还得对步骤 S3 制得的发光薄膜进行。
14、退货处理， 其步骤如下 ： 0021 步骤S4、 将步骤S3得到的薄膜样品置于真空炉中， 于500800(优选700)、 真空状态下 ( 即 0.01Pa) 退火处理 1 3h( 优选 2h)。 0022 这样， 经步骤 S4 退火处理后的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜则韧性得到提高， 而脆 性有所下降。 0023 上述制备方法的步骤 S1 中， 摩尔比为 (8-x) 4 y x/2 的 CaO， SiO2， MgCl2 和 Eu2O3粉体， 其所对应的质量百分比分别为 (44.7 44.8 )， 32， (4.75 28.55)， (0.88 2.64 ) ； 优选质量百分比分别为 44.74、 。
15、32、 9.5、 1.76。 0024 上述铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜可以被应用于半导体发光器件中 ； 如图 2 所示， 其表示的是有机电致发光器件的结构示意图， 该器件为复合层状结构， 该复合层状结构依 次为衬底 1、 阳极层 2、 发光层 3 以及阴极层 4 ； 其中， 衬底 1 为玻璃， 阳极层为 ITO 层， 即 ITO 玻璃， 可以购买获得 ； 发光层 3 为铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜层 ； 阴极层 4 为 Ag 层， Ag 层采 用蒸镀工艺制备在薄膜表面。 0025 本发明利用磁控溅射法， 制备的铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜中， 氯硅酸钙镁是基 质 ； 铕 (Eu) 元素是激活元素， 在薄。
16、膜中充当主要的发光中心 ； 本发明制备的铕掺杂氯硅酸 钙镁发光薄膜， 发光波长范围宽， 且在 506nm 绿光波长区有明显的发光峰 ； 同时， 该薄膜显 色指数高， 薄膜原料丰富， 化学性能和光学性能稳定 ； 该薄膜的制备工艺简单、 成本低廉， 容 易实现工业化生产。 0026 下面结合附图， 对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。 0027 下述各实施例 1 至 4 中， CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体总量以 100g 为基准单位。 0028 实施例 1 说 明 书 CN 102807859 A 4 3/4 页 5 0029 1、 选用纯度为 99.99的 CaO， Si。
17、O2， MgCl2和 Eu2O3粉体质量分别为 44.74g， 32g， 9.5g， 1.76g。 经过均匀混合后， 在1100下烧结， 自然冷却， 得到靶材样品， 将靶材样品切割 成 502mm 的靶材 ； 0030 2、 将靶材装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 0031 3、 先后用丙酮、 无水乙醇和去离子水超声清洗玻璃衬底， 并用对其进行氧等离子 处理， 完后放入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 其中， 把靶材和衬底的距离设定为 70mm ； 0032 4、 用 机 械 泵 和 分 子 泵 把 磁 控 溅 射 镀 膜 设 备 的 真 空 腔 体 的 真 空 度 抽 到 1.010-4。
18、Pa ； 0033 5、 调整磁控溅射镀膜工艺参数 ： 氢气工作气体的流量为 30sccm ； 磁控溅射工作压 强为 3.0Pa ； 衬底温度为 600 ； 接着进行制膜， 得到的薄膜样品 ； 0034 6、 将薄膜样品在 0.01Pa 真空炉中退火 1.5h， 退火温度为 650， 得到化学通式为 Ca7.99(SiO4)4.MgCl2:0.01Eu 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 0035 图3是实施例1得到铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜样品的电致发光光谱(EL)图。 由 图 3 可知， 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜在 506nm 绿光波长区有明显的发光峰。 0036 实施例 2 0037 1、 选用纯。
19、度为 99.99的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体质量分别为 44.7g， 32g， 28.5g， 2.64g。 经过均匀混合后， 在900下烧结， 自然冷却， 得到靶材样品， 将靶材样品切割 成 502mm 的靶材 ； 0038 2、 将靶材装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 0039 3、 先后用丙酮、 无水乙醇和去离子水超声清洗玻璃衬底， 并用对其进行氧等离子 处理， 完后放入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 其中， 把靶材和衬底的距离设定为 45mm ； 0040 4、 用 机 械 泵 和 分 子 泵 把 磁 控 溅 射 镀 膜 设 备 的 真 空 腔 体 的 真。
20、 空 度 抽 到 1.010-3Pa ； 0041 5、 调整磁控溅射镀膜工艺参数 ： 氢气工作气体的流量为 10sccm ； 磁控溅射工作压 强为 0.2Pa ； 衬底温度为 250 ； 工艺参数调整完毕后， 接着进行制膜， 得到的薄膜样品 ； 0042 6、 将薄膜样品在 0.01Pa 真空炉中退火 1h， 退火温度为 500， 得到化学通式为 Ca7.985(SiO4)4.3MgCl2:0.015Eu 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 0043 实施例 3 0044 1、 选用纯度为 99.99的的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体质量分别为 44.8g， 32g， 4.75。
21、g， 0.88g。经过均匀混合后， 在 1300下烧结， 自然冷却， 得到靶材样品， 将靶材样品切 割成 502mm 的靶材 ； 0045 2、 将靶材装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 0046 3、 先后用丙酮、 无水乙醇和去离子水超声清洗带玻璃衬底， 并用对其进行氧等 离子处理， 完后放入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 其中， 把靶材和衬底的距离设定为 95mm ； 0047 4、 用 机 械 泵 和 分 子 泵 把 磁 控 溅 射 镀 膜 设 备 的 真 空 腔 体 的 真 空 度 抽 到 1.010-5Pa ； 0048 5、 调整磁控溅射镀膜工艺参数 ： 氢气工作气体的流量为 。
22、35sccm， 磁控溅射工作压 强为 4.0Pa， 衬底温度为 750 ； 工艺参数调整完毕后， 接着进行制膜， 得到的薄膜样品 ； 说 明 书 CN 102807859 A 5 4/4 页 6 0049 6、 将薄膜样品在 0.01Pa 真空炉中退火 3h， 退火温度为 800， 得到化学通式为 Ca7.995(SiO4)4.0.5MgCl2:0.005Eu 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜。 0050 下述实施例是采用是铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜在有机电致发光器件中的应用。 0051 实施例 4 0052 1、 选用纯度为 99.99的 CaO， SiO2， MgCl2和 Eu2O3粉体质量分别为 。
23、44.73g， 32g， 19g， 2.11g。经过均匀混合后， 在 1250下烧结， 自然冷却， 得到靶材样品， 将靶材样品切割 成 502mm 的靶材 ； 0053 2、 将靶材装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内 ； 0054 3、 先后用丙酮、 无水乙醇和去离子水超声清洗带 ITO( 作为有机电致光器件的阳 极层 ) 的玻璃衬底， 并用对其进行氧等离子处理， 完后放入磁控溅射镀膜设备的真空腔体 内 ； 其中， 把靶材和衬底的距离设定为 60mm ； 0055 4、 用 机 械 泵 和 分 子 泵 把 磁 控 溅 射 镀 膜 设 备 的 真 空 腔 体 的 真 空 度 抽 到 5.010-4。
24、Pa ； 0056 5、 调整磁控溅射镀膜工艺参数 ： 氢气工作气体的流量为 25sccm， 磁控溅射工作压 强为 2.0Pa， 衬底温度为 500 ； 工艺参数调整完毕后， 接着进行制膜， 得到的薄膜样品 ； 0057 6、 将薄膜样品在 0.01Pa 真空炉中退火 2h， 退火温度为 700， 得到化学通式为 Ca7.988(SiO4)4.2MgCl2:0.012Eu 铕掺杂氯硅酸钙镁发光薄膜的发光层 ； 0058 7、 采用蒸镀技术， 在发光层表面蒸镀 Ag 层， 作为阴极层， 制得有机电致发光器件。 0059 应当理解的是， 上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细， 并不能因此而认为 是对本发明专利保护范围的限制， 本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 102807859 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102807859 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102807859 A 8 。