[发明专利]锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜、其制备方法及有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，尤其涉及一种锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种使用该锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜的有机电致发光器件。

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。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，硅铝氮氧化合物具有良好的热稳定性和化学稳定性，以稀土离子掺杂的硅铝氮氧化合物作为荧光粉已经得到深入的研究，能够得到良好的红绿光的激发。但是，硅铝氮氧化合物体系在制备成薄膜电致发光材料的报道仍十分少见。

发明内容

本发明目的在于提供一种硅铝氮氧为基质、Mn元素为激活元素的热稳定性和化学稳定性较好的锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜。

本发明的锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜，包含如下化学组分(质量百分比)：

Al₂O₃  0.05～5％；

MnO₂   0.01～1.5％；

余量为Si₃N₄。

对于上述发光薄膜的化学组分(质量百分比)，优选：

Al₂O₃   2.8％；

MnO₂    0.45％；

Si₃N₄   96.75％。

上述锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜，其制备工艺如下：

步骤S1、陶瓷靶材的制备：选用Al₂O₃、MnO₂和Si₃N₄粉体，经过均匀混合后，在900～1300℃(优选1250℃)下烧结，制得靶材；其中，Al₂O₃占总量的0.05～5％(质量百分比)，MnO₂占总量的0.01～1.5％(质量百分比)，余量为Si₃N₄；

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1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa，优选5.0×10^-4Pa；

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600℃；通入氩气作工作气体，气体流量10～35sccm，优选25sccm；磁控溅射工作压强0.2～4.0Pa，优选2.0Pa；接着进行制膜，得到薄膜样品；

步骤S4、将步骤S3得到的薄膜样品置于真空炉中，于500～800℃(优选700℃)、真空状态下(即0.01Pa)退火处理1～3h(优选2h)，得到所述锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜。

本发明还提供一种有机电致发光器件，该器件为复合层状结构，该复合层状结构依次为衬底、阳极层、发光层以及阴极层；其中，发光层为锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜层；阴极层为Ag层，采用蒸镀工艺制备在薄膜表面。

本发明采用磁控溅射设备，制备锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜(Mn-SiAlON)，材料不含贵金属稀土等元素，且制备简单，成本低廉；该薄膜的发光谱中，可以蓝光区发光，覆盖了490～550nm整个蓝光的波长范围；可弥补LED显示和照明中的蓝光材料的匮缺。

附图说明

图1为本发明锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜的制备工艺流程图；

图2是本发明有机电致发光器件的结构示意图；

图3是实施例3得到锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜样品的电致发光光谱。

具体实施方式

本发明于提供的一种锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜，该锰掺杂硅铝氮氧发光薄膜包含如下化学组分(质量百分比)：

Al₂O₃  0.05～5％；

MnO₂   0.01～1.5％；

余量为Si₃N₄。

对于上述发光薄膜的化学组分(质量百分比)，优选：