作为发红光的电致发光材料的铕掺杂的镓-铟氧化物制造技术

用作电致发光材料的基于镓－铟氧化物的新氧化物发光材料。使用Ｇａ↓［２－ｘ－ｙ］Ｉｎ↓［ｘ］Ｅｕ↓［ｙ］Ｏ↓［３］获得了明亮的红光放射，其中ｘ的取值范围为０．１到０．４，ｙ的取值范围为使其可在所述发光材料中溶解。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于金属氧化物的显示电致发光的新发光材料(phosphor)及其生产方法。更特别地，本专利技术涉及新的铕掺杂(doped)的镓-铟氧化物发光材料及其作为电致发光材料的用途。
技术介绍
电致发光(EL)是由发光材料对所施加的穿过该发光材料的足够高的电场产生响应发光而发生的。发光材料是指那些对穿过其施加的电场产生响应进而发光的材料。薄层电致发光装置的基本结构包括夹在两个电极之间的发光材料膜或层。通常的EL装置20(如附图说明图1所示)由玻璃基体22；第一电极24，所述第一电极由沉积于所述玻璃基体上的诸如铟-锡氧化物(ITO)的透明导电性电极组成；以及沉积于所述ITO上的第一绝缘电介质层26组成。所述发光材料层28随后沉积于所述第一绝缘电介质层26上，且随后第二绝缘电介质层30沉积于所述发光材料层上，然后诸如铝的金属第二电极32沉积于所述第二绝缘电介质层30上。通过所述两个电极24，32应用有效电压产生了在所述发光材料28中诱导电致发光所需的电场强度。所述电介质层26，30的作用是为了避免所述发光材料的介质击穿，以及在所述发光材料层的每一面都形成适合的界面。在一些例子，包括在本专利技术呈现的结果中，可以去除所述绝缘层之一，而EL发光依然存在。在用于可视化显示器、尤其用于制造彩色平板显示器的电致发光材料中获得较宽的光谱范围具有很强的商业需求。硫化物发光材料ZnS:Mn是电致发光中公知的有效发光体，如在T.井野(T.Inoguchi)，M.竹田(M.Takeda)，Y.柿原(Y.Kakihara)，Y.中田(Y.Nakata)，M.吉田(M.Yoshida)，1974年SID文摘(SID’74 Digest)，第84-85页中所讨论的一样。这种发光材料的明显缺点是它是湿度敏感的，并且倾向于和氧气反应，尤其是在电驱动时。研究中的公知电致发光材料包括诸如SrS:RE(参见W.A.巴朗(W.A.Barrow)，R.E.库弗特(R.E.Coovert)，C.N.金(C.N.King)，1984年SID国际研讨会文摘(Digest 1984 SID International Symposium)，洛杉矶，第249页)，W.A.巴朗(W.A.Barrow)，R.C.库弗特(R.C.Coovert)，E.迪凯(E.Dickey)，C.N.金(C.N.King)，C.拉克索(C.Laakso)，S.S.孙(S.S.Sun)，R.T.图恩格(R.T.Tuenge)，R.温托斯(R.Wentross)在1993年SID国际研讨会文摘，西雅图，第761页；G.穆勒(G.Mueller)编，电致发光II.V 65，半导体和半金属(Electroluminescence II.V65，Semiconductors andSemimetals)，学术出版社(Academic Press)，圣迭戈，2000年，第143-145页所公开的SrGa2S4:RE和CaGa2S4:RE。尽管这些材料可以发出红色、绿色和蓝色的光，但所述镓基硫化物还受到低亮度、难制备以及稳定性问题的困扰。近来在基于镓酸盐的材料族中证明了，ZnGa2O4:Mn可以产生明亮和稳定的电致发光(参见T.南(T.Minami)，S.高田(S.Takata)，Y.黑井(Y.Kuroi)，T.前野(T.Maeno)，1995年SID国际研讨会文摘，奥兰多，第724页；和T.南，Y.黑井，S.高田，显示器发光材料研讨会(Display PhosphorsConference)，圣迭戈，1995年11月13-16日，第91页)。通过分别用Ce和Eu替换Mn，他们在1000Hz的驱动频率下获得了很好的绿光放射(在60Hz时200cd/m2，最高至0.9Im/W)，但仅获得了0.5cd/m2的蓝色和11.0cd/m2的红色，这不是可实际用于显示器的亮度值。他们在1020℃和氩气中对这些发光材料进行退火。最近，南等人将铬掺杂入ZnGa2O4以产生更好的红色发光材料，声称在1000Hz达到了120cd/m2的亮度，如T.南，Y.黑井，S.高田，T.宫田在“亚洲显示器(Asia Display’95)”1995年10月16-18日，滨松，发表的文献中所公开。然而，要在ZnGa2O4中获得全彩色是不可行的，因为Zn或Ga与所述稀土元素离子之间的尺寸不匹配，所以所述稀土元素与这一主晶格也不匹配。近来还证明了Zn2SiO4:Mn也可以产生电致发光，参见T.宫田，T.南，Y.本田(Y.Honda)和S.高田，1991年SID′91文摘，286-289页，1991年。使用T.南，T.宫田，S.高田，I.福田(I.Fukuda)，1992年SID文摘第162页所公开的方法，将薄膜用RF磁控管溅射到抛光的BaTiO3基体上。可以在60Hz的条件下得到较好的200cd/m2的亮度以及0.8Im/W的效率。这些薄膜的缺点是其必须在1000℃退火几小时，这严重限制了其应用在实际基体上用于显示。在这一组中，发现新的氧化物发光材料表现出优异的电致发光性，该发光材料基于掺杂的镓氧化物、碱土镓酸盐和锗酸锌(znic germinate)。一系列掺杂或共掺杂有Eu和Tb的碱土镓酸盐表现出颇有前景的亮度和效率的红色、蓝绿色和白色电致发光。参见美国专利第5,897,812和5,788,882号，1998年；和A.H.北井(A.H.Kitai)，T.肖(T.Xiao)，G.刘(G.Liu)，H.李(H.Li)，1997年SID’97文摘，1997年，第419-422页；以及T.肖，A.H.北井，1997年SID’97文摘，1997年，第310-313页。从掺杂Mn的Zn2Si0.5Ge0.5O4得到了明亮的绿光。在60Hz驱动的最大亮度和效率分别为377cd/m2和0.9Im/W，参见美国专利第5,897,812号。最近的研究指出当在60Hz驱动时，所述红色EL发光材料Ga2O3:Eu具有分别为550cd/m2和0.38Im/W的最大亮度和效率。其在陶瓷基体上在370V和650Hz时于840cd/m2的亮度表现出超过2500小时的长期稳定性，参见D.斯托蒂尔卡(D.Stodilka)，A.H.北井，Z.黄(Z.Huang)，K.库克(K.Cook)，SID’00文摘，2000年，第11-13页。这种发光材料也被整合到使用玻璃基体的EL装置中，在330V、60Hz的驱动电压时获得了290cd/m2的最大亮度。最大效率为0.38Im/W。参见A.H.北井，X.邓(X.Deng)，D.V.斯泰万诺维奇(D.V.Stevanovic)，Z.姜(Z.Jiang)，S.李(S.Li)，N.彭(N.Peng)，B.F.克莱尔(B.F.Collier)，SID’02文摘，2002年，第380-383页。近来报道了使用MgGa2O4:Eu的改造的红色发光材料，其可以在300V、120Hz的驱动电压获得450cd/m2的最大亮度。最大效率为0.924Im/W。参见Y.谷野(Y.Yano)，T.尾池(T.Oike)，K.长野(K.Nagano)，2002年放射显示与发光科学和技术国际研讨会(Int′I.Conf.On Scie本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有通式Ｇａ↓［２－ｘ－ｙ］Ｉｎ↓［ｘ］Ｅｕ↓［ｙ］Ｏ↓［３］的发红光的电致发光材料复合物，其中ｘ为约０．０１到约０．４，ｙ大于０且取值范围为使其可在Ｇａ↓［２－ｘ－ｙ］Ｉｎ↓［ｘ］Ｅｕ↓［ｙ］Ｏ↓［３］中溶解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德里安基态，蒋志美，肯库克，
申请(专利权)人：麦克马斯特大学，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]