一种镧系金属掺杂IZO靶材及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种镧系金属掺杂IZO靶材及其制备方法与应用。本发明专利技术的镧系金属掺杂IZO靶材按照质量百分比计包括：Ln系金属氧化物0.5％～10％、氧化铟60％～87％和氧化锌5％～15％，所述Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种。本发明专利技术通过控制镧系金属掺杂IZO靶材中各成分的占比并结合化学共沉淀所制得的镧系金属掺杂IZO靶材具有致密性高、颜色均匀且溅射过程不易结瘤等优点，具有广泛的应用价值。具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种镧系金属掺杂IZO靶材及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光电功能材料
，尤其是涉及一种镧系金属掺杂IZO靶材及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]镧系金属掺杂的IZO靶材是一种多元金属氧化物的半导体材料，由于其具备高透光性及高载流子浓度等特点，可用于制作大尺寸及高分辨率的显示器。
[0003]相关技术中，镧系掺杂的IZO薄膜多数是使用Ln
‑
IZO靶材以溅射沉积的方式进行，其中Ln
‑
IZO靶材是用化学共沉淀法制备的Ln
‑
IZO粉末前驱体经过煅烧得到均匀的且烧结活性高的Ln
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IZO粉末，压制成型后再经过一定的条件下进行烧结得到高致密度的靶材。并且，采用常规混合法(即直接使用各种氧化物粉末按照比例混合)制备的Ln
‑
IZO粉末存在难以混合均匀，烧结活性低的特点，在实际生产过程中，成分分布的不均匀极容易造成烧结后靶材颜色不均匀，另外烧结活性低也会造成其烧结密度不高的情况。为了提高烧结密度，相关技术人员会进一步提高烧结温度，然而，烧结温度的提高易造成靶材的晶粒尺寸急剧长大，产生成分的偏析，在溅射镀膜的过程中产生不正常的放电效应，劣化薄膜的质量及特性。
[0004]因此，仍需提高镧系金属掺杂IZO靶材的均一性和致密度，并保证溅射不易结瘤。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种镧系金属掺杂IZO靶材及其制备方法，能够提高镧系金属掺杂IZO靶材的均一性和致密度，并保证溅射不易结瘤。
[0006]本专利技术还提出一种上述镧系金属掺杂IZO靶材的制备方法。
[0007]本专利技术还提出一种上述镧系金属掺杂IZO靶材在制备显示器中的应用。
[0008]本专利技术的第一方面，提供了一种镧系金属掺杂IZO靶材，按照质量百分比计包括：
[0009]Ln系金属氧化物0.5％
‑
10％、氧化铟60％～87％和氧化锌5％～15％；
[0010]所述Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种。
[0011]根据本专利技术实施例的镧系金属掺杂IZO靶材，至少具有如下有益效果：本专利技术通过控制镧系金属掺杂IZO靶材中各成分的占比，所获得的镧系金属掺杂IZO靶材具有致密性高、颜色均匀且溅射过程不易结瘤等优点。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，按照质量百分比计包括：
[0013]Ln系金属氧化物0.5％
‑
10％wt％、氧化铟60％～87％和氧化锌5％～15％；
[0014]所述Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，按照质量百分比计包括：
[0016]Ln系金属氧化物0.5％
‑
10％wt％、氧化铟60％～87％和氧化锌5％～15％；
[0017]所述Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述镧系金属掺杂IZO靶材的密度为98.0％～99.3％。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述镧系金属掺杂IZO靶材的密度为98.5％～99.22％。
[0020]本专利技术的第二方面，提供了一种上述镧系金属掺杂IZO靶材的制备方法，包括以下制备步骤：
[0021]步骤S1、向Ln系金属盐、铟盐和锌盐的混合溶液中加入沉淀剂进行沉淀，固液分离，取固相进行干燥、煅烧，得到Ln
‑
IZO前驱体；其中，所述Ln系金属盐中的Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种；
[0022]步骤S2、将所述Ln
‑
IZO前驱体与分散剂、粘结剂混合制浆，进行喷雾干燥，得到Ln
‑
IZO粉体；
[0023]步骤S3、将所述Ln
‑
IZO粉体依次进行模压成型和冷等静压后，得到毛坯靶材；
[0024]步骤S4、将所述毛坯靶材烧结，即得所述镧系金属掺杂IZO靶材。
[0025]根据本专利技术实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：本专利技术通过化学共沉淀的方法，通过控制沉淀工艺，制备出烧结成分均匀且烧结活性高的粉体，并通过控制烧结工艺，实现靶材的高致密度。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述Ln系金属盐选自Ln系金属硫酸盐、Ln系金属硝酸盐和Ln系金属氯盐中的至少一种。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述铟盐选自硫酸铟、硝酸铟和氯化铟中的至少一种。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述锌盐选自硫酸锌、硝酸锌和氯化锌中的至少一种。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中，所述沉淀剂选自无机碱和碳酸盐。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、一水合氨和氨水中的至少一种。
[0031]优选的，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铯中的至少一种。
[0033]优选的，所述碳酸盐为碳酸钠。
[0034]优选的，所述氨水的浓度为25％～28％。
[0035]优选的，所述氨水的浓度为28％。
[0036]在本专利技术中，沉淀剂优选为氢氧化钠，在其他条件相同的情况下，当沉淀剂为氢氧化钠时，所制得的镧系金属掺杂IZO靶材的相对密度与添加其他沉淀剂相比更为优异，为99.00％。而选用氨水为沉淀剂时，所制得的镧系金属掺杂IZO靶材的相对密度为98.5％，相对较低。
[0037]根据本专利技术的一些实施例，所述沉淀的pH值为6～9。
[0038]优选的，所述沉淀的pH值为6～8。
[0039]沉淀的pH值是影响镧系金属掺杂IZO靶材质量的重要因素，在本专利技术中，当pH值大于9时，由于晶体生长过快，其所制备出来的镧系金属掺杂IZO靶材在溅射过程中易出现结
瘤情况；而当沉淀pH值为6～8时，可获得较高的靶材相对密度，且溅射过程中不会出现结瘤现象。
[0040]根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中，所述干燥的方式为真空冻干干燥。
[0041]采用真空冷冻干燥有利于防止纳米粉体的团聚。
[0042]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧的温度为600℃～1200℃。
[0043]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧的温度为700℃～900℃。
[0044]优选的，所述煅烧的温度为800℃。
[0045]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧的时间为1.5h～2.5h。
[0046]优选的，所述煅烧的时间为2h。
[0047]根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镧系金属掺杂IZO靶材，其特征在于，按照质量百分比计包括：Ln系金属氧化物0.5％～10％、氧化铟60％～87％和氧化锌5％～15％；所述Ln系金属氧化物中，Ln系金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的至少一种。2.根据权利要求1所述的镧系金属掺杂IZO靶材，其特征在于，所述镧系金属掺杂IZO靶材的密度为98.0％～99.3％。3.一种如权利要求1或2所述的镧系金属掺杂IZO靶材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤S1、向Ln系金属盐、铟盐和锌盐的混合溶液中加入沉淀剂进行沉淀，固液分离，取固相进行干燥、煅烧，得到Ln
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IZO前驱体；其中，所述Ln系金属盐中的Ln系金属如权利要求1或2所定义；步骤S2、将所述Ln
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IZO前驱体与分散剂、粘结剂制浆，进行喷雾干燥，得到Ln
‑
IZO粉体；步骤S3、将所述Ln
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IZO粉体依次进行模压成型和冷等静压后，得到毛坯靶材；步骤S4、将所述毛坯靶材烧结，即得所述镧系金属掺杂IZO靶材。4.如权利要求3所述的镧系金属掺杂IZO靶材的制备方法，其特征在于，所述Ln系金属盐选自Ln系金属硫酸盐、Ln系金属硝酸盐和Ln系金属氯盐中的至少一种；优选的，所述铟盐选自硫酸铟、硝酸铟和氯化铟中的至少一种；优选的，所述锌盐选自硫酸锌、硝酸锌和氯化锌中的至少一种。5.如权利要求3所述的镧系金属掺杂IZO靶材的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明飞，刘永成，郭梓旋，王金科，徐胜利，陈明高，莫国仁，江长久，王志杰，李跃辉，
申请(专利权)人：长沙壹纳光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：