锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料、制备方法及其应用
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料、其制备方法、锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜、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示器的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，仍未见报道。
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【发明内容】
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[0003]基于此，有必要提供一种可应用于薄膜电致发光器件的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料、其制备方法、锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜、其制备方法、使用该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料的薄膜电致发光器件及其制备方法。
[0004]一种锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，其化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+，其中，X为0.01?0.05, y为0.01?0.08,Me选自镁元素,I丐元素,银元素和钡元素中至少一种。
[0005]所述X 为 0.02，y 为 0.04。
[0006]一种锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤:
[0007]根据MeSc2F8: xMn4+，yTi4+各元素的化学计量比称取MeF2, ScF3,MnF4和TiF4粉体并混合均匀，其中，X为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种 '及
[0008]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MeSc2F8: xMn4+，yTi4+的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料。
[0009]一种锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜，该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的材料的化学通式为MeSc2F8: xMn4+, yTi4+，其中，x为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种。
[0010]一种锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0011]根据MeSc2F8: xMn4+，yTi4+各元素的化学计量比称取MeF2, ScF3,MnF4和TiF4粉体并混合均匀，将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结0.5小时?5小时即得到靶材，其中，X为0.01?0.05, y为0.01?0.08,Me选自镁元素,I丐元素,银元素和钡元素中至少一种；
[0012]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 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ;及
[0013]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1sccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，接着进行制膜，得到化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜。
[0014]所述的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的制备方法还包括步骤:将所述锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜于500°C?800°C下真空退火处理Ih?3h。
[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锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料的化学式为MeSc2F8:叉皿114+，7114+，其中，1为0.01?0.05，7为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种。
[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锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料的化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+，其中，X为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种；
[0019]在所述发光层上形成阴极。
[0020]所述的薄膜电致发光器件的制备方法，所述发光层的制备包括以下步骤:
[0021]根据MeSc2F8: xMn4+，yTi4+各元素的化学计量比称取MeF2, ScF3,MnF4和TiF4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，y为0.01?0.08, Me选自镁元素,|丐元素,银元素和钡元素中至少一种；
[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 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ；
[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1sccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C，接着进行制膜，在所述阳极上形成发光层。
[0024]所述的薄膜电致发光器件的制备方法，还包括步骤:将所述锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜于500°C?800°C下真空退火处理Ih?3h。
[0025]上述猛钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料(MeSc2F8: xMn4+, yTi4+)制成的发光薄膜的电致发光光谱(EL)中，在650nm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。
【【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制备的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的电致发光谱图；
[0028]图3为实施例1制备的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的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锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料、其制备方法、锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜、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]一实施方式的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，其化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+，其中，X 为 0.0l ?0.05，y 为 0.0l ?0.08，Me 选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种。
[0032]优选的，X为 0.02，y 为 0.04。
[0033]该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料制成的发光薄膜的电致发光光谱(EL)中，在650nm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]上述锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤:
[0035]步骤SI 1、根据MeSc2F8: xMn4+，yTi4+各元素的化学计量比称取MeF2, ScF3, MnF4和TiF4粉体并混合均匀，其中，X为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种；及
[0036]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MeSc2F8: xMn4+，yTi4+的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料。
[0037]该步骤中，优选的，X为0.02，y为0.04。
[0038]步骤S12、将混合均的粉体在900°C?1300°C下烧结0.5小时?5小时即可得到锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光材料，其化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+。
[0039]该步骤中，优选的在1250°C下烧结3小时。
[0040]一实施方式的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜，该锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的材料的化学通式为MeSc2F8: xMn4+, yTi4+，其中，x为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种。
[0041]优选的，X为 0.02，y 为 0.04。
[0042]上述锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0043]步骤S21、按MeSc2F8: xMn4+，yTi4+各元素的化学计量比称取MeF2, ScF3, MnF4和TiF4粉体并混合均匀，将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结0.5小时?5小时即得到靶材，其中，X为0.01?0.05，y为0.01?0.08，Me选自镁元素，钙元素，锶元素和钡元素中至少一种。
[0044]该步骤中，优选的，X为0.02，y为0.04，在1250°C下烧结3小时成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷靶材。
[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1.0X 10_3Pa?1.0X 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1sccm?35sccm，衬底温度为250°C?750°C ;接着进行制膜，得到化学式为MeSc2F8: xMn4+，yTi4+的锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜。
[0048]还包括步骤:将所述锰钛共掺杂碱土氟钪酸盐发光薄膜于50(TC?80(TC下真空退火处理Ih?3h。
[0049]该步骤中，优选的基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强2Pa，工作气体为氩气，工作气体的流量为25SCCm，衬底温度为500°C。
[0050]请参阅图1，一实施方式的薄膜电致发光器件，该薄膜电致发光器件包括依次层叠的衬底1、阳极2、发光层3以及阴极4。
[0051]衬底I为玻璃衬底。阳极2为形成于玻璃衬底上的氧化铟锡(ΙΤ0)。发光层3