专利名称：铕镝共掺杂硫酸钙发光材料、制备方法及其应用的制作方法
铕镝共掺杂硫酸钙发光材料、制备方法及其应用
技术领域：
本发明涉及一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料、其制备方法、铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜、其制备方法及薄膜电致发光器件。
背景技木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、エ序简单等优点，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不器的铕镝共掺杂硫酸韩发光材料，仍未见报道。
发明内容基于此，有必要提供ー种可应用于薄膜电致发光器件的铕镝共掺杂硫酸钙发光材料、其制备方法、铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜、其制备方法及使用该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的薄膜电致发光器件。一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，其化学式为CaSO4: xEu3+, yDy3+，其中O. 0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。在优选的实施例中，X为O. 0039，y为O. 0097。一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法，包括以下步骤步骤一、根据CaSO4:xEu3+，yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀，其中O. 0008^x^0. 0157,0. 0007 ^ y ^ O. 0297 ;步骤ニ、将混合均匀的粉体在 900°C 1300°C下烧结O. 5小吋 5小时即得到所述铕镝共掺杂硫酸钙发光材料。在优选的实施例中，X为O. 0039，y为O. 0097。在优选的实施例中，步骤ニ中将混合均匀的粉体在1250°C下烧结3小时。一种铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜，该铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的材料的化学通式为CaSO4: xEu3+, yDy3+，其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素，O. 0008彡x彡O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。在优选的实施例中，X为O. 0039，y为O. 0097。一种铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的制备方法，包括以下步骤步骤一、根据CaSO4:xEu3+, yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均勻在900 V 1300 °C下烧结O. 5小时 5小时制成靶材，其中O. 0008 ^ x ^ O. 0157,O. 0007 ^ y ^ O. 0297 ;步骤ニ、将步骤一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I. OX 10_3Pa I. OX 10_5Pa ;步骤三、调整磁控溅射镀膜エ艺參数为基靶间距为45mm 95mm，磁控溅射工作压强O. 2Pa 4Pa，工作气体的流量为IOsccm 35SCCm，衬底温度为250°C 750°C ;接着进行制膜，得到薄膜样品；步骤四、将步骤三中得到的薄膜样品于500°C 800°C下真空退火处理Ih 3h，得到所述铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜。
在优选的实施例中，步骤一中X为0.0039，y为0.0097 ;步骤ニ中真空度为5. OX 10_4Pa ;步骤三中，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 ;步骤四中，薄膜样品于600°C下真空退火处理2h。ー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铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的化学式为 CaS04:xEu3+, yDy3+，其中 O. 0008 彡 x 彡 O. 0157,0. 0007 彡 y 彡 O. 0297。上述铕镝共掺杂硫酸I丐发光材料(CaSO4 :xEu3+, yDy3+)制成的发光薄膜的电致发光光谱(EL)中，在520nm和610nm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。
图I为ー实施方式的薄膜电致发光器件的结构示意图；图2为实施例I制备的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的电致发光谱图；图3为实施例I制备的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对铕镝共掺杂硫酸钙发光材料、其制备方法、铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜、其制备方法及薄膜电致发光器件进ー步阐明。ー实施方式的铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，其化学式为CaS04:XEu3+，yDy3+，其中O. 0008 彡 X 彡 O. 0157，O. 0007 彡 y 彡 O. 0297，优选的，x 为 O. 0039，y 为 O. 0097。该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素。该铕镝共掺杂硫酸I丐发光材料制成的发光薄膜的电致发光光谱(EL)中,在520nm和610nm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。上述铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法，包括以下步骤步骤SI I、根据CaSO4: xEu3+, yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体，其中 O. 0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。该步骤中，优选的，X为O. 0039，y为O. 0097。可以理解，该步骤中也可称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀，其中Eu2O3的质量百分含量为O. I % 2% ,Dy2O3的质量百分含量为O. I % 4%，余量为CaSO4。优选的，Eu2O3的质量百分含量为O. 5%, Dy2O3的质量百分含量为I. 3%。步骤S12、将混合均的粉体在900°C 1300°C下烧结O. 5小时 5小时即可得到目
标产物。该步骤中，优选的在1250°C下烧结3小时。ー实施方式的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜，该铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的材料的化学通式为CaSO4:xEu3+, yDy3+,其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素，
O.0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。优选的，X为 O. 0039，y 为 O. 0097。上述铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的制备方法，包括以下步骤步骤S21、根据CaS04:xEu3+, yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀在900で 1300°C下烧结O. 5小时 5小时制成靶材，其中O. 0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。该步骤中，优选的，X为O. 0039，y为O. 0097。可以理解，该步骤中也可称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀，其中Eu2O3的质量百分含量为O. I % 2% ,Dy2O3的质量百分含量为O. I % 4%，余量为CaSO4。优选的，Eu2O3的质量百分含量为O. 5%, Dy2O3的质量百分含量为I. 3%。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I. OX 10_3Pa I. OX 10_5Pa。该步骤中，优选的，真空度为5X10_4Pa。步骤S23、调整磁控溅射镀膜エ艺參数为基靶间距为45mm 95mm，磁控溅射工作 压强O. 2Pa 4Pa，工作气体的流量为IOsccm 35sccm，衬底温度为250°C 750°C ;接着进行制膜，得到薄膜样品。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，エ作气体的流量为25SCCm，衬底温度为500°C。步骤S24、将步骤S23中得到的薄膜样品于500°C 800°C下真空退火处理Ih 3h，得到化学通式为CaS04:xEu3+，yDy3+的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜，其中CaSO4是基质，Eu 和 Dy 元素是激活元素，O. 0008 ^ x ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。该步骤中，优选的，薄膜样品在600°C下真空退火处理2h。请參阅图1，ー实施方式的薄膜电致发光器100，该薄膜电致发光器件100包括依次层叠的衬底I、阳极层2、发光层3以及阴极层4，所述发光层3的材料为铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的化学式为CaS04:XEu3+，yDy3+，其中
0.0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。采用磁控溅射设备，利用铕镝共掺杂硫酸钙发光材料制备铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜(CaS04:xEu3+，yDy3+)，得到薄膜的电致发光谱(EL)中，在520nm和610nm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。下面为具体实施例。实施例I选用纯度为99. 99 %的粉体，将质量百分含量为O. 5 %的Eu2O3,质量百分含量为
1.3%的Dy2O3和质量百分含量为98. 2%的CaSO4，经过均匀混合后，在1250°C下烧结3小时成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷靶材，并将靶材装入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水こ醇和去离子水超声清洗带氧化铟锡(ITO)的玻璃衬底并用对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到
5.0X10_4Pa，氩气的工作气体流量为25sccm，压强调节为2. OPa，衬底温度为500°C。得到的样品在O. OlPa真空炉中退火2h，退火温度为600°C。然后在发光薄膜上面蒸镀ー层Ag，作为阴扱。本实施例中得到的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的化学通式为CaS04:0 . 00 39Eu3+，
O.0097Dy3+，其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素。请參阅图2，图2所示为得到的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的电致发光谱(EL)。由图2可以看出，电致发光谱中，在520nm和610nm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。请參阅图3，图3为实施例I制备的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的XRD曲线，测试对照标准PDF卡片。从图3中可以看出，大部分为硫酸钙的结晶峰，没有出现掺杂元素以及其它杂质的衍射峰。铕离子和镝离子替代部分钙离子进入硫酸钙晶格，没有改变硫酸钙原来的晶体结构。实施例2选用纯度为99. 99%的粉体，将质量百分含量为O. I %的Eu2O3，质量百分含量为4%的Dy2O3和质量百分含量为95. 9%的CaSO4，经过均匀混合后，在900°C下烧结5小时制成直径为50mm，厚度为2mm的陶瓷靶材，并将靶材装入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水こ醇和去离子水超声清洗带ITO的玻璃衬底，并用对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到I. OX 10_3Pa，気气的工作气体流量为lOsccm，压强调节为O. 2Pa，衬底温度为250°C。得到的样品在O. OlPa 真空炉中退火lh，退火温度为500°C。然后在发光薄膜上面蒸镀ー层Ag，作为阴扱。本实施例中得到的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的化学通式为CaS04:0 . 00 08Eu3+，O. 0297Dy3+，其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素。实施例3选用纯度为99. 99%的粉体，将质量百分含量为2%的Eu2O3，质量百分含量为
0.1%的Dy2O3和质量百分含量为97. 9%的CaSO4,经过均匀混合后，在1300°C下烧结O. 5小时制成直径为50mm,厚度为2mm的陶瓷祀材，并将祀材装入真空腔体内。然后,先后用丙酮、无水こ醇和去离子水超声清洗带ITO的玻璃衬底，并用对其进行氧等离子处理，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到
1.0X10_5Pa，氩气的工作气体流量为35sccm，压强调节为4. OPa，衬底温度为750°C。得到的样品在O. OlPa真空炉中退火3h，退火温度为800°C。然后在发光薄膜上面蒸镀ー层Ag，作为阴扱。本实施例中得到的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的化学通式为CaS04:0 . 0 1 57Eu3+，O. 0007Dy3+，其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，其特征在于其化学式为CaS04:XEu3+，yDy3+，其中O. 0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。
2.根据权利要求I所述的铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，其特征在于，X为O.0039，y为O.0097。
3.一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、根据CaSO4:xEu3+, yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀，其中O. 0008彡X彡O. 0157，O. 0007彡y彡O. 0297 ； 步骤ニ、将混合均匀的粉体在900°C 1300°C下烧结O. 5小时 5小时即得到所述铕镝共掺杂硫酸钙发光材料。
4.根据权利要求3所述的铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法，其特征在干，X为O. 0039，y 为 O. 0097。
5.根据权利要求3所述的铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法，其特征在干，步骤ニ中将混合均匀的粉体在1250°C下烧结3小时。
6.一种铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜，其特征在干，该铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的材料的化学通式为CaS04:xEu3+，yDy3+，其中CaSO4是基质，Eu和Dy元素是激活元素，O. 0008 ^ X ^ O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。
7.根据权利要求6所述的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜，其特征在干，X为O.0039, y为O.0097。
8.一种铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、根据CaSO4: xEu3+, yDy3+各元素的化学计量比称取CaSO4, Eu2O3和Dy2O3粉体并混合均匀在900°C~ 1300°C下烧结O. 5小时 5小时制成靶材，其中O. 0008彡x彡O. 0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297 ； 步骤ニ、将步骤一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I. OX IO-3Pa I. OX IO-5Pa ； 步骤三、调整磁控溅射镀膜エ艺參数为基靶间距为45mm 95mm，磁控溅射工作压强O. 2Pa 4Pa，工作气体的流量为IOsccm 35sccm，衬底温度为250°C 750°C ;接着进行制膜，得到薄膜样品； 步骤四、将步骤三中得到的薄膜样品于500°C 800°C下真空退火处理Ih 3h，得到所述铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜。
9.根据权利要求8所述的铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一中X为O. 0039，y为O. 0097 ;步骤ニ中真空度为5. OX KT4Pa ;步骤三中，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 ;步骤四中，薄膜样品于600°C下真空退火处理2h。
10.ー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，其特征在于，所述发光层的材料为铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的化学式为CaS04:xEu3+，yDy3+，其中O. 0008 ^ x ^ 0.0157，O. 0007 ^ y ^ O. 0297。
全文摘要
一种铕镝共掺杂硫酸钙发光材料，其化学式为CaSO4:xEu3+，yDy3+，其中0.0008≤x≤0.0157，0.0007≤y≤0.0297。该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料制成的发光薄膜的电致发光光谱(EL)中，在520nm和610nm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。本发明还提供该铕镝共掺杂硫酸钙发光材料的制备方法铕镝共掺杂硫酸钙发光薄膜、其制备方法及薄膜电致发光器件。
文档编号C09K11/55GK102863952SQ20111019152
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者周明杰, 王平, 陈吉星, 张振华 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司