铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜、制备方法及其应用
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜、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，开发多波段发光的薄膜，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铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，仍未见报道。
【
【发明内容】
】
[0003]基于此，有必要提供一种铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜、其制备方法、薄膜电致发光器件及其制备方法。
[0004]一种铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，其化学式为Mei_x_yZn02:xCe3+，yTb3+，其中，
0.01 ^ X ^ 0.05,0.01 ^ y ^ 0.08, Me1^yZnO2 是基质，Ce3+ 和 Tb3+ 是激活元素，Me 为 Ca、Sr 或 Ba。
[0005]所述铺铺共掺杂锌酸盐发光薄膜的厚度为80nm?300nm。
[0006]一种铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0007]将衬底装入化学气相沉积设备的反应室中，并将反应室的真空度设置为
1.0X KT2Pa ?LOXKT3Pa ；
[0008]调节衬底的温度为250°C?650°C，转速为50转/分钟?1000转/分钟，采用氩气气流的载体，根据Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+各元素的化学计量比将Me (C5H5) 2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽通入反应室内 '及
[0009]通入氧气，进行化学气相沉积得到化学式为Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+的铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，其中，0.0I彡X彡0.05，0.0I彡y彡0.08，Me1^ZnO2是基质，Ce3+和Tb3+是激活元素，Me为Ca、Sr或Ba。
[0010]所述Me (C5H5) 2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽摩尔比为(0.87?
0.98):1: (0.01 ?0.05): (0.01 ?0.08)。
[0011]所述IS气气流量为5?15sccm,所述氧气气流量为10?200sccm。
[0012]将所述衬底装入所述反应室后将所述衬底在600°C?800°C下热处理10分钟?30分钟。
[0013]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铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，该铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的化学式为 Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+，其中，0.01 ^ x ^ 0.05,0.01 ^ y ^ 0.08，MenyZnO2是基质，Ce3+和Tb3+是激活元素，Me为Ca、Sr或Ba。
[0014]所述发光层的厚度为80nm?300nm。
[0015]一种薄膜电致发光器件的制备方法，包括以下步骤:
[0016]提供具有阳极的衬底；
[0017]在所述阳极上形成发光层，所述发光层的薄膜为铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，该铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的化学式为Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+，其中，0.01 ^ x ^ 0.05，
0.01 ^ y ^ 0.08, Me1^ZnO2 是基质，Ce3+ 和 Tb3+ 是激活元素，Me 为 Ca、Sr 或 Ba ;
[0018]在所述发光层上形成阴极。
[0019]所述发光层的制备包括以下步骤:
[0020]将所述衬底装入化学气相沉积设备的反应室，并将反应室的真空度设置为
1.0X KT2Pa ?LOXKT3Pa ；
[0021]调节衬底的温度为250°C?650°C，转速为50转/分钟?1000转/分钟，采用氩气气流作为载体，根据Mei_x_yZn02:xCe3+，yTb3+各元素的化学计量比将Me (C5H5) 2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽通入反应室内，其中，氩气气流量为5?15sccm，
[0022]然后通入氧气，氧气气流量为10?200sCCm ;沉积薄膜在所述阳极上形成发光层。
[0023]上述铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜(Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+)的电致发光光谱(EL)中，在490nm和510nm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】】
[0024]图1为一实施方式的薄膜电致发光器件的结构示意图；
[0025]图2为实施例1制备的铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的电致发光谱图；
[0026]图3为实施例1制备的铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的XRD图；
[0027]图4为实施例1制备的薄膜电致发光器件的电压与电流密度和亮度关系图。
【【具体实施方式】】
[0028]下面结合附图和具体实施例对铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜、其制备方法和薄膜电致发光器件及其制备方法作进一步阐明。
[0029]一实施方式的铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜，其化学式为其化学式为Mei_x_yZn02:xCe3+，yTb3+，其中，0.01 彡 x 彡 0.05，0.01 彡 y 彡 0.08, Me1^yZnO2 是基质，Ce3+ 和 Tb3+ 是激活元素，Me为Ca、Sr或Ba。
[0030]优选的，铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的厚度为80nm?300nm，x为0.02，y为0.04。
[0031]该铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜中Mei_x_yZn02是基质，Ce3+和Tb3+是激活元素。该铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的电致发光光谱(EL)中，在490nm和510nm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。
[0032]上述铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0033]步骤S11、将衬底装入化学气相沉积设备的反应室中，并将反应室的真空度设置为L0X10_2Pa ?1.0X10_3Pa。
[0034]在本实施方式中，衬底为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)，可以理解，在其他实施例中，也可以为掺氟氧化锡玻璃(FT0)、掺招的氧化锌(AZO)或掺铟的氧化锌(IZO);衬底先后用甲苯、丙酮和乙醇超声清洗5分钟，然后用蒸馏水冲洗干净，氮气风干后送入反应室；
[0035]优选的，反应室的真空度为4.0X 10_3Pa。
[0036]步骤S12、将衬底在600°C?800°C下热处理10分钟?30分钟。
[0037]步骤S13、调节衬底的温度为250°C?650°C，转速为50转/分钟?1000转/分钟，采用氩气气流的载体，根据Mei_x_yZn02:xCe3+, yTb3+各元素的化学计量比将Me (C5H5) 2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽通入反应室内；
[0038]在优选的实施例中，Me(C5H5)2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽摩尔比为(0.87 ?0.98):1: (0.01 ?0.05): (0.01 ?0.08)。
[0039]在优选实施例中，衬底的温度优选为500°C，衬底的转速优选为300转/分钟，氩气气流量为5?15sccm ；
[0040]更优选实施例中，気气气流量为1sccm;
[0041]步骤S14、然后通入氧气，进行化学气相沉积得到铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜其化学式为 MenyZnO2:xCe3+, yTb3+，其中，0.01 彡 x 彡 0.05，0.01 ^ y ^ 0.08，Mei_x_yZn02 是基质，Ce3+和Tb3+是激活元素，Me为Ca、Sr或Ba。
[0042]在优选的实施例中，氧气气流量为10?200sccm，x为0.02，y为0.04。
[0043]更优选实施例中,氧气气流量为120sccm。
[0044]步骤S15、沉积完毕后停止通入Me (C5H5)2、二甲基锌，四甲基庚二酮铈和β 二酮酸铽及氩气，继续通入氧气使铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的温度降至80°C?150°C。
[0045]本实施方式中，优选的，使铈铽共掺杂锌酸盐发光薄膜的温度降至100°C。
[0046]可以理解，步骤S12和步骤S15可以省略。
[0047]请参阅图1，一实