錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料、其制備方法、錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜、其制備方法、薄膜電致發(fā)光器件及其制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]薄膜電致發(fā)光顯示器(TFELD)由于其主動發(fā)光、全固體化、耐沖擊、反應(yīng)快、視角大、適用溫度寬、工序簡單等優(yōu)點，已引起了廣泛的關(guān)注，且發(fā)展迅速。目前，研究彩色及至全色TFELD，開發(fā)多波段發(fā)光的材料，是該課題的發(fā)展方向。但是，可應(yīng)用于薄膜電致發(fā)光顯不器的猛鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，仍未見報道。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]基于此，有必要提供一種錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料、其制備方法、錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜、其制備方法、薄膜電致發(fā)光器件及其制備方法。
[0004]—種猛鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，其化學(xué)式為Me1HZnO2:xMn4+, yCr3+,其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0005]一種錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0006]根據(jù)Me1IyZnO2:xMn4+, yCr3+各元素的化學(xué)計量比稱取MeO, ZnO, MnO2和Cr2O3粉體并混合均勻，其中，X為0.01?0.05，y為0.01?0.08，MeO選自氧化鈣，氧化鍶及氧化鋇中至少一種 '及
[0007]將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結(jié)0.5小時?5小時即得到化學(xué)式為Me1^yZnO2:xMn4+, yCr3+的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0008]一種錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜，該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的材料的化學(xué)通式為 Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+，其中，x 為 0.01 ?0.05，y 為 0.01 ?0.08，Me 選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0009]一種錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0010]根據(jù)Me1TyZnO2:xMn4+, yCr3+各元素的化學(xué)計量比稱取MeO, ZnO7MnO2和Cr2O3粉體并混合均勻在900°C?1300°C下燒結(jié)0.5小時?5小時制成靶材，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08, Me選自|丐元素,銀元素及鋇元素中至少一種；
[0011]將所述靶材以及襯底裝入磁控濺射鍍膜設(shè)備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設(shè)置為 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ;及
[0012]調(diào)整磁控濺射鍍膜工藝參數(shù)為:基靶間距為45mm?95mm，磁控濺射工作壓強(qiáng)0.5Pa?5Pa，工作氣體的流量為1sccm?40sccm，襯底溫度為250°C?750°C，激光能量為80mJ?300mJ，接著進(jìn)行制膜，得到化學(xué)式為Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜，X為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0013]所述真空腔體的真空度為5.0X10_4Pa，基靶間距為60mm，磁控濺射工作壓強(qiáng)為
2.0Pa，工作氣體為氧氣，工作氣體的流量為20SCCm，襯底溫度為500°C，激光能量為150mJ。
[0014]一種薄膜電致發(fā)光器件，該薄膜電致發(fā)光器件包括依次層疊的襯底、陽極層、發(fā)光層以及陰極層，其特征在于，所述發(fā)光層的材料為錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料的化學(xué)式為Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0015]包括以下步驟:
[0016]提供具有陽極的襯底；
[0017]在所述陽極上形成發(fā)光層，所述發(fā)光層的材料為錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料的化學(xué)式為Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種；
[0018]在所述發(fā)光層上形成陰極。
[0019]所述發(fā)光層的制備包括以下步驟:
[0020]根據(jù)Me1IyZnO2:xMn4+, yCr3+各元素的化學(xué)計量比稱取MeO, ZnO7MnO2和Cr2O3粉體并混合均勻在900°C?1300°C下燒結(jié)0.5小時?5小時制成靶材，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08, Me選自|丐元素,銀元素及鋇元素中至少一種；
[0021]將所述靶材以及所述襯底裝入磁控濺射鍍膜設(shè)備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設(shè)置為 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ；
[0022]調(diào)整磁控濺射鍍膜工藝參數(shù)為:基靶間距為45mm?95mm，磁控濺射工作壓強(qiáng)0.5Pa?5Pa，工作氣體的流量為1sccm?40sccm，襯底溫度為250°C?750°C，激光能量為80mJ?300mJ，接著進(jìn)行制膜，得到化學(xué)式為Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜，X為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種，在所述陽極上形成發(fā)光層。
[0023]所述X 為 0.03，y 為 0.04。
[0024]上述錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料(Mei_x_yZn02:xMn4+,yCr3+)制成的發(fā)光薄膜的電致發(fā)光光譜(EL)中，在607nm和629nm波長區(qū)都有很強(qiáng)的發(fā)光峰，能夠應(yīng)用于薄膜電致發(fā)光顯示器中。
【【附圖說明】】
[0025]圖1為一實施方式的薄膜電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為實施例1制備的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的電致發(fā)光譜圖；
[0027]圖3為實施例1制備的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的XRD圖；
[0028]圖4是實施例1制備的薄膜電致發(fā)光器件的電壓與電流密度和電壓與亮度之間的關(guān)系曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料、其制備方法、錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜、其制備方法、薄膜電致發(fā)光器件及其制備方法進(jìn)一步闡明。
[0030]—實施方式的猛鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料,其化學(xué)式為Me1HZnO2:xMn4+,yCr3+，其中，X為0.0l?0.05，y為0.0l?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0031]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.04。
[0032]該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料中Mei_x_yZn02是基質(zhì)，Mn4+離子和Cr3+離子是激活元素。該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料制成的發(fā)光薄膜的電致發(fā)光光譜(EL)中，在607nm和629nm波長區(qū)都有很強(qiáng)的發(fā)光峰，能夠應(yīng)用于薄膜電致發(fā)光顯示器中。
[0033]上述錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0034]步驟S11、根據(jù)Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+各元素的化學(xué)計量比稱取MeO，ZnO, MnO2和Cr2O3粉體并混合均勻，其中，X為0.01?0.05，y為0.01?0.08，MeO選自氧化鈣，氧化鍶及氧化鋇中至少一種。
[0035]步驟S12、將混合均的粉體在900°C?1300°C下燒結(jié)0.5小時?5小時即可得到錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，其化學(xué)式為Me1^ZnO2:xMn4+，yCr3+，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08, Me選自I丐元素,銀元素及鋇元素中至少一種。
[0036]該步驟中，優(yōu)選的在1250°C下燒結(jié)3小時。
[0037]一實施方式的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜，該錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的材料的化學(xué)通式Mei_x_yZn02:xMn4+, yCr3+的錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光材料，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0038]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.04。
[0039]上述錳鉻共摻雜堿土鋅酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0040]步驟S21、按MenyZnO2:xMn4+, yCr3+各元素的化學(xué)計量比稱取MeO，ZnO, MnO2和Cr2O3粉體并混合均勻在900°C?1300°C下燒結(jié)0.5小時?5小時制成靶材，其中，x為0.01?0.05，y為0.01?0.08，Me選自鈣元素，鍶元素及鋇元素中至少一種。
[0041]該步驟中，優(yōu)選的，X為0.03，y為0.04，在1250°C下燒結(jié)3小時成直徑為50_，厚度為2mm的陶瓷靶材。
[0042]步驟S22、將步驟S21中得到的靶材以及襯底裝入磁控濺射鍍膜設(shè)備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設(shè)置為1.0X 10_3Pa?1.0X 10_5Pa。
[0043]該步驟中，優(yōu)選的，真空度為5X10_4Pa。
[0044]步驟S23