鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料、制備方法及其應用
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料、其制備方法、鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜、其制備方法、薄膜電致發光器件及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]薄膜電致發光顯示器(TFELD)由于其主動發光、全固體化、耐沖擊、反應快、視角大、適用溫度寬、工序簡單等優點，已引起了廣泛的關注，且發展迅速。目前，研究彩色及至全色TFELD，開發多波段發光的材料，是該課題的發展方向。但是，可應用于薄膜電致發光顯不器的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，仍未見報道。
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【發明內容】
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[0003]基于此，有必要提供一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料、其制備方法、鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜、其制備方法、薄膜電致發光器件及其制備方法。
[0004]一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，其化學式為Mei_xZn02:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，X為0.01?0.05, Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0005]所述X 為 0.03。
[0006]一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0007]根據Μθι_χΖη02:xTi4+各元素的化學計量比稱取MeO，ZnO和T12粉體并混合均勻，其中，X為0.01?0.05, MeO為氧化I丐、氧化銀及氧化鋇中的一種；及
[0008]將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時即得到化學式為MehZnO2:xTi4+的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，x為0.01?0.05,Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0009]一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜，該鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的材料的化學通式為MehZnO2:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，x為0.01?0.05，Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0010]所述發光薄膜的厚度為60nm?300nm。
[0011]一種鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0012]根據Μθι_χΖη02:xTi4+各元素的化學計量比稱取MeO，ZnO和T12粉體并混合均勻，將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時得到靶材，其中，x為0.01?0.05, MeO為氧化I丐、氧化銀及氧化鋇中的一種；
[0013]將所述靶材以及襯底裝入磁控濺射鍍膜設備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設置為 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ;及
[0014]調整磁控濺射鍍膜工藝參數為:基靶間距為45mm?95mm，磁控濺射工作壓強0.5Pa?5Pa，工作氣體的流量為1sccm?40sccm，襯底溫度為250°C?750°C，濺射功率為50W?300W，接著進行制膜，得到化學式為Mei_xZn02:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，X為0.01?0.05, Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0015]一種薄膜電致發光器件，該薄膜電致發光器件包括依次層疊的襯底、陽極層、發光層以及陰極層，所述發光層的材料為鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，該鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料的化學式為Mei_xZn02:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，x為0.01?0.05, Me為I丐元素、銀元素及鋇元素中的一種。
[0016]一種薄膜電致發光器件的制備方法，包括以下步驟:
[0017]提供具有陽極的襯底；
[0018]在所述陽極上形成發光層，所述發光層的材料為鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，該鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料的化學式為Mei_xZn02:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，X為0.01?0.05，Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種；
[0019]在所述發光層上形成陰極。
[0020]所述發光層的制備包括以下步驟:
[0021]根據Μθι_χΖη02:xTi4+各元素的化學計量比稱取MeO，ZnO和T12粉體并混合均勻在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時制成靶材，其中，x為0.01?0.05，MeO為氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇中的一種；
[0022]將所述靶材以及所述襯底裝入磁控濺射鍍膜設備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設置為 1.0X KT3Pa ?1.0X KT5Pa ；
[0023]調整磁控濺射鍍膜工藝參數為:基靶間距為45mm?95mm，磁控濺射工作壓強0.5Pa?5Pa，工作氣體的流量為1sccm?40sccm，襯底溫度為250°C?750°C，濺射功率為50W?300W，接著進行制膜，在所述陽極上形成發光層。
[0024]所述發光層的厚度為60nm?300nm。
[0025]上述鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料(Mei_xZn02:xTi4+)制成的發光薄膜的電致發光光譜(EL)中，在646nm波長區都有很強的發光峰，能夠應用于薄膜電致發光顯示器中。
【【附圖說明】】
[0026]圖1為一實施方式的薄膜電致發光器件的結構示意圖；
[0027]圖2為實施例1制備的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的電致發光譜圖；
[0028]圖3為實施例1制備的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的XRD圖；
[0029]圖4是實施例1制備的薄膜電致發光器件的電壓與電流密度和電壓與亮度之間的關系曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料、其制備方法、鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜、其制備方法、薄膜電致發光器件及其制備方法進一步闡明。
[0031]一實施方式的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，Me1^xZnO2:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，X為0.01?0.05, Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0032]優選的，X為 0.03。
[0033]該鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料制成的發光薄膜的電致發光光譜(EL)中，在646nmnm波長區都有很強的發光峰，能夠應用于薄膜電致發光顯示器中。
[0034]上述鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0035]步驟S11、根據Me^ZnO2:xTi4+各元素的化學計量比稱取MeO，ZnO和T12粉體并混合均勻，其中，X為0.01?0.05, MeO為氧化I丐、氧化銀及氧化鋇中的一種；及
[0036]將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時即得到化學式為Me1^xZnO2:xTi4+的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料。
[0037]該步驟中，優選的，X為0.03。
[0038]步驟S12、將混合均的粉體在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時即可得到鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光材料，其化學式為Mei_xZn02:xTi4+。
[0039]該步驟中，優選的在1250°C下燒結3小時。
[0040]一實施方式的鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜，該鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的材料的化學通式為Mei_xZn02:xTi4+, Me1^xZnO2是基質，Ti4+離子是激活元素，其中，x為0.01?0.05, Me為鈣元素、鍶元素及鋇元素中的一種。
[0041]優選的，X為 0.03。
[0042]上述鈦摻雜堿土鋅酸鹽發光薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0043]步驟S21、按Me^xZnO2:xTi4+各元素的化學計量比稱取MeO，ZnO和T12粉體并混合均勻，將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結0.5小時?5小時得到靶材，其中，x為0.01?0.05，MeO為氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇中的一種。
[0044]該步驟中，優選的，X為0.03.，在1250°C下燒結3小時成直徑為50mm，厚度為2mm的陶瓷靶材。
[0045]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備的真空腔體，并將真空腔體的真空度設置為1.0X 10_3Pa?1.0X 10_5Pa。
[0046]該步驟中，優選的，真空度為5X10_4Pa。
[0047]步驟S23、調整磁控濺射鍍膜工藝