氮鋯酸鹽發(fā)光薄膜、電致發(fā)光器件及二者的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體光電材料技術領域，尤其涉及一種氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜、電致發(fā) 光器件及二者的制備方法。
【背景技術】
[0002] 薄膜電致發(fā)光器件（TFELD)由于其主動發(fā)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(yōu)點，已引起了廣泛的關注，且發(fā)展迅速。與傳統(tǒng)的電致發(fā)光器件 相比，發(fā)光薄膜在對比度、熱傳導、均勻性、與襯底的附著性、釋氣速率等方面都顯示出較強 的優(yōu)越性，因此制備出性能良好的發(fā)光薄膜具有十分重大的意義。
[0003] 氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜是電致發(fā)光器件的熱口研究材料，目前仍在不斷的改善研發(fā) 中，但是制備此類發(fā)光薄膜還存在工藝較復雜、設備較昂貴，且制備的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的 發(fā)光強度不高等問題。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜，用于解決現(xiàn)有技術中氮鉛酸鹽發(fā) 光薄膜的發(fā)光強度不高、制備工藝較復雜和制備設備較昂貴的問題。
[0005] 本發(fā)明的目的還在于提供一種氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，用于制備上述氮鉛 酸鹽發(fā)光薄膜。
[0006] 本發(fā)明的目的還在于提供一種電致發(fā)光器件，包括依次層疊的襯底、陽極層、發(fā)光 層及陰極層，其中發(fā)光層的材質為上述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于提供一種電致發(fā)光器件的制備方法，用于制備上述電致發(fā)光 器件。
[0008] 為達成上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：
[0009] 本發(fā)明的一種氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜，所述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的化學式為MeZr2〇2N2 : xCe3+;其中，
[0010] MeZr2〇2N2為基質，Ce3+為發(fā)光離子，X的取值范圍為0. 01~0. 05，Me為Mg、Ca、Sr、 Ba或化中的任意一種。
[0011] 在本發(fā)明的一實施例中，X為0. 03。
[0012] 在本發(fā)明的一實施例中，所述的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的厚度為80nm~400nm。
[0013] 本發(fā)明的一種氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，包括W下步驟：
[0014] (a)稱取摩爾比為1 ;0. 5 ;0. 5 ;x的Me0、Zr02、Zr3N4及Ce02粉體，經過均勻混合后， 在燒結溫度為90(TC~130(TC的條件下燒結制備祀材，其中，X的取值范圍為0. 01~0. 05， Me為Mg、Ca、Sr、Ba或化中的任意一種；
[0015] (b)將步驟（a)中制備的所述祀材和襯底放入脈沖激光沉積設備的真空腔體中；
[0016] (C)將步驟（b)中的所述襯底和所述祀材的距離調整為45mm~95mm，將所述真空 腔體的真空度調整為1. 0X 1(T中a~1. 0X 1(T中a,將通入所述真空腔體中的工作氣體氧氣 的流量調整為lOsccm~40sccm，將所述氧氣的壓強調整為0. 5化~5Pa，將所述襯底的溫 度調整為25(TC~75(TC，將所述脈沖激光沉積設備的激光的能量調整為80mJ~300mJ，接 著利用所述脈沖激光沉積設備制備得化學式為MeZr2〇2N2 ;xCe3+的所述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜， 其中，MeZr2〇2N2為基質，Ce3+為發(fā)光離子，X的取值范圍為0. 01~0. 05，Me為Mg、Ca、Sr、Ba 或化中的任意一種。
[0017] 在本發(fā)明的一實施例中，所述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的厚度為80nm~400nm。
[0018] 本發(fā)明的一種電致發(fā)光器件，所述電致發(fā)光器件包括依次層疊的襯底、陽極層、發(fā) 光層及陰極層，所述發(fā)光層的材質為化學式為MeZr2〇2N2 ;xCe3+的所述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜， 其中，MeZr2〇2N2為基質，Ce3+為發(fā)光離子，X的取值范圍為0. 01~0. 05，Me為Mg、Ca、Sr、Ba 或化中的任意一種。
[0019] 在本發(fā)明的一實施例中，所述的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的厚度為80nm~400nm。
[0020] 本發(fā)明的一種電致發(fā)光器件的制備方法，包括W下步驟：
[0021] 將襯底洗凈、干燥、備用；
[0022] 在潔凈的所述襯底的一個表面上蒸鍛一層陽極層，并清洗；
[0023] 在所述陽極層的表面上沉積一層化學式為MeZr2〇2N2 ;xCe3+的所述氮鉛酸鹽發(fā)光 薄膜，即得發(fā)光層；其中，MeZr2〇2N2為基質，Ce3+為發(fā)光離子，X的取值范圍為0.01~0.05， Me為Mg、Ca、Sr、Ba或化中的任意一種；
[0024] 在所述發(fā)光層的表面上蒸鍛一層陰極層；
[00巧]待上述步驟完成后，得到所述電致發(fā)光器件。
[0026] 在本發(fā)明的一實施例中，所述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的厚度為80nm~400nm。
[0027] 在本發(fā)明的一實施例中，所述襯底的材質為玻璃，所述陽極層的材質為IT0導電 薄膜，所述陰極層的材質為Ag。
[0028] 綜上所述，本發(fā)明的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜、電致發(fā)光器件及二者的制備方法，具有W 下優(yōu)點：氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜W MeZr2〇2N2為基質，W慘雜在基質中的發(fā)光離子Ce3+在發(fā)光薄 膜中作為主要的發(fā)光中也，其中，Me為Mg、化、Sr、Ba及化中的任意一種，均具有較高的熱 學穩(wěn)定性和力學穩(wěn)定性，W及良好的光學透明性和較低的聲子能量，可W為發(fā)光離子Ce 3+ 提供優(yōu)良的晶場，從而在光電能量轉換的過程中產生較少無福射躍遷；而發(fā)光離子Ce3+具 有豐富的能級和較窄的發(fā)射譜線，且由于受4f能級外層電子的屏蔽作用，發(fā)光離子Ce 3+的 能級壽命較長，相對于其他發(fā)光離子更適合作為光電能量轉換時發(fā)光薄膜的發(fā)射中也。此 夕F，該發(fā)光薄膜的制備采用了脈沖激光沉積（PLD)方法，該方法的沉積速率高，試驗周期短， 便于襯底的清潔處理；工藝參數(shù)可W任意調節(jié)，對祀材的種類沒有限制且可W較高的保持 祀材的成份；對襯底的溫度要求低，制備的發(fā)光薄膜均勻且結晶性能良好；還可W節(jié)省退 火等后處理工藝。本發(fā)明通過采用上述方法制備氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜，不僅提高了發(fā)光薄膜 的發(fā)光強度和發(fā)光效率，提高了發(fā)光薄膜的結構穩(wěn)定性，而且降低了制備方法復雜度，提高 了生產效率，更適于工業(yè)化應用。
【附圖說明】
[0029] 圖1本發(fā)明的實施例1的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的電致發(fā)光譜。
[0030] 圖2本發(fā)明的實施例1的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的XRD曲線。
[0031] 圖3本發(fā)明的電致發(fā)光器件的結構示意圖。
[0032] 圖4本發(fā)明的使用實施例1的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的電致發(fā)光器件的電壓與電流和 見度關系圖。
[0033] 其中，附圖標記說明如下：
[0034] 1 電致發(fā)光器件 10 襯底 20 陽極層 30 發(fā)光層 40 陰極層
【具體實施方式】
[0035] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例方式僅僅用于解釋本發(fā) 明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036] 實施例1
[0037] 本實施例1的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的化學式為MgZr2〇2N2 ;〇. 〇3Ce3+。
[0038] 上述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，包括W下步驟：
[00測 （a)祀材的制備：
[0040] 稱取 Immol 的 Mg0、0. 5mmol 的 Zr〇2、0. 5mmol 的 ZrgN* 及 〇. OSmmol 的 CeO]粉體，經 過均勻混合后，在燒結溫度為125CTC的條件下燒結制備〇50X2mm的陶瓷祀材；
[0041] (b)襯底的預處理：
[0042] 將預處理前的玻璃材質的襯底洗凈、干燥、備用，在該潔凈的襯底的一個表面上蒸 鍛一層材質為IT0導電薄膜的陽極層，將蒸鍛有該陽極層的襯底先用丙麗、無水己醇和去 離子水依次進行超聲清洗后，再進行氧等離子體處理，即得到預處理后的襯底；
[0043] (C)發(fā)光薄膜的制備：
[0044] 將上述陶瓷祀材和襯底放入脈沖激光沉積設備的真空腔體中，將該襯底和陶瓷祀 材的距離調整為60mm，再用機械粟和分子粟把真空腔體的真空度抽到5. 0Xl(T4Pa，將通入 真空腔體中的工作氣體氧氣的流量調整為20sccm，將氧氣的壓強調整為3Pa，將襯底的溫 度調整為50(TC，將脈沖激光沉積設備的激光的能量調整為150mJ，接著利用脈沖激光沉積 設備制備得厚度為200nm的樣品即為氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜MgZr2〇2N2 ;〇. 〇3Ce3+。
[004引如圖1所示，在采用PLD方法制備的慘雜鋪的氮鉛酸鎮(zhèn)MgZr202N2 ;0. 03Ce3+發(fā)光薄 膜的電致發(fā)光譜（EL)中，該發(fā)光薄膜在610nm位置上有很強的發(fā)光峰，發(fā)光強度很強。 [0046] 如圖2所示，對照X射線衍射（XRD)標準PDF卡片，在上述鋪慘雜氮鉛酸鎮(zhèn)發(fā)光薄 膜的XRD曲線中，均是氮鉛酸鎮(zhèn)的結晶峰，并沒有出現(xiàn)慘雜的發(fā)光離子Ce 3+W及其它雜質的 衍射峰，即表明該PLD方法制備的慘雜鋪的氮鉛酸鎮(zhèn)MgZr2〇2N2 ;〇. 〇3Ce3+發(fā)光薄膜具有良好 的結晶質量，由于提高了純度減少了雜質的慘入與干擾，從而進一步提高了該發(fā)光薄膜的 發(fā)光強度。
[0047] 實施例2
[0048] 本實施例2的氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的化學式為MgZr2〇2N2 ;〇. 〇lCe3+。
[0049] 上述氮鉛酸鹽發(fā)光薄膜的制備方法，包括W下步驟：
[0050] (a