本發(fā)明涉及一種堿土硫化物發(fā)光材料、其制備方法、堿土硫化物發(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：

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。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，可應用于薄膜電致發(fā)光顯示器的堿土硫化物發(fā)光材料，仍未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種堿土硫化物發(fā)光材料，其化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素。

一種堿土硫化物發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：

根據(jù)MeS：xCe³⁺⁺各元素的化學計量比稱取，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種；及

有機源分別選用環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me、硫化氫H₂S和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其中環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其摩爾比為(1-x)：x，

用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-2Pa～1.0×10^-3Pa，襯底進行700℃熱處理10～30分鐘，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50～1000轉/分，通入載氣Ar氣，氣流量為5～15sccm，然后通入氧氣，流量為10～200sccm，開始薄膜的沉積，得到化學式為MeS：xCe³⁺的材料；

一種堿土硫化物發(fā)光薄膜，該堿土硫化物發(fā)光薄膜的材料的化學通式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素；

一種堿土硫化物發(fā)光薄膜的制備方法，包括以下步驟：

根據(jù)MeS：xCe³⁺⁺各元素的化學計量比稱取，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種；及

有機源分別選用環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me、硫化氫H₂S和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其中環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其摩爾比為(1-x)：x，

用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-2Pa～1.0×10^-3Pa，襯底進行700℃熱處理10～30分鐘，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50～1000轉/分，通入載氣Ar氣，氣流量為5～15sccm，然后通入氧氣，流量為10～200sccm，開始薄膜的沉積，得到化學式為MeS：xCe³⁺的薄膜。

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，所述發(fā)光層的材料為堿土硫化物發(fā)光材料，該堿土硫化物發(fā)光材料的化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素；

一種薄膜電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟：

提供具有陽極的襯底；

在所述陽極上形成發(fā)光層，所述發(fā)光層的材料為堿土硫化物發(fā)光材料，該堿土硫化物發(fā)光材料的化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素；

在所述發(fā)光層上形成陰極；

一種薄膜電致發(fā)光器件的制備方法，發(fā)光層的制備包括以下步驟：

根據(jù)MeS：xCe³⁺⁺各元素的化學計量比稱取，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種；及

有機源分別選用環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me、硫化氫H₂S和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其中環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其摩爾比為(1-x)：x，

用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-2Pa～1.0×10^-3Pa，襯底進行700℃熱處理10～30分鐘，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50～1000轉/分，通入載氣Ar氣，氣流量為5～15sccm，然后通入氧氣，流量為10～200sccm，開始薄膜的沉積，得到化學式為MeS：xCe³⁺的材料。

上述堿土硫化物發(fā)光材料(MeS：xCe³⁺)制成的發(fā)光薄膜的電致發(fā)光光譜(EL)中，在540nm波長區(qū)都有很強的發(fā)光峰，能夠應用于薄膜電致發(fā)光顯示器中。

【附圖說明】

圖1為一實施方式的薄膜電致發(fā)光器件的結構示意圖；

圖2為實施例1制備的堿土硫化物發(fā)光薄膜的電致發(fā)光譜圖；

【具體實施方式】

下面結合附圖和具體實施例對堿土硫化物發(fā)光材料、其制備方法、堿土硫化物發(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一步闡明。

一實施方式的堿土硫化物發(fā)光材料，其化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素。

優(yōu)選的，x為0.05。

該堿土硫化物發(fā)光材料中MeS：xCe³⁺是基質(zhì)，Pr³⁺離子是激活元素。該堿土硫化物發(fā)光材料制成的發(fā)光薄膜的電致發(fā)光光譜(EL)中，在540nm波長區(qū)都有很強的發(fā)光峰，能夠應用于薄膜電致發(fā)光顯示器中。

上述堿土硫化物發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟S11、根據(jù)MeS：xCe³⁺⁺各元素的化學計量比稱取，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種。

步驟S12、有機源分別選用環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me、硫化氫H₂S和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其中環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其摩爾比為(1-x)：x，用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-2Pa～1.0×10^-3Pa，襯底進行700℃熱處理10～30分鐘，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50～1000轉/分，通入載氣Ar氣，氣流量為5～15sccm，然后通入氧氣，流量為10～200sccm，開始薄膜的沉積，得到化學式為MeS：xCe³⁺的材料。

請參閱圖1，一實施方式的薄膜電致發(fā)光器件100，該薄膜電致發(fā)光器件100包括依次層疊的襯底1、陽極2、發(fā)光層3以及陰極4。

襯底1為玻璃襯底。陽極2為形成于玻璃襯底上的氧化銦錫(ITO)。發(fā)光層3的材料為堿土硫化物發(fā)光材料，該堿土硫化物發(fā)光材料的化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素。陰極4的材質(zhì)為銀(Ag)。

上述薄膜電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟S31、提供具有陽極2的襯底1。

本實施方式中，襯底1為玻璃襯底，陽極2為形成于玻璃襯底上的氧化銦錫(ITO)。具有陽極2的襯底1先后用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗并用對其進行氧等離子處理。

步驟S32、在陽極2上形成發(fā)光層3，發(fā)光層3的材料為堿土硫化物發(fā)光材料，該堿土硫化物發(fā)光材料的化學式為MeS：xCe³⁺，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種，Ce³⁺離子是激活元素。

本實施方式中，發(fā)光層3由以下步驟制得：

首先，將根據(jù)MeS：xCe³⁺⁺各元素的化學計量比稱取，其中，x為0.01～0.08，Me選自鎂元素，鈣元素，鍶元素，鋇元素中至少一種。

其次，有機源分別選用環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me、硫化氫H₂S和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其中環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Me和四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄，其摩爾比為(1-x)：x。

然后，用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-2Pa～1.0×10^-3Pa，襯底進行700℃熱處理10～30分鐘，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50～1000轉/分，通入載氣Ar氣，氣流量為5～15sccm，然后通入氧氣，流量為10～200sccm，開始薄膜的沉積，得到化學式為MeS：xCe³⁺的材料，鍍膜，在陽極2上形成發(fā)光層3。

步驟S33、在發(fā)光層3上形成陰極4。

本實施方式中，陰極4的材料為銀(Ag)，由蒸鍍形成。

下面為具體實施例。

實施例1：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至4.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理20分鐘，然后溫度降為500℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為300轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Mg、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.95：0.05，流量為10sccm。通入硫化氫H₂S，流量為120sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至150nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品MgS：0.05Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例2：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理10分鐘，然后溫度降為250℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Mg、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.92：0.08，通入硫化氫H₂S，流量為10sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至80nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品MgS：0.08Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例3：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10-2Pa；然后把襯底進行700℃熱處理30分鐘，然后溫度降為650℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為1000轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Mg、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.99：0.01，通入硫化氫H₂S，流量為200sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至300nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品MgS：0.01Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例4：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至4.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理20分鐘，然后溫度降為500℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為300轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Ca、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.95：0.05，通入硫化氫H₂S，流量為120sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至150nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品CaS：0.05Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例5：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理10分鐘，然后溫度降為250℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Ca、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.92：0.08，通入硫化氫H₂S，流量為10sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至80nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品CaS：0.08Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例6：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10-2Pa；然后把襯底進行700℃熱處理30分鐘，然后溫度降為650℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為1000轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Ca、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.99：0.01，通入硫化氫H₂S，流量為200sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至300nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品CaS：0.01Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例7：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至4.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理20分鐘，然后溫度降為500℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為300轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Sr、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.95：0.05，通入硫化氫H₂S，流量為120sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至150nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品SrS：0.05Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例8：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10^-3Pa；然后把襯底進行700℃熱處理10分鐘，然后溫度降為250℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為50轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Sr、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.92：0.08，通入硫化氫H₂S，流量為10sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至80nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品SrS：0.08Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

實施例9：襯底為南玻公司購買的ITO玻璃，先后用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗5分鐘，然后用蒸餾水沖洗干凈，氮氣風干后送入設備反應室。用機械泵和分子泵把腔體的真空度抽至1.0×10-2Pa；然后把襯底進行700℃熱處理30分鐘，然后溫度降為650℃。打開旋轉電機，調(diào)節(jié)襯底托的轉速為1000轉/分，通入環(huán)戊二烯堿土鹽C₅H₅)₂Sr、四甲基庚二酮鈰Ce(TMHD)₄的載氣Ar氣，其摩爾流量比為0.99：0.01，通入硫化氫H₂S，流量為200sccm，開始薄膜的沉積。薄膜的厚度沉積至300nm，關閉有機源和載氣，繼續(xù)通氧氣，溫度降到100℃以下，取出樣品SrS：0.01Ce³⁺。最后在發(fā)光薄膜上面蒸鍍一層Ag，作為陰極。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。