[发明专利]氟铜共掺杂硫化钙发光材料、制备方法及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种氟铜共掺杂硫化钙发光材料、其制备方法、氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜、其制备方法、薄膜电致发光器件及其制备方法。

【背景技术】

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，开发多波段发光的材料，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氟铜共掺杂硫化钙发光材料，仍未见报道。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种可应用于薄膜电致发光器件的氟铜共掺杂硫化钙发光材料、其制备方法、氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜、其制备方法、使用该氟铜共掺杂硫化钙发光材料的薄膜电致发光器件及其制备方法。

一种氟铜共掺杂硫化钙发光材料，其化学式为CaS:xCu²⁺，yF^-，其中CaS是基质，Cu元素是激活元素，0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03。

一种氟铜共掺杂硫化钙发光材料的制备方法，包括以下步骤：

根据CaS:xCu²⁺，yF^-各元素的化学计量比称取CaS，CuS和CaF₂粉体并混合均匀，其中0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03；及

将混合均匀的粉体在900℃～1300℃下烧结0.5小时～5小时即得到化学式为CaS:xCu²⁺，yF^-的氟铜共掺杂硫化钙发光材料。

一种氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜，该氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜的材料的化学通式为CaS:xCu²⁺，yF^-，其中，CaS是基质，Cu元素是激活元素，0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03。

一种氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

根据CaS:xCu²⁺，yF^-各元素的化学计量比称取CaS，CuS和CaF₂粉体并混合均匀在900℃～1300℃下烧结0.5小时～5小时制成靶材，其中0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03；

将所述靶材以及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，并将真空腔体的真空度设置为1.0×10^-3pa～1.0×10^-5Pa；及

调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为50mm～90mm，磁控溅射工作压强0.2Pa～1.5Pa，工作气体的流量为15sccm～20sccm，衬底温度为200℃～500℃，接着进行制膜，得到化学式为CaS:xCu²⁺，yF^-的氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜。

在优选的实施例中，还包括步骤：将所述氟铜共掺杂硫化钙发光薄膜于500℃～800℃下真空退火处理0.5h～3h。

在优选的实施例中，所述真空腔体的真空度为5.0×10^-4pa，基靶间距为60mm，磁控溅射工作压强为1Pa，工作气体为氩气，工作气体的流量为20sccm，衬底温度为450℃。

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氟铜共掺杂硫化钙发光材料，该氟铜共掺杂硫化钙发光材料的化学式为CaS:xCu²⁺，yF^-，其中0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03。

一种薄膜电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：

提供具有阳极的衬底；

在所述阳极上形成发光层，所述发光层的材料为氟铜共掺杂硫化钙发光材料，该氟铜共掺杂硫化钙发光材料的化学式为CaS:xCu²⁺，yF^-，其中0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03；

在所述发光层上形成阴极。

在优选的实施例中，所述发光层的制备包括以下步骤：

根据CaS:xCu²⁺，yF^-各元素的化学计量比称取CaS，CuS和CaF₂粉体并混合均匀在900℃～1300℃下烧结0.5小时～5小时制成靶材，其中0.005≤x≤0.05，0.001≤y≤0.03；