[实用新型]一种薄膜场致发光器件

说明书

本实用新型涉及一种多层薄膜场致发光光电子器件，主要用于产生较高亮度的蓝色薄膜场致发光。

随着信息技术的发展，平板显示是当代电子显示技术发展的必由之路，而场致发光又是平板显示中的主要技术之一，具有独特的优点，诸如：主动发光、全固体化、反应快、视角宽、清晰度高等。单色(橙色、绿色)的场致发光显示已经有20年的历史。在1974～1983年的10年间，电子显示器的年销售额平均增长率为8.6％，而场致发光平板显示器的年销售额平均增长率则高达63.75％。关于场致发光显示器件，其最早的器件结构是由日本人猪口敏夫发明的双夹层结构的薄膜场致发光器件。它主要是在带导电层的玻璃衬底上依次有绝缘层、发光层、绝缘层、铝电极组成。这个框架下的众多努力集中在选择基质与杂质和改善蓝光材料的结晶状态上。研究使用的材料主要集中在硫化锶掺铈(SrS：Ce)、硫镓锶掺铈(SrGa₂S₄：Ce)、硫化锶掺铜(SrS：Cu)等；在薄膜制备的工艺过程中，人们尝试了补硫的方法；传统退火方法和快速热处理方法来提高器件的发光亮度等指标，但是，双夹层结构中集初电子来源、电子加速及碰撞激发发光中心这三个过程于一层的困难，使得这些努力不能有效地获得高亮度薄膜电致发光器件，尤其是兰色薄膜电致发光器件的亮度还无法实现彩色显示所需要的最低要求。

本实用新型的目的是，提供一种薄膜场致发光器件的新结构，使材料的禁带宽度增大使得器件发出蓝光，又避开了双夹层结构中集初电子来源、电子加速及碰撞激发发光中心这三个过程于一层的困难，使场致发光中的这些瓶颈过程得到有效的扩展，获得更好性能的薄膜电致发光器件(可见光，尤其是蓝色场致发光)。

本实用新型是在带有导电层的透明衬底上，依次镀有绝缘层、发光层、介质层、发光层、绝缘层以及背电极所组成的一种多层薄膜结构器件，其主要特征在于：在发光层中间加入了厚度介于发光层总厚度(4000-8000)的百分之一到十分之一之间的一层很薄的介质层，即在双夹层结构的薄膜场致发光器件的发光层内设计一介质层，制成的一种薄膜电致发光器件。

本实用新型与背景技术相比所具有的有益效果是，由于介质层的加入可有效降低器件的阈值电压，同时使传导电荷增大，增多界面态，提高电子浓度，并可以使电场重新分布，更有效的加速电子，导致器件的发光亮度(可见区)得以有效提高，本实用新型的场致发光器件比传统夹层结构器件的发光亮度至少可提高5至6倍。为薄膜场致发光彩色化的实现创造条件。

图1薄膜场致发光器件的结构示意图。

以下结合附图对本新实用型薄膜场致发光器件作进一步的说明。本实用新型是一种多层结构的薄膜场致发光器件。它是在带有导电层的透明衬底6上依次镀上绝缘层5、发光层4、介质层7、发光层3、绝缘层2和背电极1所构成。本实施例是在带有导电层的透明导电玻璃衬底6上依次镀上SiO₂(400nm)/ZnS：Tm(200nm)/SiO₂(5nm)/ZnS：Tm(200nm)/SiO₂(400nm)，最后采用热蒸发法蒸镀上铝电极；以上表述的结构：在带有导电层的透明导电玻璃衬底6上依次镀绝缘层5为SiO₂，厚度400nm；发光层4为ZnS：Tm，厚度200nm；介质层7为SiO₂，厚度5nm；发光层3为ZnS：Tm，厚度200nm；绝缘层2为SiO₂，厚度400nm；最后采用热蒸发法蒸镀上铝电极。

本实用新型的介质层7的厚度为发光层(4和3)总厚度的(4000-8000)的百分之一到十分之一之间，介质层材料可以为三氧化二钇(Y₂O₃)、氧化铪(HfO₂)、氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅Si₃N₄、五氧化二钽Ta₂O₅以及铁电材料钛酸铅PbTiO₃和钛酸钡BaTiO₃等。

不同的绝缘层既可采用相同材料，亦可用不同材料。绝缘层可以用的材料：SiO₂、Al₂O₃Si₃N₄、SiON、Ta₂O₅、PbTiO₃、BaTiO₃

发光层也可采用相同或不同材料。发光层材料可以是：ZnS：Cu、ZnS：Tb、ZnS：Mn、SrS：Cu、SrS：Ce、SrGa₂S₄：Ce