[发明专利]钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜、其制备方法及有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，尤其涉及一种钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种使用该钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜作为发光层的有机电致发光器件。

背景技术

与传统的发光粉制作的显示屏相比，发光薄膜在对比度、分辨率、热传导、均匀性、与基底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性。因此，作为功能材料，发光薄膜在诸如阴极射线管(CRTs)、电致发光显示(ELDs)及场发射显示(FEDs)等平板显示领域中有着广阔的应用前景。

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。

白钨矿结构的AWO₄(A＝Ca，Sr，Ba)是一类重要的激光材料。它们在常温下为四方相结构，在紫外光的激发下发射出蓝光。有关研究表明，钨酸钡从室温至熔化(1820K)都总保持四方相结构，说明它们具有良好的结构稳定性。由于这些优越的性能，在发光与显示技术、激光与光电子技术以及探测技术等领域，白钨矿结构的钨酸盐材料具有诱人的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种以钨酸钡为基质、铈和钛元素充当主要发光中心的钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜。

本发明的钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜，薄膜的化学通式为Ba_1-x-yW₂O₈:xCe³⁺，yTi⁴⁺；其中，Ba_1-x-yW₂O₈(钨酸钡)为基质，铈(Ce)和钛(Ti)为掺杂元素；x的取值范围为0.1～0.4，y的取值范围为0.05～0.3；优选x的取值为0.2，y的取值为0.1。

本发明的另一发明目的在于提供上述钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜的制备方法，其制备工艺如下：

步骤S1、陶瓷靶材的制备：根据化学通式Ba_1-x-yW₂O₈:xCe³⁺，yTi⁴⁺各元素化学计量比，选用BaO，WO₃，Ce₂O₃和TiO₂粉体，经过均匀混合后，在900～1300℃(优选1250℃下烧结，得到靶材；其中，x的取值范围为0.1～0.4，y的取值范围为0.05～0.3；优选，x的取值为0.2，y的取值为0.1；

步骤S2、将步骤S1中的靶材和衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa，优选真空度为5.0×10^-4Pa；

步骤S3、调整磁控溅射镀膜工艺参数为：基靶间距为50～100mm，优选75mm；衬底温度为250℃～750℃，优选600℃；通入纯氩气和氢气混合作工作气体(其中，氢气的体积百分比为1～15％，优选10％)，气体流量15～30sccm，优选25sccm；磁控溅射工作压强0.2～4.5Pa，优选2.0Pa；工艺参数调整完后，接着进行制膜，得到薄膜样品；

步骤S4、将步骤S3得到的薄膜样品置于真空炉中，于500～800℃(优选700℃)、真空状态下(即0.01Pa)退火处理1～3h(优选2h)，得到化学通式为Ba_1-x-yW₂O₈:xCe³⁺，yTi⁴⁺的钛铈共掺杂钨酸钡发光薄膜；其中，Ba_1-x-yW₂O₈为基质，Ce和Ti为掺杂元素。