CN104673292A - 铟锆酸盐发光薄膜、电致发光器件及二者的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铟锆酸盐发光薄膜、电致发光器件及二者的制备方法，其中，该铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺，x的取值范围为0.01~0.06，Me为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。本发明采用金属有机化合物化学气相沉积方法制备的铟锆酸盐发光薄膜以MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，在发光薄膜中作为主要的发光中心，不仅提高了发光薄膜的发光强度和发光效率，提高了发光薄膜的结构稳定性，而且降低了制备方法复杂度，更适于大规模生产。

Description

铟锆酸盐发光薄膜、电致发光器件及二者的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体光电材料技术领域，尤其涉及一种铟锆酸盐发光薄膜、电致发光器件及二者的制备方法。

背景技术

薄膜电致发光器件(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。与传统的电致发光器件相比，发光薄膜在对比度、热传导、均匀性、与衬底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性，因此制备出性能良好的发光薄膜具有十分重大的意义。

铟锆酸盐发光薄膜是电致发光器件的热门研究材料，目前仍在不断的改善研发中，但是制备此类发光薄膜还存在工艺较复杂、设备较昂贵，且制备的铟锆酸盐发光薄膜的发光强度不高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铟锆酸盐发光薄膜，用于解决现有技术中铟锆酸盐发光薄膜的发光强度不高、制备工艺较复杂和制备设备较昂贵的问题。

本发明的目的还在于提供一种铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，用于制备上述铟锆酸盐发光薄膜。

本发明的目的还在于提供一种电致发光器件，包括依次层叠的衬底、阳极层、发光层及阴极层，其中发光层的材质为上述铟锆酸盐发光薄膜。

本发明的目的还在于提供一种电致发光器件的制备方法，用于制备上述电致发光器件。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明的一种铟锆酸盐发光薄膜，所述铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺；其中，

MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01～0.06，Me为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

在本发明的一实施例中，x为0.03。

在本发明的一实施例中，所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm～300nm。

在本发明的一实施例中，所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度为150nm。

本发明的一种铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将所述反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-2Pa，将所述衬底先进行热处理温度为650℃～850℃的热处理10～30分钟，然后将所述衬底的温度降低到250℃～650℃；

（2）打开所述反应室的旋转电机，将所述反应室的衬底托的转速调整为50～1000转/分，将含有有机源的载气先通入所述反应室中，将所述载气的气体流量调整为5sccm～15sccm，再将后通入所述反应室中的氧气的气体流量调整为10sccm～200sccm；其中

所述有机源包括摩尔比为1：2：2：x的二(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)碱土金属、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铟、四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)锆及四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铈；x的取值范围为0.01～0.06；碱土金属为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种；

（3）待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm～300nm时，停止向所述反应室通入含有所述有机源的所述载气，仍继续向所述反应室通入所述氧气，待所述反应室的温度降低到70℃～100℃时，即得化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺的铟锆酸盐发光薄膜；其中，

MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01～0.06，Me为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

在本发明的一实施例中，所述衬底的热处理温度为700℃，热处理时间为20分钟，所述衬底的温度降低到500℃，所述衬底托的转速为300转/分，所述真空度为4.0×10^-3Pa，所述载气为氩气，所述氩气的气体流量为10sccm，所述氧气的气体流量为120sccm，所述反应室的温度降低到90℃。

本发明的一种电致发光器件，所述电致发光器件包括依次层叠的衬底、阳极层、发光层及阴极层，所述发光层的材质为化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺的所述铟锆酸盐发光薄膜，其中，MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01～0.06，Me为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

在本发明的一实施例中，所述的铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm～300nm。

本发明的一种电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：

将衬底洗净、干燥、备用；

在洁净的所述衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层，并清洗；

在所述阳极层的表面上沉积一层化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺的所述铟锆酸盐发光薄膜，即得发光层；其中，MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01～0.06，Me为Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种；

在所述发光层的表面上蒸镀一层阴极层；

待上述步骤完成后，得到所述电致发光器件。

在本发明的一实施例中，所述的铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm～300nm。

在本发明的一实施例中，所述衬底的材质为玻璃，所述阳极层的材质为ITO导电薄膜，所述阴极层的材质为Ag。

综上所述，本发明的铟锆酸盐发光薄膜、电致发光器件及二者的制备方法，具有以下优点：铟锆酸盐发光薄膜以MeIn₂Zr₂O₈为基质，以掺杂在基质中的发光离子Ce³⁺在发光薄膜中作为主要的发光中心，其中，Me为碱土金属Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种，均具有较高的热学稳定性和力学稳定性，以及良好的光学透明性和较低的声子能量，可以为发光离子Ce³⁺提供优良的晶场，从而在光电能量转换的过程中产生较少无辐射跃迁；而发光离子Ce³⁺具有丰富的能级和较窄的发射谱线，且由于受4f能级外层电子的屏蔽作用，发光离子Ce³⁺的能级寿命较长,相对于其他发光离子更适合作为光电能量转换时发光薄膜的发射中心。此外，该发光薄膜的制备采用了金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）方法，该方法的适用范围广，可以生长纯度很高的材料且易于控制，外延层大面积均匀性良好。本发明通过采用上述方法制备铟锆酸盐发光薄膜，不仅提高了发光薄膜的发光强度和发光效率，提高了发光薄膜的结构稳定性，而且降低了制备方法复杂度，更适于大规模生产。

附图说明

图1本发明的实施例1的铟锆酸盐发光薄膜的电致发光谱。

图2本发明的实施例1的铟锆酸盐发光薄膜的XRD曲线。

图3本发明的电致发光器件的结构示意图。

图4本发明的使用实施例1的铟锆酸盐发光薄膜的电致发光器件的电压与电流和亮度关系图。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例方式仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例1的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为4.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为700℃的热处理20分钟，然后将该衬底的温度降低到500℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为300转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.03的(DPM)₂Mg、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为10sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为120sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至150nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到90℃时，取出样品即得化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

如图1所示，在采用MOCVD方法制备的掺杂铈的铟锆酸镁MgIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺发光薄膜的电致发光谱（EL）中，该发光薄膜在620nm位置上有很强的发光峰，发光强度很强。

如图2所示，对照X射线衍射（XRD）标准PDF卡片，在上述铈掺杂铟锆酸镁发光薄膜的XRD曲线中，均是铟锆酸镁的结晶峰，并没有出现掺杂的发光离子Ce³⁺以及其它杂质的衍射峰，即表明该MOVCD方法制备的掺杂铈的铟锆酸镁MgIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺发光薄膜具有良好的结晶质量，由于提高了纯度减少了杂质的掺入与干扰，从而进一步提高了该发光薄膜的发光强度。

实施例2

本实施例2的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为650℃的热处理10分钟，然后将该衬底的温度降低到250℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为50转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.06的(DPM)₂Mg、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为5sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为10sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到70℃时，取出样品即得化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例3

本实施例3的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-2Pa，将该衬底先进行热处理温度为850℃的热处理30分钟，然后将该衬底的温度降低到650℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为1000转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.01的(DPM)₂Mg、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为15sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为200sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至300nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到100℃时，取出样品即得化学式为MgIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例4

本实施例4的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为4.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为700℃的热处理20分钟，然后将该衬底的温度降低到500℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为300转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.03的(DPM)₂Ca、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为10sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为120sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至150nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到90℃时，取出样品即得化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例5

本实施例5的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为650℃的热处理10分钟，然后将该衬底的温度降低到250℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为50转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.06的(DPM)₂Ca、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为5sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为10sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到70℃时，取出样品即得化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例6

本实施例6的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-2Pa，将该衬底先进行热处理温度为850℃的热处理30分钟，然后将该衬底的温度降低到650℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为1000转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.01的(DPM)₂Ca、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为15sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为200sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至300nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到100℃时，取出样品即得化学式为CaIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例7

本实施例7的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为4.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为700℃的热处理20分钟，然后将该衬底的温度降低到500℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为300转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.03的(DPM)₂Sr、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为10sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为120sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至150nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到90℃时，取出样品即得化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例8

本实施例8的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为650℃的热处理10分钟，然后将该衬底的温度降低到250℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为50转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.06的(DPM)₂Sr、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为5sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为10sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到70℃时，取出样品即得化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例9

本实施例9的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-2Pa，将该衬底先进行热处理温度为850℃的热处理30分钟，然后将该衬底的温度降低到650℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为1000转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.01的(DPM)₂Sr、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为15sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为200sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至300nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到100℃时，取出样品即得化学式为SrIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例10

本实施例10的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为4.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为700℃的热处理20分钟，然后将该衬底的温度降低到500℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为300转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.03的(DPM)₂Ba、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为10sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为120sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至150nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到90℃时，取出样品即得化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.03Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例11

本实施例11的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa，将该衬底先进行热处理温度为650℃的热处理10分钟，然后将该衬底的温度降低到250℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为50转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.06的(DPM)₂Ba、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为5sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为10sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到70℃时，取出样品即得化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.06Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

实施例12

本实施例12的铟锆酸盐发光薄膜的化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺。

上述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）衬底的预处理

将预处理前的衬底洗净、干燥、备用；在洁净的该衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层；将蒸镀有该阳极层的衬底先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

（2）衬底的热处理

将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将反应室的真空度调整为1.0×10^-2Pa，将该衬底先进行热处理温度为850℃的热处理30分钟，然后将该衬底的温度降低到650℃；

（3）调节工艺参数

打开反应室的旋转电机，将反应室的衬底托的转速调整为1000转/分，将含有摩尔比为1：2：2：0.01的(DPM)₂Ba、(DPM)₃In、Zr(DPM)₄及Ce(DPM)₄的载气氩气先通入反应室中，将该氩气的气体流量调整为15sccm，再将后通入反应室中的氧气的气体流量调整为200sccm；

（4）发光薄膜的制备

待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至300nm时，停止向反应室通入含有上述有机源的载气氩气，仍继续向反应室通入氧气，待反应室的温度降低到100℃时，取出样品即得化学式为BaIn₂Zr₂O₈：0.01Ce³⁺的铟锆酸盐发光薄膜。

应用实施例

如图3所示，本应用实施例中的电致发光器件1包括：衬底10，设于衬底10的一个表面上的阳极层20，设于阳极层20表面上的发光层30，设于发光层30表面上的阴极层40。

其中，衬底10的材质为玻璃，阳极层20的材质为ITO导电薄膜，发光层30的材质为实施例1～12中的制备方法制备的任一铟锆酸盐发光薄膜，阴极层40的材质为Ag。

上述电致发光器件1的制备方法，包括以下步骤：

提供一玻璃材质的衬底10，洗净、干燥、备用；

在洁净的衬底10的一个表面上蒸镀一层ITO导电薄膜，即得阳极层20；

将蒸镀有阳极层20的衬底10先用甲苯、丙酮和乙醇依次分别进行5分钟的超声清洗，再用蒸馏水冲洗干净后，再用氨气风干；

将经过上述处理后的蒸镀有阳极层20的衬底10放入反应室中，在阳极层20表面上沉积一层按照实施例1～12中的制备方法制备的任一铟锆酸盐发光薄膜，即得发光层30；

在发光层30表面上蒸镀一层Ag，即得阴极层40。

待上述步骤完成后，得到电致发光器件1。

如图4所示，在采用实施例1的铟锆酸盐发光薄膜作为发光层的材质的电致发光器件1的电压与电流和亮度关系图中，曲线1是电压与电流密度关系曲线，可以看出器件从5.5V开始发光，曲线2是电压与亮度关系曲线，最大亮度为143cd/m²，表明该有机电致发光器件在较小的驱动电流时就有较大的发光亮度，具有良好的发光特性。

综上所述，本发明的铟锆酸盐发光薄膜以MeIn₂Zr₂O₈为基质，以掺杂在基质中的发光离子Ce³⁺在发光薄膜中作为主要的发光中心，其中，Me为碱土金属Mg、Ca、Sr及Ba中的任意一种，均具有较高的热学稳定性和力学稳定性，以及良好的光学透明性和较低的声子能量，可以为发光离子Ce³⁺提供优良的晶场，从而在光电能量转换的过程中产生较少无辐射跃迁；而发光离子Ce³⁺具有丰富的能级和较窄的发射谱线，且由于受4f能级外层电子的屏蔽作用，发光离子Ce³⁺的能级寿命较长,相对于其他发光离子更适合作为光电能量转换时发光薄膜的发射中心。此外，该发光薄膜的制备采用了金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）方法，该方法的适用范围广，可以生长纯度很高的材料且易于控制，外延层大面积均匀性良好。本发明通过采用上述方法制备铟锆酸盐发光薄膜，不仅提高了发光薄膜的发光强度和发光效率，提高了发光薄膜的结构稳定性，而且降低了制备方法复杂度，更适于大规模生产。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种铟锆酸盐发光薄膜，其特征在于，所述铟锆酸盐发光薄膜的化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺；其中，

MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01~0.06，Me为 Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的铟锆酸盐发光薄膜，其特征在于，x为0.03。

3.根据权利要求1所述的铟锆酸盐发光薄膜，其特征在于，所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm~300nm。

4.一种铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）将一衬底放入金属有机化合物化学气相沉积设备的反应室中，将所述反应室的真空度调整为1.0×10^-3Pa~1.0×10^-2Pa，将所述衬底先进行热处理温度为650℃~850℃的热处理10~30分钟，然后将所述衬底的温度降低到250℃~650℃；

（2）打开所述反应室的旋转电机，将所述反应室的衬底托的转速调整为50~1000转/分，将含有有机源的载气先通入所述反应室中，将所述载气的气体流量调整为5 sccm ~15sccm，再将后通入所述反应室中的氧气的气体流量调整为10 sccm ~200sccm；其中，

所述有机源包括摩尔比为1：2：2：x的二(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)碱土金属、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铟、四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)锆及四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铈；x的取值范围为0.01~0.06；碱土金属为 Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种；

（3）待所述铟锆酸盐发光薄膜的厚度沉积至80nm~300nm时，停止向所述反应室通入含有所述有机源的所述载气，仍继续向所述反应室通入所述氧气，待所述反应室的温度降低到70℃~100℃时，即得化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺的所述铟锆酸盐发光薄膜；其中，

MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01~0.06，Me为 Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

5.根据权利要求4所述铟锆酸盐发光薄膜的制备方法，其特征在于，所述衬底的热处理温度为700℃，热处理时间为20分钟，所述衬底的温度降低到500℃，所述衬底托的转速为300转/分，所述真空度为4.0×10^-3Pa，所述载气为氩气，所述氩气的气体流量为10sccm，所述氧气的气体流量为120sccm，所述反应室的温度降低到90℃。

6.一种电致发光器件，所述电致发光器件包括依次层叠的衬底、阳极层、发光层及阴极层，其特征在于，所述发光层的材质为化学式为MeIn₂Zr₂O₈：xCe³⁺的所述铟锆酸盐发光薄膜，其中，MeIn₂Zr₂O₈为基质，Ce³⁺为发光离子，x的取值范围为0.01~0.06，Me为 Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的电致发光器件，其特征在于，所述的铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm~300nm。

8.一种电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将衬底洗净、干燥、备用；

在洁净的所述衬底的一个表面上蒸镀一层阳极层，并清洗；

在所述阳极层的表面上沉积一层化学式为MeIn ₂ Zr ₂ O ₈ ：xCe ³⁺ 的所述铟锆酸盐发光薄膜，即得发光层；其中，MeIn ₂ Zr ₂ O ₈ 为基质，Ce ³⁺ 为发光离子，x的取值范围为0.01~0.06，Me为 Mg、Ca、Sr或Ba中的任意一种；

在所述发光层的表面上蒸镀一层阴极层；

待上述步骤完成后，得到所述电致发光器件。

9.根据权利要求8所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述的铟锆酸盐发光薄膜的厚度为80nm~300nm。

10.根据权利要求8所述的电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述衬底的材质为玻璃，所述阳极层的材质为ITO导电薄膜，所述阴极层的材质为Ag。