[实用新型]一种薄膜电致发光器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种以硅凝胶包覆掺杂半导体量子点为发光层的薄膜电致发光器件，属于发光器件制造的技术领域。

背景技术

目前三种主要的平板显示技术是液晶(LCD)、等离子体(PD)和交流薄膜电致发光显示器(ACTFELD)，它们有各自的优点，也都存在不足之处。ACTFELD以其全固体化平板显示，主动发光、视角大和使用温度范围宽等优点近年来得以迅猛发展，已在科学仪器设备 ,便携式微机 ,航天航空和军事领域中被广泛应用。薄膜式电致发光显示器（TFEL）与液晶显示器（LCD）相比，具有无需背光源，发光强度高，响应速度快等优点；与阴极射线显示器（CRT）相比，具有能耗低，且发光效率高，视角广等优点；与等离子体显示器（PDP）相比，也具有造价低廉，使用安全，寿命长等优点。

TFEL器件要求制备的发光层致密度高、缺陷少以防止在高压下出现电击穿现象，影响发光器件的效率和使用寿命。传统的TFEL器件在发光层的上、下设置有绝缘层，绝缘层采用高介电常数的绝缘介质，从而使发光层有了上下绝缘层的保护，同时所加的电压在发光层上形成高电场，器件可以有效发光。为了解决发光层的电击穿问题，加拿大iFire公司发明的TDEL（厚绝缘层电致发光）器件是在发光层两侧加上厚度达1 的高介电常数陶瓷薄膜，减小了器件击穿引起的损坏并提高了其稳定性，但加剧了TFEL器件驱动电压过高这一问题。过高的驱动电压使TFEL器件难以和集成电路相匹配，大大限制了TFEL器件的使用范围。因此降低TFEL器件驱动电压和防止器件高压下发生击穿成为电致发光器件需要解决的重要问题。目前，实现全彩色显示也是TFEL显示器件面临的最大问题。实现全彩色具有两条途径：（1）采用高亮度的白色光通过滤色片产生RGB三基色光显示（2）直接制备有效的RGB发光体。红、 绿两种发光材料的发光强度已经达到彩色显示的基本要求。1999年，日本明治大学发现了新型的蓝光发光体BaAl₂S₄:Eu，其发光特性基本满足电致发光彩色化的需要。虽然Ifire公司基于BaAl₂S₄:Eu蓝光材料已成功制备出电致发光显示器，但蓝色TFEL器件始终一直制约彩色TFEL显示器件的发展。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种薄膜电致发光器件，器件发光层采用SiO2凝胶包覆掺杂半导体量子点薄膜。与目前单纯使用量子点制备发光层相比，该方法可以提高TFEL器件发光层致密度，增强器件在高电压下的抗击穿能力，提高器件稳定性并延长器件使用寿命。

技术方案： 本实用新型的薄膜电致发光器件包括依次设置的ITO导电玻璃层、第一绝缘层、发光层、第二绝缘层和金属电极层，所述发光层为SiO2凝胶包覆的掺杂半导体量子点ZnSe:Mn/ZnS薄膜。

所述的以SiO2凝胶包覆的掺杂半导体量子点为发光层的厚度在200-500nm。

所使用的掺杂半导体量子点为ZnSe:Mn/ZnS量子点，发光为橙黄色。

所述的金属电极层为金膜、铝膜或银膜。

所述的第一绝缘层和第二绝缘层的材料为Y2O3、Al2O3、TiO2材料。

本实用新型的薄膜电致发光器件的制备方法包括以下几个步骤：

1.）在ITO导电玻璃上通过磁控溅射或电子枪镀膜制备第一绝缘层；

2.）在第一绝缘层上将发光层材料采用旋涂法成膜后进行热处理制备发光层，发光层为SiO2凝胶包覆的掺杂半导体量子点薄膜；所述发光层的制备是：将表面配体转换后亲水性的掺杂半导体量子点放入SiO2凝胶中，使其均匀分布，在台式匀胶机上设定旋涂速度和时间在第一绝缘层上均匀成膜，然后再150℃～300℃进行真空退火处理，形成发光层薄膜；

3.）在发光层上同样采用磁控溅射或电子枪镀膜制备第二绝缘层；

4.）在第二绝缘层上采用热蒸发镀膜技术蒸镀金属Al电极，最终形成薄膜电致发光器件。

其中：

油性掺杂半导体量子点的制备方法是：首先合成ZnSe核，然后采用“生长—掺杂”的量子点制备方法在120℃吸附Mn后，270℃分别注入S/ODE、ZnSt2/ODE反应生成ZnS壳，最终得到ZnSe:Mn/ZnS掺杂半导体量子点。