王小平，寧仁敏，王麗軍，柯小龍，陳海將，宋明麗，劉凌鴻

（上海理工大學理學院，上海200093）

藍區(qū)無機薄膜電致發(fā)光材料研究進展

王小平*，寧仁敏，王麗軍，柯小龍，陳海將，宋明麗，劉凌鴻

（上海理工大學理學院，上海200093）

介紹了藍區(qū)無機薄膜電致發(fā)光材料的應用、電致發(fā)光器件的發(fā)光原理及結(jié)構(gòu)類型，綜述了藍區(qū)無機薄膜電致發(fā)光材料的種類及其各自存在的問題，重點概述了已實用化的藍區(qū)無機電致發(fā)光材料GaN的研究及應用現(xiàn)狀。由于目前多數(shù)藍光芯片核心技術(shù)被少數(shù)國外公司壟斷，我國所掌握的技術(shù)離世界先進水平仍有相當大的差距，因此迫切需要國內(nèi)能夠加大對藍區(qū)電致發(fā)光材料的研發(fā)。

藍光材料；LED；TFEL；GaN

1 引 言

常見的薄膜電致發(fā)光器件主要有（低場注入型）發(fā)光二極管（LED）和（高場）薄膜電致發(fā)光（TFEL）器件等。LED具有工作電壓低、光效高、光色全、壽命長、環(huán)保、尺寸小等優(yōu)點，被廣泛應用于LED顯示屏、交通信號燈、汽車用燈、液晶屏背光源、燈飾及照明光源。隨著人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高，在擁有快捷方便的通訊手段的同時，人們還希望擁有可視性良好的顯示終端。TFEL器件顯示因其獨特的優(yōu)點而備受關(guān)注，并成為平板顯示家族中的一名重要成員，其基礎理論及應用研究早已成為平板顯示領域的重大研究課題之一。但無論是無機LED類照明用或彩色顯示用器件，還是無機高場TFEL類彩色顯示器件，都需要亮度高、色還原性好的藍光發(fā)射光源。而“藍光難題”卻困擾了學術(shù)界和工業(yè)界長達30余年，直到2名日本科學家和1名美籍日裔科學家發(fā)明了高亮度GaN基藍色發(fā)光LED［1-4］才補足了光譜上的最后缺口，使基于LED的白光照明和電致發(fā)光全彩色平板顯示成為現(xiàn)實，也為之后出現(xiàn)的所有LED白光照明燈、LED背照明液晶顯示器、LED全色顯示點陣鋪平了道路，他們也因此榮獲了2014年度諾貝爾物理學獎。在國際上盡管藍色無機材料電致發(fā)光問題由于GaN材料方面研究的重大突破已基本得到了解決，但值得注意的是，到目前為止，“藍光芯片”等核心技術(shù)主要被美國和日本等少數(shù)國家的幾個公司所壟斷，我國在這方面所掌握的技術(shù)相當有限。

2 電致發(fā)光原理及結(jié)構(gòu)

2.1電致發(fā)光原理

電致發(fā)光（EL）是一種直接將電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光現(xiàn)象，按照發(fā)光機理可分為高場發(fā)光（碰撞發(fā)光）和低場發(fā)光（注入型發(fā)光）兩類［5］。碰撞發(fā)光是通過過熱電子對發(fā)光中心的碰撞離化，激發(fā)發(fā)光中心，導帶電子與被激發(fā)的發(fā)光中心形成的類受主態(tài)復合而引起的發(fā)光。注入型發(fā)光是靠給PN結(jié)加正向電壓，從而使N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴都向結(jié)區(qū)注入，引起對向運動的空穴和電子的復合進而發(fā)光。無機低場電致發(fā)光中利用PN結(jié)載流子注入型發(fā)光的發(fā)光二極管（LED）已從無機EL中獨立出來成為一種獨立的平板顯示技術(shù)和照明技術(shù)，并被人們廣泛接受。高場電致發(fā)光則分為粉末電致發(fā)光和薄膜電致發(fā)光兩種類型。無機高場薄膜電致發(fā)光機制較為復雜，其包括界面發(fā)射、電子運輸、碰撞激發(fā)、場致離化等多個過程。電子注入發(fā)光層后，界面能級中受束縛的電子在電場作用下向?qū)齑?，通過高場加速后，成為了“過熱電子”，在運輸過程中獲得高能量的“過熱電子”可以通過碰撞將能量傳遞給發(fā)光中心，引起發(fā)光中心的激發(fā)或離化，導帶中（或施主態(tài)上）的電子與離化之后的發(fā)光中心（受主態(tài)或類受主態(tài)）復合導致發(fā)光的產(chǎn)生（見圖1）。

圖1 無機薄膜電致發(fā)光機理示意圖Fig.1 Schematic diagram of thin film electroluminescentmechanism

2.2器件結(jié)構(gòu)

2.2.1 無機薄膜LED結(jié)構(gòu)

圖2 LED器件結(jié)構(gòu)簡圖Fig.2 Structure diagram of LED device

LED器件中pn結(jié)內(nèi)部形成了由n區(qū)指向p區(qū)的內(nèi)建電場，其在加正向偏壓下工作時，電子與空穴對在注入耗盡層相遇并復合發(fā)光（其結(jié)構(gòu)見圖2）。pn結(jié)又可分為同質(zhì)pn結(jié)和異質(zhì)pn結(jié)，同一種半導體材料制成的pn結(jié)稱為同質(zhì)結(jié)，不同種半導體材料制成的pn結(jié)稱為異質(zhì)結(jié)。為了提高LED的發(fā)光效率，許多科技工作者通過長期努力，已在相當大的程度上解決了半導體LED發(fā)光效率問題，比如：采用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和發(fā)光層掩埋條形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高效半導體激光二極管（LD）器件的制備和應用。

2.2.2 無機薄膜高場電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的無機TFEL器件采用雙絕緣層的夾層式結(jié)構(gòu)將發(fā)光層夾在兩個絕緣層之間，兩個絕緣層分別與電極相連，且其中一個電極是透明的，以便光能夠透射出來。發(fā)光層一般為半導體材料。1990年前后，我國發(fā)光學的奠基人之一徐敘瑢院士為了解決TFEL中發(fā)光亮度問題，提出了一種分層優(yōu)化的AC-TFEL器件結(jié)構(gòu)［6-7］，即ITO／SiO／SiO2／發(fā)光層／SiO2／SiO／Al結(jié)構(gòu)，如圖3所示。其中SiO層作為預熱層提供初始電子，SiO2層作為電子加速層使電子加速，經(jīng)過加速的過熱電子進入發(fā)光層碰撞激發(fā)發(fā)光中心進而引起發(fā)光。由于電子加速和碰撞離化發(fā)光中心而發(fā)光的過程分別在兩層中進行，使得電子有足夠大的空間和充足的時間進行加速，從而獲得更大數(shù)量和更高能量的過熱電子，有效地提高了器件的發(fā)光效率［8］。

圖3 分層優(yōu)化的AC-TFEL器件結(jié)構(gòu)Fig.3 Layered optimization of AC-TFEL device

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所鐘國柱等人推導了二層介質(zhì)的厚度選擇原則［9］：

式中，d1、E1B、X1分別為介質(zhì)1的厚度、擊穿場強、介電常數(shù)；d2、E2B、X2分別為介質(zhì)2的厚度、擊穿場強、介電常數(shù)。式（1）的推導中，假設了介質(zhì)1擊穿時的復合絕緣層的總電壓等于介質(zhì)2的擊穿電壓。這個原則在理論上指導了選擇制備薄膜的厚度，有利于薄膜制備的優(yōu)化。

3 藍區(qū)無機電致發(fā)光材料

3．1應用于LED的主流材料—GaN

3.1.1 以藍寶石為襯底的GaN藍區(qū)發(fā)光材料

2014年，諾貝爾物理學獎授予美籍日裔科學家中村修二（S.Nakamura）和日本名古屋大學的赤崎勇（L.Akasaki）、天野浩（H.Amano），以表彰他們在環(huán)境友好型、廉價型、高效型光源方面所做出的杰出貢獻。他們在實驗中制成了高效藍光LED，但其采用的技術(shù)卻并不相同。1986年，赤崎勇、天野浩制備GaN晶體時采用了金屬有機物氣相外延（MOVPE）技術(shù)。采用化學穩(wěn)定性高的藍寶石（α-Al2O3）作為襯底，在襯底上涂一層厚約為0.03μm的AlN作為緩沖層。在500℃下，多晶AlN在襯底上成核。升溫到1 000℃后，引入GaN氣束源，在緩沖層上生長GaN晶體。在加熱過程中，AlN層形成具有細晶粒和擇優(yōu)取向的組織結(jié)構(gòu)。GaN晶體生長過程中，初始位錯密度高，隨著厚度達到幾微米，位錯密度迅速降低，從而得到高品質(zhì)GaN。此外，MOVPE技術(shù)還能生長n型摻雜本底濃度很低的GaN晶體［10］。中村修二采用金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）技術(shù)［11］制作GaN基雙異質(zhì)結(jié)藍光LED。即生長過程中把金屬有機化合物和其它氣源通過氣體載入反應室中，混合氣體經(jīng)過高溫的襯底表面時，會發(fā)生熱分解，在襯底表面發(fā)生化學反應形成結(jié)晶產(chǎn)物，在生長GaN的同時實現(xiàn)了對GaN的摻雜。赤崎勇和天野浩在生長高品質(zhì)GaN晶體過程中取得了重大成果，解決了藍色發(fā)光的基礎問題。中村修二則突破了GaN摻雜的瓶頸，解決了摻雜技術(shù)問題，為LED照明產(chǎn)業(yè)化作出了重大貢獻。圖4為GaN基藍色LED器件發(fā)光實物照片。近年來，圖形化藍寶石襯底技術(shù)占據(jù)了主要地位，這種技術(shù)能夠解決晶格失配問題，從而提高LED的光效［12］。

圖4 GaN基藍色LED器件發(fā)光照片F(xiàn)ig.4 Light emission image of a GaN LED device

3.1.2 以SiC為襯底的GaN藍區(qū)發(fā)光材料

藍光LED技術(shù)取得了突破性進展之后，采用藍光LED激發(fā)黃光熒光粉來制作白光LED已成為當下半導體照明的主流技術(shù)。藍光LED技術(shù)的核心是成膜技術(shù)，成膜的品質(zhì)取決于襯底與待成膜材料的熱失配和晶格失配。由于藍寶石襯底的熱導率（0.5W／cm·K）較小，LED在大電流下產(chǎn)生過多熱量不能耗散，不僅導致LED熱穩(wěn)定性變差，還會引起LED發(fā)光效率降低。雖然采用倒裝芯片（flip-chip）技術(shù)（其器件結(jié)構(gòu)圖和相應的發(fā)光光譜曲線分別見圖5和圖6）能夠提高散熱效果［13］，但最根本的方法還是使用熱導率更高的襯底。SiC襯底具有較高的熱導率（4.9 W／cm·K），約是藍寶石的10倍，并且與GaN的晶格失配更小。因此，在SiC襯底上更容易獲得高品質(zhì)的GaN薄膜［14］。但其價格非常昂貴，成膜技術(shù)僅掌握在國外少數(shù)幾家公司里，至今國內(nèi)仍沒有商業(yè)化的SiC／GaN基LED。2015年，徐化勇等人［15］在實驗室制得的SiC襯底藍光LED光效高達63%，主峰在460 nm處。

圖5 倒裝芯片結(jié)構(gòu)簡圖Fig.5 Schematic diagram of flip-chip

圖6 SiC襯底GaN基LED器件發(fā)光光譜曲線Fig.6 GaN based blue LED spectra on SiC substrate

3.1.3 以Si為襯底的GaN藍區(qū)發(fā)光材料

多年來，眾多學者一直在苦苦追尋硅襯底上生長高質(zhì)量GaN薄膜的方法。1973年，IBM公司申請了全球第一項硅襯底GaN基LED專利，1998年，IBM公司的Guha等人［16］研制出了世界上第一支硅襯底的GaN基LED。2004年，南昌大學江風益團隊研制出國內(nèi)第一支達到實用化水平的硅基藍光LED，晶能光電（江西）有限公司成立，開啟了我國硅基LED產(chǎn)業(yè)化的進程，功率型硅基LED產(chǎn)品問世，并成功應用于路燈、手電筒等照明領域。南昌大學率先突破了硅襯底高光效GaN基藍光LED材料生長及薄膜型芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了選區(qū)生長、無掩模微側(cè)向外延、光抽取效率提升及應力釋放等技術(shù)［17］，僅用100 nm厚的單一高溫AlN作緩沖層，制備了無裂紋、厚度大于3μm的器件級GaN基LED薄膜材料［18］。通過科研人員多年來的不懈努力，到2013年，硅基LED各項性能參數(shù)已經(jīng)與主流技術(shù)路線（藍寶石襯底）和貴族技術(shù)路線（SiC襯底）GaN基LED水平十分接近［19］。2015年，江風益團隊硅襯底的藍光LED技術(shù)因此而榮獲國家科技一等獎的殊榮。圖7為江風益團隊硅襯底GaN基藍光、綠光以及黃光LED光功率及外量子效率與工作電流關(guān)系曲線［18］。目前，晶能光電的硅襯底GaN基LED研究水平達到了160 lm／W，和藍寶石襯底GaN基LED一樣好，生產(chǎn)水平為145 lm／W，是硅襯底GaN基LED國際最高水平［20］。

圖7 硅襯底GaN基藍光、綠光以及黃光LED光功率及外量子效率與工作電流關(guān)系Fig.7 Relationship between EQE and working current for GaN based blue，green and yellow LED on silicon substrate

3.1.4 其他襯底的GaN藍區(qū)發(fā)光材料

除了以上提及的藍寶石襯底、SiC襯底、Si襯底GaN基LED，近年還出現(xiàn)了ZnO襯底［21］、GaN襯底［22］。ZnO襯底GaN基LED的技術(shù)存在兩個難點：（1）如何對襯底進行處理，減少襯底中的氧原子向形核區(qū)擴散，襯底表面的處理工藝是決定器件品質(zhì)的重要因素之一［23］。（2）存在與其他襯底相同的問題，ZnO襯底與GaN存在晶格失配和熱失配。這些問題直接影響著GaN的形核質(zhì)量和成膜品質(zhì)。盡管新型襯底的LED性能未能與主流路線相媲美，但隨著各項芯片技術(shù)的提高，新型襯底GaN基LED的前景卻受到了人們的重視。

3．2應用于TFEL藍光器件的材料

3.2.1 SrS∶Ce藍區(qū)發(fā)光材料

SrS∶Ce材料是最先被發(fā)現(xiàn)的、性能較好的藍區(qū)電致發(fā)光材料，也是人們研究最多的藍區(qū)電致發(fā)光材料之一。最初，SrS∶Ce材料的發(fā)光存在很多問題，例如色純度差、材料易潮解等，并且SrS∶Ce薄膜中硫空位的存在會導致發(fā)光的淬滅。隨后發(fā)現(xiàn)，對SrS∶Ce薄膜進行高溫退火處理能夠提高SrS∶Ce薄膜的質(zhì)量，并促進發(fā)光中心Ce3+的形成。因此，退火處理被廣泛應用于SrS∶Ce的研究中。1994年，Kouto等人［24］利用退火處理的方法獲得了發(fā)光亮度為800 cd／m2，發(fā)光效率為0.42 lm／W的SrS∶Ce薄膜電致發(fā)光器件。后來，日本的Taka等人［25］將SrS∶Ce器件在2%H2S-98%Ar氣氛下的退火，器件發(fā)光亮度高達2 000 cd／m2，濾光后仍然能夠得到較高亮度的藍光，這是因為H2S中的S原子填補了其中的S空位，使其中的S空位減少。2000年，Karlw Barth等人［26］用MOCVD法研制出了藍光亮度為51 cd／m2的SrS∶Ce薄膜，其電致發(fā)光光譜如圖8。2016年，Shubhra等人［27］首次用電子束蒸發(fā)方法在玻璃襯底上沉積SrS∶Ce薄膜，有望運用于ACTFEL器件和光電子領域。

圖8 MOCVD法研制的SrS∶Ce電致發(fā)光光譜Fig.8 EL emission spectrum of MOCVD SrS∶Ce

3.2.2 SrS∶Cu（Ag）藍區(qū)發(fā)光材料

為了實現(xiàn)TFEL全色顯示，人們做了很多可能的嘗試。在SrS∶Cu的研究中，TFEL器件的研究取得了突破性進展。1985年，Kane等人［28］最先用CVD方法獲得了能夠發(fā)藍光的SrS∶Cu TFEL器件。21世紀初，Planar公司的Sun等人［29］也對SrS∶Cu進行了研究，發(fā)現(xiàn)Cu的摻雜濃度對SrS∶Cu的發(fā)光特性有較大影響。另外，他們還用磁控濺射的方法制備了SrS∶Cu TFEL器件，在60 V時發(fā)光亮度高達28 cd／m2，達到了實用化的要求。并且他們還發(fā)現(xiàn)Cu，Ag共摻雜的條件下，發(fā)光峰值從480 nm移到430 nm，發(fā)生非常明顯的藍移，隨著Cu，Ag比例的變化，發(fā)光亮度還有很大的提升空間。2002年，Jae Young Choe等人［30］用PLD方法制備的SrS∶Cu TFEL器件，在100 Hz交流電源驅(qū)動下，器件藍光亮度可達6 cd／cm2，其電致發(fā)光光譜如圖9。近些年，人們對SrS∶Cu TFEL器件的發(fā)光機理進行了深入研究，并嘗試在低溫下制備SrS∶Cu TFEL器件［31-32］。后來，人們發(fā)現(xiàn)退火溫度會影響器件發(fā)光性能，2010年，Yamda等人［33］研究發(fā)現(xiàn)，退火溫度為500℃時，SrS∶Cu薄膜發(fā)光性能最佳。

圖9 SrS∶Cu TFEL器件的電致發(fā)光光譜曲線Fig.9 EL emission spectrum of SrS∶Cu TFEL

3.2.3 MGa2S4∶Ce（M=Ba，Ca，Sr）藍區(qū)發(fā)光材料

硫代鎵酸鹽MGa2S4∶Ce（M=Ba，Ca，Sr）［34-35］中的Ce3+離子發(fā)光波長比在SrS中短，色純度較好，且這種材料比較穩(wěn)定，不易潮解。Limousin等人［36］對硫代鎵酸鹽進行了詳細的研究，在藍光方面有了一定的進展，硫代鎵酸鹽在實驗室條件下制得的樣品，在60 V時發(fā)光亮度為10 cd／m2，峰值波長在459 nm處。這種材料的亮度、色純度、穩(wěn)定性都達到了彩色化的基本要求。國內(nèi)對硫代鎵酸鹽也有一定的研究，例如上海大學無機材料系的王林軍等人［37-38］對CaGa2S4∶Ce和SrGa2S4∶Ce的發(fā)光特性及最佳Ce3+濃度進行了研究，發(fā)現(xiàn)CaGa2S4∶Ce的發(fā)光強度高于SrGa2S4∶Ce，但CaGa2S4∶Ce的色純度卻低于Sr-Ga2S4∶Ce。MGa2S4∶Ce材料是一種很有意義的藍光材料，但由于MGa2S4∶Ce材料是三元系，存在發(fā)光材料難以制備、發(fā)光效率低、薄膜結(jié)晶狀態(tài)差等缺點，一直未能獨占鰲頭。Bayramov等人［39］首次用閃蒸法制得SrGa2S4∶Ce和CaGa2S4∶Ce薄膜，亮度高于12 cd／cm2，可運用于平板顯示。

3.2.4 BaAl2S4∶Eu藍區(qū)發(fā)光材料

由于TFEL顯示具有的諸多優(yōu)點，人們一直在堅持不懈地尋找更合適的藍色電致發(fā)光材料，BaAl2S4∶Eu材料便是其中之一。盡管BaAl2S4∶Eu材料的發(fā)現(xiàn)已超過30年，但人們對它的興趣卻沒有減少［40-42］。1999年，Miura等人［43］報道，用Ba-Al2S4∶Eu薄膜制成的器件能夠發(fā)出藍光，器件發(fā)光亮度高達800 cd／m2。隨后，Ifire公司利用Ba-Al2S4∶Eu材料獲得了亮度高達900 cd／m2的藍色電致發(fā)光激發(fā)綠色及紅色光致發(fā)光材料，得到了色純度非常高的三基色發(fā)光，實現(xiàn)了無機彩色電致發(fā)光。2001年，Inoue等人［44］對BaAl2S4∶Eu TFEL進行了理論研究，用電子束蒸發(fā)制得BaAl2S4∶Eu薄膜樣品，從樣品的光譜圖可以看出，BaAl2S4∶Eu薄膜樣品中的Eu2+離子從4f65d躍遷到4f7，在473 nm處產(chǎn)生了一個發(fā)射峰。2013年，Yu等人［45］證實了在BaAl2S4∶Eu2+中摻入Mg離子，能夠提高器件的發(fā)光亮度。

3.2.5 金剛石薄膜藍區(qū)發(fā)光材料

早在上個世紀30年代，Nayor等人最先發(fā)現(xiàn)了天然I型金剛石材料的陰極射線藍區(qū)電致發(fā)光現(xiàn)象，之后很多學者對金剛石薄膜藍區(qū)發(fā)光的物理機理進行了長期的研究［46-57］。然而，金剛石薄膜有著特殊結(jié)構(gòu)使其難以實現(xiàn)N型半導體摻雜，很難制成同質(zhì)pn結(jié)型，因此長期借助于M-S（金屬-半導體）或MIS（金屬-絕緣體-半導體）結(jié)構(gòu)，得到高場電致發(fā)光。1989年，Taniguchi等人［49］采用雙絕緣層結(jié)構(gòu)制備出了金剛石薄膜高場電致發(fā)光器件，并首次使金剛石薄膜器件的藍光亮度達到了3.6 cd／m2，只可惜器件的壽命只有幾秒到10 min。為了進一步提高金剛石薄膜藍區(qū)電致發(fā)光強度，2002年，國內(nèi)作者團隊［52］在國際上首次制備出了Ce3+離子摻雜金剛石薄膜藍區(qū)電致發(fā)光器件，最大發(fā)光亮度達到3.5 cd／m2，同時使器件的發(fā)光壽命大幅度提高，發(fā)光壽命超過10 h，圖10為當時其實物樣品的發(fā)光照片。作者團隊之所以選擇在金剛石薄膜中進行稀土Ce3+摻雜，是由于稀土Ce3+具有4 f1的電子組態(tài)，基態(tài)由2F5／2和2F7／2二重態(tài)組成，存在由5d-4 f電偶極允許輻射躍遷，與其他三價鑭系元素不同，由于Ce3+的5d電子之外無任何屏蔽。相對于孤立的Ce3+來說，基質(zhì)材料晶體場對Ce3+5d能級分裂有著強烈的影響，從而使得4 f到5d能級的能級差發(fā)生變化，而且不同材料的晶體場對Ce3+5d能級變化的貢獻大小也各不相同，從而導致了在不同的基質(zhì)晶體材料中由Ce3+5d-4f偶極允許躍遷輻射發(fā)光光譜的峰位可以從紫外區(qū)一直延伸到可見光區(qū)［56］。

圖10 Ce3+摻雜金剛石薄膜電致發(fā)光照片F(xiàn)ig.10 Light emission image of the EL device

近期作者團隊又制備出了的金剛石／CeF3復合結(jié)構(gòu)薄膜電致發(fā)光器件，結(jié)果在440 nm處得到了純藍色電致發(fā)光（圖11為器件的發(fā)光光譜曲線），其藍色發(fā)光亮度也已超過15 cd／m2［57］。

圖11 Diamond／CeF3TFEL器件的電致發(fā)光光譜曲線Fig.11 EL em ission spectrum of diamond／CeF3

3.2.6 ZnS藍區(qū)發(fā)光材料

ZnS系列電致發(fā)光材料已經(jīng)在低亮度照明、液晶顯示、汽車和航空儀表等領域得到了廣泛運用［58］。ZnS材料既是一種常見的綠色發(fā)光材料，又是一種藍色發(fā)光材料［59］。ZnS薄膜通過稀土離子摻雜可以獲得各種顏色的發(fā)光，其中ZnS∶Tm3+發(fā)光為藍色。Tm3+是稀土離子中藍色發(fā)光的最佳候選者［60］，激發(fā)態(tài)1G4到基態(tài)3H6的能量差大約為21.2×103cm-1，波長為480 nm［61］。經(jīng)過多年的研究和探索，ZnS為發(fā)光中心的研究工作取得了相當?shù)某晒渥罡吡炼雀哌_4 100 cd／m2［62］。

3.2.7 ZnO藍區(qū)發(fā)光材料

ZnO薄膜也是一種重要的發(fā)光材料。富Zn的ZnO薄膜在電致發(fā)光材料在480 nm處有一個藍光發(fā)射峰［63］。此外在ZnO中摻入其他元素（Al、Eu）后，也可得到藍光發(fā)射［64-66］。作為Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，一般來講n型ZnO［67-68］較容易制得，2009年，張曉梅等人［69］通過在p型GaN晶片上生長n型ZnO納米線研制出的異質(zhì)結(jié)LED得到了藍光發(fā)射。2010年前后，王中林項目組［70］也制備出了ZnO納米線陣列／p-GaN異質(zhì)結(jié)藍光LED，2013年，該項目組制得的LED，在電流為12 mA的正向驅(qū)動下，連續(xù)工作8.5 h，仍然高效穩(wěn)定地發(fā)出藍紫光，體現(xiàn)了良好的發(fā)光特性和熱穩(wěn)定性。另外，Cho等人［71］發(fā)現(xiàn)ZnO納米棒裝飾LED，也可以提高LED發(fā)光效率。

3.2.8 其他藍區(qū)電致發(fā)光材料

ZnSe為寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族半導體，自1990年，突破N原子進行p型ZnSe摻雜作為有效發(fā)光層以來，ZnSe材料［72-73］作為藍綠波段發(fā)光二極管的熱門材料風靡一時。鎵酸鹽系［74］發(fā)光材料和硅酸鹽系發(fā)光材料也都是很有前途的電致發(fā)光基質(zhì)材料，通過在其中摻雜不同的稀土［75］或過渡族金屬離子作為激活劑，可以不同程度地改進材料的電致發(fā)光性能，如：在其中摻入Ce3+離子，即可得到藍色發(fā)光。能夠發(fā)出藍光的無機TFEL材料還有富Si的SiO2材料［61］，研究發(fā)現(xiàn)，在富Si的SiO2薄膜中存在Si的納米晶粒，Si納米晶粒在高場產(chǎn)生的過熱電子激發(fā)下，可以發(fā)射藍光。2005年，Toshihiro Miyata等人［76］以BaTiO3為襯底，用磁控濺射法制得Ba3（PO4）2∶Eu TFEL器件，發(fā)出亮度為2 cd／m2的藍光。除了以上提及的材料外，能夠發(fā)出藍光的無機材料還有CaS∶Tm3+材料［61］、多層BaS∶Eu／Al2S3材料［77］、氧化石墨烯基質(zhì)材料［78-79］、SrTi03材料［80-81］、TiO2納米晶體材料［82］、Yb3+摻雜材料［83-84］，相信日后還會有更多的藍區(qū)電致發(fā)光材料被發(fā)現(xiàn)。

4 無機TFEL應用中存在的問題

電致發(fā)光研究在得以迅速發(fā)展的同時，也遇到了不少問題，歸納起來主要有以下幾個方面。

首先是部分材料的穩(wěn)定性差，在高場作用下內(nèi)部離子容易發(fā)生遷移，從而使器件的穩(wěn)定性下降。其次是發(fā)光材料的附著性差，導致成膜不均勻。第三是器件的驅(qū)動電壓一般比較高，需要高壓集成電路。無機電致發(fā)光薄膜的發(fā)展方向就是實現(xiàn)全色顯示和固態(tài)照明，長期以來，在全色顯示領域中，紅色和綠色近30年前就已經(jīng)達到實用化的要求，但作為三原色之一的藍光的難題直到近年由于GaN基材料研究方面的重大突破才得以解決。即使如此，由于高質(zhì)量氮化鎵的沉積一般需要藍寶石材料作襯底，其成本非常昂貴，所以人們一方面還在努力尋找其它成本較低的可替代襯底（如SiC，Si襯底），另一方面也在同時抓緊研發(fā)其他藍區(qū)電致發(fā)光材料。江西大學江風益團隊已率先突破了Si襯底藍光LED技術(shù)，并已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。解決了由于GaN外延材料與硅襯底之間存在的晶格失配和熱失配等問題，提高了可靠性和發(fā)光效率。因此，在節(jié)能和環(huán)保已成為世界性主題的大背景下，進一步研究和提高各類半導體發(fā)光材料的能量利用效率，同時尋找新的藍光發(fā)射材料是很有必要的?？傊?，到目前為止，藍光核心技術(shù)及專利主要掌握在日本和美國等少數(shù)幾家外國公司手里，而我國所掌握的技術(shù)離世界先進水平仍有相當大的差距，因此迫切需要國內(nèi)能夠加大對藍區(qū)電致發(fā)光材料的研發(fā)，以彌補我們的不足。作者認為Eu3+摻雜材料和Ce3+摻雜材料具有良好的應用前景和研究價值。

5 結(jié)束語

本文較全面地綜述了各種應用于TFEL的藍光器件材料。雖然無機TFEL器件已實現(xiàn)彩色化要求，但其生產(chǎn)成本仍然相對較高、工藝復雜，且藍光核心技術(shù)又掌握在國外少數(shù)幾家公司手中，國內(nèi)技術(shù)離世界先進水平仍有差距。但隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，相信我國無機TFEL器件將會獲得更廣闊的應用和發(fā)展空間。根據(jù)目前國內(nèi)外無機TFEL的研究現(xiàn)狀，今后我國無機TFEL的研究重點應該放在：（1）進一步研究器件的發(fā)光機理，優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，增強器件尤其是藍光器件的穩(wěn)定性；（2）通過采用新工藝和改進薄膜制備工藝方法，在努力吸收和消化國外藍光技術(shù)的經(jīng)驗基礎上，進一步提高無機TFEL器件的壽命和藍光的亮度及色還原性；（3）尋找、研制其它有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的藍色發(fā)光材料，并進一步提高其藍光的發(fā)光效率。總之，我國無機TFEL器件未來具有更好的發(fā)展前景。

［1］ NAKAMURA S，MUKAIT，SENOH M.Candela-class high-brightness InGaN／AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes［J］.Applied Physics Letters，1994，64（13）：1687-1689.

［2］ ZHONG H，TYAGI A，F(xiàn)ELLOWS N N，et al..High power and high efficiency blue light emitting diode on freestanding semipolar（1011）bulk GaN substrate［J］.Applied Physics Letters，2007，90（90）：233504-233504-3.

［3］ DENAULT K A，CANTORE M，NAKAMURA S，et al..Efficient and stable laser-driven white lighting［J］.Aip Advances，2013，3（7）：537-544.

［4］ YAMAGUCHIS，KARIYA M，NITTA S，et al..Strain relief and its effect on the properties of GaN using isoelectronic In doping grown by metalorganic vapor phase epitaxy［J］.Applied Physics Letters，1999，75（26）：4106-4108.

［5］ RACK PD，HOLLOWAY PH.The structure，devicephysics，and material properties of thin film electroluminezcent displays［J］.Materials Science＆Engineering R-reports，1998，21（4）：171-219.

［6］ 徐敘瑢，雷剛，申猛燕.第三代電致發(fā)光的嘗試［J］.自然科學進展，1991，1（3）：62-66. XU X R，LEIG，SHEN M Y，et al..The the 3rd-generation electroluminescent attempt［J］.Progress in Natural Science，1991，1（3）：62-66.（in Chinese）

［7］ XU X R，LEIG，SHEN M Y，et al..Preliminary trial of third generation electroluminescence（EL）［J］.J．Crystal Growth，1990，101（1-4）：1004-1008.

［8］ HE Q F，XU ZH，LOU D A，et al..Monte Carlo simulation of the effect of impact ionization in thin-film electroluminescent devices［J］.Acta Physica Sinica，2006，55（4）：1997-2002.

［9］ 鐘國柱，孫甲明，付國柱，等.復合絕緣層交流薄膜電致發(fā)光顯示屏的綜合設計［J］.光電子技術(shù)，1996，17（3）：191-196. ZHONG G ZH，SUN JM，F(xiàn)U G ZH，et al..Composite insulation AC thin electroluminescent disp lay design［J］.Optoelec-tronic Technology，1996，17（3）：191-196.（in Chinese）

［10］ AMMO H，SAWAKIN，AKASAKI I，et al..Metalorganic vaporphase epitaxial growth of a high quality GaN film using an AlN buffer layer［J］.Applied Physics Letters，1986，48（5）：353-355.

［11］ NAKAMURA S，MUKAIT，SENO M，et al..High Power GaN p-n junction blue light-emitting diode［J］.J．Appl．Phys．，1991，30（12A）：1998-2001.

［12］ 周仕忠，林志霆，王海燕，等.圖形化藍寶石襯底GaN基LED的研究進展［J］.半導體技術(shù)，2012，37（6）：417-424. ZHOU SH ZH，LIN ZH T，WANGH Y，etal..Research progress of patterned sapphire substrate for gan-based light-emitting diodes［J］.Semiconductor Technology，2012，37（6）：417-424.（in Chinese）

［13］ CHANG SH J，CHEN W S，SHEI S C，et al..Highly reliable high-brightness GaN-based flip chip LEDs［J］.IEEE Transactionson Advanced Packaging，2007，30（4）：752-757.

［14］ JOHN E，AMBER A，MIKE B，et al..High efficiency GaN-based LEDs and lasers on SiC［J］.J．Crystal Growth，2004，272（1）：242-250.

［15］ XU H Y，CHEN X F，PENG YAN，et al..Progress in research of GaN-based LEDs fabricated on SiC substrate［J］.Chinese Physics B，2015，24（6）：31-38.

［16］ GUHA S，BOJARCZUK N A.Ultraviolet and violet GaN light emitting diodes on silicon［J］.Applied Physics Letters，1998，72（4）：415-417.

［17］ WANG G X，XIONG CH B，LIU JL，et al..Improving p-type contact characteristics by Ni-assisted annealing and effects on surfacemorphologic evolution of InGaN LED films grown on Si（111）［J］.Applied Surface Science，2011，257（20）：8675-8678.

［18］ JIANG F Y，LIU J L，WANG L，et al..High optical efficiency GaN based blue LED on silicon substrate［J］.Scientia Sinica，2015，45（6）：67302-067302.

［19］ 陳振.基于氮化鎵GaN硅襯底的LED［J］.集成電路應用，2015（4）：32-33. CHEN ZH.GaN LED based on silicon substrate［J］.Applications of IC，2015（4）：32-33.（in Chinese）

［20］ LEE Y CH，LU T Y，LAIY H，et al..Simulations of light extraction and light propagation of light emitting diodes featuring silicon carbide substates［J］.OpticalMaterials，2013，35（6）：1236-1242.

［21］ XIA Y，BRAULT J，DAMILANO B，et al..Blue light-emitting diodes grown on ZnO substrates［J］.Applied Physics Express，2013，6（4）：042101-042101-4.

［22］ XIE J，NIX，F(xiàn)ANQ，ET A L.On the efficiency droop in InGaNmultiple quantum well blue lightemitting diodes and its reduction with p-doped quantum well barriers［J］.Applied Physics Letters，2008，93（12）：121107-121107-3.

［23］ 武芹，全知覺，王立，等.Si（111）襯底切偏角對GaN基LED外延膜的影響［J］.發(fā)光學報，2015，36（4）：466-471. WU Q，QUAN ZH J，WANG L，et al..Influence of substrate miscut on properties of GaN-based LED films grown on Si（111）［J］.Chinese J．Luminescence，2015，36（4）：466-471.（in Chinese）

［24］ OHMIK，F(xiàn)UJIMOTO K，TANAKAS，etal..Improvementof crystallographic and electroluminescent characteristics of SrS∶Ce thin film devices by post-deposition annealing in Ar-S atmosphere［J］.J．Applied Physics，1995，78（1）：428-434.

［25］ MORISHITA T，MATSUIM，TONOMURA S，et al..Distribution of luminescent centers in electroluminescent SrS∶Ce films prepared by post-annealing in H2S［J］.Applied Surface Science，2000，157（1-2）：61-66.

［26］ BARTHKARL W，LAU J E，PETERSON G G，et al..Metallorganic chemical vapor deposition of SrS∶Ce for thin film electroluminescent device applications［J］.J．Electrochemical Society，2000，147（6）：2174-2180.

［27］ MISHRA S，KSHATRID S，KHARE A，et al..SrS∶Ce3+，thin films for electroluminescence device applications deposited by electron-beam evaporation depositionmethod［J］.Materials Letters，2016，183：191-196.

［28］ KANE J，HARTYW，LINGM，et al..New electroluminescent phosphors based on strontium sulfide［C］.Symposium of Information Display，San Diego，CA，USA，1985：163-166.

［29］ SUN SS.A new blue em itting TFEL phosphor∶SrS∶Cu［J］.Displays，1999，19（4）：145-149.

［30］ CHOE JY，BLOMQUISTSM，MORTON D C，etal..Characteristics of SrS∶Cu thin-film electroluminescent device fabricated by pulsed-laser deposition［J］.Applied Physics Letters，2002，80（22）：4124-4126.

［31］ ANILA E I，JAYARAJM K.Low temperature deposition of SrS∶Cu，F(xiàn)ACTFEL device by electron beam evaporation［J］. J．Luminescence，2010，130（11）：2180-2183.

［32］ ANILA E I，SANJAYKUMAR IP，JAYARAJM K.Colour control in SrS∶Cu，Cl powder phosphor［J］.Materials Science＆Engineering A，2011，530（11）：624-627.

［33］ YAMADA N，ITAKURA K，KURACHIY，etal..Evaluation of step-annealed SrS∶Cu films for blue EL elements［J］.Ieice Technical Report Electron Devices，2008，108（34）：11-14.

［34］ KATAYAMA M，KATO A，ITO N，etal..Electroluminescent device：US 5612591［P］.1997-03-18.

［35］ ZHANG X M，WU H，ZENG H P，et al..Luminescentproperties of SrGa2S4∶Eu2+and its application in green-LEDs［J］. J．Rare Earths，2007，25（6）：701-705.

［36］ RONOT-LIMOUSIN I，GARCIA A，F(xiàn)OUASSIER C，et al..Cerium concentration and temperature dependence of the luminescence of SrGa2S4∶Ce，Na，a blue-emittingmaterial for electrolum inescent and high current density cathodoluminescent displays［J］.J．Electrochem ical Society，1997，144（2）：687-694.

［37］ 王林軍，陳忠傳，趙偉明，等.三元系SrGa2S4∶Ce藍色發(fā)光材料［J］.發(fā)光學報，1996（4）：332-336. WANG L J，CHEN ZH CH，ZHAOW M，et al..Ternary system SrGa2S4∶Ce blue light-em ittingmaterials［J］.Chinese J．Luminescence，1996（4）：332-336.（in Chinese）

［38］ 王林軍，陳忠傳.趙偉明，等.藍色發(fā)光材料MGa2S4∶Ge（M=Ca，Sr）發(fā)光特性的研究［J］.無機材料學報，1997（3）：321-326. WANG L J，CHEN ZH C.ZHAOW M，et al..Blue light emittingmaterial MGa2S4∶Ge（M=Ca，Sr）light-emitting characteristics research［J］.J．Inorganic Materials，1997（3）：321-326.（in Chinese）

［39］ BAYRAMOV A，NAJAFOV H，KATO A，et al..Feasibility of TFEL application of Ce-doped CaGa2S4，and SrGa2S4，films prepared by flash evaporationmethod［J］.J．Physics＆Chemistry of Solids，2003，64（10）：1821-1824.

［40］ PETRYKIN V，KAKIHANA M.Synthesis of BaAl2S4∶Eu electroluminescentmaterial by the polymerizable complexmethod combined with CS2sulfurization［J］.J．American Ceramic Society，2009，92（s1）：27-31.

［41］ RUNHONG，NOBORU，MIUR A，et al..Optical properties of blue-emitting BaAl2S4∶Eu thin-films for inorganic EL display［J］.J．Rare Earths，2006，24（z2）：119-121.

［42］ TANAKA I，INOUE Y，TANAKA K，et al..Crystallographic and luminescent characterizations of blue-em itting BaA l2S4∶Eu electroluminescent thin films［J］.J．Lum inescence，2002，96（1）：69-74.

［43］ MIURA N，KAWANISHIM，MATSUMOTO H，et al..High-luminance blue-emitting BaAl2S4∶Eu thin-film electroluminescent devices［J］.Japanese J．Applied Physics，1999，38（38）：1291-1292.

［44］ INOUE Y，TANAKA I，TANAKA K，et al..Atomic composition and structural properties of blue emitting BaAl2S4∶Eu2+electroluminescent thin films［J］.Japanese J．Applied Physics，2001，40（4A）：2451-2455.

［45］ YU R J，NOH H I，MOON B K.Enhanced photoluminescence of BaAl2S4∶Eu2+phosphor by Mg2+ions doping［J］.Ceramics International，2013，39（8）：9709-9713.

［46］ WOLFE R，WOODS J.Electroluminescence of semiconducting diamonds［J］.Physical Review，1957，105（3）：921-922.

［47］ DEAN P J.Bound excitons and donor-acceptor pairs in natural and synthetic diamond［J］.Physical Review，1965，139（2A）：588-602.

［48］ KAWARADA H，NISHIMURA K，ITO T，et al..Blue and green cathodoluminescence of synthesized diamond films formed by plasma-assisted chemical vapour deposition［J］.Japanese J．Applied Physics，1988，27（4）：683-686.

［49］ TANIGUCHIY，HIRABAYASHIK，IKOMA K，et al..Blue electrooluminescence of thin-film diamond made by the hotfilamentmethod［J］.Jpn．J．Appl．Phys.，1989，28（10）：1848-1850.

［50］ ZHANG B L，SHEN SH P，WANG JE，et al..Blue-green electroluminescence of free-standing diamond thin films［J］. Chinese Phys．Lett．，1994，11（11）：235-238.

［51］ MANFREDOTTIC，WANG F，POIESELLO P，et al..Blue-violet electroluminescence and photocurrent spectra from polycrystalline chemical vapor deposited diamond film［J］.Appl．Phys．Lett．，1995，67（23）：3376-3378.

［52］ WANG X P，WANG L J，ZHANG B L，et al..Electroluminescence of diamond∶Ce thin films［J］.Semi．Sci．Tech．（UK）2003，18：144-146.

［53］ WANG X P，WANG L J，ZHANG Q R，et al..Electrolum inescence spectrum shiftwith switching behaviour of diamond thin films［J］.Chinese Phys．Lett／，2003，20（10）：1868

［54］ YANG C，WANG X P，WANG L J，et al..White electroluminescence of n-ZnO∶Al／p-diamond heterostructure devices［J］.Chinese．Phys．B，2013，22（8）：088101.

［55］ WANG X P，LIU，WANG L J，et al..Thickness-dependentwhite electrolum inescence from diamond／CeF3／SiO2multilayered films［J］.Applied Physics Letters，2014，104（12）：121110-121110-4.

［56］ DORENBOSP.Crystal field splitting of lanthanide4fn-15d-levels in inorganic compounds［J］.J．Alloysand Compounds，2002，341：156-159.

［57］ CHEN H J，WANG X P，WANG L J，et al..Bright blue electroluminescence of diamond／CeF3composite films［J］.Carbon，2016，109：192-195.

［58］ 董國義，林琳，韋志仁，等.退火處理對ZnS∶Cu，Mn電致發(fā)光材料亮度的影響［J］.發(fā)光學報，2005，26（6）：733-736. DONG G Y，LIN L，WEIZH R，et al..Annealing treatment of ZnS：administered Cu，Mn electroluminescentmaterials，the influence of brightness［J］.Chinese J．Luminescence，2005，26（6）：733-736.（in Chinese）

［59］ 朱小平，于長鳳，張脈官，等.無機電致發(fā)光材料的制備方法與研究現(xiàn)狀［J］.中國陶瓷，2006，42（10）：19-23. ZHU X P，YU CH F，ZHANG M G，et al..Electroluminescentmaterials preparation methods and research status［J］. China Ceramics，2006，42（10）：19-23.（in Chinese）

［60］ MUSCELLIW C，LIMA K D O，AQUINO F T，etal..Blue and NIR emission from nanostructured Tm3+／Yb3+co-doped SiO2-Ta2O5for photonic applications［J］.2016，49（17）：175107.

［61］ 鐘國柱.Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜電致發(fā)光［J］.發(fā)光學報，2006，27（1）：6-17. ZHONG G ZH.Ⅱ-Ⅵcompound thin film electroluminescent［J］.Chinese J．Luminescence，2006，27（1）：6-17.（in Chinese）

［62］ SHEN H，BAIX，WANG A，WANG H，et al..High-efficient deep-blue light-emitting diodes by using high quality ZnxCd1-xS／ZnS core／shell quantum dots［J］.Advanced Functional Materials，2014，24（16）：2367 2373.

［63］ YI L，HOU Y，HUIZ，et al..The photo-and electro-luminescence properties of ZnO∶Zn thin film［J］.Displays，2000，21（21）：147-149.

［64］ CHEN H，DING J，GUOW，et al..Blue-green emissionmechanism and spectral shift of Al-doped ZnO films related to defect levels［J］.Rsc Advances，2013，3（30）：12327-12333.

［65］ BAO N，LIU Y，LIZW，et al.／Construction of ordermesoporous（Eu-La）／ZnO compositematerial and its luminescent characters［J］.J．Lum inescence，2016，177：409-415.

［66］ GIL-ROSTRA J，F(xiàn)ERRER F J，MARTN IR，et al..Cathode and ion-luminescence of Eu∶ZnO thin films prepared by reactivemagnetron sputtering and plasma decomposition of non-volatile precursors［J］.J．Luminescence，2016，178：139-146.

［67］ 衣立新，張希清，侯延冰，等.富鋅型氧化鋅薄膜的藍區(qū)及近紫外區(qū)發(fā)光特性［J］.科學通報，2001，48（6）：517-520. YI L X，ZHANG X Q，HOU Y B，et al..Type zinc rich zinc oxide thin film blue area and near ultraviolet light-emitting character［J］.Chinese Science Bulletin，2001，48（6）：517-520.（in Chinese）

［68］ TSUKAZAKIA，KUBOTA M，OHTOMO A，et al..Blue light-emitting diode based on ZnO［J］.Japanese J．Applied Physics，2005，44（21）：643-645.

［69］ ZHANG X，LU M，ZHANG Y，etal..Fabrication of a high-brightness blue-light-emitting diode using a ZnO-nanowire array grown on p-GaN thin film［J］.Advanced Materials，2009，21（27）：2767-2770.

［70］ XU S，XU C，LIU Y，et al..Ordered nanowire array blue／near-UV light emitting diodes［J］.Advanced Materials，2010，22（22）：4749-53.

［71］ CHO C Y，KIM N Y，KANG JW，et al..Improved light extraction efficiency in blue light-emitting diodes by SiO2-coated ZnO nanorod arrays［J］.Applied Physics Express，2013，6（4）：532-538.

［72］ 張吉英，申德振，楊寶均，等.ZnSe pn二極管藍綠色電致發(fā)光［J］.發(fā)光學報，1997，18（2）：110-114. ZHANG JY，SHEN D ZH，YANG B J，et al..ZnSe pn blue-green electroluminescent diode［J］.Chinese J．Luminescence，1997，18（2）：110-114.（in Chinese）

［73］ JEON H，DING J，NURMIKKO A V，et al..ZnSe basedmultilayer pn junctions as efficient lightemitting diodes for disp lay applications［J］.Applied Physics Letters，1992，60（7）：892-894.

［74］ MINAMIT，KUROIY，MIYATA T，et al..ZnGa2O4，as hostmaterial formulticolor-emitting phosphor layer of electroluminescent devices［J］.J．Luminescence，1997，s72-74（97）：997-998.

［75］ 付作嶺，董曉睿，盛天琦，等.納米晶體中稀土離子的發(fā)光性質(zhì)及其變化機理研究［J］.中國光學，2015，8（1）：139-146. FU Z L，DONG X R，SHENG TQ，etal..Luminescene properties and variousmechanisms of rare earth ions in the nanocrystals［J］.Chinese Optics，2015，8（1）：139-146.（in Chinese）

［76］ MIYATA T，MOCHIZUKIY，MINAMIT，et al..Blue-violet phosphate phosphor thin films for EL［J］.Thin Solid Films，2006，496（1）：174-178.

［77］ SMET P F，POELMAN D，MEIRHAEGHE R L V.Blue electroluminescence from multilayered BaS∶Eu／Al2S3thin films［J］.J．Applied Physics，2004，95（1）：184-190.

［78］ SUBRAHMANYAM K S，KUMAR P，NAG A，etal..Blue lightemitting graphene-basedmaterials and theiruse in generating white light［J］.Solid State Communications，2010，150（37-38）：1774-1777.

［79］ KOU L，LIF，CHENW，et al..Synthesis of blue light-emitting graphene quantum dots and their application in flexible nonvolatilememory［J］.Organic Electronics，2013，14（6）：1447-1451.

［80］ KAN D，TERASHIMA T，KANDA R，et al..Blue-light emission at room temperature from Ar+-irradiated SrTiO3［J］. Nature Materials，2005，4（11）：816-819.

［81］ PAZIK R.Up-conversion emission and in vitro cytotoxicity characterization ofblue emitting，biocompatible SrTiO3nanoparticles activated with Tm3+and Yb3+ions［J］.Rsc Advances，2016，6（45）：39469-39479.

［82］ GHAMSARIM S，GAEENIM R，HANW，et al..Highly stable colloidal TiO2nanocrystals with strong violet-blue emission［J］.J．Luminescence，2016，178：89-93.

［83］ SOUAMTIA，MART N IR，ZAYANIL，etal..Blue up-conversion emission of Yb3+-doped langbeinite salts［J］.Optical Materials，2016，53：190-194.

［84］ WANG G，GAO L，ZHU H，etal..Hydrothermal synthesis of blue-emitting YPO4∶Yb3+nanophosphor［J］.Frontiers of Materials Science，2016，10（2）：197-202.

Research progress of the blue area of inorganic thin film electrolum inescentmaterial

WANG Xiao-ping*，NING Ren-min，WANG Li-jun，KE Xiao-long，CHEN Hai-jiang，SONGMing-li，LIU Ling-hong
（College of Science，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China）*Corresponding author，E-mail：wxpchina64＠aliyun．com

This papermainly introduces the application of the blue electroluminescentmaterial，the principle and structure of the electroluminescent device.Blue light-emitting inorganic thin film electroluminescentmaterials are reviewed and their respective problems are pointed out.The practical application of the GaN bluelight-emitting materials aremainly summarized.At present，most blue-chip core technology is occupied by a few foreign companies，there is still a considerable gap on our available technology from the world′s advanced level.So there is an urgent need to increase research and development of the blue electroluminescent light emittingmaterial.

bluematerial；LED；TFEL；GaN

O484.1

：A

10.3788／CO.20171001.0013

2095-1531（2017）01-0013-12

2016-08-22；

2016-10-04

上海市教委重點創(chuàng)新資助項目（No.14ZZ137）

Supported by Key Innovation Project of ShanghaiMunicipal Education Commission（No.14ZZ137）

王小平（1964—），男，陜西合陽人，博士，教授，研究生導師，1986年畢業(yè)于東北師范大學獲得學士學位，2002年于鄭州大學獲得博士學位，主要從事固體薄膜材料光電特性方面的研究，E-mail：wxpchina64＠aliyun.com