CN102268254B - 氧化钇发光元件及其制备方法 - Google Patents
氧化钇发光元件及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102268254B CN102268254B CN 201010189701 CN201010189701A CN102268254B CN 102268254 B CN102268254 B CN 102268254B CN 201010189701 CN201010189701 CN 201010189701 CN 201010189701 A CN201010189701 A CN 201010189701A CN 102268254 B CN102268254 B CN 102268254B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- metal level
- emitting film
- yttria
- emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种氧化钇发光元件及其制备方法，氧化钇发光元件包括Y2O3:Eu发光薄膜，还包括位于所述Y2O3:Eu发光薄膜表面上的金属层，所述金属层具有金属微纳结构。制备方法为：在Y2O3:Eu发光薄膜表面形成金属层，然后将所述Y2O3:Eu发光薄膜及金属层在真空环境下进行退火处理，使金属层形成金属微纳结构。本发明的氧化钇发光元件具有较高的发光强度，制备方法具有工艺简单、制备周期短等特点。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种氧化钇发光元件及其制备方法。
背景技术
Y2O3:Eu红色荧光粉由于具有发光强度高、色纯度高、稳定性好等特点而被广泛应用，但对于器件应用而言，荧光粉由于颗粒之间存在接触电阻，导致粉末屏的电导率不高，且不易控制荧光粉的涂平工艺质量，荧光粉和衬底的粘附性能也不够理想，直接影响Y2O3:Eu红色荧光粉的发光均匀性及使用寿命。与Y2O3:Eu红色荧光粉相比，Y2O3:Eu发光薄膜具有良好的发光均匀性、稳定性和与衬底优良的粘附性能，在器件应用中更有优势。但是，Y2O3:Eu发光薄膜还存在发光强度低的问题，因此，如果可以增强Y2O3:Eu发光薄膜的发光强度，则对提高其应用具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中Y2O3:Eu发光薄膜不够高的缺陷，提供一种发光强度高的氧化钇发光元件。
本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种氧化钇发光元件的制备方法。
为达成上述目的，依据本发明，提供一种氧化钇发光元件，包括Y2O3:Eu发光薄膜，还包括位于所述Y2O3:Eu发光薄膜表面上的金属层，所述金属层具有金属微纳结构。
在本发明所述的氧化钇发光元件中，优选地，所述金属层由银、金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成。
在本发明所述的氧化钇发光元件中，优选地，所述金属层的厚度为1～100nm。
为达成上述目的，依据本发明，还提供一种氧化钇发光元件的制备方法，在Y2O3:Eu发光薄膜表面形成金属层，然后将所述Y2O3:Eu发光薄膜及金属层在真空环境下进行退火处理，使金属层形成金属微纳结构。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层由银、金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层厚度为1～100nm。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述Y2O3:Eu发光薄膜利用溶胶-凝胶法、喷射热分解法、电子束蒸发法或磁控溅射法制成。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层是将金属溅射或蒸镀到所述Y2O3:Eu发光薄膜表面形成的。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述退火处理为在真空度≤1×10-3Pa的真空环境下于100～500℃退火15～180min，然后冷却至室温。
在本发明的氧化钇发光元件的制备方法中，优选地，所述退火处理为在真空度≤1×10-4Pa的真空环境下于200～400℃退火30～150min，然后冷却至室温。
本发明的氧化钇发光元件通过在Y2O3:Eu发光薄膜表面形成具有金属微纳结构的金属层，从而在金属层与Y2O3:Eu发光薄膜之间的界面形成表面等离子体。表面等离子体效应可使Y2O3:Eu发光薄膜的内量子效率大大提高，即使其自发辐射增强，从而显著增强了Y2O3:Eu发光薄膜的发光强度。
本发明的氧化钇发光元件的制备方法，可采用现有方法制备或得到Y2O3:Eu发光薄膜，然后在Y2O3:Eu发光薄膜上制备具有金属微纳结构的金属层，故具有工艺简单、制备周期短等特点，制备的氧化钇发光元件具有较高的发光强度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的氧化钇发光元件的结构示意图；
图2是本发明的氧化钇发光元件的制备方法的流程图；
图3是本发明实施例1的氧化钇发光元件与氧化钇基发光薄膜的发光光谱对比图。
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的详细说明。
表面等离子体(Surface Plasmon，SP)是一种沿金属和介质之间的界面传播的波，其振幅随离开界面的距离而呈现出指数衰减。当金属表面结构改变时，表面等离子体激元(Surface plasmon polaritons，SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都会发生很大的变化。SPPs引发的电磁场不仅能够限制光波在亚波长尺寸结构中的传播，而且能够产生和操控从光频到微波波段的电磁辐射，实现对光传播的主动操控，增大发光材料的光学态密度和增强其自发辐射速率。表面等离子体的耦合效应还可以大大提高发光材料的内量子效率，从而提高发光材料的发光强度。
本发明的氧化钇发光元件，通过在金属层与Y2O3:Eu发光薄膜之间的界面形成的表面等离子体效应，提高了Y2O3:Eu发光薄膜的内量子效率，进而增强了Y2O3:Eu发光薄膜的发光强度。
图1是本发明的氧化钇发光元件的结构示意图，如图1所示，本发明的发光元件包括发光薄膜2以及设于发光薄膜2表面的金属层3。进一步地，本发明的发光元件还包括透光基底1，发光薄膜2制备于透光基底之上，发光薄膜2上设有金属层3。透光基底1可以是石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片等透明或半透明的基片。电子束4直接打在金属层3上，并穿透金属层3，进而激发发光薄膜2发光。
图2是本发明的氧化钇发光元件的制备方法的流程图。首先，在透光基底1上制备发光薄膜2，或通过购买等其他途径准备发光薄膜2，然后在发光薄膜2表面形成金属层3，最后进行退火处理，得到氧化钇发光元件。
实施例1
室温下，准确称取10.7260g Y2O3和0.8798g Eu2O3在60℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配置成Eu掺杂为5％的含1mol/L的Y和Eu的水溶液。量取8mL上述含1mol/L的Y和Eu的水溶液，加入32mL无水乙醇作为溶剂，加入6.1485g柠檬酸和5g聚乙二醇6000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液。然后将得到的Y、Eu前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，形成均匀的Y、Eu混合胶体。将得到的Y、Eu混合胶体进行旋转涂敷6次，每次涂敷完后将薄膜置于120℃烘箱中烘干15分钟，再将旋涂成型的薄膜置于程序升温炉中以3℃/min的升温速率升温至1000℃并保温3小时，得到厚度为1μm的Y2O3:Eu发光薄膜。
利用磁控溅射设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为2nm的金属银层，然后将其置于真空度为1×10-3Pa的真空环境下，在300℃的温度下退火处理30min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的银层的氧化钇发光元件。
图3是本实施例的氧化钇发光元件与Y2O3:Eu发光薄膜的发光光谱对比图。如图3所示，曲线a为本实施例的氧化钇发光元件的发光光谱，曲线b为Y2O3:Eu发光薄膜的发光光谱，由图可以看出，由于具有金属微纳结构的银层与发光薄膜之间的表面等离子体效应，与Y2O3:Eu发光薄膜相比，本实施例的氧化钇发光元件的发光强度显著提高。
实施例2
室温下，准确称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置成Eu掺杂为1％的含1mol/L的Y和Eu的水溶液100mL。量取20mL上述含1mol/L的Y和Eu的水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，加入15.3712g柠檬酸和5g聚乙二醇20000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液。然后将得到的Y、Eu前驱体溶液于80℃烘箱中陈化56h，形成均匀的Y、Eu混合胶体。将得到的Y、Eu胶体进行旋转涂敷3次，每次涂敷完后将薄膜置于150℃烘箱中烘干5分钟。将旋涂成型的薄膜置于程序升温炉中以1℃/min的升温速率升温至700℃并保温3小时，得到了厚度为100μm的Y2O3:Eu发光薄膜。
利用磁控溅射设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为25nm的金属铂层，然后将其置于真空度为1×10-4Pa的真空环境下，在400℃的温度下退火处理30min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的铂层的氧化钇发光元件。
实施例3
采用磁控溅射方法制备Y2O3:Eu发光薄膜，利用电子束蒸发设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为1nm的金属钯层，然后将其置于真空度为1×10-5Pa的真空环境下，在200℃的温度下退火处理180min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的钯层的氧化钇发光元件。
实施例4
采用磁控溅射方法制备Y2O3:Eu发光薄膜，利用磁控溅射设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为25nm的金属铂层，然后将其置于真空度为1×10-6Pa的真空环境下，在500℃的温度下退火处理15min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的铂层的氧化钇发光元件。
实施例5
采用电子束蒸发法制备Y2O3:Eu发光薄膜，利用磁控溅射设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为50nm的金属铝层，然后将其置于真空度为0.5×10-3Pa的真空环境下，在400℃的温度下退火处理60min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的铝层的氧化钇发光元件。
实施例6
采用喷射热分解法制备Y2O3:Eu发光薄膜，利用电子束蒸发设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为75nm的金属铜层，然后将其置于真空度为0.5×10-4Pa的真空环境下，在100℃的温度下退火处理120min，然后冷却至室温，得到表面形成具有金属微纳结构的铜层的氧化钇发光元件。
实施例7
采用喷射热分解法制备Y2O3:Eu发光薄膜，利用磁控溅射设备在Y2O3:Eu发光薄膜表面沉积厚度为100nm的金属金层，然后将其置于真空度为0.5×10-4Pa的真空环境下，在350℃的温度下退火处理90min，然后冷却至室温，得到了表面形成具有金属微纳结构的金层的氧化钇发光元件。
以上所述仅为本发明的具有代表性的实施例，不以任何方式限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，例如，本发明的氧化钇发光元件中，制成具有金属微纳结构的金属层的金属除了可以是上述银、金、铝、钯、铜等金属之外，也可以是它们中两种或两种以上的合金，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种氧化钇发光元件，包括Y2O3:Eu发光薄膜，其特征在于，还包括位于所述Y2O3:Eu发光薄膜表面上的金属层，所述金属层具有金属微纳结构；
所述金属层由金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成；
其中：
所述Y2O3:Eu发光薄膜及厚度为2nm的金属层在真空度为1×10-3Pa的真空环境下于300℃退火30min，以使金属层形成所述金属微纳结构；或者
所述Y2O3:Eu发光薄膜及厚度为1nm的金属层在真空度为1×10-5Pa的真空环境下于200℃退火180min，以使金属层形成所述金属微纳结构。
2.一种氧化钇发光元件的制备方法，其特征在于，在Y2O3:Eu发光薄膜表面形成金属层，然后将所述Y2O3:Eu发光薄膜及金属层在真空环境下进行退火处理，使金属层形成金属微纳结构；
所述金属层由金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成；
其中：
所述退火处理是在真空度为1×10-3Pa的真空环境下于300℃退火处理所述Y2O3:Eu发光薄膜及厚度为2nm的金属层30min，然后冷却至室温；或者
所述退火处理是在真空度为1×10-5Pa的真空环境下于200℃退火处理所述Y2O3:Eu发光薄膜及厚度为1nm的金属层180min，然后冷却至室温。
3.根据权利要求2所述的氧化钇发光元件的制备方法，其特征在于，所述Y2O3:Eu发光薄膜利用溶胶-凝胶法、喷射热分解法、电子束蒸发法或磁控溅射法制成。
4.根据权利要求2或3所述的氧化钇发光元件的制备方法，其特征在于，所述金属层是将金属溅射或蒸镀到所述Y2O3:Eu发光薄膜表面形成的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010189701 CN102268254B (zh) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | 氧化钇发光元件及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010189701 CN102268254B (zh) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | 氧化钇发光元件及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102268254A CN102268254A (zh) | 2011-12-07 |
| CN102268254B true CN102268254B (zh) | 2013-10-23 |
Family
ID=45050720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010189701 Expired - Fee Related CN102268254B (zh) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | 氧化钇发光元件及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102268254B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103289696B (zh) * | 2012-02-28 | 2015-07-08 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 钛掺杂镓酸镧发光材料、制备方法及其应用 |
| CN103289688B (zh) * | 2012-02-28 | 2016-01-13 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 钛掺杂铝酸盐发光薄膜、制备方法及其应用 |
| CN108383531B (zh) * | 2018-05-15 | 2021-02-19 | 西北工业大学 | 拓扑发光体异质相掺杂的MgB2基超导体及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101373222A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-25 | 同济大学 | 一种纳米晶增强图形化发光复合膜的制备方法 |
| CN101597141A (zh) * | 2009-01-15 | 2009-12-09 | 浙江理工大学 | 一种掺铕氧化钇红光发光薄膜及其制备方法 |
-
2010
- 2010-06-02 CN CN 201010189701 patent/CN102268254B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101373222A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-25 | 同济大学 | 一种纳米晶增强图形化发光复合膜的制备方法 |
| CN101597141A (zh) * | 2009-01-15 | 2009-12-09 | 浙江理工大学 | 一种掺铕氧化钇红光发光薄膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Surface plasmon-enhanced emission from Ag-coated Ce doped Y3Al5O12 thin films phosphor capped with a dielectric layer of SiO2;Wen-Hsuan Chao, et al.;《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》;20100104;第107卷;第013101页（"Ⅱ.EXPERIMENTS-Ⅳ.CONCLUSION"、图3-5） * |
| Wen-Hsuan Chao, et al..Surface plasmon-enhanced emission from Ag-coated Ce doped Y3Al5O12 thin films phosphor capped with a dielectric layer of SiO2.《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》.2010,第107卷 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102268254A (zh) | 2011-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102576651B (zh) | 发光元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN102268254B (zh) | 氧化钇发光元件及其制备方法 | |
| TW201001476A (en) | Field emission device and method for fabricating cathode emitter and zinc oxide anode | |
| CN105951053A (zh) | 一种铌掺杂二氧化钛透明导电膜的制备方法及铌掺杂二氧化钛透明导电膜 | |
| JP5612689B2 (ja) | 発光素子、その製造方法および発光方法 | |
| CN102714130B (zh) | 含氮化物发光元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN101838532B (zh) | 氧化锌发光元件及其制备方法 | |
| CN102577611B (zh) | 发光元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN102036434A (zh) | 一种薄膜电致发光器件及其制备方法 | |
| CN102574733B (zh) | 发光玻璃元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN102395538B (zh) | 发光元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN102439688B (zh) | 发光玻璃元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN1468934A (zh) | 钨酸盐发光薄膜的制备方法 | |
| CN102271435A (zh) | 镓酸盐发光元件及其制备方法 | |
| JP2003086025A (ja) | 透明導電膜成膜基板及びその製造方法 | |
| CN101885468B (zh) | 一种介质/金属/介质型纳米结构薄膜及其制备方法 | |
| CN110724532B (zh) | 一种稀土钒酸盐薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN112701023A (zh) | 一种柔性透明场发射冷阴极的制备方法 | |
| CN102395537B (zh) | 发光元件、其制造方法及其发光方法 | |
| CN102130262A (zh) | 发光元件及其制造方法、发光方法 | |
| CN102130264A (zh) | 发光元件及其制造方法、发光方法 | |
| CN114276810B (zh) | 双局域场协同增强上转换发光的复合薄膜及其制备方法 | |
| JP5816699B2 (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| Choi et al. | Nanoscale ZnO and Al‐Doped ZnO Coatings on ZnS: Ag Phosphors and their Cathodoluminescent Properties | |
| JP5816698B2 (ja) | 発光素子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131023 Termination date: 20190602 |