CN102422384A - 提高场发射发光材料发光效率的方法、发光玻璃元件及其制备方法 - Google Patents

提高场发射发光材料发光效率的方法、发光玻璃元件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高场发射发光材料发光效率的方法、发光玻璃元件及其制备方法，提高场发射发光材料发光效率的方法：是以化学式为aM2O·bY2O3·cSiO2·dTb2O3的发光玻璃为基体，在基体表面形成一层具有非周期性的金属微纳结构的金属层，对金属层发射阴极射线，阴极射线穿透金属层，激发基体发光；发光玻璃元件是发光玻璃为基体，基体上设具有非周期性的金属微纳结构的金属层；制备方法包括：制备发光玻璃基体，在发光玻璃基体表面形成一金属层，然后退火处理，冷却后制得发光玻璃元件。本发明的发光玻璃元件具有良好的透光性、高均匀性、发光效率高、稳定性好、结构简单，制备方法简单、成本低。

Description

提高 光材料 效率的方法、 光玻璃元件及其制各方法
木領域 木及 于及光材料 木領域 涉及 提高及光效率的方法、 及光 件及其制各方法 尤其涉及 提高 及射及光材料及光效率的方法、 及光 玻璃元件及其制各方法。
背景 木 目前 在其 微 于 領域中 及射器件在照明及 領域 了 阿的 前景 引起 內外研究 的 。 其工作原理足 在其 下 相 及射 ede vea ay FEA 施加 向 形成加速 及射的 于加速 向 上的及光材料而及光。
。
及射器件的工作溫度 固 -40C 80C 、 同 < 、 豬 、 符合 要求。 一些 休、 及光玻璃、 及光薄膜等材料都可 以在 及射器件中作力及光材料使用 但它們都存在及光效率低 一木反 越 大限制了 及射器件的 特別足在照明領域的 。 表面等萬于休 acePa o S 足 沿金 和 反界面 的 其振幅 萬 界面的 萬而 。 尚 金 表面豬 表面等萬于 休 cepa o poa o SPP ) 的性反、 、 及模式、 合 等都將 大的 化。 SPP 及的 不 限制光波在 尺寸豬 中 而且 和操控 到微波波段的 磁輻射 的士 操控。 SPP 的 及將增大 密度和增強自及輻射速 率 而大大 高內 于效率而 目前各 固 及光 走出及光效率低 內容
木及 要解決的 木 越在于 休 有 木中存在及光效率低的缺陷 提供 神工 、 方便可靠、 大大提高 及射及光材料及光效率的方法。
木及 一步要解決的 木 在于 提供 具有良好的透光性、 均勻 、 高、 定性好、 豬 的可大大提高 及射及光材料及 效率的方法所用的及光玻璃元件。
木及 另外要解決的 木 越在于 提供 各 、 木低的 及光玻璃元件的 各方法。
木及 解決其技木 越 用的 木方案足 提高 及射及光材料 及光效率的方法 包括以下步驟 以及光玻璃 休 將金 材料在核及光 玻璃 休表面形成一 具有非周期性的金 微 豬 的金 而 得及 光玻璃元件 核及光玻璃元件及射 穿透 金
及 及光玻璃 休及光 及光玻璃 休的化半式 a O．bYO． cS 2 dTbO 其中 金 元素 a、 b、 c、 d 水份 它們的 佰 固 a 25 60、 b ．01 15、 c 40 70、 d ．01~15 于提高 及射及光材料及光效率的方法的及光玻璃元件 其包括 及光玻璃 休 及光玻璃 休的表面 有一金 金 具有金 微豬 及光玻璃 休包含如下化 式的 合氧化物
及光玻璃元件中 a O．bYO．cS 2dTbO
及光玻璃元件中 其中 力喊金 元素 a、 b、 c、 d 水份 各自取佰 固 a 25 60、 b ．01 15、 c 40 70、 d ．01~15 及光玻璃元件中 金 元素 a、 、 中的至少 。 及光玻璃元件中 金 的金 金、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 中的至少 。
及光玻璃元件中 金 的金 金、 、 中的至少 。 及光玻璃元件中 金 的厚度 0．5納米 200納米。 及光玻璃元件中 金 的厚度 1納米 100納米。 神及光玻璃元件的 各方法 其包括以下步驟
各及光玻璃 休 及光玻璃 休包含如下化 式的 合氧化物 a O．bYO．cS 2dTbO 其中 力喊金 元素 a、 b、 c、 d 水份 各自取佰 固 a 25 60 b .01 15 c 40 70 d .01~15 在所 及光玻璃 休的表面形成一金 及
將 及光玻璃 休及金 在其 下述 退火她 使 金 形 成金 微豬 即 即形成所需的及光玻璃元件。
的及光玻璃元件的 各方法中 及光玻璃 休的 各步驟如下 取得各自 水份 的 金 、 S 、 YO 和 Tb 原料 在 120。C 50 。C溫度下混合熔融 即 于 中 在600。C 10 。C 溫度下退火 得及光玻璃 休。
的及光玻璃元件的 各方法中 金 足 將金 或 在及光玻璃 休表面而形成的。
的及光玻璃元件的 各方法中 退火她 足在50。C 650。C 下述 退火 同 5 小 。
的及光玻璃元件的 各方法中 退火她 足在 10。C 50 C下述 退火 同仇 15 小 。 木及 在化半式 a O．bYO． cS ． TbO 的及光玻璃上 金 金 能在 下 及光玻璃之同的界面形成表面等萬于 休 通 表面等萬于休 提高化半式 a O．bYO．cSO．dTbO 的及 光玻璃的及光效率 通 方法解決 及射及光材料及光效率低 越。
木及 的及光玻璃元件足山一金 和 及光玻璃 及光玻璃化半式 a O．bYO．cSO．dTbO 的綠色及光玻璃 金 具有非周期性的金 微 豬 及射的 百先穿透金 而 及及光玻璃及光 在 中
表面等萬于 使及光玻璃的內 于效率 大大提高 即及光玻璃的自及 增強 而大大增強了及光玻璃的及光效率 而解決及光材料及光效率 低 越 提高了及光玻璃的及光性能。
一步 木及 的及光玻璃元件 各方法只需要在及光玻璃 休上形成 一 金 然 退火她 即可 得所需及光玻璃元件 而使得 各工之 、 降低成木 具有 阿的生 前景。
下面將豬合 及安 木及 一步
1足木及明中的玻璃及光元件豬 示意囤
囤2足 1的玻璃及光元件 金 的及光玻璃 比的及光光 3足 2的玻璃及光元件 金 的及光玻璃 比的及光光 其中 及光光 于 及的加速 7 V 休 方式 了 木及 的目的、 木方案及 更加清楚明白 以下豬合 及 安 木及 一步胖細 。 尚理解 此她 描述的 休
用以解釋木及 不用于限定木及 。
提高 及射及光材料及光效率的方法 休包括以下步驟 以及光玻璃 休 將金 材料 在及光玻璃 休表面 形成一 具有非周期性的金 微 豬 的金 得玻璃及光元件 玻璃及光元件及射
其穿透金 及及光玻璃 休及光。 上述金 材料可 自金、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 中的一 或 金、 、 中的一 或 。 及光玻璃 休 綠色及光玻璃 綠色及光玻璃 的化半式a O．bYO．cS ． TbO 其中 力 a、 、 中的至少 a、b、c、d 水份 它們的 佰 固 a 25 60、b ．01 15、c 40 70 d .01~15 包括及光玻璃 休 以及 于及光玻璃 休 表面的金 2。 金 2 具有金 微豬 金 微豬 有 也 微 豬 。 一步 金 微豬 足非周期性的 即由 則排列的金 休 。
核及光玻璃 休 包含如下化 式的 合氧化物 a O．bYO cS 2dTbO 其中 力喊金 a、 b、 c、 d 水份 各自 取佰 固 a 25 60、 b ．01 15、 c 40 70、 d ．01 15。 在 及光玻璃 休 1 中包含 的氧化物 的氧化物在送神 的及光玻璃中 充分及 及光效果。 核及光玻璃 休 具有良好的透光性能。
其中 金 2可以足由化 定性良好的金 例如不易氧化 的 金 另外也可以足常用的金 金、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 中的至少 金 形成的 更 力山金、 、 中的 至少 金 形成的。 金 2中的金 物神可以足它們的 金 或者 合 金 。 合金 可以足上述金 西神或西神以上的合金 例如 金 2可 以足 合金 或金 合金 其中 或金的垂量分數 70%以上。 金 14的厚度 0．5納米 200納米 更 1納米 100納米。 金 a、 、 中的至少 。 上述及光玻璃元件作力及光元件 可 于超高亮度和高速 的及 光器件上 例如 及射 示器、 及射光源或大型 等 品中。 以 及射 示器 相 及射 施加 向 形成加速 及射的 于 即 金 2及射 具有 微豬 的金 2 及光玻璃 休 之同形成表面等萬于休 通 表面等萬于休 使及光玻 璃 休 的內 于效率大大提高 即及光玻璃的自及輻射增強 而大大增 強了及光玻璃 休的及光效率 而解決及光材料及光效率低 越。 另 外 由于足及光玻璃 休 表面形成一 金 金 及光玻璃 休 之同形成均勻界面 可以捉高及光的均勻 。 上述及光玻璃元件的 各方法 其包括以下步驟 及光玻璃 休的 各 以分析 的 金 、SO 99.99%的YO、Tb 力士 原料 按照化半式a O．bYO．cSO．dTbO 中的各元素之同的摩水 。
份 比例 未 相位的原料 在120 C 50 °C 熔融1 5小 即至 。
室溫 于 中 在600C 100C 退火1 20小 得綠色及光 玻璃 休。 另外 可 一步將核及光玻璃 休 切割、 加工成一定的 尺寸 由此 得所需的及光玻璃 休 在核及光玻璃 休的表面形成一金 金 足 將金 或 在及光玻璃 休表面而形成的
以及 使 金 形成金 微豬 即 即形成所需的及光玻璃元件 休而 在 及光玻璃 休表面形成一金 在50。C 650 C下 行其 退火她 火 同 5 小 然 自然 即至室溫。 其中 退火溫度
10。C 50。C 退火 同仇 15 小 。
前面 的豬 相 似 金 2可以足由化 定性良好的金 例如不易氧化 的金 另外也可以足常用的金 金、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 中的至少 金 形成的 更 由金、 、 中的至少 金 形成的。金 2的厚度 0．5 200 更 1 100 。 金 a、 、 中的至 少 。 金 足 將金 或 在及光玻璃 休表面而形成的。 在及光玻璃 休表面形成一金 在50。C 650 C下 行其 退火她 退火 同 5 5小 然 自然 即至室溫。 其中 退火溫度
10。C 50。C 退火 同仇 15 小 。
及光玻璃元件具有前面 各 豬 及組 等特 。 在 中 例 如 于 及射 示器或照明光源 在其 下 相 及射
施加 向 形成加速 及射 在 的 及下 于 百先穿透金 2 而 及及光玻璃 休 1及光 在 中 金 2 及光玻璃 休 1的界面上 生了表面等萬于休 通 使 及光玻璃 休的內 于效率大大 高 即及光玻璃的自及輻射增強 而大 大增強了及光玻璃 休的及光效率。
表面等萬于休 S ace a o SP 足 沿金 和 反界面 的 振幅 萬 界面的 萬而 。 尚 金 表面豬 表面等萬于 休 S cepa o poa o SPP ) 的性反、 、 及模式、 合 等都將 大的 化。 SPP 及的 不 限制光波在 尺寸豬 中 而且 和操控 到微波波段的 磁輻射 的士 操控。 因此 木 利用 SPP 的 及性能 增大及 光玻璃 休的光 密度和增強其自及輻射速率 而且 可利用表面等萬于 休的 合 尚及光玻璃 休及 及生 合共振 而 大大 高及光玻璃 休的內 于效率 高及光玻璃 休的及光效率。
以下 多
以及其性能等方面。
1
大小 x c 、 表面 的上 各方法制得的 3 2 ． 6YO． 60S ． 4TbO 色及光玻璃 休 各氧化物前的 字表示 以下同此 利用 各在其表面 厚度 2 的金 然 將 于 小于 x Pa的 下 以 300。C的溫度退火她 小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。 如 1所示 足及光玻璃元件的豬 木 中的玻璃及光元件足以及光玻 1 休 其上 有金 木 新型 金 2 于 及出的 百 接 在金 2 百先穿透金 2 而 及及光玻璃 1及 。
于 生的 木 的玻璃及光元件 生如 2所示 的及光光 中 11 金 玻璃的及光光 12 木 得的及光玻璃元件的及光光 由于金 2 及光玻 之同 生了表面等萬于休 中可以看到 相 于 金 2的及光 玻璃 木 的及光玻璃元件 400 650 的及光 強度 高 6．5倍 使及光性能得到 大 高。
2
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 3 2 ． 6YO． 60S ． 4TbO 色及光玻璃 休 利用 各在其 表面 厚度 8 的金 然 將 于 小于 x Pa的 下 以 300。C的溫度退火她 小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
于 生的 木 的玻璃及光元件 生如 3所示 的及光光 中 11 金 玻璃的及光光 13 木 得及光玻璃元件的及光光 由于金 玻璃之同 生了表面 等萬于休 中可以看到 相 于 金 及光玻璃 木
的及光玻璃元件 400 650 的及光 強度 高 5倍 使及 光性能得到 大 高。 以下各 的及光光 都勻 1 和 2 相 似 各及光玻璃元件也具有 似的及光強度效果 在下面不 。
3
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得的 25 aO． 5YO．45S ． TbO 色及光玻璃 休 利用 各在 其表面 厚度 0．5 的金 金 然 將 于 小于 x Pa 的 下 以 20。C的溫度退火她 1小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
4 大小 c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 27 aO． 0． YO． 70S 2 5TbO及光玻璃 利用 各在其表面 厚度 200 的金 然 將 于 小于 3
x Pa的 下 以 50 。C的溫度退火她 5小 然 即至室溫 得到木 中 5 的玻璃及光元件。
5
大小 c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 aO．1．5YO．65S 2 2TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各 在其表面 厚度 100 的金 然 將 于 小于n x 3
Pa的 下 以 650。C的溫度退火她 5 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
6
大小 c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 aO．0．5YO．5 SO2 3TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各 在其表面 厚度 1 的金 然 將 于 小于 3
Pa的 下 以 10 。C的溫度退火她 3小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
7
大小 c 2 、 表面 的上 各方法制得 的n 3 aO． YO．43S 2 0.5TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各 在其表面 厚度 5 的金 然 將 于 小于 3
Pa的 下 以450。C的溫度退火她 15 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。 8
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 28 aO． YO．68S ．2TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 20 的金 然 將 于 小于 3
x Pa的 下 以 50。C的溫度退火她 5小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
9
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 35 ． 8YO 55S 2 0. TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各 在其表面 厚度 10 的金 然 將 于 小于 x 3
Pa的 下 以 15 。C的溫度退火她 2小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
10
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的40 O．5YO．40SO2 gTbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在其 表面 厚度 50 的金 然 將 于 小于 x Pa 的 下 以20。C的溫度退火她 2．5小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
11
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 36 ．8YO 58S 20.8TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 150 的金 然 將 于 小于 3
x Pa的 下 以 350。C的溫度退火她 0．5小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
12
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 2g O． YO．5 S 2 1.5TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 120 的金 然 將 于 小于 x 3
Pa的 下 以250。C的溫度退火她 2小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
13
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的33 ．7YO．58S 27TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在其 表面 厚度 40 的金 然 將 于 小于 x Pa 的 下 以 80。C的溫度退火她 4 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
14
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 26 ．4Y 69S 29.5TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 180 的金 然 將 于 小于 x 3
Pa的 下 以400。C的溫度退火她 1小 然 即至室溫 得到木 中的玻璃及光元件。
15
大小 x c 2 、 表面 的上 各方法制得 的 45 ．8Y 48S 2 1.5TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 8 的金 其中 金 中的 和 的垂 分別 80%和20% 然 將 于 小于 3
x Pa的 下 以 380。C的溫度退火她 2．5小 然 即至室溫 得到 中的及光玻璃 元件。
16
大小 x c 、 表面 的上 各方法制得的36 O．16YO 52S ． 4TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在 其表面 厚度 15 的金 其中 金 中的 和 的垂 分別 90%和 10% 然 將 于 小于 x Pa的 下 以 180。C的溫度退火她 3．5小 然 即至室溫 得到 中的及光玻璃 元件。
17
大小 x c 、 表面 的上 各方法制得的 55 ．3YO．62S 27TbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在其 表面 厚度 7 的金 金 其中 金 中的金和 的垂 分別 80%和 20% 然 將 于 小于 x Pa 的 下 以270。C的溫度退火她 1．5小 然 即至室溫 得到 中的及光玻璃 元件。
18
大小 x c 、 表面 的上 各方法制得的 58 ．6YO．35S 2 gTbO 色及光玻璃 休 利用 于 及 各在其 表面 厚度 80 的金 金 其中 金 中的金和 的垂 分別 90%和 10% 然 將 于 小于 x Pa 的 下 以 600。C的溫度退火她 4．5小 然 即至室溫 得到 中的及光玻璃 元件。

Claims (8)

  1. 要 求 1、 提高 及射及光材料及光效率的方法 其特 在于 包括以下步 驟 以及光玻璃 休 將金 材料在核及光玻璃 休表面形成一 具有非 周期性的金 微 豬 的金 而 得及光玻璃元件 核及光玻璃元 件及射 穿透 金 及 及光玻璃 休及 光 及光玻璃 休的化半式 a O．bYO cS 2 dTbO 其中
    金 元素 a b、c、d 水份 它們的 佰 固 a 25 60、b ．01 15 c 40 70 d .01~15 包括及光玻璃 休 其特 在于 及光玻璃 休的表面 有一金
    金 具有金 微豬 及光玻璃 休包含如下化 式的 合 氧化物
    a O•bYO cSO dTbO
    其中 力喊金 元素 a、 b、 c、 d 水份 各自取佰 固 a 25 60 b .01 15 c 40 70 d .01~15
    3． 要求2 的及光玻璃元件 其特 在于 金 元素 a、 、 中的至少 。
    4． 要求2 的及光玻璃元件 其特 在于 金 的金 金、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 中的至少 。 5． 要求4 的及光玻璃元件 其特 在于 金 的金 金、 、 中的至少 。
  2. 6、 要求2 的及光玻璃元件 其特 在于 金 的 厚度 0．5納米 200納米。
  3. 7、 要求6 的及光玻璃元件 其特 在于 金 的 厚度 1納米 100納米。
  4. 8、 神及光玻璃元件的 各方法 其特 在于 其包括以下步驟 各及光玻璃 休 及光玻璃 休包含如下化 式的 合氧化物 a O．bYO．cS 2dTbO 其中 力喊金 元素 a、 b、 c、 d 水份 各自取佰 固 a 25 60、 b ．01 15、 c 40 70、 d ．01~15 在所 及光玻璃 休的表面形成一金 及
    使 金 成金 微豬 即 即形成所需的及光玻璃元件。
  5. 9、 要求8 的及光玻璃元件制造方法 其特 在于 及光玻璃 休的 各步驟如下 取得各自 水份 的 金 、 S 、 YO Tb 原料 在 120。C 50 。C溫度下混合熔融 即 于 中 在600。C 10。C溫度下退火 得及光玻璃 休。
  6. 10、 要求8 的及光玻璃元件制造方法 其特 在于
  7. 11、 要求 8 的及光玻璃元件制造方法 其特 在于 退火她 足在50。C 650 C下 退火 同 5 小 。
  8. 12、 要求11 的及光玻璃元件制造方法 其特 在于 退火她 足在10。C 50 C下 退火 同 15 小 。
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