WO2010148566A1 - 发光玻璃元件、其制造方法及其发光方法 - Google Patents

发光玻璃元件、其制造方法及其发光方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发光玻璃元件，其包括发光玻璃基体，该发光玻璃基体的表面设有一金属层，该金属层具金属显微结构。发光玻璃基体包含如下化学通式的复合氧化物：aM2O•bY2O3•cSiO2•dTm2O3 ，其中M为碱金属元素，a、b、c、d为摩尔份数，各自取值范围为：a为25~60，b为1~30，c为20~70，d为0.001~10。本发明还提供该发光玻璃元件制造方法及其发光方法。本发明的发光玻璃基体有金属层，能增强发光玻璃基体的发光效率，可用在超高亮度和高速运作的发光器件上。

Description

光玻璃元件 其制造方法及其 方法
木領域
本 于 光材料 水領域 涉及 玻璃 休作力 光材料的 光玻 璃元件、 其制造 及其 。
背景 木
□ 的作力 休的材料包括 、 納米 休及玻璃等 相 于 休和 而言 玻璃 有透明、 堅硬及良好化 定性和光 而且玻璃更容 易被加工成各 大小形狀的 各 形狀或尺寸的 示器件或照明光源。 3] 例如 在真空微 于 領域中 射器件通常利用 光玻璃作力 休 其 在照明及 領域 周的 前景
引起 內外研究 的 。 射器件工作原理是 在真空 下 相 陣列 (Fede ssve
a ays F s) 施加 向 形成 的 于 向 上 的 光材料而 。 射器件的工作溫度 (40。C 80°C) 、 同 (< s) 、 、 符合綠色 要求。 另外 休、 光玻 璃、 薄膜等材料都可以在 射器件中作力 光材料使用 但它們都存在 效率低 一本 大限制 射器件的 用 特別是在照明領域 的 。
的公升
木同
4] 有 于此 本 提供 有良好的透光性、 高均勻 、 效率高、 定 性好、 的 光玻璃元件 以及 各 、 成本低的 光玻璃 元件制造 。
5] 本 提供 操作 、 方便可靠、 大大增強 光材料 效率的 光玻 璃元件 。
木 方案 6] 光玻璃元件 其包括 光玻璃 休 光玻璃 休的表面 有一金 金 金 微 光玻璃 休包含如下化孝通式的 合氧化物
7] a O•bYO3cSO2edT O
8] 其中 力贓金 元素 a、 b、 c、 d 各自取 a 25 60 b 1 30 c 20 70 d .001~10
9] 光玻璃元件制造方法 其包括如下步驟
10] 各 光玻璃 休 光玻璃 休包含如下化孝通式的 合氧化物 a O．bYO。cSO．dT 其中 力贓金 元素 a
、 b、 c、 d 各自取 a 25 60 b 1 30 c 20 70 d .001 10
11] 在所 光玻璃 休的表面形成一金 及
12] 將 光玻璃 休及金 在真空下 退火她 使 金 形成金 微 即 即形成所需的 光玻璃元件。
13] 以及 光玻璃元件的 方法 其包括如下步驟
14] 按照上 制造方法 得 光玻璃元件 及
15] 金 在 下金 光玻璃 休之同形成表 面等萬于休 使 光玻璃 休 。
有益效果
16] 本 在 光玻璃 休上 有 微 的金 金 能在 下 光玻璃 休之同的界面形成表面等萬于休 通 表面等萬于休 使 光玻璃 休的內 于效率大大提高 即 光玻璃的自 輻射增強 而大大增強 光玻璃 休的 效率 而解 光材料 效率低 。 因而 在 光玻璃元件的 方法中 只需 金 金 光玻璃 休之同形成表面等萬于休 以增強 光玻璃 休 效率 提高 可靠性。 一步 本 的 光玻璃元件 各方法只需要在 光玻 璃 休上形成一 金 然 退火她 即可 得所需 光玻璃元件 而使得 各 、 降低成本 有 的生 前景。 17] 將 合 團及 本 一步 中
18] 1是本 的 光玻璃元件 示意
19] 2是本 的 光玻璃元件 各方法流程
20] 3是本 的 光玻璃元件的 方法流程
21] 4是 1的 光玻璃元件 金 的 光玻璃 比的 光光 其中 光光 余 于 的加速 7 V
本 的 方式
22] 本 的目的、 水方案及 更加清楚明白 以下 合 團及
本 一步 。 理解 此她 的 休 用 以解釋本 不用于限定本 。
23] 1 本 的 光玻璃元件10 其包括 光玻璃 休13以 及 于 光玻璃 休13表面的金 14。 金 14 有金 微 金 微 有 也你 微 。 一步 金 微 是非周期性的 即由 規則排列的金 休 。
24] 光玻璃 休13包含如下化孝通式的 合氧化物 a O．bYO．cS 。dT 其中 力贓金 元素 a、 b、 c、 d 各自取 a 25 60 b 1 30 c 20 70 d ．001 10。 在 光玻璃 休13中包含接的氧化物 接的氧化物在 的 光玻璃中 充分 效果。 光玻璃 休13 有良好的透光性能。
25] 其中 金 14可以是由化 定性良好的金 例如不易氧化 的金 另外也可以是常用的金 金、 很、 鋁、 、 、 、 鎳、 、 、 、 、 、 中的至少 金 形成的 更 由金、 很、 鋁中的至少 金 形成的。 金 14中的金 物神可以是它們的 金 或者 合金 。 合 金 可以是上 金 或 以上的合金 例如 金 14可以是很鋁合金 或金鋁合金 其中很或金的重量分數 70%以上。 金 14的厚度 0．5納米 200納米 更 1納米 100納米。 26] 金 a、 、 中的至少 。
27] 光玻璃元件10作力 元件 可 于超高亮度和高速 的 光 器件上 例如 示器、 射光源或大型 等 品中。 以
示器 相 陣列施加 向 形成加速
的 于 即 金 14 16 有 微 的金 13 光玻 璃 休13之同形成表面等萬于休 通 表面等萬于休 使 光玻璃 休13 的內 于效率大大提高 即 光玻璃的自 輻射增強 而大大增強 光玻 璃 休的 效率 而解 光材料 效率低 。 另外 由于是 光玻璃 休13表面形成一 金 金 光玻璃 休13之同形成均 勻界面 可以提高 的均勻 。
28] 1和2 明本 的 光玻璃元件制造方法的流程 制造方 法包括如下步驟
29] S 各 光玻璃 休 光玻璃 休13 上 成及含量 即包含如下 化孝通式的 合氧化物
30] a O•bYO cS ．dT O
其中 力贓金 元素 a、 b、 c、 d 各自取 a 25 60 b 1 30 c 20 70 d .001 10
31] S02 在 光玻璃 休的表面形成一金 以及
32] S03 將 光玻璃 休及金 在真空下 退火她 使 金 形 成金 微 即 即形成所需的 光玻璃元件。
33] 其中 光玻璃 休13的 各方法 休 以分析 的 金 、 5 99.99 %的YO、 T 力主要原料 按照 光玻璃 休化孝通 a O．bYO．cS ．dT O
中各 分之同的摩 比例 你 相 的原料 在120 °C~ 50 °C 混合熔 融 即至室溫 再 于 中 在600 C~ 10 C下退火1 20小 得 光玻璃 休。 另外 可 一步將 玻璃 休 切割、 加工成 一定的尺寸 由此 得所需的 光玻璃 休。
34 前面 的 相 似 金 14可以是由化 定性良好的金 例如不 氧化 的金 另外也可以是常用的金 施力金、 很、 鋁、 、 、 、 鎳、 、 、 、 、 、 中的至少 金 形成的 更 施力由金、 很、 鋁中的至少 金 形成的。 金 14的厚度 施力0．5納米 200納米 更 施力1納米 100納米。 金 施力 a、 、 中的至少 。
35 在步驟502中 金 是通 將金 或 在 光玻璃 休表面而形成 的。 步驟S03 休如下 在 光玻璃 休表面形成一金 在5 C~650 C 真空退火她 退火 同 5 坤 5小吋 然 自然 即至室溫。 其中 退火溫度 施力10 °C~50 。C 退火 同仇施力15 坤 3小吋。
36 1和3 明本 的 光玻璃元件 的流程
包括如下步驟
37] S 按照前 制造 得 光玻璃元件10
38] 512 金 14 16 在 16 下 金 光玻 璃 休13之同形成表面等萬于休 光玻璃 休13 。
39] 光玻璃元件10 有前面 各 及 等特 。 在 中 例如 于 示器或照明光源 在真空 下 相 陣列施加 向 形成 16 在 16的 下 于 首先穿透金 14 而 友友光玻璃 休13 在 中 金 14 光玻璃 休13的界面上 表面等萬于休 光玻璃 休的內 于效率大大提高 即 光玻璃的自 輻射增強 而大大增強 光玻璃 休的 效率。
40] 表面等萬于休 (S aCe
PaS o SP) 是一 沿金 和 界面 的 振幅 萬 界面的 萬而 。 金 表面 表面等萬于休 (S acepaS o poa o s SPPs)
的性 、 、 模式、 合 等都將 重大的 化。 SPPs 的 不 限制光波在並 尺寸 中 而且 和操控 到微波波段的 磁輻射 的 操控。 因此 本 利 用 SPPs的 性能 增大 光玻璃 休的光 密度和增強其自 輻射 而且 可利用表面等高于休的 合 光玻璃 休
合共振 而大大提高 光玻璃 休的內 于效率 提高 光玻璃 休的 效率。
41 以下 多 例稅 光玻璃元件的不同 成及其制各方法 以及 其性能等方面。
42 1
43 大小 c 、 表面 的上 各方法制得3 a2 ．9．8YO．6 S 2e 0 O
光玻璃 休 (各氧化物前的數字表示 以下同 ) 再利用 各在其表面 厚度 2納米的金 很 然 將 于真空 小于 x - Pa的真空 下 以300 C 溫度退火她 小 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
44] 于 生的 本 的 光玻璃元件 生如 4所示的 光光 中 11 金 很 玻璃的 光光 12力本
得 光玻璃元件的 光光 4中可以看到 由于金 玻璃之同 表面等萬于休 相 于 金 光玻璃 本 的 光玻璃元件
65倍 使 光性能得到提高。 以下各 的 光光 都勻 相 似 各 光玻璃元件也 有 似的 強度效果 在下面不再 。
45] 2
46] 大小 x c 、 表面 的上 各方法制得的25 a2 ． 5YO．45S ．5 T 光玻璃 休 利用 各在其表面 厚度 0．5納米的金 金 然 將 于真空 小于 x 3Pa的真空 下 以20 。C的溫度退火她 1 小 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
47] 3
48] 大小 x c 表面 的27 a2 e YO e7 S 2e .0 T O
光玻璃 休 利用 各在其表面 厚度 200納米的金 鋁 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以50 C 溫度退火她 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
49] 4
m 大小 x c 表面 的32 5 3 65S 2e . T O 光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 100納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以650。C的溫度退火她 5 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
51] 5
52] 大小 x c 表面 的35 a2O． YO35 S 2T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 1納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以10 C 溫度退火她 4 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
53] 6
54] 大小 x c 、 表面 的38 a2O． 2YO．43SO20.5T O 光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 5納米的金 然 將 于 真空 小于 x Pa的真空 下 以450°C 溫度退火她 15 然 即 至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
55] 7
大小 x c 表面 的28 a2 YO 68S 2T O 光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 20納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以50。C的溫度退火她 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
57] 8
m 大小 x c 表面 的35 2 355S 2e6T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 10納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以15 °C 溫度退火她 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
59] 9
大小 x c 表面 的4 2 22YO 40S 2e8T O 光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 50納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以20 。C的溫度退火她 2．5 小 然 即至室溫 得到本 中的 光玻璃元件。
61] 10
62] 大小 x c 、 表面 的5 2 5YO．30S 。9．5T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 150納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以350。C的溫度退火她 0．5 小 然 即至室溫 得到本 明中的 光玻璃元件。
63] 11
64] 大小 x c 表面 的6 2 ．30YO 40S 2e T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 120納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以250。C的溫度退火她 然 即至室溫 得到 中的 光玻璃元件。
65] 12
66] 大小 x c 表面 的33 7YO 58S 2e0.7T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 40納米的金 鎳 然 將 于真空 小于 x -3
Pa的真空 下 以80 C 溫度退火她 然 即至室溫 得到 中的 光玻璃元件。
67] 13
68] 大小 x c 表面 的26 4YO 69S 2e .gT O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 180納米的金 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以400。C的溫度退火她 然 即至室溫 得到 中的 光玻璃元件。
69] 14
70] 大小 x c 表面 的45 8YO 48S 2e1.5T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 80納米的金 很鋁 其中 金 中的很和鋁的重量 數分別 80%和20% 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以380 C 溫度退火她 25 然 即至室 溫 得到 中的 光玻璃元件。
71] 15
72] 大小 x c 2 表面 的36 O 16YO e52S e4T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 15納米的金 很鋁 其中 金 中的很和鋁的重量 數分別 90%和10% 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以180 C 溫度退火她 3． 然 即至室 溫 得到 中的 光玻璃元件。
73] 16
74] 大小 x c 2 表面 的55 3YO e62S e7T O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 35納米的金 金鋁 其中 金 中的金和鋁的重量 數分別 80%和20% 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以70 C 溫度退火她 1． 然 即至室溫 得到 中的 光玻璃元件。
75] 17
76] 大小 x c 2 表面 的58 6YO e35S egT O
光玻璃 休 利用 于 各在其表面 厚度 60納米的金 金鋁 其中 金 中的金和鋁的重量 數分別 90%和10% 然 將 于真空 小于 x Pa的真空 下 以600° 溫度退火她 4． 然 即至室 溫 得到 中的 光玻璃元件。
77] 在以上 的各 中 在 光玻璃 休13 有 微 的 金 14 金 14能在 16下 光玻璃 休13之同的界面形成表 面等萬于休 通 表面等萬于休 使 光玻璃 休的內 于效率 大大提 高 即 光玻璃的自 輻射增強 而大大增強 光玻璃 休的 效率。 因而 在 光玻璃元件的 方法中 只需 金 13 16 金 14 光玻璃 休13之同形成表面等萬于休 以增強 光玻璃 休16 效 率 提高 可靠性。
78 在本 的 光玻璃元件 各方法中 只需要在 光玻璃 休13 形成 金 14 然 退火她 即可 得所需 光玻璃元件10 而使得 各 、 降低成本 有 的生 前景 尤其可用在超高亮度和 高速 的 光器件上 如 示器。
以上 力本 的較佳 而已 不用以限制本 凡在本 的 精神和原則之內所作的任何修改、 等同替換和 等 包含在本 的保 之內。

Claims

要求
1 光玻璃元件 其包括 光玻璃 休 其特 在于 所述 光玻璃 休的表面 有一金 金 有金
微 光玻璃 休包含如下化孝通式的 合氧化物
a O•bYO3cSO dT O
其中 力贓金 元素 a、 b、 c、 d 各自取 a 25 6 b 1 30 c 20 70 d .001~10
2 要求1 的 光玻璃元件 其特 在于 金 a、 、 中的至少 。
3 如 要求1 的 光玻璃元件 其特 在于 金 的金 金、 很、 鋁、 、 、 、 鎳、 、 、 、 、 、 中的至少 。
4 如 要求3所述的 光玻璃元件 其特 在于 所述金 的金 金、 很、 鋁中的至少 。
5 如 要求1 的 光玻璃元件 其特 在于 金 的厚度 0．5 納米至200納米。
6 光玻璃元件制造方法 其包括如下步驟
各 光玻璃 休 光玻璃 休包含如下化孝通式的 合氧化物 a O．bYO．cS 2edT O 其中 力贓金 元素 a
、 b、 c、 d 各自取 a 25 60 b 1 30 c 20 70 d .001 10
在所 光玻璃 休的表面形成一金 及
將所述 光玻璃 休及金 在真空下 退火她 使所述金 形成 金 微 即 即形成所需的 光玻璃元件。
7 如 要求6 的 光玻璃元件制造方法 其特 在于 光玻璃 休的 各步驟如下 取得各自 的 金 、 S 、 YO T O
原料 在120 C~ 50 。C溫度下混合熔融 即 再 于 中 在6 0 C~ 0 。C溫度下退火 得 光玻璃 休。 8 要求6 的 光玻璃元件制造方法 其特 在于 金 是通 將金 或 在 光玻璃 休表面而形成的。
9 要求6 的 光玻璃元件制造方法 其特 在于 真空退火她 是在50°C~650°C下 退火 同 5 坤 5小吋。
10 光玻璃元件的 方法 其包括如下步驟
按照 要求6 9任一 的制造方法 得 光玻璃元件
金 在 下金 光玻璃 休之同形 成表面等萬于休 使 光玻璃 休 。
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