一种发光薄膜、其制备方法和应用技术

本发明专利技术适用于发光技术领域，提供了一种发光薄膜、其制备方法和应用。该发光薄膜包括铈掺杂的钇铝石榴石薄膜，所述铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中含有金属颗粒。该制备方法包括：将金属颗粒与铈掺杂钇铝石榴石荧光粉混合；将所述的金属颗粒与铈掺杂钇铝石榴石荧光粉的混合物烧结，形成溅射靶材；将溅射靶材利用磁控溅射方法成膜；成膜后将薄膜在还原气氛下退火处理，即得到发光薄膜。该发光薄膜具有发光强度强、发光率高的优点，可以用于发光元件、显示装置或发光装置中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，尤其涉及一种发光薄膜、其制备方法和应用。
技术介绍
稀土元素掺杂的钇铝石榴石(YAG)广泛应用于固态激光和发光领域。目前主流的商用白光LED就是用蓝光LED激发铈掺杂的钇铝石榴石(YAG:Ce)黄光荧光粉复合而成。铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜在发光和激光领域也具有广泛的应用。和铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉相比，铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜具有热稳定性好、均勻性好与基板之间的附着力强等优点，有望取代铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉。但是铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜存在发光亮度弱、发光效率低下等问题，这些缺点极大的限制了铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜的应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种发光亮度强、发光效率高的发光薄膜。本专利技术的另一个目的是提供上述发光薄膜制备方法。本专利技术的再一个目的是提供上述发光薄膜在制备发光元件、发光装置或显示装置中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是—种发光薄膜，包括铈掺杂的钇铝石榴石薄膜，所述铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中含有金属颗粒。一种发光薄膜的制备方法，包括以下步骤将金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉混合；将金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉的混合物烧结，形成溅射靶材；将溅射靶材用磁控溅射方法成膜；将所获得的薄膜在还原气氛下退火处理，得到发光薄膜。以及上述发光薄膜在制备发光元件、发光装置或显示装置中的应用。上述发光薄膜及其制备方法中，通过在发光薄膜中加入金属颗粒，金属颗粒在薄膜上形成表面等离子体，借助表面等离子体效应，使得所述发光薄膜的发光强度和发光效率显著提高，而且发光也更加均勻。所述发光薄膜能够用于制备发光元件、发光装置或显示装置，用途广泛。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术实施例含银的铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜与不含银的铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜在波长为462nm激发光的激发下的发光光谱对比图；图2是本专利技术实施例的含银的YAG:Ce薄膜与不含银的YAG:Ce薄膜在阴极射线激发下的发光光谱对比图；图3是本专利技术实施例的发光薄膜制备方法流程图。具体实施例方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例的发光薄膜，包括铈掺杂的钇铝石榴石薄膜，该铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中含有金属颗粒。本实施例的铈掺杂的钇铝石榴石分子式可以为但不限于(Ya_x)，Cex)3Al5012，0 < χ < 1。其中，金属颗粒的材质可以是各种金属，优选的是具有稳定性的金属如银、金、铝、 钼、钯或铜中的一种或多种。所述发光薄膜中，金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石的摩尔比例为0.01 1 0.3 1。在本实施例的发光薄膜中，金属颗粒分散于铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中，并优选为均勻分散于铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中。上述发光薄膜的发光强度和发光效率，在表面等离子体效应的作用下，大大提高。 表面等离子体(Surface Plasmon, SP)是一种沿金属和介质界面传播的波，其振幅随离开界面的距离而呈指数衰减。当改变金属表面结构时，表面等离子体激元(Surface Plasmon polaritons,SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都将发生重大变化。SPI5s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，实现对光波的主动操控，增大发光材料的光学态密度和其自发辐射速率。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，从而提高材料的发光强度。本实施例的发光薄膜利用金属颗粒在薄膜上形成表面等离子体，借助上述的表面等离子体效应，使得发光薄膜的发光强度和发光效率显著提高，而且发光也更加均勻。请参阅图1和图2，分别示出本实施例1含银的发光薄膜在光激发和阴极射线激发下的发光图谱。此处仅以实施例1作为示例，说明本专利技术发光薄膜的发光强度和发光效率， 其它实施例也具有类似的效果，在此不作详述。图1显示本专利技术实施例1的含银的铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜在波长为462nm 激发光激发下的光谱图谱2与不含银的发光薄膜在波长为462nm激发光激发下的光谱图谱 1。在462nm波长激发下，含银的发光薄膜在539nm处发光峰的发光强度是不含银的发光薄膜在539nm处发光峰的发光强度的两倍。图2显示本专利技术实施例1的含银的YAG:Ce薄膜在阴极射线激发下的发光光谱图谱4与不含银的YAG:Ce薄膜在阴极射线激发下的发光光谱图谱3。在阴极射线的激发下， 本实施例1采用电子束的加速电压为1. 5KV，本实施例1的含银的发光薄膜在539nm处发光峰的发光强度是不含银的发光薄膜在539nm处发光峰的发光强度的1. 8倍。很明显，含有银的铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜的发光强度显著增强，发光效率也大大增加。图3是本专利技术实施例的发光薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤SOl 将金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉混合；S02 将所述金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉的混合物烧结，形成溅射靶材；S03 将溅射靶材用磁控溅射方法成膜；S04:将所获得的薄膜在还原气氛下退火处理，得到铈掺杂的钇铝石榴石发光薄膜。步骤SOl可包括如下步骤取金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉，碾碎至200 目以上，混合均勻，优选为碾碎至200目至600目。在步骤SOl中，与前面描述相似，金属颗粒材质可以是各种金属，优选的是具有稳定性的金属如银、金、铝、钼、钯或铜中的一种或多种。铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉是单体物质，可以由多种方法制备，如草酸非均相沉淀制备稀土掺杂钇铝石榴石荧光粉的方法，也可以直接采用市售的钇铝石榴石荧光粉。由于制备铈参杂的钇铝石榴石荧光粉的方法不同，制备中选用原料不同，所制得的铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉也有差别，但是这些根据不同方法铈掺杂的钇铝石榴石荧光都可以用在本专利技术的技术方案中，这并不影响到本专利技术的实施。本实施例中铈掺杂的钇铝石榴石分子式优选为(Y(1_X)，Cex)3Al5012，0 < χ < 1。其中金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石颗粒的按摩尔比例0.01 1 0.3 1混合；如果所选用的金属为两种，各种金属的摩尔数总和与铈掺杂的钇铝石榴石的摩尔比例为0.01 1 0.3 1，每种金属的摩尔数并没有限制。步骤S02可以包括，用溅射靶材的模具将金属颗粒与铈掺杂的钇铝石榴石混合物压制成溅射靶材模型，在常压下，将溅射靶材模型烧结，烧结的温度优选为1300°C 1600°C，烧结的时间优选为2小时 10小时。在步骤S03中，磁控溅射方法所使用的磁控溅射设备为中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司生产的型号为JGP-450A的磁控溅射设备。但是其他类型的磁控溅射设备同样可以在本实施例中使用。步骤S04可以包括将溅射靶材用磁控溅射方法获得发光薄膜，例如，在100%氢气的环境中，于800°C 1000°C温度下退火1小时 3小时，冷却到室温，得到目标产品。另外，S04步骤还可以在其他的还原气氛中进行，如100%的一氧化碳、80%—氧化碳或10% 氢气与10%氮气本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光薄膜，包括铈掺杂的钇铝石榴石薄膜，其特征在于，所述铈掺杂的钇铝石榴石薄膜中含有金属颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，马文波，唐晶，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94