[发明专利]一种纳米晶增强图形化发光复合膜的制备方法

权利要求书

1.一种纳米晶体增强图形化发光复合膜制备方法，其步骤包括：

(a)在光学基片上制备含稀土或半导体或金属发光物质玻璃薄膜；(b)在(a)步骤获得的所述含发光物质玻璃薄膜上制备含银、金或铜金属物质图形膜层；(c)采用直流电场诱导热转印技术引导含金属物质图形膜层中金属离子定向扩散进入所述玻璃薄膜，并通过后续热处理在含发光物质玻璃薄膜中形成图形化分布的银、金或铜金属纳米晶体；

所述的步骤(a)中的含发光物质玻璃薄膜以碲、硅、钛、锆或铝的乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐、乙二醇盐、丙二醇盐、氯化物、硝酸盐、硫酸盐的其中一种或多种为原料，其中碲化合物的摩尔百分含量小于或等于90％，硅化合物、钛化合物、锆化合物或铝化合物的摩尔百分含量小于或等于80％，这些化合物总的摩尔百分含量大于或等于60％；同时引入锂、钠、钾、银、铜、金、镁、钙、锶、钡、锌、锰、铅、铁、钴、镍、铌、钒、钨或硼的卤化物、草酸盐、醋酸盐、硝酸盐、硫酸盐、乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐的其中一种或多种，其摩尔百分含量为小于或等于40％；

所述的步骤(b)中的含金属物质图形膜层以硅、钛或锆的乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐、乙二醇盐、丙二醇盐的其中一种或多种为原料，其总的摩尔百分含量为大于或等于60％；引入镁、钙、锶、钡、锰、铅、铌、钒、钨或硼的卤化物、草酸盐、醋酸盐、硝酸盐、硫酸盐、乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐的其中一种或多种，其总的摩尔百分含量为小于或等于40％；同时引入银、金或铜的单质、卤化物、草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐的其中一种或多种，其摩尔百分含量为小于或等于10％；制备出溶胶并涂覆在含发光物质玻璃薄膜上形成图形凝胶及玻璃膜层，在电场诱导热转印后以掩膜、滤光膜形式存在；

所述的步骤(c)是在直流电场诱导下，以含银、金或铜金属物质图形膜层表面为阳极，玻璃、单晶或聚合物光学基片的未涂膜侧表面为阴极，对含金属物质图形膜层与含发光物质玻璃薄膜热处理的同时施加直流电场，引导图形膜层中的金属离子定向扩散进入含发光物质玻璃薄膜，其电场强度为10-1000V/mm，热处理温度为100-600℃，处理时间为1-1000min；其后续热处理温度为250-600℃，处理时间5-1000min，在空气或还原气氛下诱导扩散进入含发光物质玻璃薄膜中的金属离子聚集形成银、金或铜纳米晶体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光学基片是可耐300℃及以上温度的玻璃或单晶或聚合物光学基片。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述银、金或铜金属纳米晶体在含发光物质玻璃薄膜中的表面等离子共振吸收峰位与发光物质的荧光激发波长相一致，利用图形化分布银、金、铜纳米晶体进而对发光物质的荧光效率进行增强，实现纳米晶体增强发光图形的输出。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述光学基片上以溶胶-凝胶法制备所述玻璃薄膜，并调节银、金或铜纳米晶体在所述玻璃薄膜中的表面等离子共振吸收峰位在400-800nm范围内连续可调。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)中制备所述玻璃薄膜的方法还包括喷雾热解法、物理溅射法、化学气相沉积法或脉冲激光沉积法。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述玻璃薄膜的厚度为100-10000nm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(b)中选用银、金或铜的金属浆料、卤化银照相乳剂作为图形膜层原料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过一次进行(a)和(b)步骤得到单层含发光物质玻璃薄膜和含金属物质图形膜层，或者通过交替重复(a)和(b)步骤得到多层交叠分布的含发光物质玻璃薄膜和含金属物质图形膜层，再通过(c)步骤的直流电场诱导热转印技术使各个含金属物质图形膜层中的金属离子定向扩散进入含发光物质玻璃薄膜，经后续热处理形成具有单一发射波长的发光图形层、或者具有不同发射波长的多层发光图形。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过交替重复(a)、(b)和(c)步骤制备具有不同发射波长的多层发光图形。