[发明专利]发光元件及其制造方法、发光方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种发光元件及其制造方法、发光方法。

背景技术

平板显示器一直以来都是人们重点研究的对象，场发射显示器就是其中的一种。自从20世纪60年代Ken Shoulder提出基于场发射阴极阵列(FEAs)阴极射线微型装置的设想，利用FEAs设计和制造平板显示与光源器件的研究就引起了人们极大的兴趣。虽然其工作原理与传统的阴极射线管(CRT)类似，都是通过阴极射线轰击红、绿、蓝三色荧光粉发光以实现成像或照明用途，但是该种器件在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。

目前，场发射器件所采用的荧光粉主要是传统CRT用的硫化物系列荧光粉，硫化物荧光粉在大束流阴极射线的轰击下易发生分解，放出单质硫“毒化”阴极针尖，并生成其他沉淀物覆盖在荧光粉表面，不仅降低了荧光粉的发光效率，而且缩短了场发射器件的使用寿命。氧化物荧光粉化学性能稳定，在大束流阴极射线的轰击下不易分解，有望取代硫化物系列荧光粉用于场发射器件。其中，发蓝光的氧化钇掺铥体系荧光粉具有在低加速电压下发光亮度高、蓝光纯度好等优点，与氧化钇掺铥体系荧光粉相比，氧化钇掺铥体系薄膜具有热稳定性好、均匀性好、与基板之间的附着力强、出气率低等优点。但是，氧化钇掺铥体系薄膜存在发光亮度弱、发光效率低下的问题，极大地限制了这种发光薄膜材料的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种发光均匀性好、发光效率高、稳定性好的采用氧化钇掺铥体系薄膜的发光元件。

本发明同时要解决的技术问题在于，还提供一种发光元件的制造方法。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种发光元件的发光方法。

为了达成上述目的，依据本发明的第一方面，提供一种发光元件，包括发光薄膜和金属层，所述发光薄膜由化学式为Y_2-xTm_xO₃的材料制成，其中，0＜x≤0.2；

所述金属层位于所述发光薄膜的表面上，所述金属层具有金属显微结构。在此，金属显微结构即纳米或微米量级的金属岛状结构(Island Structure)。

在本发明所述的发光元件中，优选地，所述金属显微结构为非周期性结构，所述非周期性结构指由无规则排列的金属晶体构成的金属显微结构。

在本发明所述的发光元件中，优选地，所述金属层由金、银、铝、铜、钛、铁、镍、钴、铬、铂、钯、镁、锌的其中一种或两种或两种以上的合金制成，进一步地，所述金属层由金、银、铝、银铝合金或金铝合金制成。

在本发明所述的发光元件中，所述金属层的厚度为0.5～200nm，优选地，所述金属层的厚度为1～100nm。

在本发明所述的发光元件中，优选地，所述发光元件还包括透光基底，所述发光薄膜形成于透光基底表面。所述透光基底为透明或半透明的透光基底，如石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片。

为了达成上述目的，依据本发明的第二方面，提供一种发光元件的制造方法，包括以下步骤：

①制备发光薄膜，所述发光薄膜由化学式为Y_2-xTm_xO₃的材料制成，其中，0＜x≤0.2；

②在所述发光薄膜表面形成金属层；

③将所述发光薄膜及金属层进行退火处理，使所述金属层形成金属显微结构；

④冷却，即得到发光元件。

在本发明所述的发光元件的制造方法中，优选地，所述步骤③中退火处理的条件为：在真空条件下退火，退火温度为50～650℃，退火时间为5～300min。更优选地，所述步骤③中退火处理的条件为：在真空度小于等于1×10^-3Pa的条件下退火，退火温度为100～500℃，退火时间为15～180min。在此，所述真空度为绝对真空度，数值越小表示真空程度越高。

为了达成上述目的，依据本发明的第三方面，提供一种发光元件的发光方法：对上述的发光元件的金属层发射阴极射线，在金属层与发光薄膜之间形成表面等离子体，使发光薄膜发光。

本发明所述的发光元件中，发光薄膜上设置有一层具有显微结构的金属层，结构简单，且发光薄膜与金属层之间形成了均匀界面，表现出很高的发光均匀性和稳定性。

本发明的制造方法工艺简单、成本低，具有广阔的生产应用前景。