[发明专利]一种Ag纳米颗粒增强有机复合荧光材料发光强度的简便方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ag纳米颗粒增强有机复合荧光材料发光强度的简便方法，属于表面等离子体共振增强荧光技术领域。

背景技术

白光LED在指示灯、LCD背光照明、景观装饰照明等方面有越来越广泛的应用。对于如何提高其亮度，主要是致力于蓝光芯片发光强度的提高、对LED的结构进行改进、提高荧光粉本身的发光强度等。对于采取表面等离子体共振来增加荧光强度的报道，如Wen-Hsuan Chao等人采用磁控溅射法制备得到YAG：Ce荧光薄膜，经高温长时间晶化处理后，在其上溅射沉积金属薄膜并进行400℃的热处理以形成金属纳米颗粒，达到表面等离子体增强荧光强度的目的^[1]。而目前普通的白光LED主要采用黄色荧光粉与树脂混合后涂覆于蓝光芯片上。由于树脂不能承受较高的热处理温度，而低温的热处理又无法达到使金属薄膜形成纳米金属颗粒的目的，故该类文献中采用的热处理方法不能照搬到有机复合荧光材料中。因有机复合荧光材料具有折射率低、透射率高、可批量制造、成本低等优势，且易与其它材料集成，故除了LED领域，在其它的光学领域也有重要的应用。如印度学者Arunandan Kumar等将纳米级YAG：Ce荧光粉与聚醋酸乙烯酯(PVAc)混合，使用旋涂工艺将荧光粉浆料涂覆在玻璃基片上制成发光转换材料，用作WOLED的光转换元件，其光取出效率提高了1.6倍^[2]。意大利学者Maria Luisa Saladino等将纳米YAG：Ce荧光粉嵌入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备出一种黄色透明的纳米复合荧光发光材料，其发光性能基本保持了YAG：Ce荧光粉的性能^[3]。这一类的有机复合荧光材料的表面等离子体共振增强都涉及到无法热处理的问题。

现有较多的专利(如专利号201410035790.7、专利号201410092711.6等)涉及表面等离子体共振增强时，大多都需要进行热处理，而有机物的分解温度较低，因此热处理程序对于有机复合荧光材料来说无法进行。而专利200510011733.6公开了一种铜银纳米颗粒分散氧化物光学薄膜制备方法，此专利制备的金属纳米颗粒薄膜虽无需进行热处理，但沉积金属薄膜层的周期较长(＞50s)，文中并未给出薄膜吸收峰的位置和所制光学薄膜实际的使用效果，而根据本课题组的实验数据经验，溅射时间稍长(见表1)即会造成在可见波段不出现Ag的共振吸收峰。

Ag是一种化学性质较为稳定的物质，但以纳米粒子形式存在时，在空气中较易发生反应，故可在Ag纳米颗粒周围引入一定的介质材料，既保护了银纳米粒子不受外界的影响发生光化学衰退，提高纳米薄膜的稳定性，又能够改变Ag纳米颗粒膜周围介质的介电常数，故可对其共振波长进行调控，一般情况下能使Ag纳米颗粒的共振波长发生一定的红移，更接近黄色荧光粉的发射峰值。

参考文献：

[1]Wen-Hsuan Chao，Ren-Jye Wu，Chin-Song Tsai，et al.Surface plasmon-enhanced emission from metal-island-coated YAG：Ce thin-film phosphor[J].Journal of The Electrochemical Society，2009，156(12)：370-374.

[2]Arunandan Kumar，Ritu Srivastava，Priyanka Tyagi，et al.Improved light extraction efficiency with angle independent electroluminescence spectrum in nano-phosphor coated white organic light emitting diodes[J].Synthetic Metals，2011，161(13-14)：1172-1176.

[3]Maria Luisa Saladino，Antonio Zanotto，Delia Chillura Martino，et al.Ce：YAG nanoparticles embedded in a PMMA matrix：preparation and characterization[J].Langmuir，2010，26(16)：13442-13449.

发明内容