[发明专利]一种波长转换发光薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种波长转换发光薄膜的制备方法。本发明提供的发光薄膜的制备方法具有工艺简便、成本低、发光强度可控以及与衬底结合力强的特点。本发明公开的制备方法包括以下步骤：(1)采用油酸和乙醇混合物溶解氯化稀土盐和氟化钠后，用溶剂热法合成波长转换发光纳米粉体；(2)将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒溶解在苯甲醚有机溶液中制备出PMMA溶液；(3)将波长转换发光纳米粉体分散在PMMA溶液中，用磁力搅拌加超声波振荡得到均质的波长转换发光纳米粉体的分散液；(4)采用旋涂法将所制备的分散液旋涂在清洁的衬底上，再在热盘上烘干得到PMMA包裹发光纳米粉体的上转换或下转换发光薄膜。

技术领域

本发明属于荧光体及功能薄膜领域，尤其涉及一种波长转换发光薄膜的常温常压制备方法。

背景技术

稀土元素由于其独特的4f电子层结构，具备优异的光电磁等物理特性，与众多 元素可以组成不同功能，不同用途的新型材料，被喻作现代工业的维生素。我国是 稀土资源大国，储量为世界已探明的80％，但稀土新材料的开发利用与发达国家相 比，还有着一定的差距。因此，加速发展我国稀土功能材料特别是稀土发光材料的 研究是当前重要的方向。稀土发光材料的光谱分布范围广，谱线窄，色度纯，通常 是吸收短波长的紫外光转化为波长较长的可见或者红外光，这个过程即称之为频率 (与波长成倒数关系)下转换发光，简称为下转换。有些稀土离子，例如Er³⁺等对近红 外光有强烈的吸收，可以有效地将波长较长能量低的红外光转化为波长短能量高的 可见光，这个过程即称之为频率上转换发光，简称为上转换。

由于稀土元素具备的上述独特的波长转换发光性能，在许多领域都有潜在的应用价值，例如作为太阳电池的上层的透明荧光转换层，可以将普通硅基太阳电池无 法吸收的太阳辐射波段(小于300nm，大于1200nm)转换为太阳电池吸收能力较 好的波段(300-1200nm)；也在生物成像、检测、荧光防伪、温度传感等领域有着 巨大的应用前景。但是这些应用无可避免涉及到薄膜的制备。现有的一些薄膜制备 方法例如脉冲激光沉积、磁控溅射沉积、热蒸发、化学气相沉积法、旋涂法等，均 有一定的局限性。上述制备方法均需要在真空环境或者高温下进行，且制备的薄膜 可控性差、成本高，无法简便地实现发光可控的波长转换薄膜的制备。而普通的旋 涂法制备的薄膜只会与基底之间为物理吸附，界面结合力较弱，不利于薄膜在实际 工作生活中的应用。因此，需要迫切发展一种可在常温常压下可控制备波长转换发 光薄膜的方法，同时也要具有实际应用中要求的抗剥离性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种简便、低成本的波长转换发光 薄膜的制备方法，使制备的薄膜可以方便地控制其发光强度，同时与基底具有强的 结合力。本发明公开的一种波长转换发光薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1.采用油酸(OA)和乙醇混合物作为溶剂，溶解氯化稀土盐和氟化钠作为前驱体溶液，采用溶剂热法合成表面具有OA官能团的氟化物上转换发光纳米粉体 和下转换发光纳米粉体；

2.将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒溶解在苯甲醚有机溶液中，制备出一定浓度的PMMA溶液；

3.将步骤1中制备得到的波长转换发光纳米粉体按一定比例分散在步骤2中制 备的PMMA溶液中，磁力搅拌30min，再超声振荡60min以得到均质的波 长转换发光粉体的分散液；

4.将选定的衬底采用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗各10min后，氮气吹干；

5.采用旋涂法，将步骤3中所制备的波长转换发光粉体分散液旋涂在衬底片上，并在热盘上烘干，以便苯甲醚快速挥发得到PMMA包裹的波长转换发光薄 膜。

发明原理