[0001] 本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种具有发光薄膜的发光元件、其制造方法及其发光方法。

[0002] 传统的作为发光基体的材料包括荧光粉、纳米晶体及发光薄膜等，相对于纳米晶体和荧光粉而言，发光薄膜具有易于制备、良好的化学稳定性和优良的光学性质，可适用于各种形状或尺寸的显示器件或照明光源。

[0003] 例如，在真空微电子学领域中，场发射器件通常利用发光玻璃作为发光体，其在照明及显示领域显示出了广阔的应用前景，引起国内外研究机构的广泛关注。场发射器件工作原理是：在真空环境下，阳极相对场发射阴极阵列(Fieldemissive arrays，FEAs)施加正向电压形成加速电场，阴极发射的电子加速轰向阳极板上的发光材料而发光。场发射器件的工作温度范围宽(-40℃～80℃)、响应时间短(＜1ms)、结构简单、省电，符合绿色环保要求。另外，荧光粉体、发光玻璃、发光薄膜等材料都可以在场发射器件中作为发光材料使用，但它们都存在发光效率低这一本质问题，极大限制了场发射器件的应用，特别是在照明领域的应用。

[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

[0023] 请参阅图1，示出本发明实施例的发光元件10，其包括发光薄膜13以及设于发光薄膜13表面的金属层14，所述发光薄膜13具有发光材料。金属层14具有金属显微结构，该金属显微结构有时也称为微纳结构。进一步，该金属显微结构是由非周期性、离散排列，即无规则排列的金属晶体构成。

[0024] 在本发明的一个实施例中，该发光薄膜13可具有Y2-xTbxSiO5发光材料，其中，0＜x≤0.3，优选为0＜x≤0.2。发光薄膜13在与设有金属层14的表面相对的另一表面设有透明或半透明基片15，基片15可作为发光薄膜13的支撑体。基片15可以是石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片等。当然，可以理解的是，发光薄膜13可形成于一些其它实际应用的基体上，并不限于基片15，例如可附着于一些玻璃元件表面。

[0025] 在本发明的另一个实施例中，该发光薄膜13可包含Zn2-xMnxSiO4发光材料，其它与上述Y2-xTbxSiO5发光材料基本相同。由结构式可知，Y2-xTbxSiO5和Zn2-xMnxSiO4都是硅酸盐基发光材料，以硅酸盐作为基质，并掺杂铽或锰，增强基质的发光性能。其中，硅酸盐基质并不限于上述各类，还可以是其它稀土硅酸盐，也可以是掺杂其它稀土离子，不限于掺杂铽或锰。另外，应当理解的是，以上材料仅仅作为示例，其它各种发光的材料都可包含在本发明构思范围之内，例如但不限于一些氧化物或硫化物发光材料。

[0026] 其中，金属层14可以是由化学稳定性良好的金属，例如不易氧化腐蚀的金属，另外也可以是常用的金属，优选为金、银、铝、铜、钛、铁、镍、钴、铬、铂、钯、镁、锌中的至少一种金属形成的，更优选为由金、银、铝中的至少一种金属形成的。金属层14中的金属物种可以是它们的单金属或者复合金属。复合金属可以是上述金属两种或两种以上的合金，例如，金属层14可以是银铝合金层或金铝合金层，其中银或金的重量分数优选为70％以上。金属层14的厚度优选为0.5纳米～200纳米，更优选为1纳米～100纳米。

[0027] 上述发光元件10可广泛应用于超高亮度和高速运作的发光器件上，例如场发射显示器、场发射光源或大型广告显示牌等产品中。以场发射显示器为例，阳极相对场发射阴极阵列施加正向电压形成加速电场，阴极发射的电子，即对金属层14发射阴极射线16，具有显微结构的金属层14与发光薄膜13之间形成表面等离子体，通过表面等离子体效应，使发光薄膜13的内量子效率大大提高，即发光材料的自发辐射增强，进而大大增强了发光材料的发光效率，从而解决发光材料发光效率低这一问题。另外，由于是发光薄膜13表面形成一层金属层，整个金属层与发光薄膜13之间形成均匀界面，可以提高发光的均匀性。

[0028] 请参阅图1和2，说明本发明实施例的发光元件制造方法的流程，该制造方法包括如下步骤：

[0029] S01：制备发光薄膜13，所述发光薄膜具有发光材料；

[0030] S02：在发光薄膜13的表面形成一金属层14；及

[0031] S03：将发光薄膜13及金属层14在真空下进行退火处理，使金属层14形成金属显微结构，冷却后形成发光元件10。

[0032] 在步骤S01中，对应上面描述的发光薄膜13的两种结构：第一种为包括Y2-xTbxSiO5发光材料的发光薄膜，第二种为包括Zn2-xMnxSiO4发光材料的发光薄膜，其中，0＜x≤0.3，优选为0＜x≤0.2。发光薄膜13可预先形成于一半透明或透明基片上，作为基底，然后在基底上形成发光薄膜。其中，发光薄膜可采用磁控溅射、电子束蒸发、化学气相沉积、分子束外延、脉冲激光沉积或喷雾热分解等方法在基底上沉积形成。

[0033] 与前面描述的结构相类似，此处形成金属层14可以是采用化学稳定性良好的金属材质源沉积形成，例如不易氧化腐蚀的金属，另外也可以是常用的金属，优选为金、银、铝、铜、钛、铁、镍、钴、铬、铂、钯、镁、锌中的至少一种金属，更优选为由金、银、铝中的至少一种金属。在步骤S02中，该金属层14是通过将上述至少一种金属通过物理或化学气相沉积法形成于发光薄膜13表面，例如但不限于用溅射或蒸镀方法形成于发光薄膜13的表面。金属层14的厚度优选为0.5纳米～200纳米，更优选为1纳米～100纳米。

[0034] 步骤S03具体如下：在发光薄膜13表面形成金属层14后，在50℃～650℃下进行真空退火处理，退火时间为5分钟～5小时，然后自然冷却至室温。其中，退火温度优选为100℃～500℃，退火时间优选为15分钟～3小时。

[0035] 请参阅图1和3，说明本发明实施例的发光元件发光方法的流程，该发光方法包括如下步骤：

[0036] S11：按照前述发光元件制造方法获得发光元件10；

[0037] S12：对金属层14发射阴极射线16，在阴极射线16的激发下，金属层14与发光薄膜13之间形成表面等离子体，使发光薄膜13中的发光材料发光。

[0038] 发光元件10具有前面描述各种结构及组份等特征。在实际应用中，实现步骤S12可以采用场发射显示器或照明光源，在真空环境下，阳极相对场发射阴极阵列施加正向电压形成加速电场，阴极发射阴极射线16，在阴极射线16的激发下，电子束首先穿透金属层14进而激发发光薄膜13发光，在这个过程中，金属层14与发光薄膜13的界面上产生了表面等离子体效应，通过该效应使发光薄膜13中发光材料的内量子效率大大提高，即发光材料的自发辐射增强，进而大大增强了发光材料的发光效率。

[0039] 具体地，电子束穿透金属层14，直接激发如Y2-xTbxSiO5或Zn2-xMnxSiO4等发光材料，表面等离子体在Y2-xTbxSiO5或Zn2-xMnxSiO4等发光材料与金属层14之间形成，促进Y2-xTbxSiO5或Zn2-xMnxSiO4发光。

[0040] 表面等离子体(Surface Plasma，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指数衰减。当改变金属表面结构时，表面等离子体激元(Surface plasma polaritons，SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都将产生重大的变化。SPPs引发的电磁场，不仅仅能够限制光波在亚波长尺寸结构中传播，而且能够产生和操控从光频到微波波段的电磁辐射，实现对光传播的主动操控。因此，本实施例利用该SPPs的激发性能，增大发光薄膜的光学态密度和增强其自发辐射速率；而且，可利用表面等离子体的耦合效应，当发光薄膜发出光时，能与其发生耦合共振效应，从而大大提高发光薄膜的内量子效率，提高发光材料的发光效率。

[0041] 以下通过多个实施例来举例说明Y2-xTbxSiO5或Zn2-xMnxSiO4发光元件的不同组成及其制备方法，以及其性能等方面。在以下各个实施例中，Y2-xTbxSiO5或Zn2-xMnxSiO4发光材料可采用市售商品，直接加以利用。当然，在实际应用中，可以直接制备而得。

[0042] 实施例1

[0043] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.94Tb0.06SiO5发光薄膜，然后利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为2纳米的金属-3银层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在300℃的温度下退火处理半小时，然后冷却至室温，得到所需的硅酸钇掺铽的发光元件。如图1所示，是硅酸钇掺铽的发光元件的结构图，其中基片15为石英基底，发光薄膜13为制备的Y1.94Tb0.06SiO5，金属层14为2纳米的银层，电子枪发出的电子束16直接打在金属层14上，电子束16首先穿透金属层14，进而激发发光薄膜13发光。

[0044] 用电子枪产生的阴极射线轰击本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件，产生如图4所示的发光光谱，图中曲线11为未加金属银层时薄膜的发光光谱；曲线12为本实施例制得的硅酸钇掺铽的发光元件的发光光谱，从图中可以看到，由于金属层与发光薄膜之间产生了表面等离子体效应，相对于未加金属层时发光薄膜，本实施例的发光薄膜从530纳米到570纳米的主峰范围内的发光积分强度是未加金属层时发光薄膜发光积分强度的5倍，使发光性能得到显著提高。

[0045] 以下各个实施例的发光光谱都与实施例1相类似，各发光薄膜也具有类似的发光强度效果，在下面不再赘述。

[0046] 实施例2

[0047] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用电子束蒸发方法在基底上制得Y1.998Tb0.002SiO5的发光薄膜，利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为0.5纳米的金属-3金层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在200℃的温度下退火处理1小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0048] 实施例3

[0049] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用化学气相沉积方法在基底上形成Y1.995Tb0.005SiO5的发光薄膜，利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为200纳米的金属-3铝层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在500℃的温度下退火处理5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0050] 实施例4

[0051] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.992Tb0.008SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为100纳米的金-3属镁层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在650℃的温度下退火处理5分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0052] 实施例5

[0053] 选择大小为1×1cm2双面抛光的氧化镁基底，用分子束外延方法在基底上形成含Y1.99Tb0.01SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为1纳米的金属-3钯层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在100℃的温度下退火处理3小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0054] 实施例6

[0055] 选择大小为1×1cm2双面抛光的氧化镁基底，用喷雾热分解方法在基底上形成含Y1.98Tb0.02SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为5纳米的金属-3铂层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在450℃的温度下退火处理15分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0056] 实施例7

[0057] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用脉冲激光沉积方法在基底上形成含Y1.97Tb0.03SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为20纳米的金属银铝层，其中，金属层中的银和铝的重量份数分别为80％和20％，然后将其置于真空度小-3于1×10 Pa的真空环境下，在380℃的温度下退火处理1.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0058] 实施例8

[0059] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.96Tb0.04SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为10纳米的金属银铝层，其中，金属层中的银和铝的重量份数分别为90％和10％，然后将其置于真空度小-3于1×10 Pa的真空环境下，在180℃的温度下退火处理2.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0060] 实施例9

[0061] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.95Tb0.05SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为30纳米的金属金铝层，其中，金属层中的金和铝的重量份数分别为80％和20％，然后将其置于真空度小-3于1×10 Pa的真空环境下，在280℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0062] 实施例10

[0063] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.93Tb0.07SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为25纳米的金属金铝层，其中，金属层中的金和铝的重量份数分别为90％和10％，然后将其置于真空度小-3于1×10 Pa的真空环境下，在600℃的温度下退火处理10分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0064] 实施例11

[0065] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.92Tb0.08SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为120纳米的金-3属铬层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在250℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0066] 实施例12

[0067] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用脉冲激光沉积方法在基底上形成含Y1.91Tb0.09SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为40纳米的金属-3镍层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在80℃的温度下退火处理4小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0068] 实施例13

[0069] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.9Tb0.1SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为180纳米的金属-3钴层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在400℃的温度下退火处理1小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0070] 实施例14

[0071] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.88Tb0.12SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为160纳米的金-3属铁层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在50℃的温度下退火处理5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0072] 实施例15

[0073] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.85Tb0.15SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为80纳米的金属-3钛层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在150℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0074] 实施例16

[0075] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.82Tb0.18SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为50纳米的金属-3铜层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在200℃的温度下退火处理2.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0076] 实施例17

[0077] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.8Tb0.2SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为150纳米的金属-3锌层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在350℃的温度下退火处理0.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0078] 实施例18

[0079] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Y1.7Tb0.3SiO5的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为100纳米的金属-3金层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在300℃的温度下退火处理0.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸钇掺铽的发光元件。

[0080] 实施例19

[0081] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.94Mn0.06SiO4发光薄膜，然后利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为3纳米的金属-3
银层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在300℃的温度下退火处理半小时，然后冷却至室温，得到所需的硅酸锌掺锰的发光元件。发光元件如图1所示，同实施例
1描述的结构，在些不再赘述。

[0082] 用电子枪产生的阴极射线轰击本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件，产生如图5所示的发光光谱，图中曲线21为未加金属银层时薄膜的发光光谱；曲线22为本实施例制得硅酸锌掺锰的发光元件的发光光谱，从图中可以看到，由于金属层与发光薄膜之间产生了表面等离子体效应，相对于未加金属层时发光薄膜，本实施例的发光薄膜从300纳米到750纳米的发光积分强度是未加金属层时发光薄膜发光积分强度的5.52倍，使发光性能得到显著提高。

[0083] 以下各个实施例的发光光谱都与实施例19相类似，各发光薄膜也具有类似的发光强度效果，在下面不再赘述。

[0084] 实施例20

[0085] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用电子束蒸发方法在基底上制得Zn1.998Mn0.002SiO4的发光薄膜，利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为0.5纳米的金-3属金层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在200℃的温度下退火处理1小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0086] 实施例21

[0087] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用化学气相沉积方法在基底上形成Zn1.995Mn0.005SiO4的发光薄膜，利用磁控溅射设备在发光薄膜表面沉积厚度为200纳米的金-3属铝层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在500℃的温度下退火处理5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0088] 实施例22

[0089] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.992Mn0.008SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为100纳米的-3金属镁层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在650℃的温度下退火处理5分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0090] 实施例23

[0091] 选择大小为1×1cm2双面抛光的氧化镁基底，用分子束外延方法在基底上形成Zn1.99Mn0.01SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为1纳米的金属-3钯层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在100℃的温度下退火处理3小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0092] 实施例24

[0093] 选择大小为1×1cm2双面抛光的氧化镁基底，用喷雾热分解方法在基底上形成Zn1.98Mn0.02SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为5纳米的金属-3铂层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在450℃的温度下退火处理15分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0094] 实施例25

[0095] 选择大小为1×1cm2双面抛光的氧化镁基底，用脉冲激光沉积方法在基底上形成Zn1.97Mn0.03SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为20纳米的金属银铝层，其中，金属层中的银和铝的重量份数分别为80％和20％，然后将其置于真空度-3小于1×10 Pa的真空环境下，在380℃的温度下退火处理1.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0096] 实施例26

[0097] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.96Mn0.04SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为10纳米的金属银铝层，其中，金属层中的银和铝的重量份数分别为90％和10％，然后将其置于真空度-3小于1×10 Pa的真空环境下，在180℃的温度下退火处理2.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0098] 实施例27

[0099] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.95Mn0.05SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为30纳米的金属金铝层，其中，金属层中的金和铝的重量份数分别为80％和20％，然后将其置于真空度-3小于1×10 Pa的真空环境下，在280℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0100] 实施例28

[0101] 选择大小为1×1cm2双面抛光的蓝宝石基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.93Mn0.07SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为25纳米的金属金铝层，其中，金属层中的金和铝的重量份数分别为90％和10％，然后将其置于真空度-3小于1×10 Pa的真空环境下，在600℃的温度下退火处理10分钟，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0102] 实施例29

[0103] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.92Mn0.08SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为120纳米的金-3
属铬层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在250℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0104] 实施例30

[0105] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用脉冲激光沉积方法在基底上形成Zn1.91Mn0.09SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为40纳米的金-3属镍层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在80℃的温度下退火处理4小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0106] 实施例31

[0107] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.9Mn0.1SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为180纳米的金-3
属钴层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在400℃的温度下退火处理1小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0108] 实施例32

[0109] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.85Mn0.15SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为160纳米的金-3
属铁层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在50℃的温度下退火处理5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0110] 实施例33

[0111] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.8Mn0.2SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为80纳米的金属-3
钛层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在150℃的温度下退火处理2小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0112] 实施例34

[0113] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成Zn1.75Mn0.25SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为50纳米的金-3
属铜层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在200℃的温度下退火处理2.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0114] 实施例35

[0115] 选择大小为1×1cm2双面抛光的石英基底，用磁控溅射方法在基底上形成含Zn1.7Mn0.3SiO4的发光薄膜，利用电子束蒸发设备在发光薄膜表面沉积厚度为150纳米的金-3属锌层，然后将其置于真空度小于1×10 Pa的真空环境下，在350℃的温度下退火处理0.5小时，然后冷却至室温，得到本实施例的硅酸锌掺锰的发光元件。

[0116] 在以上描述的各实施例中，采用在发光薄膜13上设置一层具有显微结构的金属层14，该金属层14能在阴极射线下与发光薄膜13之间的界面形成表面等离子体，通过表面等离子体效应，使发光薄膜13的内量子效率大大提高，使得发光材料的自发辐射增强，进而大大增强了发光材料的发光效率，从而解决发光材料发光效率低这一问题。在发光元件的发光方法中，只需对金属层14发射阴极射线，金属层14与发光薄膜13之间形成表面等离子体，以增强发光薄膜13的发光效率，提高其发光可靠性。由于发光元件10包括发光薄膜13和金属层14，这种双层结构简单，同时，在发光薄膜13和金属层14间有均匀界面，从而表现出很高的发光均匀性和稳定性。在发光元件的发光方法中，只需对金属层14发射阴极射线，金属层14与发光薄膜13之间形成表面等离子体，即能大大增强发光薄膜13的发光效率，提高其发光可靠性。

[0117] 在本发明实施例的发光元件制备方法中，只需要在发光薄膜13上形成一层金属层14，然后经过退火处理，即可获得所需发光元件10，该制备方法工艺简单、降低成本，具有广阔的生产应用前景，尤其可用在超高亮度和高速运作的发光器件上，如场发射显示器。

[0118] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。