鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Al2O3：xPr3+，yYb3+，其中，x為0.01～0.08，y為0.01～0.06。該鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為578nm，在483nm波長(zhǎng)區(qū)由Pr3+離子3P0→3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供該鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)光二極管。
【專利說(shuō)明】鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及有機(jī)發(fā)光二極 管。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)發(fā)光二極管（0LED)由于組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本便宜、自發(fā)光、反應(yīng)時(shí)間短、 可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應(yīng)用。但由于目前得到穩(wěn)定高效的0LED藍(lán)光材料比較困 難，極大的限制了白光0LED器件及光源行業(yè)的發(fā)展。
[0003] 上轉(zhuǎn)換熒光材料能夠在長(zhǎng)波(如紅外）輻射激發(fā)下發(fā)射出可見光，甚至紫外光，在 光纖通訊技術(shù)、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子熒光標(biāo)識(shí)、紅外輻射探測(cè)等領(lǐng)域具有 廣泛的應(yīng)用前景。但是，可由紅外，紅綠光等長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光發(fā)射的鐠鐿共摻雜氧化鋁 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種可由長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā) 光材料、制備方法及使用該鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)光二極管。
[0005] -種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為A1203 :xPr3+，yYb3+，其中，X為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
[0006] 所述 X 為 0· 05, y 為 0· 03。
[0007] -種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟
[0008] 步驟一、根據(jù)A1203 :xPr3+，yYb3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取A1203, Pr203和Yb203粉 體，其中，X 為 〇· 01 ?〇· 08, y 為 0· 01 ?0· 06 ;
[0009] 步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體；
[0010] 步驟三、將所述步驟二中的前驅(qū)體在800°C?1000°C下灼燒0. 5小時(shí)?5小時(shí)，
[0011] 步驟四、將所述步驟三中處理后的前軀體冷卻到l〇〇°C?500°C，再保溫0. 5小 時(shí)?3小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為A1203 :xPr3+，yYb3+的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā) 光材料。
[0012] 所述 A1203, Pr203 和 Yb203 粉體各組分摩爾比為（0· 86 ?0· 98) : (0· 01 ?0· 08): (0· 01 ?0· 06)。
[0013] 所述 A1203, Pr203 和 Yb203 粉體各組分摩爾比為 0· 92 :0· 05 :0· 03。
[0014] 步驟二中所述混合是將所述粉體在剛玉缽中研磨20分鐘?60分鐘。
[0015] 步驟三中將所述前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
[0016] 步驟四中的冷卻溫度為250°C，保溫時(shí)間為2小時(shí)。
[0017] 一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括依次層疊的基板、陰極、有機(jī)發(fā)光層、陽(yáng)極及透明封裝 層，其特征在于，所述透明封裝層中分散有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠鐿共 摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為A1203 :xPr3+，yYb3+，其中，X為0. 01?0. 08, y為 0. 01 ?0. 06。
[0018] x 為 0. 05, y 為 0. 03。
[0019] 上述鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)反 應(yīng)過(guò)程中無(wú)三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜中，鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為578nm，在483nm波長(zhǎng)區(qū)由Pr 3+離子 3P〇 - 3h4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為實(shí)施例1制備的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0022] 圖3為實(shí)施例1制備的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD光譜。
[0023] 圖4為實(shí)施例1制備的透明封裝層中摻雜有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料形 成發(fā)白光的有機(jī)發(fā)光二極管的光譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法 進(jìn)一步闡明。
[0025] -實(shí)施方式的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為A1203 :xPr3+，yYb3+， 其中，x 為 0· 01 ?0· 08, y 為(λ 01 ?(λ 06。
[0026] 優(yōu)選的，X 為 0· 05, y 為 0· 03。
[0027] 該鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn) 換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為578nm，當(dāng)材料受到長(zhǎng)波長(zhǎng)(如578nm)的輻射的時(shí)候，Pr 3+離子就 處于了 ％激發(fā)態(tài)，然后向3H4躍遷，就發(fā)出483nm的藍(lán)光，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0028] 上述鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟S11、根據(jù)A1203 :xPr3+，yYb3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取Al203，Pr 203和Yb203粉 體，其中，X 為 〇· 01 ?〇· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
[0030] 該步驟中，所述Al203，Pr20 3和Yb203粉體各組分摩爾比為（0. 86?0. 98):(0. 01? 0· 08) :(0· 01 ?0· 06)。
[0031] 該步驟中，優(yōu)選的，所述A1203, Pr203和Yb203粉體各組分摩爾比為0· 92 :0· 05 : 0· 03。
[0032] 步驟S13、將步驟S11中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體。
[0033] 該步驟中，將粉體在剛玉缽中研磨20分鐘?60分鐘得到混合均勻的前驅(qū)體，優(yōu)選 的研磨40分鐘。
[0034] 步驟S15、將前驅(qū)體在800°C?1000°C下灼燒0. 5小時(shí)?5小時(shí)，
[0035] 優(yōu)選的，前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
[0036] 步驟S17、將步驟S15中處理后的前軀體之后冷卻到100°C?500°C，再保溫0. 5小 時(shí)?3小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為A1203 :xPr3+，yYb3+，其中，X為0. 01?0. 08, y為 0. 01 ?0. 06。
[0037] 優(yōu)選的，將步驟S15中處理后的前軀體冷卻到500°C，再保溫2小時(shí)。
[0038] 上述鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)反 應(yīng)過(guò)程中無(wú)三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜中，鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為578nm，在483nm波長(zhǎng)區(qū)由Pr 3+離子 3P〇 - 3h4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0039] 請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光二極管100,該有機(jī)發(fā)光二極管100包括依次 層疊的基板1、陰極2、有機(jī)發(fā)光層3、透明陽(yáng)極4以及透明封裝層5。透明封裝層5中分 散有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6,鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為 A1203 :xPr3+，yYb3+，其中，X為0. 01?0. 08, y為0. 01?0. 06,該器件中的有機(jī)發(fā)光層3發(fā) 出紅綠光，部分紅綠光激發(fā)透明封裝層5中分散有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6發(fā) 出藍(lán)色光，最后紅綠藍(lán)三色就混成白光。
[0040] 下面為具體實(shí)施例。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 選用純度為99. 99%的粉體，將A1203, Pr203和Yb203粉體各組分按摩爾數(shù)為 0. 92mmol，0. 05mmol，0. 03mmol在剛玉研缽中研磨40分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中 950°C下灼燒3小時(shí)，然后冷卻到250°C保溫2小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料， 粉碎后可得到化學(xué)通式為A1 203 :0. 05Pr3+，0. 03Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0043] 有機(jī)發(fā)光二極管制備的過(guò)程
[0044] 依次層疊的基板1使用鈉鈣玻璃、陰極2使用金屬Ag層、有機(jī)發(fā)光層3使用 Ir (piq) 2 (acac)中文名叫二（1-苯基-異喹啉）（乙酰丙酮）合銥（III)、透明陽(yáng)極4使用 氧化銦錫ΙΤ0,以及透明封裝層5聚四氟乙烯。透明封裝層5中分散有鐠鐿共摻雜氧化鋁上 轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6,鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為A1 203 :0. 05Pr3+，0. 03Yb3+。
[0045] 請(qǐng)參閱圖2,圖2所示為得到的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜圖。由圖2可以看出，本實(shí)施例得到的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為 578nm，在483nm波長(zhǎng)區(qū)由Pr 3+離子3匕一3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該鐠鐿共摻雜氧化鋁 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0046] 請(qǐng)參閱圖3,圖3中曲線為實(shí)施1制備的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD 曲線，測(cè)試對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片。對(duì)照PDF卡片，可看出圖中的衍射峰是氧化鋁的結(jié)晶峰，沒有 出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的衍射峰；說(shuō)明該制備方法得到的產(chǎn)品具有良好的結(jié)晶質(zhì)量。
[0047] 請(qǐng)參閱圖4,圖4曲線1為透明封裝層中摻雜有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材 料形成發(fā)白光的有機(jī)發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為透明封裝層中未摻雜有鐠鐿共摻雜氧 化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的對(duì)比。圖中可看出，熒光粉可以由長(zhǎng)波的紅色光，激發(fā)出短波的藍(lán)色 光，混成白光。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 選用純度為99. 99%的粉體，將A1203, Pr203和Yb203粉體各組分按摩爾數(shù)為 0. 98mmol，0. Olmmol，0. Olmmol在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中 800°C下灼燒3小時(shí)，然后冷卻到10(TC保溫3小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料， 粉碎后可得到化學(xué)通式為A1 203 :0. 01Pr3+，0. 01Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] 選用純度為99. 99%的粉體，將A1203, Pr203和Yb203粉體各組分按摩爾數(shù)為 0. 86mmol，0. 08mmol，0. 06mmol，在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中 1000°C下灼燒3小時(shí)，然后冷卻到500°C保溫0. 5小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材 料，粉碎后可得到化學(xué)通式為A1203 :0. 08Pr3+，0. 06Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 選用純度為99. 99%的粉體，將A1203, Pr203和Yb203粉體各組分按摩爾數(shù)為 0. 93mmol，0. 02mmol，0. 05mmol在剛玉研缽中研磨30分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中 900°C下灼燒3小時(shí)，然后冷卻到250°C保溫2小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料， 粉碎后可得到化學(xué)通式為A1 203 :0. 02Pr3+，0. 05Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0054] 實(shí)施例5
[0055] 選用純度為99. 99%的粉體，將A1203, Pr203和Yb203粉體各組分按摩爾數(shù)為 0. 92mmol，0. 06mmol，0. 02mmol，在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中 800°C下灼燒2小時(shí)，然后冷卻到10(TC保溫3小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料， 粉碎后可得到化學(xué)通式為A1 203 :0. 06Pr3+，0. 02Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0056] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于：其化學(xué)通式為A120 3 :xpr3+， yYb3+，其中，x 為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，所述X為 0· 05, y 為 0· 03。
3. -種鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、根據(jù)A1203 :xPr3+，yYb3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取A1203, Pr203和Yb203粉體，其 中，X 為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06 ; 步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體； 步驟三、將所述前驅(qū)體在800°C?1000°C下灼燒0. 5小時(shí)?5小時(shí)， 步驟四、將所述步驟三中處理后的前軀體冷卻到l〇〇°C?500°C，再保溫0. 5小時(shí)?3 小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為A1203 :XPr3+，yYb3+的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材 料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述Al203，Pr 203和Yb203粉體各組分摩爾比為（0· 86?0· 98):(0. 01?0· 08):(0. 01? 0· 06)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述A1203, Pr203和Yb203粉體各組分摩爾比為0· 92 :0· 05 :0· 03。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，步驟二中所述混合是將所述粉體在剛玉缽中研磨20分鐘?60分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，步驟三中將所述前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，步驟四中的冷卻溫度為250°C，保溫時(shí)間為2小時(shí)。
9. 一種有機(jī)發(fā)光二極管，該有機(jī)發(fā)光二極管包括依次層疊的基板、陰極、有機(jī)發(fā)光層、 陽(yáng)極及透明封裝層，其特征在于，所述透明封裝層中分散有鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光 材料，所述鐠鐿共摻雜氧化鋁上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Al 203 :XPr3+，yYb3+，其中，X為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述X為0. 05, y為0. 03。
【文檔編號(hào)】C09K11/64GK104119870SQ201310150187
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】周明杰, 陳吉星, 王平, 黃輝 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司