鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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】一種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為PbF4：xPr3+，ySm3+，其中，x為0.01～0.08，y為0.01～0.06。該鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm波長區(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)明還提供該鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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)明涉及一種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及有機發(fā)光二極 管。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機發(fā)光二極管（0LED)由于組件結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本便宜、自發(fā)光、反應(yīng)時間短、 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、紅外輻射探測等領(lǐng)域具有 廣泛的應(yīng)用前景。但是，可由紅外，紅綠光等長波輻射激發(fā)出藍(lán)光發(fā)射的鐠釤共摻雜氟化鉛 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種可由長波輻射激發(fā)出藍(lán)光的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā) 光材料、制備方法及使用該鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005] -種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為PbF4 :XPr3+，ySm3+，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] -種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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)PbF4 :xPr3+，ySm3+各元素的化學(xué)計量比稱取PbF4, PrF3和SmF3粉體， 其中，X 為 0· 01 ?0· 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?1KKTC下灼燒0. 5小時?5小時，
[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?300°C，再保溫0. 5小 時?3小時，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為PbF4 :XPr3+，ySm3+的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā) 光材料。
[0012] 所述PbF4, PrF3和SmF3粉體各組分摩爾比為（0. 86?0. 98) :(0. 01?0. 08): (0· 01 ?0· 06)。
[0013] 所述PbF4, PrF3和SmF3粉體各組分摩爾比為(λ 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。
[0016] 步驟四中的冷卻溫度為200°C，保溫時間為2小時。
[0017] 一種有機發(fā)光二極管，包括依次層疊的基板、陰極、有機發(fā)光層、陽極及透明封裝 層，其特征在于，所述透明封裝層中分散有鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠釤 共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為PbF4 :xPr3+，ySm3+，其中，X為0. 01?0. 08, y為 0. 01 ?0. 06。
[0018] x 為 0. 05, y 為 0. 03。
[0019] 上述鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時反 應(yīng)過程中無三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜中，鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm波長區(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】

【附圖說明】
[0020] 圖1為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為實施例1制備的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0022] 圖3為實施例1制備的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的拉曼光譜。
[0023] 圖4為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料形 成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管的光譜圖。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法 進(jìn)一步闡明。
[0025] -實施方式的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為PbF4 :XPr3+，ySm3+， 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] 該鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn) 換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，當(dāng)材料受到長波長(如483nm)的輻射的時候，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] 上述鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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)PbF4 :xPr3+，ySm3+各元素的化學(xué)計量比稱取PbF4，PrFjP SmF3粉體， 其中，X 為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
[0030] 該步驟中，所述PbF4, PrF3和SmF3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，PbF4, PrF3和SmF3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?1KKTC下灼燒0. 5小時?5小時，
[0035] 優(yōu)選的，前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時。
[0036] 步驟S17、將步驟S15中處理后的前軀體之后冷卻到100°C?300°C，再保溫0. 5小 時?3小時，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為PbF4 :xPr3+，ySm3+，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200°C，再保溫2小時。
[0038] 上述鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時反 應(yīng)過程中無三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜中，鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm波長區(qū)由Pr3+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] 請參閱圖1，一實施方式的有機發(fā)光二極管100,該有機發(fā)光二極管100包括依次 層疊的基板1、陰極2、有機發(fā)光層3、透明陽極4以及透明封裝層5。透明封裝層5中分散有 鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6,鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為PbF 4 : xPr3+，ySm3+，其中，X為0. 01?0. 08，y為0. 01?0. 06,該器件中的有機發(fā)光層3發(fā)出紅綠 光，部分紅綠光激發(fā)透明封裝層5中分散有鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6發(fā)出藍(lán)色 光，最后紅綠監(jiān)二色就混成白光。
[0040] 下面為具體實施例。
[0041] 實施例1
[0042] 選用純度為 99. 99% 的粉體，將 0. 92mmol 的 PbF4,0. 05mmol 的 PrF3 和 0. 03mmol 的 SmF3粉體在剛玉研缽中研磨40分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中950°C下灼燒3小時， 然后冷卻到200°C保溫2小時，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PbF 4 :0. 05Pr3+，0. 03Sm3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0043] 有機發(fā)光二極管制備的過程
[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中分散有銩摻雜碲酸鹽玻璃上 轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6,銩摻雜氟硅玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為PbF 4 :0. 05Pr3+，0. 03Sm3+。
[0045] 請參閱圖2,圖2所示為得到的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光 譜圖。由圖2可以看出，曲線1本實施例得到的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波 長為578nm，在483nm波長區(qū)由Pr 3+離子3Ρ(! - 3H4的躍遷福射形成發(fā)光峰，該鐠杉共摻雜氟 化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料，曲線2是未摻雜鐿元素的發(fā)光光譜圖，由此可 以看出增加了鐿兀素共摻雜的樣品，發(fā)光的波長一樣，發(fā)光強度相比不摻雜鐿兀素的樣品， 有得顯著的提高。
[0046] 請參閱圖3,圖3中曲線為實施1制備的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的拉曼 光譜，圖中的拉曼峰所示為氟鋁硅酸特征峰，沒有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的峰，說明摻 雜元素與基質(zhì)材料形成了良好的鍵合。
[0047] 請參閱圖4,圖4曲線1為透明封裝層中摻雜有鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材 料形成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為透明封裝層中未摻雜有鐠釤共摻雜氟 化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的對比。圖中可看出，熒光粉可以由長波的紅色光，激發(fā)出短波的藍(lán)色 光，混成白光。
[0048] 實施例2
[0049] 選用純度為 99. 99% 的粉體，將 0. 98mmol 的 PbF4,0. Olmmol 的 PrF3 和 0. Olmmol 的 SmF3粉體，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， 然后冷卻到250°C保溫0. 5小時，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PbF4 :0. 01Pr3+，0. 01Sm3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0050] 實施例3
[0051] 選用純度為 99. 99% 的粉體，將 0. 86mmol 的 PbF4,0. 08mmol 的 PrF3 和 0. 06mmol 的 SmF3粉體，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， 然后冷卻到250°C保溫2小時，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PbF 4 :0. 08Pr3+，0. 06Sm3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0052] 實施例4
[0053] 選用純度為 99. 99% 的粉體，將 0. 93mmol 的 PbF4,0. 02mmol 的 PrF3 和 0. 05mmol 的 SmF3粉體，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， 然后冷卻到300°C保溫0. 5小時，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PbF4 :0. 02Pr3+，0. 05Sm3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0054] 實施例5
[0055] 選用純度為 99. 99% 的粉體，將 0. 92mmol 的 PbF4,0. 06mmol 的 PrF3 和 0. 02mmol 的 SmF3粉體，在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中850°C下灼燒2小時， 然后冷卻到300°C保溫0. 5小時，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PbF4 :0. 06Pr3+，0. 02Sm3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0056] 以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，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. 一種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于：其化學(xué)通式為PbF4 :xpr3+， ySm3+，其中，x 為 0· 01 ?0· 08, y 為 0· 01 ?0· 06。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，所述X為 0· 05, y 為 0· 03。
3. -種鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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)PbF4 :xPr3+，ySm3+各元素的化學(xué)計量比稱取PbF4, PrF3和SmF3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?1100°C下灼燒0. 5小時?5小時， 步驟四、將所述步驟三中處理后的前軀體冷卻到l〇〇°C?300°C，再保溫0. 5小時?3 小時，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為PbF4 :XPr3+，ySm3+的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材 料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述PbF4, PrF3和SmF3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所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述PbF4, PrF3和SmF3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所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(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200°C，保溫時間為2小時。
9. 一種有機發(fā)光二極管，該有機發(fā)光二極管包括依次層疊的基板、陰極、有機發(fā)光層、 陽極及透明封裝層，其特征在于，所述透明封裝層中分散有鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā) 光材料，所述鐠釤共摻雜氟化鉛上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為PbF 4 :XPr3+，ySm3+，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】C09K11/66GK104119890SQ201310150188
【公開日】2014年10月29日 申請日期: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