銩鈥共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]有機發(fā)光二極管(OLED)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OLED藍(lán)光材料比較困難，極大的限制了白光OLED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)射的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(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)光的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005]一種銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+，其中，a 為 0.2 ?0.5，b 為 0.22 ?0.38，c 為 0.1 ?0.3，x 為 0.01 ?0.08，y為O?0.03，M為鎵元素，銦元素和鉈元素中至少一種。
[0006]所述a 為 0.3，b 為 0.35，c 為 0.3，X 為 0.04，y 為 0.01。
[0007]—種銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]按照aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+各元素的化學(xué)計量比稱取 M2O3, Al2O3, ZrO2,Tm2O3 和 Ho2O3 粉體，其中，a 為 0.2 ?0.5，b 為 0.22 ?0.38，c 為 0.1 ?0.3，X 為 0.01 ?0.08, y為O?0.03, M為鎵元素,銦元素和銘元素中至少一種；
[0009]將稱取的粉體溶于酸性溶液中配制成濃度金屬陽離子的濃度為0.5mol/L?3mol/L的溶液；
[0010]將所述溶液霧化成氣霧狀后隨載氣一起通入溫度為100°C?220°C的石英管生成前驅(qū)體，其中，石英管的直徑為30mm?150mm,長度為0.5m?3m,載氣的流量為lL/min?15L/min ；
[0011]將所述前驅(qū)體在600 V?1300 V下煅燒2小時?5小時得到化學(xué)式為aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0012]所述a 為 0.3，b 為 0.35，c 為 0.3，X 為 0.04，y 為 0.01。
[0013]將稱取的粉體溶于酸性溶劑中配制成溶液的步驟還包括:往所述溶液中添加分散齊U，所述分散劑的濃度為0.005mol/L?0.05mol/L。
[0014]所述分散劑為聚乙二醇，所述酸性溶劑為硝酸，硫酸或鹽酸。
[0015]將所述溶液霧化成氣霧狀的步驟為，將載氣及所述溶液一起通入霧化器中使所述溶液霧化成氣霧狀，所述載氣為惰性氣體或還原性氣體。
[0016]所述載氣的流量為5L/min?8L/min。
[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，所述透明封裝層中摻雜有銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)通式為aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+，其中，a為0.2 ?0.5，b 為 0.22 ?0.38，c 為 0.1 ?0.3，x 為 0.01 ?0.08，y 為 O ?0.03，M 為鎵元素，銦元素和鉈元素中至少一種。
[0018]所述a 為 0.3，b 為 0.35，c 為 0.3，X 為 0.04，y 為 0.01。
[0019]上述銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低；制備的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm,在650nm,在454nm和476nm的發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Tm3+離子1D2 — 3H4,1G4 — 3H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，實現(xiàn)了由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍(lán)光短波發(fā)光；有機發(fā)光二極管的透明封裝層中分散有銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為650nm，在454nm和476nm的發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Tm3+離子1D2 — 3H4,1G4 — 3H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，由紅綠光激發(fā)可以發(fā)射藍(lán)光，藍(lán)光與紅綠光混合后形成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管。
【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的噴霧熱解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為實施例1制備的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖；
[0023]圖4為實施例1制備的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD譜圖；
[0024]圖5為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料形成的有機發(fā)光二極管的光譜圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管進(jìn)一步闡明。
[0026]一實施方式的銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+，其中，a 為 0.2 ?0.5，b 為 0.22 ?0.38，c 為 0.1 ?0.3，X為0.01?0.08, y為O?0.03, M為鎵元素,銦元素和銘元素中至少一種。
[0027]優(yōu)選的，a為 0.3，b 為 0.35，c 為 0.3，X 為 0.04，y 為 0.01。
[0028]該銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為650nm，當(dāng)材料受到長波長(如650nm)的輻射的時候，Tm3+離子吸收該光照的能量，此時Tm3+離子1D2 — 3H4,1G4 — 3H6的躍遷，發(fā)出454nm和476nm的藍(lán)光，實現(xiàn)了由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍(lán)光短波發(fā)光。
[0029]上述銩欽共摻雜三族鋁鋯酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟；
[0030]步驟SlOl、按照 aM203-bAl203-cZr02:xTm3+, yHo3+ 各元素的化學(xué)計量比稱取 M2O3,Al2O3, ZrO2, Tm2O3 和 Ho2O3 粉體，其中，a 為 0.2 ?0.5，b 為 0.22 ?0.38，c 為 0.1 ?0.3，x為0.01?0.08, y為O?0.03, M為鎵元素,銦元素和銘元素中至少一種。
[0031]優(yōu)選的，a為 0.3，b 為 0.35，c 為 0.3，X 為 0.04，y 為 0.01。
[0032]可以理解，該步驟中也可按照摩爾比(0.2?0.5):(0.22?0.38):(0.I?0.3:(0.005 ?0.04): (O ?0.0015)稱取 M2O3, Al2O3, ZrO2, Tm2O3 和 Ho2O3 粉體。
[0033]優(yōu)選的，該步驟中也可按照摩爾比0.3:0.35:0.3:0.02:0.005稱取M2O3, Al2O3,ZrO2, Tm2O3 和 Ho2O3 粉體。
[0034]步驟S102、將稱取的粉體溶于酸性溶液中配制成金屬陽離子的濃度為0.5mol/L?3mol/L的溶液。
[0035]溶液中的金屬陽離子為M3+，Al3+，Zr4+，Tm3+和Ho3+。
[0036]優(yōu)選的，將稱取的粉體溶于酸性溶液中配制成溶液的步驟還包括:往溶液中添加分散劑，分散劑的濃度為0.005mol/L?0.05mol/L。本實施方式中，分散劑為聚乙二醇，所述酸性溶液包括硝酸，硫酸或鹽酸。
[0037]請參閱圖1，圖1所示的噴霧熱解設(shè)備100包括儲液罐10、儲氣罐20、霧化器30、石英管40及收集器50。
[0038]本實施方式中，步驟S102制備的溶液存放于儲液罐10。
[0039]S103、將溶液霧化成氣霧狀后隨載氣一起通入溫度為100