專利名稱：鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其
應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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)：
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。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)射的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見報道。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種可由長波輻射激發(fā)出藍(lán)光的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及使用該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。一種鐠鐿共摻雜氟 硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+, Yb3+，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為 48 55 16 24 :1 5 :1 5 :1 8 : 15 25 :1 6 : 2 10。在優(yōu)選的實施例中，H3BO3,BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6?！N鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟一、根據(jù) H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+, Yb3+ 各元素的化學(xué)計量比稱取 H3BO3, BaF2,PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+的摩爾比為48 55 16 24 I 5 I 5 I 8 15 25 I 6 2 10 ;步驟二、將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O. 5小時 5小時，之后冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。在優(yōu)選的實施例中，H3BO3,BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。在優(yōu)選的實施例中，步驟二中將粉體在剛玉缽體中研磨20分鐘 60分鐘。在優(yōu)選的實施例中，步驟三種將所述前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時。在優(yōu)選的實施例中，步驟三中將所述前驅(qū)體在在950°C下灼燒3小時，之后冷卻到250°C，再保溫2小時得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。在優(yōu)選的實施例中，步驟三中所述前驅(qū)體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時后隨爐冷卻到室溫得到塊狀材料，將所述塊狀材料粉碎得到目標(biāo)產(chǎn)物。在優(yōu)選的實施例中，步驟二中，將步驟一中稱取的粉體研磨得到混合均勻的前驅(qū)體?！N有機發(fā)光二極管，該有機發(fā)光二極管包括依次層疊的陰極、發(fā)光層、導(dǎo)電層及陽極，所述發(fā)光層的材料為鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化·學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+，Yb3+，其中H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+及 Yb3+的摩爾比為 48 55 : 16 24 :1 5 :1
5 I 8 15 25 I 6 2 10。上述鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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；制備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。

圖1為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)不意圖。圖2為實施例1制備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法進(jìn)一步闡明?！獙嵤┓绞降溺掕O共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+, Yb3+，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為 48 55 16 24 I 5 I 5 I 8 15 25 I 6 2 10。優(yōu)選的，H3BO3,BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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578nm)的輻射的時候，Yb3+離子吸收輻射能量，向Pr3+離子激發(fā)到3Po激發(fā)態(tài)，然后向3H4能態(tài)躍遷就發(fā)出483nm的藍(lán)光，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。上述鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟SI1、根據(jù) H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF: Pr3+，Yb3+ 各元素的化學(xué)計量比稱取 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3,NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為48 55 16 24 :1 5 :1 5 :1 8 : 15 25 :1
6 2 10。該步驟中，優(yōu)選的，H3BO3,BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體。
該步驟中，將粉體在剛玉缽體中研磨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。步驟S15、將前驅(qū)體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之后冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。優(yōu)選的，前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時。優(yōu)選的，在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時后冷卻到250°C，再保溫2小時。優(yōu)選的，前驅(qū)體放入馬弗爐在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時后隨爐冷卻到室溫得到塊狀材料，再把塊狀材料粉碎得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。上述鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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；制備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。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中分散有鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為 H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+，Yb3+，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF,Pr3+及Yb3+的摩爾比為48 55 16 24 :1 5 :1 5 :1 8 : 15 25 :1 6 2 10。有機發(fā)光二極管100的透明`封裝層5中分散有鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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3Pci — 3H4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。下面為具體實施例。實施例1選用純度為99. 99% 的粉體，H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 :1 : 3。在剛玉研缽中研磨40分鐘使其均勻混合，然后在950°C下灼燒3小時。然后冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產(chǎn)物，并將其粉碎，得到化學(xué)通式為 O. 53H3B03-0. 2BaF2-0. 02PbF2_0. 02ZnF2_0. 03AlFs-0.19NaF:0. 02Pr3+,0. 06Yb3+ 的上轉(zhuǎn)換熒光粉。請參閱圖2，圖2所示為得到的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及不摻雜鐿的樣品(化學(xué)通式為 O. 53H3B03-0. 2BaF2-0. 02PbF2-0. 02ZnF2-0. 03AlFs-0. 19NaF:0. 02Pr3+)的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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3Ptl — 3H4的躍遷福射形成發(fā)光峰，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料。實施例2選用純度為99. 99% 的粉體，H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其摩爾比為48 : 17. 5 :1 : 5 : 8 : 15 : O. 5 : 5。在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在800°C下灼燒3小時。然后冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產(chǎn)物，并將其粉碎，得到化學(xué)通式為O. 48H3B03-0. 175BaF2-0. OlPbF2-O. 05ZnF2_0. 08AIF3-O. 15NaF:0. OlPr3+, 0.1Yb3+ 的上轉(zhuǎn)換熒光粉。實施例3選用純度為99. 99% 的粉體，H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF, Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其摩爾比為48 : 16 : 5 :1 :1 : 25 : 3 :1。在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在1000°C下灼燒3小時。然后冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產(chǎn)物，并將其粉碎，得到化學(xué)通式為 O. 48H3B03-0. 16BaF2-0. 05PbF2_0. OlZnF2-O. OlAlF3-O 25NaF:0. 06Pr3+,0. 02Yb3+ 的上轉(zhuǎn)換熒光粉。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
1.一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于其化學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+, Yb3+，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+ 及 Yb3+ 的摩爾比為 48 55 16 24 I 5 I 5 I 8 15 25 I 6 2 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，H3BO3,BaF2,PbF2,ZnF2,AlF3,NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為 53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。
3.一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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)H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF: Pr3+，Yb3+各元素的化學(xué)計量比稱取H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr2O3 和 Yb2O3 粉體，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為48 55 16 24 :1 5 :1 5 :1 8 : 15 25 :1 6 2 10 ;步驟二、將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O. 5小時 5小時，之后冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟二中將粉體在剛玉缽體中研磨20分鐘 60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟三種將所述前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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，之后冷卻到250°C，再保溫2小時得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟三中所述前驅(qū)體在800°C 100(TC下灼燒O. 5小時 5小時，之后冷卻到IOO0C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時后隨爐冷卻到室溫得到塊狀材料，將所述塊狀材料粉碎得到目標(biāo)產(chǎn)物。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟二中，將步驟一中稱取的粉體研磨得到混合均勻的前驅(qū)體。
10.一種有機發(fā)光二極管，該有機發(fā)光二極管包括依次層疊的陰極、發(fā)光層、導(dǎo)電層及陽極，其特征在于，所述發(fā)光層的材料為鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF = Pr3+，Yb3+，其中 H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+及 Yb3+的摩爾比為 48 55 : 16 24 :1 .5 I 5 I 8 15 25 I 6 2 10。
全文摘要
一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+，Yb3+，其中H3BO3，BaF2，PbF2，ZnF2，AlF3，NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為48～55∶16～24∶1～5∶1～5∶1～8∶15～25∶1～6∶2～10。該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(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)明還提供該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
文檔編號C09K11/66GK103045243SQ20111031622
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者周明杰, 王平, 陳吉星, 馮小明 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