鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】一種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aB2O3-bAlF3-cPbF3：xPr3+，其中，a為0.25～0.4，b為0.1～0.2，c為0.45～0.55，x為0.05～0.12。該鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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，可以作為藍光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供該鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法及使用該鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及有機發(fā)光二極 管。

【背景技術】
[0002] 有機發(fā)光二極管（0LED)由于組件結構簡單、生產成本便宜、自發(fā)光、反應時間短、 可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應用。但由于目前得到穩(wěn)定高效的0LED藍光材料比較困 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、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子熒光標識、紅外輻射探測等領域具有 廣泛的應用前景。但是，可由紅外，紅綠光等長波輻射激發(fā)出藍光發(fā)射的鐠摻雜氟硼酸鹽玻 璃上轉換發(fā)光材料，仍未見報道。


【發(fā)明內容】

[0004] 基于此，有必要提供一種可由長波輻射激發(fā)出藍光的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換 發(fā)光材料、制備方法及使用該鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005] -種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aB203-bAlF 3-cPbF3 :xPr3+， 其中，a 為(λ 25 ?(λ 4, b 為(λ 1 ?(λ 2, c 為（λ 45 ?(λ 55, x 為(λ 05 ?(λ 12。
[0006] 所述 a 為 0· 3, b 為 0· 15, c 為 0· 47, χ 為 0· 08。
[0007] -種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟
[0008] 步驟一、根據 aB203-bAlF3-cPbF3 :xPr3+各元素的化學計量比稱取 B203，AlF3，PbFjP Pr203 粉體，其中 a 為 0· 25 ?0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, c 為 0· 45 ?0· 55, χ 為 0· 05 ?0· 12 ;
[0009] 步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅體；
[0010] 步驟三、將所述步驟二中的前驅體在800°C?1000°C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?500°C，再保溫0. 5小 時?3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃 上轉換發(fā)光材料。
[0012] 所述 BAs, A1F3, PbF3 和 Pr203 粉體各組分摩爾比為（0· 25 ?0· 4) :(0· 1 ?0· 2): (0· 45 ?0· 55) :(0· 05 ?0· 12)。
[0013] 所述 B203, A1F3, PbF3 和 Pr203 粉體各組分摩爾比 0· 3:0. 15:0. 47:0. 08。
[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體在950°C下灼燒3小時。
[0016] 步驟四中的冷卻溫度為250°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摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，所述鐠摻 雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+，其中，a為0. 25? 0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, C 為 0· 45 ?0· 55, X 為 0· 05 ?0· 12。
[0018] a 為 0· 3, b 為 0· 15, c 為 0· 47, X 為 0· 08。
[0019] 上述鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時 反應過程中無三廢產生，較為環(huán)保；制備的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā) 光光譜中，鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm波長區(qū)由 Pr3+離子3匕一3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍光發(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)光二極管的結構示意圖。
[0021] 圖2為實施例1制備的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0022] 圖3為實施例1制備的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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] 下面結合附圖和具體實施例對鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料及其制備方 法進一步闡明。
[0025] -實施方式的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為 aB203-bAlF3-cPbF3 :xPr3+，其中，a 為 0· 25 ?0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, c 為 0· 45 ?0· 55, X 為 0. 05 ?0. 12。
[0026] 優(yōu)選的，a 為 0· 3, b 為 0· 15, c 為 0· 47, X 為 0· 08。
[0027] 該鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃 上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，當材料受到長波長(如578nm)的輻射的時候，Pr3+離 子就處于了 3P〇激發(fā)態(tài)，然后向3H4躍遷，就發(fā)出483nm的藍光，可以作為藍光發(fā)光材料。
[0028] 上述鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟S11、根據aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+各元素的化學計量比稱取BA，A1F3, PbF3和 Pr203 粉體，其中，a 為(λ 25 ?(λ 4, b 為(λ 1 ?(λ 2, c 為(λ 45 ?(λ 55, x 為(λ 05 ?(λ 12。
[0030] 該步驟中，所述Β203, A1F3, PbFjPPrA粉體各組分摩爾比為（0. 25?0. 4): (0· 1 ?0· 2) : (0· 45 ?0· 55) : (0· 05 ?0· 12)。
[0031] 該步驟中，優(yōu)選的，B203, A1F3, PbF3和Pr203粉體各組分摩爾比 0. 3:0. 15:0. 47:0. 08。
[0032] 步驟S13、將步驟S11中稱取的粉體混合均勻得到前驅體。
[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體，優(yōu)選 的研磨40分鐘。
[0034] 步驟S15、將前驅體在800°C?1000°C下灼燒0. 5小時?5小時，
[0035] 優(yōu)選的，前驅體在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?500°C，再保溫0. 5小 時?3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃 上轉換發(fā)光材料，其中，a為0. 25?0. 4, b為0. 1?0. 2, c為0. 45?0. 55, X為0. 05? 0· 12。
[0037] 優(yōu)選的，將步驟S15中處理后的前軀體冷卻到250°C，再保溫2小時。
[0038] 上述鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時 反應過程中無三廢產生，較為環(huán)保；制備的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā) 光光譜中，鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm波長區(qū)由 Pr3+離子3匕一3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍光發(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 有鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6,鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式 為 aB203-bAlF3-cPbF3 :xPr3+，其中，a 為 0· 25 ?0· 4，b 為 0· 1 ?0· 2，c 為 0· 45 ?0· 55，x 為 0. 05?0. 12,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 有鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6發(fā)出藍色光，最后紅綠藍三色就混成白光。
[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B203，AlF 3，PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾比為0·3 :0. 15 :0. 47 :0. 08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 化學通式為 0. 3B203-0. 15A1F3_0. 47PbF3 :0. 08Pr3+ 上轉換熒光粉。
[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中分散有鐠摻 雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6,鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為 0. 3Β203-〇· 15A1Fs-0. 47PbF3 ：0. 08Pr3+〇
[0045] 請參閱圖2,圖2所示為得到的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光 光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波 長為578nm，在483nm波長區(qū)由Pr3+離子％ - 3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該鐠摻雜氟硼酸 鹽玻璃上轉換發(fā)光材料可作為藍光發(fā)光材料。
[0046] 請參閱圖3,圖3中曲線為實施1制備的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的拉 曼光譜，圖中的拉曼峰所示為氟硼酸鹽特征峰，沒有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質的峰，說明 摻雜元素與基質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摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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摻雜氟硼酸 鹽玻璃上轉換發(fā)光材料料的對比。圖中可看出，鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料可以 由長波的紅色光，激發(fā)出短波的藍色光，藍光與紅光混合后形成白光。
[0048] 實施例2
[0049] 選用純度為99. 99%的粉體，將B203, A1F3, PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾比為 0. 25 :0. 2 :0. 5 :0. 05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5小時，然后冷卻到100°C保溫3小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可 得到化學通式為0. 25B203-0. 2A1F3_0. 5PbF3 :0. 05Pr3+的上轉換熒光粉。
[0050] 實施例3
[0051] 選用純度為99.99%的粉體，將B203，AlF 3，PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾數為0.4 :0. 1 :0. 38 :0. 12,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500°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 得到化學通式0. 4B203-0. 1A1F3_0. 38PbF3 :0. 12Pr3+的上轉換熒光粉。
[0052] 實施例4
[0053] 選用純度為99. 99%的粉體，將B203, A1F3, PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾數為 0. 32 :0. 19 :0. 43 :0. 06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 可得到化學通式為〇. 32B203-0. 19A1F3_0. 43PbF3 :0. 06Pr3+的上轉換熒光粉。
[0054] 實施例5
[0055] 選用純度為99. 99%的粉體，將B203, A1F3, PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾數為 0. 33 :0. 17 :0. 43 :0. 07,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，然后冷卻到10(TC保溫3小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎 后可得到化學通式為0. 33B203-0. 17A1F3_0. 43PbF3 :0. 07Pr3+的上轉換熒光粉。
[0056] 實施例6
[0057] 選用純度為99. 99%的粉體，將PbF2, Ge02, W03和Tm203粉體各組分按摩爾數為 0. 29 :0. 2 :0. 42 :0. 09,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0. 5小時，然后冷卻到500°C保溫0. 5小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料， 粉碎后可得到化學通式為〇. 29B203-0. 2A1F3_0. 42PbF3 :0. 09Pr3+的上轉換熒光粉。
[0058] 實施例7
[0059] 選用純度為99.99%的粉體，將B203，AlF 3，PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾數為0.3 :0. 15 :0. 45 :0. 1，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 化學通式為0. 3B203-0. 15A1F3_0. 45PbF3 :0. lPr3+的上轉換熒光粉。
[0060] 實施例8
[0061] 選用純度為99.99%的粉體，將B203，AlF 3，PbF3和Pr203粉體各組分按摩爾數為0.3 :0. 2 :0. 39 :0. 11，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2 小時，然后冷卻到l〇〇°C保溫3小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到 化學通式為0. 3B203-0. 2A1F3_0. 39PbF3 :0. llPr3+的上轉換熒光粉。
[0062] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其特征在于：其化學通式為 aB203-bAlF3-cPbF3 :xPr3+，其中，a 為 0· 25 ?0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, c 為 0· 45 ?0· 55, X 為 0. 05 ?0. 12。
2. 根據權利要求1所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其特征在于，所述a為 0· 3, b 為 0· 15, c 為 0· 47, X 為 0· 08。
3. -種鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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aB203-bAlF3-cPbF3 :xPr3+各元素的化學計量比稱取B203, A1F3, PbFjP Pr203 粉體，其中 a 為 0· 25 ?0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, c 為 0· 45 ?0· 55, x 為 0· 05 ?0· 12 ; 步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅體； 步驟三、將所述前驅體在800°C?1000°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?500°C，再保溫0. 5小時?3 小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換 發(fā)光材料。
4. 根據權利要求3所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述B203，AlF3，PbFjP Pr203粉體各組分摩爾比為（0. 25?0. 4): (0. 1?0. 2): (0. 45? 0· 55) :(0· 05 ?0· 12)。
5. 根據權利要求3所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，所述 B203, A1F3, PbF3 和 Pr203 粉體各組分摩爾比 0. 3:0. 15:0. 47:0. 08。
6. 根據權利要求3所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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. 根據權利要求3所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在 于，步驟三中將所述前驅體在950°C下灼燒3小時。
8. 根據權利要求3所述的鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(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摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā) 光材料，所述鐠摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aB203-bAlF3-cPbF 3 :xPr3+，其 中，a 為 0· 25 ?0· 4, b 為 0· 1 ?0· 2, c 為 0· 45 ?0· 55, X 為 0· 05 ?0· 12。
10. 根據權利要求9所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述a為0. 3, b為0. 15, c 為 0· 47, X 為 0· 08。
【文檔編號】C09K11/66GK104059646SQ201310092727
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月21日 優(yōu)先權日:2013年3月21日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 陳吉星, 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有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司