鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料、製備方法及其應用的製作方法

2023-08-04 11:00:11

專利名稱：鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料、製備方法及其應用的製作方法
鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料、製備方法及其
應用
技術領域：
本發明涉及一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料、製備方法及有機發光
二極體。
背景技術：
有機發光二極體(OLED)由於組件結構簡單、生產成本便宜、自發光、反應時間短、可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應用。但由於目前得到穩定高效的OLED藍光材料比較困難，極大的限制了白光OLED器件及光源行業的發展。上轉換螢光材料能夠在長波(如紅外)輻射激發下發射出可見光，甚至紫外光，在光纖通訊技術、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子螢光標識、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出藍光發射的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，仍未見報導。

發明內容基於此，有必要提供一種可由長波輻射激發出藍光的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料、製備方法及使用該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的有機發光二極體。一種鐠鐿共摻雜氟 硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，其化學式為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。—種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，包括以下步驟步驟一、根據 H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF:Pr3+, Yb3+ 各元素的化學計量比稱取 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體；步驟三、將所述前驅體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料。在優選的實施例中，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。在優選的實施例中，步驟三種將所述前驅體在950°C下灼燒3小時。在優選的實施例中，步驟三中將所述前驅體在在950°C下灼燒3小時，之後冷卻到250°C，再保溫2小時得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料。在優選的實施例中，步驟三中所述前驅體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻到100°C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時後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產物。在優選的實施例中，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體。—種有機發光二極體，該有機發光二極體包括依次層疊的陰極、發光層、導電層及陽極，所述發光層的材料為鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的化·學式為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換發光材料的製備方法較為簡單，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環保；製備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的光致發光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的激發波長為578nm，在483nm波長區由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。

圖1為一實施方式的有機發光二極體的結構不意圖。圖2為實施例1製備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的光致發光譜圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料及其製備方法進一步闡明。—實施方式的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，其化學式為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換發光材料的光致發光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的激發波長為578nm，當材料受到長波長(如578nm)的輻射的時候，Yb3+離子吸收輻射能量，向Pr3+離子激發到3Po激發態，然後向3H4能態躍遷就發出483nm的藍光，可以作為藍光發光材料。上述鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，包括以下步驟步驟SI1、根據 H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF: Pr3+，Yb3+ 各元素的化學計量比稱取 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體，優選的研磨40分鐘。步驟S15、將前驅體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料。優選的，前驅體在950°C下灼燒3小時。優選的，在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時後冷卻到250°C，再保溫2小時。優選的，前驅體放入馬弗爐在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻到100°C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時後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換發光材料。上述鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法較為簡單，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環保；製備的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的光致發光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的激發波長為578nm，在483nm波長區由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。請參閱圖1，一實施方式的有機發光二極體100，該有機發光二極體100包括依次層疊的基板1、陰極2、有機發光層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換發光材料6，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的化學式為 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。有機發光二極體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換發光材料，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的激發波長為578nm，在483nm波長區由Pr3+離子3Pci — 3H4的躍遷輻射形成發光峰，由紅綠光激發可以發射藍光，藍光與紅綠光混合後形成發白光的有機發光二極體。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，然後在950°C下灼燒3小時。然後冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產物，並將其粉碎，得到化學通式為 O. 53H3B03-0. 2BaF2-0. 02PbF2_0. 02ZnF2_0. 03AlFs-0.19NaF:0. 02Pr3+,0. 06Yb3+ 的上轉換螢光粉。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換發光材料及不摻雜鐿的樣品(化學通式為 O. 53H3B03-0. 2BaF2-0. 02PbF2-0. 02ZnF2-0. 03AlFs-0. 19NaF:0. 02Pr3+)的光致發光光譜圖。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換發光材料的激發波長為578nm,在483nm波長區由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷福射形成發光峰，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料可作為藍光發光材料。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，然後在800°C下灼燒3小時。然後冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產物，並將其粉碎，得到化學通式為O. 48H3B03-0. 175BaF2-0. OlPbF2-O. 05ZnF2_0. 08AIF3-O. 15NaF:0. OlPr3+, 0.1Yb3+ 的上轉換螢光粉。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，然後在1000°C下灼燒3小時。然後冷卻到250°C保溫2小時，再自然冷卻到室溫取出塊體產物，並將其粉碎，得到化學通式為 O. 48H3B03-0. 16BaF2-0. 05PbF2_0. OlZnF2-O. OlAlF3-O 25NaF:0. 06Pr3+,0. 02Yb3+ 的上轉換螢光粉。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利 的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，其特徵在於其化學式為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.根據權利要求1所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，其特徵在於，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換發光材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟一、根據H3BO3-BaF2-PbF2-ZnF2-AlF3-NaF: Pr3+，Yb3+各元素的化學計量比稱取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體；步驟三、將所述前驅體在800°C 1000°C下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料。
4.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，H3BO3, BaF2, PbF2, ZnF2, AlF3, NaF，Pr3+及Yb3+的摩爾比為53 : 20 : 2 : 2 : 3 : 19 : 2 : 6。
5.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，步驟二中將粉體在剛玉缽體中研磨20分鐘 60分鐘。
6.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，步驟三種將所述前驅體在950°C下灼燒3小時。
7.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，步驟三中將所述前驅體在950°C下灼燒3小時，之後冷卻到250°C，再保溫2小時得到鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料。
8.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，步驟三中所述前驅體在800°C 100(TC下灼燒O. 5小時 5小時，之後冷卻到IOO0C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時後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產物。
9.根據權利要求3所述的鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法，其特徵在於，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體。
10.一種有機發光二極體，該有機發光二極體包括依次層疊的陰極、發光層、導電層及陽極，其特徵在於，所述發光層的材料為鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料，該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的化學式為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換發光材料，其化學式為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換發光材料的光致發光光譜中，鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的激發波長為578nm，在483nm波長區由Pr3+離子3P0→3H4的躍遷輻射形成發光峰，可以作為藍光發光材料。本發明還提供該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的製備方法及使用該鐠鐿共摻雜氟硼酸鹽玻璃上轉換發光材料的有機發光二極體。
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 優先權日2011年10月17日
發明者周明傑, 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有限公司