釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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】一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，具有如下化學(xué)通式的TiO2：xTm3+，yYb3+，其中，x為0.01～0.08，y為0.01～0.06。該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，得到的475nm的發(fā)光峰，是Tm3+離子1G4→3H6的躍遷輻射發(fā)光，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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)明涉及一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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(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)射的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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)光的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及使用該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005]一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，具有如下化學(xué)式T12:xTm3+, yYb3+，其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
[0006]X 為 0.04，y 為 0.03。
[0007]一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:根據(jù)T12:xTm3+, yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取T12, Tm2O3和Yb2O3粉體，其中，x為0.01~0.08，y為 0.01 ~0.06 ；
[0008]將稱取的粉體混合均勻溶于酸性溶液中進(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物；
[0009]將結(jié)晶物在溶劑中溶解，再加入氨水調(diào)節(jié)pH值為I~6，得到混合溶液；
[0010]將所述混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150°C~500°C下保溫2小時~10小時，得到沉淀物，將得到的沉淀物采用洗滌液洗滌后干燥，然后將干燥后的沉淀物在800°C~1000°C灼燒0.5小時~5小時，得到化學(xué)通式為T12:xTm3+, yYb3+的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0011]X 為 0.04，y 為 0.03。
[0012]所述混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C下保溫3小時。
[0013]所述將結(jié)晶物在溶劑中溶解，其中所述溶劑為蒸餾水或蒸餾水與無水乙醇的混合溶液。
[0014]所述酸性溶液為硝酸，硫酸或鹽酸。
[0015]所述pH值為5。
[0016]所述洗滌液為蒸餾水和無水乙醇。
[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釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為T12:XTm3+, yYb3+，其中，x為0.01~0.08，y為0.01~0.06。
[0018]上述釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的水熱方法條件溫和、合成溫度低較易控制，產(chǎn)物的粒度和形貌可控，制備的粉體結(jié)晶完好，分散性好，成本較低，同時反應(yīng)過程中無三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，得到的475nm的發(fā)光峰，是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射發(fā)光,可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]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。
[0020]圖2為實施例1制備的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0021]圖3為實施例1制備的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD譜圖。
[0022]圖4為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法進(jìn)一步闡明。
[0024]一實施方式的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為T12:XTm3+，yYb3+，其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
[0025]優(yōu)選的，X為 0.04，y 為 0.03。
[0026]該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，得到的475nm的發(fā)光峰，是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射發(fā)光，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0027]上述釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟S11、根據(jù)T12:xTm3+, yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取T12, Tm2O3和Yb2O3粉體，其中，X 為 0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
[0029]該步驟中，優(yōu)選的，X為0.04，y為0.03。
[0030]該步驟中，T12,Tm2O3 和 Yb2O3 粉體的摩爾比為(0.86 ~0.98):(0.01 ~0.08):(0.01 ~0.06)；
[0031]更優(yōu)選地，T12,Tm2O3 和 Yb2O3 粉體的摩爾比為 0.93:0.0.04:0.03 ；
[0032]步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體混合均勻溶于酸性溶液中進(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，將結(jié)晶物在溶劑中溶解，再加入氨水調(diào)節(jié)PH值為I~6，得到混合溶液。
[0033]該步驟中，優(yōu)選的，所述酸性溶液包括硝酸、硫酸或鹽酸；
[0034]該步驟中，優(yōu)選的，所述溶劑為蒸餾水或蒸餾水與無水乙醇的混合溶液。
[0035]步驟S15、將所述混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150°C~500°C下保溫2小時~10小時，得到沉淀物，將得到的沉淀物采用洗滌液洗滌后干燥，然后將干燥后的沉淀物在800°C~1000°C灼燒0.5小時~5小時，得到釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料化學(xué)通式為T12:xTm3+, yYb3+，其中，x為0.01~0.08，y為0.01~0.06。
[0036]該步驟中，優(yōu)選的，混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C下保溫3小時。
[0037]該步驟中，優(yōu)選的，所述洗滌液為蒸餾水和無水乙醇。
[0038]該步驟中，優(yōu)選的，X為0.04，y為0.03。
[0039]上述釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的水熱方法條件溫和、合成溫度低較易控制，產(chǎn)物的粒度和形貌可控，制備的粉體結(jié)晶完好，分散性好，成本較低，同時反應(yīng)過程中無三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，得到的475nm的發(fā)光峰，是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射發(fā)光,可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0040]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中分散有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為 T12:xTm3+, yYb3+，其中，x 為 0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
[0041]有機發(fā)光二極管100的透明封裝層5中分散有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的的激發(fā)波長為578nm，得到的475nm的發(fā)光峰，是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射發(fā)光，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。
[0042]下面為具體實施例。
[0043]實施例1
[0044]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.93mmol, 0.04mmol, 0.03mmol 混合?；旌虾笕苡谙跛崛芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C保溫3h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在950°C條件下灼燒3小時，得到化學(xué)通式為T12:0.04Tm3+，0.03Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0045]有機發(fā)光二極管的制備依次層疊的基板I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中分散有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為T12:0.04Tm3+,0.03Yb3+。
[0046]請參閱圖2，圖2所示為本實施得到的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料化學(xué)通式為T12:0.04Tm3+,0.03Yb3+的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，曲線I為本實施例得到的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在475nm波長區(qū)由Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料，曲線2是不含Yb元素的對比例，由圖可以看出對比可知釤鐿共摻雜二氧化鈦，比不含Yb元素的樣品，能夠得到更好的發(fā)光效果。
[0047]請參閱圖3，圖3中曲線為實施I制備的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD曲線，測試對照標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片。對照PDF卡片，所示的衍射峰是二氧化鈦的結(jié)晶峰，沒有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的衍射峰；說明該制備方法得到的產(chǎn)品具有良好的結(jié)晶質(zhì)量。
[0048]圖4為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料形成的有機發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為未加入熒光粉的對比。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。
[0049]實施例2
[0050]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.98mmol, 0.01mmol, 0.01mmol 混合?；旌虾笕苡谙跛崛芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為I。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150°C保溫2h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在800°C條件下灼燒2小時，得到化學(xué)通式為T12:0.01Tm3+，0.01Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0051]實施例3
[0052]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.86mmol, 0.08mmol 和 0.0BmmoI混合?；旌虾笕苡诹蛩崛芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C保溫3h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在1000°C條件下灼燒3小時，得到化學(xué)通式為T12:0.08Tm3+,0.06Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0053]實施例4
[0054]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.96mmol, 0.02mmol, 0.02mmol 混合?；旌虾笕苡谙跛崛芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C保溫3h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在950°C條件下灼燒3小時，得到化學(xué)通式為T12:0.02Tm3+，
0.02Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0055]實施例5
[0056]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.91mmol, 0.05mmol, 0.04mmol 混合。混合后溶于硝酸溶液中進(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為I。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150°C保溫2h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在800°C條件下灼燒2小時，得到化學(xué)通式為T12:0.05Tm3+，
0.04Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0057]實施例6
[0058]選用T12, Tm2O3 和 Yb2O3 粉體按各組份摩爾數(shù)為 0.88mmol, 0.07mmol 和 0.0SmmoI混合?；旌虾笕苡诹蛩崛芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物，再把結(jié)晶物溶于蒸餾水中并在溶液中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5。然后把混合溶液轉(zhuǎn)移到有聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C保溫3h，得到沉淀物。再把得到的沉淀物用乙醇和蒸餾水反復(fù)洗滌，100°C下蒸干，干燥后的沉淀物放入馬弗爐中在1000°C條件下灼燒3小時，得到化學(xué)通式為T12:
0.07Tm3+,0.05Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0059]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)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于:具有如下化學(xué)通式T12:xTm3+, yYb3+，其中，x 為 0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，所述X為0.04，y 為 0.03。
3.一種釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 根據(jù)T12:xTm3+, yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取T12, Tm2O3和Yb2O3粉體，其中，x為0.01 ~0.08，y 為 0.01 ~0.06 ; 將稱取的粉體混合均勻溶于酸性溶液中，進(jìn)行結(jié)晶處理得到結(jié)晶物； 將結(jié)晶物在溶劑中溶解，再加入氨水調(diào)節(jié)pH值為I~6，得到混合溶液；及 將所述混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在150°C~500°C下保溫2小時~10小時，得到沉淀物，將得到的沉淀物采用洗滌液洗滌后干燥，然后將干燥后的沉淀物在800°C~1000°C灼燒0.5小時~5小時，得到化學(xué)通式為T12:xTm3+, yYb3+的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述X為0.04，y為0.03。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述混合溶液轉(zhuǎn)移到四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，在300°C下保溫3小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述將結(jié)晶物在溶劑中溶解，其中所述溶劑為蒸餾水或蒸餾水與無水乙醇的混合溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述酸性溶液為硝酸，硫酸或鹽酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述PH值為5。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述洗滌液為蒸餾水和無水乙醇。
10.一種有機發(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，所述透明封裝層中摻雜有釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述釤鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)通式為T12:xTm3+, yYb3+，其中，x為0.01~0.08，y 為 0.01 ~0.06。
【文檔編號】C09K11/67GK104178151SQ201310196403
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 陳吉星, 鐘鐵濤 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