鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法
【專利摘要】一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為RTa1-xF6：xDy3+，其中，R選自Li、Na及K中的至少一種，0.002≤x≤0.06。上述鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可由長波輻射激發(fā)出藍光。本發(fā)明還提供一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法。
【專利說明】鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]有機發(fā)光二極管(01^0)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0120藍光材料比較困難，極大的限制了白光01^0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)出藍光發(fā)射的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(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)出藍光的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法。
[0005]一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為^0廣，其中，I？選自[1、恥及1(中的至少一種，0.002彡X彡0.06。
[0006]在其中一個實施例中，X為0.03。
[0007]一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]按照奶士-乂:奶廣各元素的化學(xué)計量比稱取燦，13205和07203粉體，其中，民0選自1120、似20及尺20中的至少一種，0.002彡X彡0.06 ；
[0009]將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽離子的濃度為0.511101/1?3001/1的溶液；
[0010]將所述溶液隨載氣霧化成氣霧狀形成前驅(qū)體；
[0011]將所述前驅(qū)體的溫度升高至5001^?14001^反應(yīng)1111111?15111111得到化學(xué)式為尺丁31—#6:奶5^的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其中I？選自11、似及X中的至少一種，
0.002 彡 X 彡 0.06。
[0012]在其中一個實施例中，X為0.03。
[0013]在其中一個實施例中，將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成溶液的步驟還包括:往所述溶液中添加分散劑，所述分散劑的濃度為0.005001/1?0.0511101/1。
[0014]在其中一個實施例中，所述分散劑為聚乙二醇。
[0015]在其中一個實施例中，將所述溶液隨載氣霧化成氣霧狀形成前驅(qū)體的步驟為: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，所述載氣選自氮氣、氬氣及氫氣中的至少一種。
[0016]在其中一個實施例中，所述載氣的流量為11/111111?1517111111。
[0017]在其中一個實施例中，將所述前驅(qū)體的溫度升高至5001?14001反應(yīng)加化?15111111在石英管中進行。
[0018]在其中一個實施例中，所述石英管的直徑為30111111?150臟，長度為0.5--3111。
[0019]上述鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低；制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，可實現(xiàn)由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)，在482鹽波長區(qū)由0產(chǎn)離子4？972 — 6？1572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)出藍光短波發(fā)光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法的流程圖；
[0021]圖2為一實施方式的噴霧熱解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為實施例1制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖；
[0023]圖4為實施例1制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的乂見)圖；
[0024]圖5為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖6為實施例1制備的透明封裝層中分散有實施例1制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)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】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實施例對鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管進一步闡明。
[0027]一實施方式的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為:奶廣，其中，奶卜乂為基質(zhì)，0產(chǎn)為摻雜發(fā)光離子中心洱選自[1、似及X中的至少一種，
0.002 彡 X 彡 0.06。
[0028]優(yōu)選的，X為 0.03。
[0029]該鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為79611111，當材料受到長波長(如79611111)的輻射的時候，0廣離子吸收該光照的能量，此時0廣離子由4？972激發(fā)態(tài)向6？1572躍遷，發(fā)出482鹽的藍光，實現(xiàn)了由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光。
[0030]上述鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟；
[0031]步驟3110、按照町士-乂各元素的化學(xué)計量比稱取民0，％205和07203粉體，其中，尺20選自1120、似20及尺20中的至少一種，0.002彡X彡0.06。
[0032]優(yōu)選的，X為 0.03。
[0033]可以理解，該步驟中也可按照摩爾比1:1^ ^稱取民0，18205和07203粉體。
[0034]步驟3120、將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽離子的濃度為0.511101/1?311101/1的溶液。
[0035]優(yōu)選的，將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽離子的濃度為1.511101/1的溶液。
[0036]溶液中的金屬陽離子為礦，丁:和0廣。
[0037]本實施方式中，氫氟酸濃度為0.01001/1?0.311101/1。
[0038]優(yōu)選的，將稱取的粉體溶于氫氟酸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0.005001/1?0.0511101/1.本實施方式中，分散劑為聚乙二醇。
[0039]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。
[0040]本實施方式中，步驟3120制備的溶液存放于儲液罐10。
[0041]步驟3130、將溶液隨載氣霧化成氣霧狀形成前驅(qū)體。
[0042]本實施方式中，將載氣及溶液一起通入霧化器30中使溶液霧化。優(yōu)選的，霧化器30為壓縮霧化器。
[0043]具體的，將儲氣罐20內(nèi)儲存的載氣及儲液罐10內(nèi)儲存的溶液一同通入霧化器30使溶液霧化成氣霧狀。
[0044]載氣選自氮氣、氬氣及氫氣中的至少一種。本實施方式中，載氣的流量為11/111111?1517111111。優(yōu)選的，載氣的流量為〖[/“!!。
[0045]步驟3140、將前驅(qū)體的溫度升高至5001^?14001^反應(yīng)1111111?15111111得到化學(xué)式為:奶5^的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其中8選自11、似及X中的至少一種，0.002 彡 X 彡 0.06。
[0046]具體在本實施方式中，將前驅(qū)體通入溫度為5001?14001的石英管40中生成鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。優(yōu)選的，石英管40的直徑為30臟?150臟，長度為0.5--31X1。
[0047]優(yōu)選的，石英管40外壁纏繞著電阻絲42以對石英管進行加熱處理。
[0048]前驅(qū)體自石英管50的一端通入，在石英管50內(nèi)進行反應(yīng)，在石英管50的管尾鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，粉末狀的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料隨載氣自石英管的管尾流出。進一步的，鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料自石英管40流出后使用收集器50收集。本實施方式中，收集器50為微孔耐酸濾過漏斗。
[0049]上述鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法為噴霧熱解法，原料在溶液狀態(tài)下混合，可保證組分分布均勻，而且工藝過程簡單，組分損失少，可精確控制化學(xué)計量比，尤其適合制備多組分復(fù)合粉末；微粉由懸浮在載氣中的液滴干燥而來，顆粒一般呈規(guī)則的球形，而且少團聚，無需后續(xù)的洗滌研磨，保證產(chǎn)物的高純度，高活性；整個過程在短短的幾秒鐘迅速完成，因此液滴在反應(yīng)過程中來不及發(fā)生組分偏析，進一步保證組分分布的均一性；反應(yīng)工序簡單，一步即獲得成品，無過濾、洗滌、干燥、粉碎過程，操作簡單方便，生產(chǎn)過程連續(xù)，產(chǎn)能大，生產(chǎn)效率高，非常有利于大工業(yè)化生產(chǎn)；制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796?。。。?！，當材料受到長波長(如79611111)的輻射的時候，0產(chǎn)離子吸收該光照的能量，此時0廣離子由4?2激發(fā)態(tài)向6？1572躍遷，發(fā)出482=0的藍光，實現(xiàn)了由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光。
[0050]下面為具體實施例。
[0051]實施例1
[0052]稱取1120，1%05 和 07203 粉體，分別為 111111101:0.9711111101:0.01511111101，溶于氫氟酸中配制成金屬陽離子的濃度為1.511101/1的溶液，并加入1.28的聚乙二醇添加劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入517111111的氬氣。溶液前驅(qū)體開始霧化成氣霧狀，隨通入的氣體進入直徑為70皿，長度為2111的石英管，管溫度升高到12001，反應(yīng)生成熒光粉。收集熒光粉，得到:0.030廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0053]請參閱圖3，圖3中曲線為本實施例得到的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜。由圖2可以看出，實施例1得到的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796=%當材料受到長波長(如796=0)的輻射的時候，離子吸收該光照的能量，此時0產(chǎn)離子由激發(fā)態(tài)向躍遷，發(fā)出482咖的藍光，可以作為藍光發(fā)光材料。
[0054]請參閱圖4，圖4中曲線為實施1制備的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的乂即曲線，測試對照標準卡片。對照卡片，衍射峰所示為氟鉭酸鹽的晶向，沒有出現(xiàn)鏑元素相關(guān)的峰，說明摻雜元素是進入了氟鉭酸鹽的晶格。
[0055]請參閱圖5，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中分散有實施例1制備的111^97？6:0.0307?上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0056]請參閱圖6，圖6中曲線1為透明封裝層中分散有實施例1得到的“1^97？6:0.0307^上轉(zhuǎn)換熒光粉的有機發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為透明封裝層中沒有上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管的光譜圖。從圖6中可看出，鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)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，藍光與紅綠光混合后形成白光。
[0057]實施例2
[0058]稱取1120，18205和07203粉體，分別為1麵。1:0.998臟01:0.001臟01,溶于氧氣酸中配制成311101/1的溶液，并加入0.28的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入117111111的氬氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為30111111，長度為0.5111的石英管，管溫度升高到7001，得到111^ 998？6:0.0020廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0059]實施例3
[0060]稱取1120，18205和07203粉體，分別為1臟01:0.94臟01:0.03臟01，溶于氫氟酸中配制成0.511101/1的溶液，并加入0.48的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入217111111的氬氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為150臟，長度為3111的石英管，管溫度升高到9001，得到111~94？6:0.0607?上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0061]實施例4
[0062]稱取他20，18205和07203粉體，分別為1臟01:0.97臟01:0.015臟01，溶于氫氟酸中配制成1.511101/1的溶液，并加入0.78的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入禮加化的氬氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為130臟，長度為2.8111的石英管，管溫度升高到5001，得到版11知97？6:0.0307?上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0063]實施例5
[0064]稱取他20，18205和07203粉體，分別為1麵。1:0.998臟01:0.001臟01,溶于氧氣酸中配制成311101/1的溶液，并加入0.98的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入517111111的氬氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為120臟，長度為2.5111的石英管，管溫度升高到5001，得到版11^ 998？6:0.0020廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0065]實施例6
[0066]稱取他20，18205和07203粉體，分別為1臟01:0.94臟01:0.03臟01，溶于氫氟酸中配制成0.511101/1的溶液,并加入1.5^的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入1517111111的氫氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為100臟，長度為2.1111的石英管，管溫度升高到6001，得到版11?.94？6:0.060廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0067]實施例7
[0068]稱取1^0，18205和07203粉體，分別為1臟01:0.97臟01:0.015臟01，溶于氫氟酸中配制成1.511101/1的溶液，并加入28的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入1217111111的氫氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為60臟，長度為加的石英管，管溫度升高到14001，得到0^97？6:0.0307?上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0069]實施例8
[0070]稱取1^20，1^205和07203粉體，分別為1臟01:0.99811111101:0.001臟01，溶于氫氟酸中配制成3001/1的溶液，并加入1.8^的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入1317111111的氮氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為50臟，長度為1.5111的石英管，管溫度升高到12001，得到0^ 998？6:0.0020廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0071]實施例9
[0072]稱取1^0，！^205和07203粉體，分別為1臟01:0.9411111101:0.03臟01，溶于氫氟酸中配制成0.511101/1的溶液，并加入1.58的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入1117111111的氮氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為90臟，長度為1.8111的石英管，管溫度升高到10001，得到0^94？6:0.060廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0073]實施例10
[0074]稱取尺20，1120，丁已205和 07203 粉體，分別為 0.6臟01:0.4麵。1:0.998臟01:0.001臟01，溶于氫氟酸中配制成3001/1的溶液，并加入1.8^的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入131/111111的氮氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為長度為1.50的石英管，管溫度升高到12001，得到^0.6^10.4^0.998^6 =0- 0020廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0075]實施例11
[0076]稱取他20，尺20，18205和07203粉體，分另丨」為0.3麵。1:0.7麵。1:0.94麵。1:0.03臟01，溶于氫氟酸中配制成0.511101/1的溶液，并加入1.5^的聚乙二醇作為分散劑。然后把溶液放入霧化裝置然后通入111/111111的氮氣。溶液開始霧化成氣霧狀前驅(qū)體，前驅(qū)體隨通入的氣體進入直徑為長度為1.80的石英管，管溫度升高到10001，得到版94？6:0.060廣上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0077]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(yīng)當指出的是，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，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。
【權(quán)利要求】
1.一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于:其化學(xué)式為RTahF6:XDy3+，其中，R選自L1、Na及K中的至少一種，0.002 ^ X ^ 0.06。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，X為0.03。
3.一種鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 按照RTapxF6:xDy3+各元素的化學(xué)計量比稱取R2O, Ta2O5和Dy2O3粉體，其中，R2O選自Li20、Na2O 及 K2O 中的至少一種，0.002 ^ x ^ 0.06 ； 將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽離子的濃度為0.5mol/L?3mol/L的溶液； 將所述溶液隨載氣霧化成氣霧狀形成前驅(qū)體； 將所述前驅(qū)體的溫度升高至500°C?1400°C反應(yīng)Imin?15min得到化學(xué)式為RTahF6:xDy3+的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其中R選自L1、Na及K中的至少一種，0.002 ^ X ^ 0.06。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，X為 0.03。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成溶液的步驟還包括:往所述溶液中添加分散劑，所述分散劑的濃度為0.005mol/L?0.05mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述分散劑為聚乙二醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，將所述溶液隨載氣霧化成氣霧狀形成前驅(qū)體的步驟為: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，所述載氣選自氮氣、氬氣及氫氣中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述載氣的流量為lL/min?15L/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，將所述前驅(qū)體的溫度升高至500°C?1400°C反應(yīng)Imin?15min在石英管中進行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鏑摻雜氟鉭酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述石英管的直徑為30mm?150mm,長度為0.5m?3m。
【文檔編號】C09K11/67GK104449702SQ201310443125
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】周明杰, 陳吉星, 王平, 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