專利名稱：鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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)射的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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)光的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及使用該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。一種鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Gd203:xTb3+，yYb3+，其中0. 01 彡 X 彡 0. 05,0. 01 彡 y 彡 0.1。在優(yōu)選的實施例中，X為0. 03，y為0. 05?！N鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟一、根據(jù)Gd2O3: xTb3+, yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體，其中0. 01彡x彡0. 05，0.01 ^0.1 ;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0. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫0. 5小時 3小時得到鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。在優(yōu)選的實施例中，X為0. 03，y為0. 05。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小時得到鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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0. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫0. 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。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，所述發(fā)光層的材料為鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Gd2O3IxTb3+, yYb3+，其中0.01 ^ 0. 05，0. 01彡y彡0.1。上述鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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；制備的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Tb3+離子5D4 — 7H6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制備的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。圖3為實施例1制備的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD譜圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法進(jìn)一步闡明。 一實施方式的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Gd203:XTb3+，yYb3+，其中 0. 01 彡 X 彡 0. 05,0. 01 彡 y 彡 0.1。優(yōu)選的，X為 0. 03，y 為 0. 05。該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，當(dāng)材料受到長波長(如980nm)的輻射的時候，Yb3+離子吸收輻射能量，向Tb3+離子轉(zhuǎn)移，把Tb3+離子激發(fā)到5D4激發(fā)態(tài)，然后向7H6能態(tài)躍遷，發(fā)出485nm的藍(lán)光,可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。上述鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟S11、根據(jù)Gd2O3: xTb3+，yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取Gd2O3Jb2O3和Yb2O3粉體，其中0. 01彡X彡0. 05,0. 01彡y彡0.1。該步驟中，優(yōu)選的，X為0. 06，y為0.1?？梢岳斫?，該步驟中也可稱取Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體并混合均勻，其中Gd2O3,Tb2O3 和 Yb2O3 的質(zhì)量比為 3. 082 3. 553 0. 036 0. 183 0. 039 0. 394，優(yōu)選為
3.336 0. 109 0. 197。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0. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫0. 5小時 3小時得到鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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0. 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0. 5小時 5小時，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫0. 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鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
上述鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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；制備的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Tb3+離子5D4 — 7H6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中分散有鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Gd2O3IxTb3+, yYb3+，其中 0. 01 彡 x 彡 0. 05，0. 01 彡 y 彡 0.1。有機發(fā)光二極管100的透明封裝層5中分散有鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Tb3+離子5D4 — 7H6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，Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為3.336 0.109 0.197。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Gd2O3 = O. 03Tb3+，0. 05Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。請參閱圖2，圖2所示為得到的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及不摻雜鐿的樣品(化學(xué)通式為Gd2O3:0. 03Tb3+)的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Tb3+離子5D4 — 7H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料。請參閱圖3，圖3中曲線為實施I制備的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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，衍射峰所示為氧化釓的晶向，沒有出現(xiàn)鋱鐿元素相關(guān)的峰，說明兩種元素是進(jìn)入了氧化釓的晶格。實施例2選用純度為99. 99 %的粉體，Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為3.553 0.036 0.039。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5小時。然后冷卻到100°C保溫3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Gd2O3 = O. OlTb3+, 0. OlYb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉實施例3選用純度為99. 99 %的粉體，Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為3.082 0.185 0.394。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0. 5小時。然后冷卻到500°C保溫0. 5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Gd2O3 = O. 05Tb3+，0.1Yb3+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
1.一種鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于其化學(xué)式為Gd203:XTb3+，yYb3+，其中 O. Ol ≤ X ≤ O. 05,0. 01 ≤ y ≤O.1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，X為O.03，y 為 O. 05。
3.—種鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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)Gd203:xTb3+，yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取Gd2O3, Tb2O3和Yb2O3粉體，其中 O. 01 ≤ X ≤ O. 05,0. 01 ≤ y ≤ O.1 ; 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，之后冷卻到100°C 500°C，再保溫O. 5小時 3小時得到鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，X 為 O. 03，y 為 O. 05。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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小時得到鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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 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。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(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)光層的材料為鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Gd203:xTb3+，yYb3+，其中O. 01彡X彡O. 05，O.01 ≤ y ≤ O.1。
全文摘要
一種鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Gd2O3:xTb3+，yYb3+，其中0.01≤x≤0.05，0.01≤y≤0.1。該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Tb3+離子5D4→7H6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)明還提供該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該鋱鐿共摻雜氧化釓上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
文檔編號H01L51/54GK103045252SQ201110314969
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, 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