專利名稱：鐠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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐠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)：
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)射的鐠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)容基于此，有必要提供一種可由長波輻射激發(fā)出藍(lán)光的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及使用該鐠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。一種鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Ti02:xPr3+，yYb3+，其中0. 02 ^ X ^ 0. 1,0. 02 ^ y ^ 0. 2。在優(yōu)選的實施例中，X為0. 06，y為0.1?！N鐠鐿共摻 雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟一、根據(jù)TiO2: xPr3+, yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其中0. 02 0.1,0. 02^y^0.2 ;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小時得到鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。在優(yōu)選的實施例中，X為0. 06，y為0.1。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小時得到鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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球磨得到混合均勻的前驅(qū)體?！N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，所述透明封裝層中分散有鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為TiO2: xPr3+, yYb3+，其中0. 02 < x < 0.1，0. 02 ^ y ^ 0. 2。上述鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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；制備的鐠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，鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3Ptl — 3H4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制備的鐠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。圖3為實施例1制備的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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鐠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。一實施方式的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為Ti02:XPr3+，yYb3+，其中 0. 02 彡 X 彡 0. 1,0. 02 彡 y 彡 0. 2。優(yōu)選的，X為 0. 06，y 為 0.1。該鐠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，鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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+離子吸收該光照的能量，然后傳遞給Pr3+離子。此時Pr3+離子就處于了 3Ptl激發(fā)態(tài)，然后向3H4躍遷，就發(fā)出485nm的藍(lán)光，上述鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟步驟S11、根據(jù)Ti02:xPr3+，yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其中0. 02≤X≤0. 1，0. 02≤y≤0. 2。該步驟中，優(yōu)選的，X為0. 06，y為0.1?？梢岳斫猓摬襟E中也可稱取TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體并混合均勻，其中TiO2,Pr2O3 和 Yb2O3 的質(zhì)量比為 0. 68 0. 784 0. 033 0. 165 0. 039 0. 394，優(yōu)選為0. 736 0. 099 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小時得到鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。上述鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(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；制備的鐠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，鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3Ptl — 3H4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中分散有鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Ti02:xPr3+, yYb3+，其中 0. 02 ^ x ^ 0. 1,0. 02 ^ y ^ 0. 2。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中分散有釹鐿共摻雜氧化鋯上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6發(fā)出藍(lán)色光，最后紅綠藍(lán)三色就混成白光。下面為具體實施例。實施例1選用純度為99. 99 %的粉體，TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為0. 736g 0. 099g 0. 197g。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Ti02:0. 06Pr3+,0.1Yb3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。請參閱圖2，圖2所示為得到的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及不摻雜鐿的樣品(化學(xué)通式為TiO2:0. 06Pr3+)的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上 轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3P0 — 3H4的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該鐠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。請參閱圖3，圖3中曲線為實施I制備的鐠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，衍射峰所示為二氧化鈦的晶向，沒有出現(xiàn)鐠鐿元素相關(guān)的峰，說明兩種元素是進(jìn)入了二氧化鈦的晶格。實施例2選選用純度為99. 99 %的粉體，TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為0. 784g 0. 033g 0. 039g。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 Ti02:0 . 02Pr3+,0. 02Yb3+ 上轉(zhuǎn)換熒光粉。實施例3選用純度為99. 99 %的粉體，TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其質(zhì)量比為0. 68g 0. 165g 0. 394g。。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，得至IJ Ti02:0.1Pr3+, 0. 2Yb3+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
1.一種鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于其化學(xué)式為Ti02:xpr3+，yYb3+，其中 O. 02 ≤ X ≤ O. 1，O. 02 ≤ y ≤ O. 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，X為O.06，y 為 O.1。
3.一種鐠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 步驟一、根據(jù)TiO2: xPr3+，yYb3+各元素的化學(xué)計量比稱取TiO2, Pr2O3和Yb2O3粉體，其中O.02 ≤ X ≤ O. 1,0. 02 ≤y≤O. 2 ； 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小時得到鐠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所述的鐠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，X 為 O. 06，y 為 O.1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠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，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所述的鐠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，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所述的鐠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，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小時得到鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠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，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所述的鐠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，步驟二中，將步驟一中稱取的粉體球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鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為Ti02:xpr3+，yYb3+，其中O.02 ≤ X ≤ O. 1,0. 02 ≤ y ≤ O. 2。
全文摘要
一種鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為TiO2:xPr3+，yYb3+，其中0.02≤x≤0.1，0.02≤y≤0.2。該鐠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，鐠鐿共摻雜二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為980nm，在485nm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(lán)光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供該鐠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鐠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。
文檔編號H01L51/54GK103045245SQ201110314970
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, 張振華 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