鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】一種鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aGa2O3-bBi2O3-cBaO-dLi2O-eK2O:xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x＝100，15≤a≤30，55≤b≤65，15≤c≤25，5≤d≤15，5≤e≤15，0.1≤x≤4。該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在482nm波長區(qū)由Dy3+離子4F9/2→6F15/2的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法及使用該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及有機發(fā)光二極管。
【背景技術】
[0002]有機發(fā)光二極管(OLED)由于組件結構簡單、生產成本便宜、自發(fā)光、反應時間短、可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應用。但由于目前得到穩(wěn)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(yè)的發(fā)展。
[0003]上轉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、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(fā)出藍光發(fā)射的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，仍未見報道。

【發(fā)明內容】

[0004]基于此，有必要提供一種可由長波輻射激發(fā)出藍光的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及使用該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005]一種鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20: xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55 ≤ b ≤ 65，15 ≤ c ≤ 25，5 ≤ d ≤ 15，5≤e≤15,0.1≤X≤4。
[0006]在其中一個實施例中，所述a為20, b為59, c為10, d為10, e為10, x為I。
[0007]—種鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一、根據aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20: xDy3+ 各元素的化學計量比稱取 Ga2O3, Bi2O3, BaO, Li2O, K2O 和 Dy2O3 粉體，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55≤b≤65，15≤c≤25，5≤d≤15，5≤e≤15,0.1≤X≤4 ;
[0009]步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅體；
[0010]步驟三、將所述步驟二中的前驅體在800°C~1100°C下灼燒0.5小時~5小時，[0011 ] 步驟四、將所述步驟三中處理后的前軀體冷卻到100 V~300 V，再保溫0.5小時~3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20:xDy3+的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料。
[0012]在其中一個實施例中，所述a為20, b為59, c為10, d為10, e為10, x為I。
[0013]在其中一個實施例中，步驟二中所述混合是將所述粉體在剛玉缽中研磨20分鐘~60分鐘。
[0014]在其中一個實施例中，步驟三中將所述前驅體在950°C下灼燒3小時。
[0015]在其中一個實施例中，步驟四中的冷卻溫度為200°C，保溫時間為2小時。
[0016]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，所述透明封裝層中分散有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，所述鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20:XDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55 ≤ b ≤ 65，15 ≤ c ≤ 25，5 ≤ d ≤ 15，5 ≤ e ≤ 15，
0.1 ≤ X ≤ 4o
[0017]在其中一個實施例中a為20，b為59，c為10，d為10，e為10，x為I。
[0018]上述鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環(huán)保；制備的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在482nm波長區(qū)由Dy3+離子4F9/2 — 6F1572的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍光發(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)光二極管的結構示意圖。
[0020]圖2為實施例1制備的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0021]圖3為實施例1制備的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的拉曼光譜。
[0022]圖4為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料料形成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管的光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料及其制備方法進一步闡明。
[0024]一實施方式的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20:xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55 ≤ b ≤ 65，15 ≤ c ≤ 25，5≤d≤l5,5≤e≤ 15,0.1 < x < 4。
[0025]優(yōu)選的，a為 20, b 為 59, c 為 10, d 為 10, e 為 10, x 為 I。
[0026]該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，當材料受到長波長(如482nm)的輻射的時候，Dy3離子就處于了 4F9/2激發(fā)態(tài),然后向6F15/2躍遷,就發(fā)出482nm的藍光,可以作為藍光發(fā)光材料。
[0027]上述鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟S 11、根據 aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20: xDy3+ 各元素的化學計量比稱取 Ga2O3, Bi2O3, BaO, Li2O, K2O 和 Dy2O3 粉體，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55≤b≤65，15≤c≤25，5≤d≤15，5≤e≤15,0.1≤X≤4。
[0029]該步驟中，優(yōu)選的，a為20, b為59, c為10, d為10, e為10, x為I。
[0030]步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體混合均勻得到前驅體。
[0031 ] 該步驟中，將粉體在剛玉缽中研磨20分鐘~60分鐘得到混合均勻的前驅體，優(yōu)選的研磨40分鐘。
[0032]步驟S15、將前驅體在800°C~1100°C下灼燒0.5小時~5小時。
[0033]優(yōu)選的，前驅體在950°C下灼燒3小時。
[0034]步驟S17、將步驟S15中處理后的前軀體之后冷卻到100°C~300°C，再保溫0.5小時~3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20:xDy3+的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料。[0035]優(yōu)選的，將步驟S 15中處理后的前軀體冷卻到200°C，再保溫2小時。
[0036]上述鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時反應過程中無三廢產生，較為環(huán)保；制備的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在482nm波長區(qū)由Dy3+離子4F9/2 — 6F1572的躍遷輻射形成發(fā)光峰，可以作為藍光發(fā)光材料。
[0037]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中分散有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6，鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aGa203-bBi203-cBa0_dLi20-eK20: xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ^ a ^ 30, 55 ^ b ^ 65,15 ^ c ^ 25,5 ^ d ( 15,5 ^ e ( 15,0.1 ^ x ^ 4，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中分散有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6發(fā)出藍色光，最后紅綠藍三色就混成白光。
[0038]下面為具體實施例。
[0039]實施例1
[0040]選用純度為99.99% 的粉體，將 30mol 的 Ga2O3, 50mol 的 Bi2O3, IOmol 的 BaO，5mol的Li20,4mol的K2O和Imol的Dy2O3粉體在剛玉研缽中研磨40分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中950°C下灼燒3小時，然后冷卻到200°C保溫2小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為30Ga203-50Bi203-10Ba0-5Li20-4K20:Dy3+上轉換熒光粉。
[0041]有機發(fā)光二極管制備的過程
[0042]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中分散有銩摻雜碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6，銩摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20_eK20: xDy3+。
[0043]請參閱圖2，圖2所示為得到的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在482nm波長區(qū)由Dy3+離子4F9/2 — 6F1572的躍遷輻射形成發(fā)光峰，該鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料可作為藍光發(fā)光材料。
[0044]請參閱圖3，圖3中曲線為實施I制備的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的拉曼光譜，圖中的拉曼峰所示為鎵鉍酸鹽玻璃特征峰，沒有出現摻雜元素以及其它雜質的峰，說明摻雜元素與基質材料形成了良好的鍵合。
[0045]請參閱圖4，圖4曲線I為透明封裝層中摻雜有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料料形成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為透明封裝層中未摻雜有鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料料的對比。圖中可看出，銩摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料可以由長波的紅色光，激發(fā)出短波的藍色光，藍光與紅光混合后形成白光。
[0046]實施例2
[0047]選用純度為99.99% 的粉體，將 18mol 的 Ga2O3,60mol 的 Bi2O3, 2mol 的 BaO，IOmol的Li2O, Imol的K2O和4mol的Dy2O3,在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中1100°C下灼燒0.5小時，然后冷卻到100°C保溫0.5小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為18Ga203-65Bi203-2Ba0-10Li20-lK20:4Dy3+的上轉換熒光粉。
[0048]實施例3
[0049]選用純度為99.99% 的粉體，將 28.5mol 的 Ga203，45mol 的 Bi2O3,15mol 的 BaO，Imol的Li2O, IOmol的K2O和0.5mol的Dy2O3,在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中800 V下灼燒5小時，然后冷卻到300 V保溫0.5小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為28.5Ga203-45Bi203-15Ba0-Li20-10K20:0.5Dy3+的上轉換熒光粉。
[0050]實施例4 [0051]選用純度為99.99% 的粉體，將 30mol 的 Ga2O3,47moI 的 Bi2O3,12mol 的 Ba0，3mol的Li20,6mol的K2O和2mol的Dy2O3，在剛玉研缽中研磨50分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中850°C下灼燒5小時，然后冷卻到120°C保溫I小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為30Ga203-47Bi203-12Ba0-3Li20-6K20:2Dy3+的上轉換熒光粉。
[0052]實施例5
[0053]選用純度為99.99% 的粉體，將 15mol 的 Ga2O3, 58mol 的 Bi2O3,14mol 的 BaO，2mol的Li2O, 7mol的K2O和4mol的Dy2O3,在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中900°C下灼燒5小時，然后冷卻到150°C保溫1.5小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為15Ga203-58Bi203-14Ba0-2Li20-7K20:4Dy3+的上轉換熒光粉。
[0054]實施例6
[0055]選用純度為99.99% 的粉體，將 20mol 的 Ga2O3, 50mol 的 Bi2O3,15mol 的 BaO，7mol的Li2O, 5mol的K2O和3mol的Dy2O3,在剛玉研缽中研磨45分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中1000°C下灼燒3.5小時，然后冷卻到400°C保溫2.5小時，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學通式為20Ga203-50Bi203-15Ba0-7Li20-5K20:3Dy3+的上轉換熒光粉。
[0056]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。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，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以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種鏑摻雜鎵秘酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料,其特征在于:其化學通式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20:xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100,15 ≤ a ≤ 30,55 ≤ b ≤ 65，15 ^ c ^ 25,5 ^ d ^ 15,5 ^ e ^ 15,0.1 ^ X ^ 4o
2.根據權利要求1所述的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其特征在于，所述a為20，b 為 59，c 為 10，d 為 10，e 為 10，X 為 I。
3.一種鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(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aGa203-bBi203_cBa0-dLi20-eK20:xDy3+各元素的化學計量比稱取Ga2O3,Bi2O3, BaO, Li2O, K2O 和 Dy2O3 粉體，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55 ≤ b ≤ 65，15≤c≤25，5≤d≤15，5≤e≤15，0.I≤X≤4 ; 步驟二、將所述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~1100°C下灼燒0.5小時~5小時， 步驟四、將所述步驟三中處理后的前軀體冷卻到100°C~300°C，再保溫0.5小時~3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK20: xDy3+的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料。
4.根據權利要求3所述的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述a為20, b為59, c為10, d為10, e為10, x為I。
5.根據權利要求3所述的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟二中所述混合是將所述粉體在剛玉缽中研磨20分鐘~60分鐘。
6.根據權利要求3所述的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟三中將所述前驅體在950°C下灼燒3小時。
7.根據權利要求3所述的鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟四中的冷卻溫度為200°C，保溫時間為2小時。
8.—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鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，所述鏑摻雜鎵鉍酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aGa203-bBi203-cBa0-dLi20-eK2O: xDy3+，其中，a+b+c+d+e+x = 100，15 ≤ a ≤ 30，55 ≤ b ≤ 65，15 ≤ c ≤ 25，5 ≤ d ≤ 15，5 ^ e ^ 15,0.1 ^ X ^ 4o
9.根據權利要求8所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述a為20，b為59，c為10，d 為 10, e 為 10, X 為 I。
【文檔編號】C09K11/74GK103805191SQ201210458859
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權日:2012年11月15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有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司