銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(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)射的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(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)出藍光的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005]一種銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式AgLahyGdyTi3F16:xTm3+,其中，X 為 0.002 ?0.06，y 為 O ?I。
[0006]所述X 為 0.03，y 為 0.2。
[0007]—種銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]按照AgLahGdyTi3F16:xTm3+ 各元素的化學計量比稱取 Ag2O, La2O3, Gd2O3, T12 和Tm2O3粉體，其中，X為0.002?0.06，y為O?I ;
[0009]將稱取的粉體溶于氫氟酸中配制成濃度金屬陽離子的濃度為0.5mol/L?3mol/L的溶液；
[0010]將所述溶液霧化成氣霧狀后隨載氣一起通入溫度為100°C?220°C的石英管生成前驅(qū)體，其中，石英管的直徑為30mm?150mm,長度為0.5m?3m,載氣的流量為lL/min?15L/min ；
[0011]將所述前驅(qū)體在600 V?1300 V下煅燒2小時?5小時得到化學式為AgLa1^yGdyTi3F16:xTm3+的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0012]所述X 為 0.03，y 為 0.2。
[0013]將稱取的粉體溶于氟化氫中配制成溶液的步驟還包括:往所述溶液中添加分散齊U，所述分散劑的濃度為0.005mol/L?0.05mol/L。
[0014]所述分散劑為聚乙二醇。
[0015]將所述溶液霧化成氣霧狀的步驟為，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，所述載氣為惰性氣體或還原性氣體。
[0016]所述載氣的流量為5L/min?8L/min。
[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銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學通式為AgLahGdyTi3F16:xTm3+，其中，x為0.002?0.06, y為O?I。
[0018]所述X 為 0.03，y 為 0.2。
[0019]上述銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低；制備的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在475nm的發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Tm3+離子1G4 — 3H6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；有機發(fā)光二極管的透明封裝層中分散有銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在475nm的發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，由紅綠光激發(fā)可以發(fā)射藍光，藍光與紅綠光混合后形成發(fā)白光的有機發(fā)光二極管。
【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的噴霧熱解設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖3為實施例1制備的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖；
[0023]圖4為實施例1制備的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD譜圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管進一步闡明。
[0025]—實施方式的錢摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為AgLahyGdyTi3F16:xTm3+，其中，X 為 0.002 ?0.06，y 為 O ?I。
[0026]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.2。
[0027]該銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，當材料受到長波長(如796nm)的輻射的時候，Dy3+離子吸收該光照的能量，此時Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷，發(fā)出475nm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。
[0028]上述銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟；
[0029]步驟S101、按照AgLa^yGdyTi3F16:xTm3+各元素的化學計量比稱取Ag2O,La2O3,Gd2O3,T12和Tm2O3粉體，其中，X為0.002?0.06，y為O?I。
[0030]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.2。
[0031]可以理解，該步驟中也可按照摩爾比1:(0?I):(0?I):3:(0.002?0.06)稱取 Ag2O, La2O3, Gd2O3, T12 和 Tm2O3 粉體。
[0032]優(yōu)選的，該步驟中也可按照摩爾比0.5:0.4:0.1:3:0.015稱取Ag2O, La2O3, Gd2O3,T12 和 Tm2O3 粉體。
[0033]步驟S102、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。
[0034]溶液中的金屬陽離子為Ag+，La3+，Gd3+，Ti4+和Tm3+。
[0035]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0.005mol/L?0.05mol/L。本實施方式中，分散劑為聚乙二醇。
[0036]請參閱圖1，圖1所示的噴霧熱解設(shè)備200包括儲液罐10、儲氣罐20、霧化器30、石英管40及收集器50。
[0037]本實施方式中，步驟S102制備的溶液存放于儲液罐10。
[0038]S103、將溶液霧化成氣霧狀后隨載氣一起通入溫度為100°C?220°C的石英管40生成前驅(qū)體，其中石英管40的直徑為30mm?150mm，長度為0.5m?3m，載氣的流量為IL/min ?15L/min。
[0039]優(yōu)選的，石英管的直徑為95mm，長度為1.4m。
[0040]本實施方式中，使用霧化器30將溶液霧化，霧化器30為壓縮霧化器。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。載氣為惰性氣體或還原性氣體，如:氮氣、氬氣及氫氣中的至少一種，載氣的流量為5L/min ?8L/min。
[0041]石英管40外壁纏繞著電阻絲42。
[0042]溶液霧化成氣霧狀后自石英管40的一端通入，在石英管40內(nèi)生成前驅(qū)體，前驅(qū)體為細微的粉末，粉末狀的前驅(qū)體隨載氣自石英管的另一端噴出。進一步的，前驅(qū)體自石英管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。
[0043]S104、將前驅(qū)體在600 V?1300 V下煅燒2小時?5小時得到化學式為AgLa1^yGdyTi3F16:xTm3+的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0044]優(yōu)選的，前驅(qū)體置于程序控溫爐中在800°C下灼燒3小時。
[0045]上述銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(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，可精確控制化學計量t匕，尤其適合制備多組分復(fù)合粉末；微粉由懸浮在空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)；制備的銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長796nm，在475nm的發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射形成發(fā)光峰，由紅綠光激發(fā)可以發(fā)射藍光，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。
[0046]請參閱圖2，一實施方式的有機發(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中分散有銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，銩摻雜稀土氟鈦酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)