銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】一種銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aTeO2-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP2O5：xTm3+，其中，a為0.25～0.35，b為0.2～0.3，c為0.05～0.15，d為0.15～0.25，e為0.1～0.2，x為0.01～0.05。該銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在475nm波長區(qū)由Tm3+離子1G4→3H6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)明還提供該銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法及使用該銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及其應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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)射的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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)出藍光的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料、制備方法及使用該銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
[0005]—種錢摻雜齒素磷締酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
[0006]所述a 為 0.3，b 為 0.25，c 為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，X 為 0.02。
[0007]一種銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟
[0008]步驟一、根據aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+各元素的化學計量比稱取TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05 ;
[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?1000°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aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料。
[0012]所述TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體各組分摩爾比為(0.25 ?0.35):(0.2 ?0.3): (0.05 ?0.15): (0.15 ?0.25): (0.1 ?0.2) (0.01 ?0.05)。
[0013]所述TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體各組分摩爾比為 0.3:0.25:0.1:0.2:0.13:0.02。
[0014]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。
[0015]步驟三中將所述前驅體在900°C下灼燒3小時。
[0016]步驟四中的冷卻溫度為200 V，保溫時間為2小時。
[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，其特征在于，所述透明封裝層中分散有銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，所述銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aTe02-bPbF2-CPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
[0018]所述a 為 0.3，b 為 0.25，c 為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，X 為 0.02。
[0019]上述銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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；制備的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在475nm波長區(qū)由Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射形成發(fā)光峰,可以作為藍光發(fā)光材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的有機發(fā)光二極管的結構示意圖。
[0021]圖2為實施例1制備的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0022]圖3為實施例1制備的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的拉曼光譜。
[0023]圖4為實施例1制備的透明封裝層中摻雜有銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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】
[0024]下面結合附圖和具體實施例對銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料及其制備方法進一步闡明。
[0025]一實施方式的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其化學式為aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
[0026]優(yōu)選的，a為 0.3，b 為 0.25，c 為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，x 為 0.02。
[0027]該錢摻雜齒素磷締酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，錢摻雜齒素磷締酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，當材料受到長波長(如796nm)的輻射的時候，Tm3+離子就處于了 1G4激發(fā)態(tài),然后向3H6躍遷,就發(fā)出475nm的藍光,可以作為藍光發(fā)光材料。
[0028]上述銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟SI 1、根據 aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+ 各元素的化學計量比稱取TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
[0030]該步驟中，所述TeO2,PbF2,PbCl2, ZnF2,P2O5和Tm2O3粉體各組分摩爾比為(0.25?0.35): (0.2 ?0.3): (0.05 ?0.15): (0.15 ?0.25): (0.1 ?0.2) (0.01 ?0.05)。
[0031]該步驟中，優(yōu)選的T TeO2 ,PbF2,PbCl2 ,ZnF2,P2O5和Tm2O3粉體各組分摩爾比為0.3:0.25:0.1:0.2:0.13:0.02。
[0032]步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體混合均勻得到前驅體。
[0033]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。
[0034]步驟S15、將前驅體在800°C?1000°C下灼燒0.5小時?5小時，
[0035]優(yōu)選的，前驅體在900°C下灼燒3小時。
[0036]步驟S17、將步驟S15中處理后的前軀體之后冷卻到100°C?500°C，再保溫0.5小時?3小時，冷卻到室溫，得到化學通式為aTe02-bPbF2_cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，x為 0.01 ?0.05。
[0037]優(yōu)選的，將步驟S15中處理后的前軀體冷卻到200°C，再保溫2小時。
[0038]優(yōu)選地，所述a 為 0.3，b 為 0.25，c 為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，x 為 0.02。
[0039]上述銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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；制備的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm，在475nm波長區(qū)由Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射形成發(fā)光峰,可以作為藍光發(fā)光材料。
[0040]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中分散有銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6，銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為 aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c為0.05?0.15，d為0.15?0.25，e為0.1?0.2，x為0.01?0.05，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中分散有銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6發(fā)出藍色光，最后紅綠藍三色就混成白光。
[0041]下面為具體實施例。
[0042]實施例1
[0043]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.3:0.25:0.1:0.2:0.13:0.02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 0.3Te02-0.25PbF2-0.1PbCl2-0.2ZnF2_0.13P205:0.02Tm3+上轉換熒光粉。
[0044]有機發(fā)光二極管制備的過程
[0045]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中分散有銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料6，銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為0.3Te02-0.25PbF2-0.1PbCl2-0.2ZnF2-0.13P205:0.02Tm3+。
[0046]請參閱圖2，圖2所示為得到的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實施例得到的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的激發(fā)波長為796nm,在475nm波長區(qū)由Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷福射形成發(fā)光峰,該錢摻雜齒素磷締酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料可作為藍光發(fā)光材料。
[0047]請參閱圖3，圖3中曲線為實施I制備的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的拉曼光譜，圖中的拉曼峰所示為鹵素磷碲酸鹽玻璃特征峰，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。
[0048]請參閱圖4，圖4曲線I為透明封裝層中摻雜有銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料料的對比。圖中可看出，銩摻雜鹵素磷碲酸鹽上轉換發(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。
[0049]實施例2
[0050]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.25:0.3:0.15:0.14:0.15:0.01在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中800°C下灼燒3小時，然后冷卻到250°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0.25Te02-0.3PbF2-0.15PbCl2_0.HZnF2-0.15P205:0.0lTm3+的上轉換熒光粉。
[0051]實施例3
[0052]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.35:0.2:0.05:0.25:0.12:0.03在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中100(TC下灼燒3小時，然后冷卻到250°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0.35Te02-0.2PbF2-0.05PbCl2_0.25ZnF2_0.12P2O5:0.03Tm3+的上轉換熒光粉。
[0053]實施例4
[0054]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.35:0.3:0.1:0.15:0.05:0.05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250°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0.35Te02-0.3PbF2-0.1PbCl2-0.15ZnF2_0.05P205:0.05Tm3+的上轉換熒光粉。
[0055]實施例5
[0056]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.25:0.22:0.14:0.22:0.13:0.04在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中800°C下灼燒5小時，然后冷卻到100°C保溫3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0.25Te02-0.22PbF2-0.14PbCl2_0.22ZnF2_0.13P2O5:0.04Tm3+的上轉換熒光粉。
[0057]實施例6
[0058]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.25:0.29:0.05:0.25:0.15:0.01在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中1000°C下灼燒3小時，然后冷卻到500°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0.25Te02-0.29PbF2-0.05PbCl2_0.25ZnF2_0.15P205:0.0lTm3+的上轉換熒光粉。
[0059]實施例7
[0060]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.2:0.27:0.14:0.21:0.13:0.05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250°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0.2Te02-0.27PbF2-0.14PbCl2_0.2IZnF2-0.13P205:0.05Tm3+的上轉換熒光粉。
[0061]實施例8
[0062]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.29:0.24:0.11:0.22:0.12:0.02在剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中800°C下灼燒5小時，然后冷卻到100°C保溫3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0.29Te02-0.24PbF2-0.1lPbCl2-0.22ZnF2_0.12P2O5:0.02Tm3+的上轉換熒光粉。
[0063]實施例9
[0064]選用純度為99.99%的粉體，將TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分按摩爾比為0.21:0.28:0.09:0.25:0.13:0.04在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中1000°C下灼燒3小時，然后冷卻到500°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0.21Te02-0.28PbF2-0.09PbCl2_0.25ZnF2_0.13P205:0.04Tm3+的上轉換熒光粉。
[0065]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】
1.一種銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其特征在于:其化學通式為aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
2.根據權利要求1所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，其特征在于，所述 a 為 0.3，b 為 0.25，c 為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，x 為 0.02。
3.一種銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+各元素的化學計量比稱取TeO2,PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體,其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05 ; 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?1000°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aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料。
4.根據權利要求3所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5和Tm2O3粉體各組分摩爾比為(0.25?0.35):(0.2 ?0.3): (0.05 ?0.15): (0.15 ?0.25): (0.1 ?0.2) (0.01 ?0.05)。
5.根據權利要求3所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述 TeO2, PbF2, PbCl2, ZnF2, P2O5 和 Tm2O3 粉體各組分摩爾比為 0.3:0.25:0.1:0.2:0.13:0.02。
6.根據權利要求3所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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。
7.根據權利要求3所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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900°C下灼燒3小時。
8.根據權利要求3所述的銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(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。
9.一種有機發(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銩摻雜鹵素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料，所述銩摻雜齒素磷碲酸鹽玻璃上轉換發(fā)光材料的化學式為aTe02-bPbF2-cPbCl2-dZnF2-eP205:xTm3+，其中，a 為 0.25 ?0.35，b 為 0.2 ?0.3，c 為 0.05 ?0.15，d 為 0.15 ?0.25，e 為 0.1 ?0.2，X 為 0.01 ?0.05。
10.根據權利要求9所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述a為0.3，b為0.25，c為 0.1，d 為 0.2，e 為 0.13，x 為 0.02。
【文檔編號】H01L51/54GK104342160SQ201310337236
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權日:2013年8月5日
【發(fā)明者】周明杰, 陳吉星, 王平, 馮小明 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