鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為ZrO-Al2O3-Na2O：xPr3+，yHo3+，其中，x為0.01～0.06，y為0.01～0.04。該鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm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)明還提供該鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法及使用該鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)光二極管。
【專利說明】鐠鈥共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及
其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐠欽共摻雜鋯鋁 氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及有機(jī)發(fā)
光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)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(shí)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。
[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(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)射的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見報(bào)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(lán)光的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、制備方法及使用該鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)
光二極管。
[0005]一種鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
[0006]所述X 為 0.03，y 為 0.02。
[0007]一種鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一、根據(jù)ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取ZrO, Al2O3,Na2O, Pr2O3 和 Ho2O3 粉體，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04 ;
[0009]步驟二、將所述步驟一中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體；
[0010]步驟三、將所述步驟二中的前驅(qū)體在800°C~1100°C下灼燒0.5小時(shí)飛小時(shí)；
[0011]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(shí)小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0012]所述ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3 和 Ho2O3 粉體各組分摩爾比為(0.57~0.8):(0.12~0.3):(0.03~0.06): (0.01-0.06): (0.01-0.04)。
[0013]所述X 為 0.03，y 為 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分鐘飛O分鐘。
[0015]步驟三中將所述前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
[0016]步驟四中的冷卻溫度為200 V，保溫時(shí)間為2小時(shí)。
[0017]一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括依次層疊的基板、陰極、有機(jī)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欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，X 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
[0018]X 為 0.03，y 為 0.02。
[0019]上述鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時(shí)反應(yīng)過程中無 三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為實(shí)施例1制備的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖。
[0022]圖3為實(shí)施例1制備的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的拉曼光譜。
[0023]圖4為實(shí)施例1制備的透明封裝層中摻雜有鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料料形成發(fā)白光的有機(jī)發(fā)光二極管的光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法進(jìn)一步闡明。
[0025]一實(shí)施方式的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
[0026]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.02。
[0027]該鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，當(dāng)材料受到長波長(如578nm)的輻射的時(shí)候，Pr3+離子就處于了 3Ptl激發(fā)態(tài)，然后向3H4躍遷，就發(fā)出483nm的藍(lán)光，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0028]上述鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟S11、根據(jù) ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+ 各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取 ZrO, Al2O3,Na2O, Pr2O3 和 Ho2O3 粉體，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
[0030]該步驟中，所述ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分摩爾比為(0.57~0.8):(0.12~0.3): (0.03~0.06): (0.01 ~0.06): (0.01 ~0.04)。
[0031]該步驟中，優(yōu)選的，X為0.03，y為0.02。
[0032]步驟S13、將步驟Sll中稱取的粉體混合均勻得到前驅(qū)體。
[0033]該步驟中，將粉體在剛玉缽中研磨20分鐘飛O分鐘得到混合均勻的前驅(qū)體，優(yōu)選的研磨40分鐘。
[0034]步驟S15、將前驅(qū)體在800°C~1100°C下灼燒0.5小時(shí)~5小時(shí)，
[0035]優(yōu)選的，前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
[0036]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(shí)小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其中，X為0.01~0.06，y為0.01~004。
[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(shí)。
[0038]上述鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡單，成本較低，同時(shí)反應(yīng)過程中無三廢產(chǎn)生，較為環(huán)保；制備的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm，在483nm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。
[0039]請參閱圖1，一實(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光二極管100，該有機(jī)發(fā)光二極管100包括依次層疊的基板1、陰極2、有機(jī)發(fā)光層3、透明陽極4以及透明封裝層5。透明封裝層5中分散有鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為 ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04，該器件中的有機(jī)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中分散有鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(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。
[0040]下面為具體實(shí)施例。
[0041]實(shí)施例1
[0042]選用純度為99.99%的粉體，將ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分按摩爾比為0.7:0.2:0.05:0.03:0.02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(shí)，然后冷卻到200°C保溫2小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學(xué)通式為0.7Zr0-0.2Al203-0.05Na20:0.03Pr3+,0.02Ho3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0043]有機(jī)發(fā)光二極管制備的過程:
[0044]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(jī)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(zhuǎn)換發(fā)光材料6，銩摻雜氟硅玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為0.7Zr0-0.2Al203-0.05Na20:
0.03Pr3+,0.02Ho3+o
[0045]請參閱圖2，圖2所示為得到的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，本實(shí)施例得到的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長為578nm,在483nm波長區(qū)由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷福射形成發(fā)光峰,該鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可作為藍(lán)光發(fā)光材料。
[0046]請參閱圖3，圖3中曲線為實(shí)施I制備的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的拉曼光譜，由圖可以看出的拉曼光譜，由圖可以看出拉曼峰所示為鋯鋁氧化物特征峰，沒有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的峰，說明摻雜元素與基質(zhì)材料形成了良好的鍵合。
[0047]請參閱圖4，圖4曲線I為透明封裝層中摻雜有鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料料形成發(fā)白光的有機(jī)發(fā)光二極管的光譜圖，曲線2為透明封裝層中未摻雜有鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn) 換發(fā)光材料料的對比。圖中可看出，從圖4中可看出，鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以由長波的紅色光，激發(fā)出短波的藍(lán)色光，藍(lán)光與紅光混合后形成白光。
[0048]實(shí)施例2
[0049]選用純度為99.99%的粉體，將ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分按摩爾比為0.8:0.12:0.06:0.01:0.01，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(shí)，然后冷卻到250°C保溫0.5小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學(xué)通式為0.8Zr0-0.12Al203-0.06Na20:0.01Pr3+, 0.01Ho3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0050]實(shí)施例3
[0051]選用純度為99.99%的粉體，將ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分按摩爾比為0.57:0.3:0.03:0.06:0.04，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(shí)，然后冷卻到250°C保溫2小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學(xué)通式為0.57Zr0-0.3Al203-0.03Na20:0.06Pr3+,0.04Ho3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0052]實(shí)施例4
[0053]選用純度為99.99%的粉體，將ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分按摩爾比為0.6:0.25:0.08:0.04:0.03，在剛玉研缽中研磨30分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中900°C下灼燒3小時(shí)， 然后冷卻到300°C保溫0.5小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學(xué)通式為0.6Zr0-0.25Al203-0.08Na20:0.04Pr3+, 0.03Ho3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0054]實(shí)施例5
[0055]選用純度為99.99%的粉體，將ZrO，Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分按摩爾比為0.65:0.22:0.04:0.05:0.04，在剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，然后在馬弗爐中850°C下灼燒2小時(shí)，然后冷卻到300°C保溫0.5小時(shí)，再隨爐冷卻到室溫取出，得到塊體材料，粉碎后可得到化學(xué)通式為0.65Zr0-0.22A1A-0.04Na20:0.05Pr3+,0.04Ho3+的上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0056]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)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】
1.一種鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于:其化學(xué)通式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，所述X為0.03，y為0.02。
3.一種鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(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)ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取ZrO, Al2O3, Na2O,Pr2O3 和 Ho2O3 粉體，其中，X 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04 ; 步驟二、將所述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~1100°C下灼燒0.5小時(shí)飛小時(shí)； 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(shí)小時(shí)，冷卻到室溫，得到化學(xué)通式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述ZrO, Al2O3, Na2O, Pr2O3和Ho2O3粉體各組分摩爾比為(0.57~0.8):(0.12~0.3): (0.03~0.06): (0.01 ~0.06): (0.01 ~0.04)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述X為0.03，y為0.02。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)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分鐘飛O分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(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(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)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(shí)間為2小時(shí)。
9.一種有機(jī)發(fā)光二極管，該有機(jī)發(fā)光二極管包括依次層疊的基板、陰極、有機(jī)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欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鐠欽共摻雜鋯鋁氧化物玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為ZrO-Al2O3-Na2O:xPr3+, yHo3+，其中，x 為 0.01 ~0.06，y 為 0.01 ~0.04。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述X為0.03，y為0.02。
【文檔編號】C09K11/64GK103965896SQ201310035308
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30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, 深圳市海洋王照明工程有限公司