專利名稱：氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光粉，尤其涉及一種氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
OLED的全稱Organic Light Emitting Diode,有機發(fā)光二極管。它有很多的優(yōu)勢，其組件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本便宜，自發(fā)光的特性，加上OLED的反應(yīng)時間短，更有可彎曲的特性，讓它的應(yīng)用范圍極廣。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。
·
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。但制備成熒光粉應(yīng)用于OLED的領(lǐng)域，仍鮮見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種可由紅外、紅綠光等長波長輻射激發(fā)出藍光發(fā)射的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉。一種氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，其結(jié)構(gòu)式為ZraBabLacTdAleNafFg:hPr3+ ;其中，Pr3+ 為摻雜離子，a、b、C、d、e、f > g、h 為摩爾系數(shù)，0. 44 ^ a ^ 0. 55、0· 16 ^ b ^ 0. 24、0· 01 彡 C 彡 0· 05,0. 01 彡 d 彡 O. 05,0. 01 ^ e ^ O. 08,0. 15 ^ f ^ O. 35,2. 90 彡 g 彡 2. 96、O. 005 彡 h 彡 O. 03，且 a+b+c+d+e+f+h = I ;優(yōu)選，a = O. 53、b = O. 2、c = O. 02、d = 0. 02、e = 0. 03、f = 0. 19、g = 2. 95、h = 0. 01。本發(fā)明的另一目的在于提供上述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，包括如下步驟步驟S1、按照摩爾百分數(shù)，稱取粉體ZrF4,44% 55% ;BaF2，16% 24% ；LaF3,1% 5% ;YF3，1% 5% ;A1F3，1% 8% ；NaF, 15% 21. 5% ；PrF3,0. 5% 3% ；步驟S2、將步驟SI稱取的粉體混合、研磨20 60分鐘，獲得粉料前驅(qū)體；步驟S3、將步驟S2的粉料前驅(qū)體于800 1000°C下煅燒O. 5 5小時，隨后降溫至250°C，并在此溫度下保溫2小時后冷卻至室溫，獲得塊狀產(chǎn)物；步驟S4、將步驟S3中的塊狀產(chǎn)物進行研磨，獲得所述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉；該熒光粉的結(jié)構(gòu)式為ZraBabLaeYdAleNafFg:hPr3+ ;其中，Pr3+為摻雜離子，a、b、C、d、e、f> g為摩爾系數(shù)，按照摩爾數(shù)0· 44≤a≤O. 55,0. 16≤b≤O. 24,0. 01 ≤c ≤O. 05、O. 01 ≤ d ≤ O. 05,0. 01 ≤ e≤O. 08,0. 15 ≤ f ≤ O. 35,2. 90 ≤ g ≤ 2. 96,0. 005 ≤ h ≤O. 03 ； a+b+c+d+e+f+h = I。上述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法中步驟SI 中，優(yōu)選，a = O. 53、b = O. 2、c = O. 02、d = O. 02、e = O. 03、f = O. 19、g = 2. 95、h = O. 01 ;
步驟S2中，所述粉體的研磨時間為40分鐘；步驟S3中，所述煅燒過程的煅燒溫度為950°C，煅燒時間為3小時。本發(fā)明的又一目的在于提供上述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉在有機發(fā)光二極管中的應(yīng)用，主要是用作有機發(fā)光二極管的發(fā)光層材料。這些熒光粉是在是做好單色(如紅光)的有機發(fā)光二極管做成之后，把熒光粉混在封裝材料中涂在有機發(fā)光二極管外面，受到紅光的激發(fā)，輻射出藍光。本發(fā)明制備的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，可實現(xiàn)由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光。因此，該熒光粉可彌補目前顯示和發(fā)光材料中藍光材料的不足。另外，本發(fā)明提供的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法簡單，成本低廉適用于生產(chǎn)化，反應(yīng)過程無工業(yè)三廢，屬綠色環(huán)保，低能耗，高效益產(chǎn)業(yè)。


圖1為本發(fā)明的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備工藝流程圖；圖2為實施例1制得的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的電致發(fā)光光譜圖；圖3為實施例4的有 機發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。一實施方式的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，結(jié)構(gòu)式為ZraBabLacTdAleNafFg:hPr3+其中，Pr3+ 為摻雜離子，a、b、c、d、e、f、g、h 為摩爾系數(shù)，0. 44 ^ a ^ 0. 55、0· 16 ^ b ^ 0. 24、0· 01 彡 c 彡 0· 05,0. 01 彡 d 彡 O. 05,0. 01 ^ e ^ O. 08,0. 15 ^ f ^ O. 35,2. 90 彡 g 彡 2. 96、O. 005 < h < O. 03,且 a+b+c+d+e+f+h = I。優(yōu)選的，a= O. 53、b = O. 2、c = O. 02、d = 0. 02、e = 0. 03、f = 0. 19、g = 2. 95、
h = 0. 01 o該氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，摻雜的鐠元素作為發(fā)光中心，是本發(fā)明的核心，其他的元素，作為一個整體的玻璃態(tài)基質(zhì)，作為發(fā)光元素的載體，使鐠離子更容易發(fā)揮光能轉(zhuǎn)化，而非其它能量。本發(fā)明制備的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，可實現(xiàn)由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光。因此，該熒光粉可彌補目前顯示和發(fā)光材料中藍光材料的不足。請參閱圖1，一實施方式的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，包括如下步驟步驟S1、按照摩爾百分數(shù)，稱取粉體ZrF4,44% 55% ;BaF2，16% 24% ；LaF3,1% 5% ;YF3，1% 5% ;A1F3，1% 8% ；NaF, 15% 21. 5% ；PrF3,0. 5% 3% ；步驟S2、將步驟SI稱取的粉體混合、研磨20 60分鐘，獲得粉料前驅(qū)體；步驟S3、將步驟S2的粉料前驅(qū)體于800 1000°C下煅燒O. 5 5小時，隨后降溫至250°C，并在此溫度下保溫2小時后冷卻至室溫，獲得塊狀產(chǎn)物；步驟S4、將步驟S3中的塊狀產(chǎn)物進行研磨，獲得所述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉；該熒光粉的結(jié)構(gòu)式為ZraBabLacTdAleNafFg:hPr3+ ;其中，Pr3+為摻雜離子，a、b、C、d、e、f、g、h 為摩爾系數(shù)，0. 44 彡 a 彡 0· 55,0. 16 彡 b 彡 O. 24,0. 01 彡 c 彡 O. 05,0. 01 彡 d 彡 O. 05、O.Ol 彡 e 彡 O. 08、0· 15 彡 f 彡 O. 35、2· 90 彡 g 彡 2· 96、0· 005 彡 h 彡 O. 03 ;且a+b+c+d+e+f+h=I。上述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法中步驟SI 中，優(yōu)選，a = O. 53、b = O. 2、c = O. 02、d = O. 02、e = O. 03、f = O. 19、g = 2. 95、h = O. 01 ；步驟S2中，所述粉體的研磨時間為40分鐘；步驟S3中，所述煅燒過程的煅燒溫度為950°C，煅燒時間為3小時。本發(fā)明提供的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法簡單，成本低廉適用于生產(chǎn)化，反應(yīng)過程無工業(yè)三廢，屬綠色環(huán)保，低能耗，高效益產(chǎn)業(yè)。上述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉可以在有機發(fā)光二極管中的應(yīng)用，主要是用作有機發(fā)光二極管的發(fā)光層材料。這些熒光粉是在是做好單色(如紅光)的有機發(fā)光二極管做成之后，把熒光粉混在封裝材料中涂在有機發(fā)光二極管外面，受到紅光的激發(fā)，輻射出藍光。以下用具體實施例來詳細說明。實施例11、選用純度為 99. 99%的粉體ZrF4、BaF2, LaF3> YF3> A1F3、NaF 和 PrF3 粉體，其摩爾數(shù)百分數(shù)分別為53% 、20%、2%、2%、3%、19%和1% ；2、將上述粉體置于剛玉研缽中，研磨40分鐘使其均勻混合，獲得粉體前驅(qū)體；3、將粉體前驅(qū)體置于馬弗爐中，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狀產(chǎn)物，4、將塊狀產(chǎn)物研磨、粉碎，得到結(jié)構(gòu)式為 Zr0.53Ba0.2La0.02Y0.02A10.02Na0.19F2.95:0. OlPr3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。圖2為實施例1制得的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的電致發(fā)光光譜圖；由圖2可知，激發(fā)波長為綠光578nm ;發(fā)光波長為483nm的藍光發(fā)光峰分別對應(yīng)的是Pr3+離子3P0 — 3H4的躍遷輻射發(fā)光。實施例21、選用純度為 99. 99%的粉體ZrF4，BaF2, LaF3, YF3, AlF3, NaF 和 PrF3 粉體，其摩爾百分數(shù)分別為 55%、16%、1%、5%、1%、21· 5%和 O. 5% ；2、將上述粉體置于剛玉研缽中研磨20分鐘使其均勻混合，獲得粉體前驅(qū)體；3、將粉體前驅(qū)體置于馬弗爐中，在800°C下灼燒5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狀產(chǎn)物；4、將塊狀產(chǎn)物研磨、粉碎，得到結(jié)構(gòu)式為 Zr0.55Ba0.16La0.01Y0.05A10.01Na0.215F2.96:0. 005Pr3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。實施例31、選用純度為 99. 99%的粉體ZrF4，BaF2, LaF3, YF3, AlF3, NaF 和 PrF3 粉體，其摩爾百分數(shù)分別為 44%,24%,5%U%>8%U5%^P 3% ；2、將上述粉體置于剛玉研缽中研磨60分鐘使其均勻混合，獲得粉體前驅(qū)體；3、將粉體前驅(qū)體置于馬弗爐中，在1000°C下灼燒O. 5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狀產(chǎn)物；
4、將塊狀產(chǎn)物研磨、粉碎，得到結(jié)構(gòu)式為 Zr0.44Ba0.24La0.05Y0.01A10.08Na0.15F2.90:0. 03Pr3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。實施例4本實施例4為有機發(fā)光二極管，請參閱圖3，該有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為依次層疊的基板1、陰極2、有機發(fā)光層3、透明陽極4以及透明封裝層5 ;其中，透明封裝層5中分散有實施例1中制得的熒光粉6。該有機發(fā)光二極管使用時，有機發(fā)光層3的部分紅光激發(fā)突光粉6發(fā)出藍光,該藍光與發(fā)光層3中剩余的紅光混合后激發(fā)出白光。應(yīng)當理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實施例的表述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的 限制，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，其特征在于，該熒光粉的結(jié)構(gòu)式為Zr3BabLacYdAleNafFg:hPr3+ ;其中，Pr3+ 為摻雜離子，a、b、C、d、e、f、g、h 為摩爾系數(shù)，0· 44 彡 a 彡 0· 55,0. 16 彡 b 彡 O. 24,0. 01 彡 c 彡 O. 05,0. 01 ^ O. 05,0. 01 ^ e ^ O. 08、O. 15 ^ f ^ O. 35,2. 90 彡 g 彡 2. 96,0. 005 彡 h 彡 O. 03，且 a+b+c+d+e+f+h = I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，其特征在于，a= O. 53、b =O. 2、c = O. 02、d = O. 02、e = O. 03、f = O. 19、g = 2. 95、h = O. 01。
3.一種氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟S1、按照摩爾百分數(shù)，稱取粉體 ZrF4,44% 55% ； BaF2,16% 24% ； LaF3,1% 5% ； YF3,1% 5% ； AlF3,1% 8% ；NaF, 15% 21. 5% ； PrF3,0. 5% 3% ； 步驟S2、將步驟SI稱取的粉體混合、研磨20 60分鐘，獲得粉料前驅(qū)體； 步驟S3、將步驟S2的粉料前驅(qū)體于800 1000°C下煅燒O. 5 5小時，隨后降溫至100 250°C，并在此溫度下保溫I 3小時后冷卻至室溫，獲得塊狀產(chǎn)物； 步驟S4、將步驟S3中的塊狀產(chǎn)物進行研磨，獲得所述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉；該熒光粉的結(jié)構(gòu)式為 ZraBabLacTdAleNafFg:hPr3+ ;其中，Pr3+ 為摻雜離子，a、b、C、d、e、f、g、h為摩爾系數(shù)，0. 44 彡 a 彡 0· 55,0. 16 彡 b 彡 O. 24,0. 01 彡 c 彡 O. 05,0. 01 彡 d 彡 O. 05、O. 01 彡 e 彡 O. 08、0· 15 彡 f 彡 O. 35、2· 90 彡 g 彡 2. 96、0· 005 彡 h 彡 O. 03，且 a+b+c+d+e+f+h=I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟SI 中，a = O. 53、b = O. 2、c = 0.02、d = 0.02、e = 0. 03>f = 0. 19、g = 2.95、h = 0.01。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述粉體的研磨時間為40分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述煅燒過程的煅燒溫度為950°C，煅燒時間為3小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述煅燒過程結(jié)束后，降溫至250°C下保溫2小時。
8.權(quán)利要求1或2所述氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉在有機發(fā)光二極管中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于熒光粉領(lǐng)域，其公開了一種氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉及其制備方法和應(yīng)用；該熒光粉的結(jié)構(gòu)式為ZraBabLacYdAleNafFg:hPr3+；其中，Pr3+為摻雜離子，a、b、c、d、e、f、g、h為摩爾系數(shù)，0.44≤a≤0.55、0.16≤b≤0.24、0.01≤c≤0.05、0.01≤d≤0.05、0.01≤e≤0.08、0.15≤f≤0.35、2.90≤g≤2.96、0.005≤h≤0.03，且a+b+c+d+e+f+h＝1。本發(fā)明制備的氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光粉，可實現(xiàn)由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光。因此，該熒光粉可彌補目前顯示和發(fā)光材料中藍光材料的不足。
文檔編號H01L51/54GK103059863SQ201110320330
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19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