鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(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)明涉及一種鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(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(jiǎn)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(zhǎng)波(如紅外)輻射激發(fā)下發(fā)射出可見(jiàn)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(shí)、紅外輻射探測(cè)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(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光發(fā)射的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種可由長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)光二極管。
[0005]一種鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為SnF4:xDy3+, yYb3+，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]—種鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008]按照SnF4:xDy3+, yYb3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取SnF4, DyF3和YbF3粉體，其中，x為 0.01 ?0.06，y 為 0.01 ?0.04 ;
[0009]將稱(chēng)取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽(yáng)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(zhǎng)度為0.5m?3m，載氣的流量為I?15L/min ；
[0011]將所述前驅(qū)體在600 V?1300 V下煅燒2小時(shí)?5小時(shí)得到化學(xué)式SnF4:xDy3+, yYb3+的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0012]所述X 為 0.03，y 為 0.02。
[0013]將稱(chēng)取的粉體溶于氫氟酸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]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(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(yáng)極及透明封裝層，所述透明封裝層中摻雜有鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)通式為SnF4:XDy3+，yYb3+，其中，x為0.01?0.06，y為0.01 ?0.04。
[0018]所述X 為 0.03，y 為 0.02。
[0019]上述鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法較為簡(jiǎn)單，成本較低；制備的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為796nm，在482nm的發(fā)光峰分別對(duì)應(yīng)的是Dy3+離子4F9/2 — 6F1572的躍遷輻射形成發(fā)光峰，實(shí)現(xiàn)了由紅外至綠光的長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光短波發(fā)光；有機(jī)發(fā)光二極管的透明封裝層中分散有鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為796nm，在482nm的發(fā)光峰分別對(duì)應(yīng)的是Dy3+離子4F972 — 6F1572的躍遷輻射形成發(fā)光峰，由紅綠光激發(fā)可以發(fā)射藍(lán)光，藍(lán)光與紅綠光混合后形成發(fā)白光的有機(jī)發(fā)光二極管。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為一實(shí)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(shí)施方式的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為實(shí)施例1制備的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光譜圖；
[0023]圖4為實(shí)施例1制備的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD譜圖；
[0024]圖5為實(shí)施例1制備的透明封裝層中摻雜有鏑鐿共摻雜氟化錫上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料形成的有機(jī)發(fā)光二極管的光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、其制備方法及使用該鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機(jī)發(fā)光二極管進(jìn)一步闡明。
[0026]一實(shí)施方式的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學(xué)式為SnF4:xDy3+, yYb3+，其中，x 為 0.01 ?0.06，y 為 0.01 ?0.04。
[0027]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.02。
[0028]該鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)為796nm，當(dāng)材料受到長(zhǎng)波長(zhǎng)(如796nm)的輻射的時(shí)候，Dy3+離子吸收該光照的能量，此時(shí)Dy3+離子由4F9/2 — 6F1572的躍遷，發(fā)出482nm的藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)了由紅外至綠光的長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光短波發(fā)光。
[0029]上述鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟；
[0030]步驟S101、按照SnF4:xDy3+, yYb3+各元素的化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取SnF4, DyF3和YbF3粉體，其中，X 為 0.01 ?0.06，y 為 0.01 ?0.04。
[0031]優(yōu)選的，X為 0.03，y 為 0.02。
[0032]可以理解，該步驟中也可按照摩爾比I:(0.01?0.06):(0.01?0.04)稱(chēng)取SnF4,DyF3和YbF3粉體。
[0033]優(yōu)選的，該步驟中也可按照摩爾比1:0.03:0.02稱(chēng)取SnF4, DyF3和YbF3粉體。
[0034]步驟S102、將稱(chēng)取的粉體溶于氫氟酸中配制成金屬陽(yáng)離子的濃度為0.5mol/L?3mol/L的溶液。
[0035]溶液中的金屬陽(yáng)離子為Sn4+，Dy3+和Yb3+。
[0036]優(yōu)選的，將稱(chēng)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0.005?0.05mol/L。本實(shí)施方式中，分散劑為聚乙二醇，優(yōu)選濃度為
0.01mol/L。
[0037]請(qǐng)參閱圖1，圖1所示的噴霧熱解設(shè)備200包括儲(chǔ)液罐10、儲(chǔ)氣罐20、霧化器30、石英管40及收集器50。
[0038]本實(shí)施方式中，步驟S102制備的溶液存放于儲(chǔ)液罐10。
[0039]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(zhǎng)度為0.5m?3m，載氣的流量為IL/min ?15L/min。
[0040]優(yōu)選的，石英管的直徑為95mm，長(zhǎng)度為1.4m。
[0041]本實(shí)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(chǔ)氣罐20內(nèi)儲(chǔ)存的載氣及儲(chǔ)液罐10內(nèi)儲(chǔ)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?dú)?、氬氣及氫氣中的至少一種，載氣的流量為5L/min ?8L/min。
[0042]石英管40外壁纏繞著電阻絲42。
[0043]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(xì)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(jìn)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(shí)施方式中，收集器50為微孔耐酸濾過(guò)漏斗。
[0044]S104、將前驅(qū)體在600 V?1300 °C下煅燒2?5小時(shí)得到化學(xué)式為SnF4:xDy3+, yYb3+的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0045]優(yōu)選的，前驅(qū)體置于程序控溫爐中在1100°C下灼燒3小時(shí)。
[0046]上述鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(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(guò)程簡(jiǎn)單，組分損失少，可精確控制化學(xué)計(jì)量比，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(lái)，顆粒一般呈規(guī)則的球形，而且少團(tuán)聚，無(wú)需后續(xù)的洗滌研磨，保證產(chǎn)物的高純度，高活性；整個(gè)過(guò)程在短短的幾秒鐘迅速完成，因此液滴在反應(yīng)過(guò)程中來(lái)不及發(fā)生組分偏析，進(jìn)一步保證組分分布的均一性；反應(yīng)工序簡(jiǎn)單，一步即獲得成品，無(wú)過(guò)濾、洗滌、干燥、粉碎過(guò)程，操作簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)過(guò)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)；制備的鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜中，鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)波長(zhǎng)796nm,在482nm的發(fā)光峰分別對(duì)應(yīng)的是Dy3+離子4F9/2 — 6F1572的躍遷福射形成發(fā)光峰，由紅綠光激發(fā)可以發(fā)射藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)了由紅外至綠光的長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光短波發(fā)光。
[0047]請(qǐng)參閱圖2，一實(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(yáng)極4以及透明封裝層5。透明封裝層5中分散有鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料6，鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的化學(xué)式為 SnF4:xDy3+, yYb3+，其中，x 為 0.01 ?0.06，y 為 0.01 ?0.04。
[0048]有機(jī)發(fā)光二極管100的透明封裝層5中分散有鏑鐿共摻雜氟化錫玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料