一種稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法和有機發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1-x-y(MoS4)2：xPr3+,yYb3+，其中，0.01≤x≤0.08，0≤y≤0.1。該稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3P0→3H4的躍遷輻射形成發(fā)射峰，可作為藍光發(fā)光材料。本發(fā)明還提供了該稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法以及使用該稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的有機發(fā)光二極管。
【專利說明】一種稀土摻雜硫代鉬酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法和有機發(fā)光二極管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體光電材料領(lǐng)域，具體涉及一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法和有機發(fā)光二極管。

【背景技術(shù)】
[0002]有機發(fā)光二極管(OLED)是一種以有機材料為發(fā)光材料,能把施加的電能轉(zhuǎn)化為光能的能量轉(zhuǎn)化裝置。它具有超輕薄、自發(fā)光、響應(yīng)快、低功耗等突出性能，在顯示、照明等領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用前景。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)射的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及其制備方法和有機發(fā)光二極管。本發(fā)明提供的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可由紅綠光長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光，從而彌補目前藍光發(fā)光材料的不足。本發(fā)明制備工藝易于控制，有利于器件的工業(yè)化生產(chǎn)，以及加工成本低廉，具有極為廣闊的商業(yè)化發(fā)展前景。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1^y (MoS4)2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01 彡 x 彡 0.08，O 彡 y 彡 0.1。
[0006]優(yōu)選地，所述X為0.05，所述y為0.06。
[0007]鑰酸鹽基質(zhì)具有高的熱、化學穩(wěn)定性以及良好的光學性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在熒光粉，光學信息存儲和X射線激發(fā)發(fā)光材料領(lǐng)域中，而硫代鑰酸鹽基質(zhì)與之相比，具有更寬的輻射吸收能級，可以誘發(fā)更強的波段輻射；而？1.3+離子發(fā)生3Ptl^ 3H4的躍遷輻射形成485nm波長區(qū)的發(fā)射峰，提供了白光器件所需要的藍色光；Yb離子在該發(fā)光材料體系中充當敏化離子的作用，把基質(zhì)吸收的能量更多的傳遞到發(fā)光中心離子以得到更高的發(fā)光效率。
[0008]第二方面，本發(fā)明提供了一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)根據(jù)摩爾比 I:(l-x-y):4:x:y 稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，其中，0.01 彡 X 彡 0.08，0 彡 y 彡 0.1 ;
[0010](2)將步驟(I)中稱取的粉體溶于硫化氫、硫化氫銨或硫化銨水溶液中，得到混合溶液，向所述混合溶液中滴入草酸和氨水；
[0011](3)當所述混合溶液中不再生成沉淀時，繼續(xù)向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)混合溶液的PH值至7.5?10，靜置I?4小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0012](4)將所述沉淀物洗滌后，于900?130(TC下焙燒0.5?5h，得到稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1^(MoS4)2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01 ^ x ^ 0.08，O ^ y ^ 0.10
[0013]優(yōu)選地，所述X為0.05，所述y為0.06。
[0014]優(yōu)選地，在滴入草酸和氨水的過程中，邊滴加邊攪拌所述混合溶液。
[0015]優(yōu)選地，步驟(3)中，調(diào)節(jié)所述混合溶液的PH值至8。
[0016]優(yōu)選地，步驟(3)中，所述靜置時間為2小時。
[0017]優(yōu)選地，步驟(4)中，將所述沉淀物洗滌后，于1000°C下焙燒2小時。
[0018]優(yōu)選地，步驟(4)中，所述洗滌操作為:用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌。
[0019]上述化學共沉淀法制備得到的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，具有組成均勻、純度高、顆粒細等優(yōu)點。
[0020]第三方面，本發(fā)明提供了一種有機發(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、透明陽極以及透明封裝層，所述透明封裝層中分散有稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1^ (MoS4) 2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01 彡 X 彡 0.08,0 彡 y 彡 0.1。
[0021]所述稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發(fā)射峰，從而獲得白光發(fā)射的有機發(fā)光二極管所需要的藍色光。
[0022]綜上，本發(fā)明提供的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可由紅外至綠光的長波輻射激發(fā)出藍光短波發(fā)光，在485nm波長區(qū)由Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷輻射形成發(fā)射峰，可作為藍光發(fā)光材料，從而彌補目前藍光發(fā)光材料的不足，促進白光OLED器件的發(fā)展。本發(fā)明提供的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，合成溫度低，制備的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有組成均勻、純度高、顆粒細等優(yōu)點。本發(fā)明制備工藝易于控制，有利于器件的工業(yè)化生產(chǎn)，以及加工成本低廉，具有極為廣闊的商業(yè)化發(fā)展前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0024]圖1為本發(fā)明實施例1的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例1的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例7中有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]實施例1
[0029]一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0030](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，分別為 Immol,0.89mmol,4mmol，0.05mmol,0.06mmol ；
[0031](2)將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到8左右，靜置2小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0032](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在1000°C下焙燒2小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa89(MoS4)2:0.05Pr3+, 0.06Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0033]經(jīng)光譜掃描獲知，本實施例所得LiLaa89(MoS4)2:0.05Pr3+，0.06Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉的較佳激發(fā)波長為980nm。圖1中的曲線I是實施例1的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的光致發(fā)光光譜。圖1顯示，在激發(fā)波長980nm下，得到485nm的發(fā)光峰，對應(yīng)的是Pr3+離子3Ptl — 3H4的躍遷輻射發(fā)光。曲線2是同樣制備條件下不摻雜共摻Y(jié)b元素的對比例樣品LiLaa89(MoS4)2:0.05Pr3+上轉(zhuǎn)換熒光粉的光致發(fā)光光譜。圖1的結(jié)果說明添加了 Yb元素可以有效提聞發(fā)光材料的發(fā)光效率。
[0034]圖2為實施例1制備的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的XRD圖，測試對照標準PDF卡片。衍射峰所示為硫代鑰酸鹽基質(zhì)的結(jié)晶峰，沒有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的衍射峰，說明鐠鐿摻雜離子是進入了基質(zhì)的晶格，形成良好的鍵合。
[0035]實施例2
[0036]一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0037](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，分別為 Immol,0.82mmol,4mmol，0.08mmol,0.1mmol ；
[0038]( 2 )將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到10左右，靜置I小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0039](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在900°C下焙燒0.5小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa82(MoS4)2:0.08Pr3+, 0.1Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0040]實施例3
[0041]一種鐠摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0042](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3 和 Pr2S3 粉體，分別為 Immol，0.99mmol，4mmol，0.0lmmol ；
[0043]( 2 )將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到9.5左右，靜置1.5小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0044](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在1300°C下焙燒I小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa99(MoS4)2:0.0lPr3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0045]實施例4
[0046]—種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0047](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，分別為 Immol,0.87mmol,4mmol，0.04mmol,0.09mmol ；
[0048]( 2 )將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到8.5左右，靜置2.5小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0049](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在950°C下焙燒1.5小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa87(MoS4)2:0.04Pr3+, 0.09Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0050]實施例5
[0051]一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0052](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，分別為 Immol,0.9Immo1,4mmoI,0.07mmol,0.02mmo1 ；
[0053]( 2 )將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到7.5左右，靜置3.5小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0054](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在1050°C下焙燒2.5小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa91 (MoS4)2:0.07Pr3+, 0.02Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0055]實施例6
[0056]一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，步驟包括:
[0057](I)稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，分別為 Immol,0.88mmol,4mmol，0.06mmol,0.Bmmol ；
[0058]( 2 )將上述稱取的粉體全部溶于硫化氫水溶液中，得到混合溶液，邊攪拌邊向混合溶液中滴入草酸和氨水，當混合溶液中不再生成沉淀物時，繼續(xù)滴加氨水，將混合溶液PH值調(diào)節(jié)到8左右，靜置4小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物；
[0059](3)將所得沉淀物用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌，最后在1200°C下焙燒5小時，得到最終產(chǎn)物LiLaa88(MoS4)2:0.06Pr3+, 0.06Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉。
[0060]實施例7
[0061]—種有機發(fā)光二極管，結(jié)構(gòu)如圖3所不,包括依次層疊的基板101、陰極102、有機發(fā)光層103、透明陽極104以及透明封裝層105，所述透明封裝層105中分散有本發(fā)明實施例I制備的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料LiLaa89(MoS4)2:0.05Pr3+, 0.06Yb3+上轉(zhuǎn)換熒光粉106。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，其化學式為LiLa1^y (MoS4)2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01 彡 x 彡 0.08，O 彡 y 彡 0.1。
2.如權(quán)利要求1所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于，所述X為0.05，所述 y 為 0.06。
3.—種稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)根據(jù)摩爾比I:(l-x-y):4:x:y 稱取 Li2S, La2S3, MoS3, Pr2S3 和 Yb2S3 粉體，其中，0.01 彡 X 彡 0.08,0 ^ y ^ 0.1 ； (2)將步驟(I)中稱取的粉體溶于硫化氫、硫化氫銨或硫化銨水溶液中，得到混合溶液，向所述混合溶液中滴入草酸和氨水； (3)當所述混合溶液中不再生成沉淀時，繼續(xù)向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)混合溶液的PH值至7.5?10，靜置I?4小時使沉淀完全，過濾，得到沉淀物； (4)將所述沉淀物洗滌后，于900?1300°C下焙燒0.5?5h，得到稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1^y(MoS4)2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01 ^ x ^ 0.08，O ^ y ^ 0.10
4.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述X為0.05，所述y為0.06。
5.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，在滴入草酸和氨水的過程中，邊滴加邊攪拌所述混合溶液。
6.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟(3 )中，調(diào)節(jié)所述混合溶液的PH值至8。
7.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述靜置時間為2小時。
8.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，將所述沉淀物洗滌后，于KKKTC下焙燒2小時。
9.如權(quán)利要求3所述的稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述洗滌操作為:用無水乙醇和蒸餾水反復洗滌。
10.一種有機發(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、透明陽極以及透明封裝層，其特征在于，所述透明封裝層中分散有稀土摻雜硫代鑰酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其化學式為LiLa1^ (MoS4) 2:xPr3+, yYb3+，其中，0.01彡x彡0.08，O ^ y ^ 0.10
【文檔編號】C09K11/84GK104342146SQ201310346795
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】周明杰, 陳吉星, 王平, 鐘鐵濤 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