[發明專利]一種釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310346791.9
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104342133A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 周明杰;陳吉星;王平;鐘鐵濤
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67;H01L51/54
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及熒光粉領域，尤其涉及一種釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉及其制備方法和應用。

背景技術

OLED的全稱Organic?Light?Emitting?Diode，即有機發光二極管。它有很多的優勢，如組件結構簡單、生產成本低、具有自發光的特性，加上OLED的反應時間短，以及可彎曲的特性，讓它的應用范圍極廣。但由于目前穩定高效的OLED藍光材料比較缺乏，使得白光OLED器件及光源行業的發展受到極大的限制。

上轉換熒光材料能夠在長波（如紅外）輻射激發下發射出可見光，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出藍光發射的釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換發光材料，仍未見報道。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉及其制備方法和應用，該熒光粉可以實現由紅外至綠光的長波輻射激發出藍光短波發光，可彌補目前發光材料中藍光材料的不足；本發明提供的釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉的制備方法簡單，能耗小且無工業三廢，生產成本低，可推廣應用；本發明還提供了該釹鐿共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉在制備有機電致發光器件中的應用。

第一方面，本發明提供了一種釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉，所述釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉的化學通式為Zr_1-x-yS₂：xYb³⁺，yNd³⁺，其中，ZrS₂為基質，Yb³⁺和Nd³⁺為摻雜離子，x和y為摩爾系數，x的取值范圍為0.01～0.1，y的取值范圍為0.004～0.06。

優選地，所述x的取值為0.06，所述y的取值為0.02。

本發明提供的釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉，以ZrS₂為基質，Yb³⁺和Nd³⁺為摻雜離子；其中，稀土離子Nd³⁺具有豐富的能級和窄的發射譜線，由于受4f能級外層電子的屏蔽作用，Nd³⁺的能級壽命較長,很適合作為上轉換發射中心；此外，稀土離子Yb³⁺的吸收光譜的最大峰值在980nm，其吸收截面遠大于Nd³⁺，Yb³⁺與Nd³⁺之間某些能級的匹配使得Yb³⁺與Nd³⁺之間能實現能量傳遞，因而Yb³⁺可作為Nd³⁺的上轉換敏化劑，提高Nd³⁺的發光效率和發光強度；另一方面，ZrS₂基質材料不僅具有較高的熱穩定性及光學透明性，相比氧化鋯基質具有更低的聲子能量和更寬的禁帶寬度，能降低稀土離子的無輻射躍遷幾率，進一步提高Nd³⁺的上轉換發光效率。總之，本發明采用Yb³⁺和Nd³⁺共摻雜ZrS₂基質可大大提高Nd³⁺的發光效率和發光強度。

第二方面，本發明提供了一種釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）按0.87～0.98：0.005～0.05：0.002～0.03的摩爾比分別稱取二硫化鋯、三硫化二鐿和三硫化二釹粉體；

（2）將（1）所得粉體進行混合并研磨20～60分鐘，得到混合均勻的粉體前軀體；

（3）將（2）所得混合均勻的粉體前軀體置入煅燒裝置中，于800～1000℃下煅燒0.5～5h，然后降溫至100～300℃，并在此溫度下保溫0.5～3小時后冷卻至室溫，獲得塊狀產物；

（4）將（3）所得塊狀產物進行粉碎后得到所述釹鐿共摻雜硫化鋯上轉換熒光粉，其化學通式為Zr_1-x-yS₂：xYb³⁺，yNd³⁺，其中，ZrS₂為基質，Yb³⁺和Nd³⁺為摻雜離子，x和y為摩爾系數，x的取值范圍為0.01～0.1，y的取值范圍為0.004～0.06。

優選地，所述步驟（1）中，所述二硫化鋯、三硫化二鐿和三硫化二釹粉體的摩爾比為0.94：0.03：0.01。