[發明專利]一種銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310348080.5
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104342135A
• 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，尤其涉及一種銩鈥共摻雜二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銩鈥共摻雜二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，本發明提供了一種銩鈥共摻雜二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；本發明提供的銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉的制備方法簡單，可制得表面缺陷相對較少、結晶度好和晶體結構完善的銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉，是十分值得推廣的制備上轉換熒光粉的方法；本發明還提供了銩鈥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，本發明提供了一種銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉，所述銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉的化學通式為ZrS₂：xTm³⁺，yHo³⁺，其中，ZrS₂為基質，Tm³⁺和Ho³⁺為摻雜離子，x和y為摩爾系數，x的取值范圍為0.002～0.06，y的取值范圍為0.002～0.04。

優選地，所述x的取值為0.03，所述y的取值為0.01。

本發明提供的銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉，以ZrS₂為基質，Tm和Ho為摻雜元素；其中，稀土離子Tm³⁺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，Tm³⁺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Ho³⁺的吸收截面大于Tm³⁺，Ho³⁺與Tm³⁺之間某些能級的匹配使得Ho³⁺與Tm³⁺之間能實現能量傳遞，因此，Ho³⁺可作為Tm³⁺的上轉換敏化劑，提高Tm³⁺的上轉換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Tm³⁺的上轉換發光效率。總之，本發明采用Ho³⁺與Tm³⁺共摻雜ZrS₂基質可大大提高Tm³⁺的上轉換發光效率和發光強度。

第二方面，本發明提供了一種銩鈥共摻雜二硫化鋯上轉換熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）按0.91～0.996：0.001～0.03：0.001～0.02的摩爾比分別稱取二氧化鋯、三氧化二銩和三氧化二鈥粉體；

（2）將（1）所得粉體溶于硫化氫水溶液中，隨后加入分散劑，混合均勻后得到前驅體溶液，在所述前驅體溶液中，所述金屬陽離子Zr⁴⁺、Tm³⁺和Ho³⁺的總濃度為0.5～3mol/L，所述硫化氫與二氧化鋯粉體的摩爾比為（2.5～4）：1；

（3）將（2）所得前驅體溶液導入噴霧干燥儀中，設置噴霧干燥儀的入口溫度為150～220℃，出口溫度為100～130℃，以1～15L/min的氣體流量通入惰性氣體或還原氣體，對所述前驅體溶液進行噴霧干燥處理，得到熒光粉前驅體；