[發明專利]一種銩摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310440220.1
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN104449715A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 周明杰;陳吉星;王平;張振華
• 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: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78;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，尤其涉及一種銩摻雜鈧硼酸鹽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摻雜鈧硼酸鹽上轉換發光材料，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摻雜鈧硼酸鹽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；本發明提供的銩摻雜鈧硼酸鹽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；本發明還提供了該銩摻雜鈧硼酸鹽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摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉，所述銩摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉的化學通式為RSc₂BO₅：xTm³⁺，其中，RSc₂BO₅為基質，Tm³⁺為激活元素，R為Li，Na，K，Rb或Cs，x的取值范圍為0.01～0.08。

優選地，所述x的取值為0.04。

本發明提供的銩摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉，以RSc₂BO₅為基質，Tm³⁺為摻雜離子；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，作為材料的發光中心，受激發后Tm³⁺發生¹G₄→³H₆躍遷，發出475nm的藍光發射峰。

另一方面，RSc₂BO₅基質材料不僅具有較高的熱穩定性及光學透明性，還具有較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⁺的上轉換發光效率和發光強度，與普通LiB₃O₅基質相比，RSc₂BO₅基質具有更寬的長波吸收范圍，可以使更多的紅光轉換成藍光，實現較高的上轉換效率。

第二方面，本發明提供了一種銩摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）按1：2：1：0.01～0.08的摩爾比分別稱取碳酸鹽、三氧化二鈧、三氧化二硼和三氧化二銩粉體；

（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900～1400℃下煅燒0.5～5h，然后降溫至600～800℃，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銩摻雜鈧硼酸鹽上轉換熒光粉，其化學通式為RSc₂BO₅：xTm³⁺，其中，R為Li，Na，K，Rb或Cs，x的取值范圍為0.01～0.08。

優選地，所述步驟（1）中，所述碳酸鹽（R₂CO₃）、三氧化二鈧（Sc₂O₃）、三氧化二硼（B₂O₃）和三氧化二銩（Tm₂O₃）粉體的摩爾比為1：2：1：0.01：0.04。

優選地，所述步驟（1）中，所述R₂CO₃，Sc₂O₃，B₂O₃和Tm₂O₃粉體的純度為99.9%。