[發(fā)明專利]一種色度隨溫度可調(diào)的發(fā)光材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610876953.3
• 申請(qǐng)日: 2016-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN106554777B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁宏斌;劉春夢(mèng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/78
• 分類號(hào): C09K11/78
• 代理公司: 廣州市深研專利事務(wù)所 44229
• 代理人: 姜若天

本發(fā)明公開了一種色度隨溫度可調(diào)的發(fā)光材料及其制備方法與應(yīng)用。化學(xué)組成表示式為：Lu_(1?x)Pr_xNbO₄,式中x為激活離子Pr³⁺相對(duì)基質(zhì)稀土離子Lu³⁺占的摩爾百分含量，取值范圍：0.001≤x≤0.10。本發(fā)明利用了LuNbO₄基質(zhì)中NbO₄^3?基團(tuán)的有效發(fā)光，結(jié)晶度高，發(fā)光質(zhì)量好。由于基質(zhì)材料中含有稀土離子Lu³⁺，有利于Pr³⁺離子的摻雜。LuNbO₄基質(zhì)發(fā)射藍(lán)光，Pr³⁺在LuNbO₄基質(zhì)中主要發(fā)射紅光。隨著溫度的升高，基質(zhì)向Pr³⁺離子的能量傳遞效率逐漸增大，Pr³⁺的紅光發(fā)射在較高溫度時(shí)仍未發(fā)生溫度猝滅，導(dǎo)致藍(lán)光發(fā)射逐漸減弱，紅光發(fā)射逐漸增強(qiáng)。該發(fā)光材料隨溫度升高具有發(fā)光色度的可調(diào)節(jié)性，在制備光敏器件時(shí)不需要用多種不同色度的發(fā)光材料混合，避免了不同發(fā)光材料間的光吸收。合成步驟簡(jiǎn)單，易于操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光致發(fā)光材料和照明顯示技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種色度隨溫度可調(diào)的發(fā)光材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

發(fā)光材料的用途廣泛，實(shí)現(xiàn)發(fā)光材料發(fā)光的激發(fā)能量形式有多種，例如紫外-可見光、氣體放電、電場(chǎng)、X射線、陰極射線等。隨著高品質(zhì)照明與顯示器件的廣泛應(yīng)用，制備方法簡(jiǎn)單、發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)的稀土發(fā)光材料越來(lái)越重要。

發(fā)光是物體內(nèi)部以某種方式吸收能量后轉(zhuǎn)化為光輻射的過(guò)程。當(dāng)物體受到諸如光的照射、外加電場(chǎng)或電子束轟擊后，材料吸收的能量通過(guò)光的形式釋放出來(lái)。最主要的發(fā)光形式有兩種，一種是基質(zhì)材料吸收激發(fā)能量并轉(zhuǎn)化為發(fā)光形式釋放。另一種是基質(zhì)將吸收的能量傳遞給激活離子，通過(guò)激活離子不同能級(jí)之間的輻射躍遷實(shí)現(xiàn)發(fā)光。例如發(fā)光材料YNbO₄:Eu³⁺/Tb³⁺, LaNbO₄:Eu³⁺/Tb³⁺，基質(zhì)YNbO₄和LaNbO₄可以吸收近紫外光并發(fā)射藍(lán)光，基質(zhì)將能量傳遞給摻雜的稀土離子Eu³⁺和Tb³⁺后，使其分別發(fā)出明亮的紅光和綠光。參閱文獻(xiàn)1：X.M Liu,Y. Lu?,C. Chen,et al. , J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 27516-27524.參閱文獻(xiàn)2：K. Li, Y. Zhang, X.J. Li, et al. , Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17,4283-4292.

稀土鈮酸鹽（LnNbO₄）由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，高的熱穩(wěn)定性和輻射轉(zhuǎn)換效率，自激活的發(fā)光中心NbO₄^3-，及易于稀土離子摻雜等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料領(lǐng)域。近紫外光激發(fā)下，Pr³⁺離子具有特征的藍(lán)綠光（³P₀→³H₄）和紅光（¹D₂→³H₄）發(fā)射，在閉殼過(guò)渡金屬鈮酸鹽LuNbO₄基質(zhì)中，價(jià)間電荷遷移Pr³⁺ + Nb⁵⁺? Pr⁴⁺ + Nb⁴⁺態(tài)使³P₀激發(fā)態(tài)有效猝滅，¹D₂發(fā)射增強(qiáng)，從而使Pr³⁺在LuNbO₄基質(zhì)中主要發(fā)射紅光。升高溫度，基質(zhì)向Pr³⁺離子的能量傳遞效率增強(qiáng)，導(dǎo)致藍(lán)光和紅光的發(fā)射比例發(fā)生改變，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光色度隨溫度連續(xù)可調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容