[发明专利]一种铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料及其制备方法和有机发光二极管

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电材料领域，具体涉及一种铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料及其制备方法和有机发光二极管。

背景技术

有机发光二极管（OLED）是一种以有机材料为发光材料，能把施加的电能转化为光能的能量转化装置。它具有超轻薄、自发光、响应快、低功耗等突出性能，在显示、照明等领域有着极为广泛的应用前景。但由于目前得到稳定高效的OLED蓝光材料比较困难，极大的限制了白光OLED器件及光源行业的发展。

上转换荧光材料能够在长波(如红外)辐射激发下发射出可见光，甚至紫外光，在光纤通讯技术、纤维放大器、三维立体显示、生物分子荧光标识、红外辐射探测等领域具有广泛的应用前景。但是，可由红外，红绿光等长波辐射激发出蓝光发射的铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料，仍鲜见报道。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料及其制备方法和有机发光二极管。本发明提供的铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料可由红绿光长波辐射激发出蓝光短波发光，从而弥补目前蓝光发光材料的不足。

第一方面，本发明提供了一种铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料，其化学式为A_mB_1-m-x Al₂Si₂S₈：xTm³⁺，其中，A和B选自Mg,Ca,Sr和Ba中的任意两种，0.1≤m≤0.9，0.01≤x≤0.05。

优选地，所述0.2≤m≤0.5，所述x为0.03。

铝硅酸盐基质具有高的热、化学稳定性以及良好的光学性能，已经广泛应用在荧光粉，光学信息存储和X射线激发发光材料领域中，而硫代铝硅酸盐基质与之相比，具有更宽的辐射吸收能级，可以诱发更强的波段辐射；而Tm³⁺离子发生¹G₄→³H₆的跃迁辐射形成475nm波长区的发射峰，提供了白光器件所需要的蓝色光。

第二方面，本发明提供了一种铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按摩尔比m∶（1-m-x）：1∶2∶0.5x称取AS，BS，Al₂S₃，SiS和Tm₂S₃粉体，其中，A和B选自Mg,Ca,Sr和Ba中的任意两种，0.1≤m≤0.9，0.01≤x≤0.05；

（2）将步骤（1）称取的粉体混合研磨20～60分钟，得到均匀的粉料前驱体；

（3）将步骤（2）所得前驱体在800～1000℃下灼烧0.5～5小时，之后降温到100～500℃，保温0.5～3小时，然后随炉冷却至室温，得到铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料，其化学式为A_mB_1-m-xAl₂Si₂S₈：xTm³⁺，其中，A和B选自Mg,Ca,Sr和Ba中的任意两种，0.1≤m≤0.9，0.01≤x≤0.05。

优选地，所述0.2≤m≤0.5，所述x为0.03。

优选地，将步骤（1）称取的粉体在刚玉研钵中混合研磨。

优选地，所述研磨时间为40分钟。

优选地，步骤（3）中所述前驱体在950℃下灼烧3小时。

优选地，将所述前驱体在950℃下灼烧3小时，之后冷却到250℃，再保温2小时，然后随炉冷却至室温，得到铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料。

优选地，步骤（3）进一步包括，将随炉冷却至室温后得到的块状铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料粉碎，得到粉体目标产物。得到的粉体目标产物即为硫代铝硅酸盐上转换荧光粉。

第三方面，本发明提供了一种有机发光二极管，该有机发光二极管包括依次层叠的基板、阴极、有机发光层、透明阳极以及透明封装层，所述透明封装层中分散有铥掺杂硫代铝硅酸盐上转换发光材料，其化学式为A_mB_1-m-xAl₂Si₂S₈：xTm³⁺，其中，A和B选自Mg,Ca,Sr和Ba中的任意两种，0.1≤m≤0.9，0.01≤x≤0.05。