一種硫代鎢酸鹽熒光粉及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供了一種硫代鎢酸鹽熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的硫代鎢酸鹽熒光粉結(jié)構(gòu)式為RLa1-x(WS4)2：xTm3+，其中R為L(zhǎng)i、Na、K、Rb或Cs，x的取值范圍為0.01～0.05，具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可由長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光，在475nm位置附近出現(xiàn)由Tm3+離子1G4→3H6的躍遷輻射形成的發(fā)射峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料，在發(fā)光與顯示技術(shù)、激光與光電子技術(shù)以及探測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種硫代鎢酸鹽熒光粉及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域，尤其涉及一種硫代鎢酸鹽熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)由于組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本便宜、自發(fā)光、反應(yīng)時(shí)間短、可彎曲等特性，而得到了極廣泛的應(yīng)用。但由于目前得到穩(wěn)定高效的OLED藍(lán)光材料比較困難，極大的限制了白光OLED器件及光源行業(yè)的發(fā)展。
[0003]上轉(zhuǎn)換熒光材料能夠在長(zhǎng)波(如紅外)輻射激發(fā)下發(fā)射出可見(jiàn)光，甚至紫外光，在光纖通訊技術(shù)、纖維放大器、三維立體顯示、生物分子熒光標(biāo)識(shí)、紅外輻射探測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，可由紅外，紅綠光等長(zhǎng)波輻射激發(fā)出藍(lán)光發(fā)射的銩摻雜硫代鎢酸鹽上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，仍未見(jiàn)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種硫代鎢酸鹽熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為RLah(WS4)2:xTm3+，其中R為L(zhǎng)1、Na、K、Rb或Cs，x的取值范圍為0.01?0.05。硫代鎢酸鹽基質(zhì)除了具有高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的光學(xué)性能，還具有更寬的輻射吸收能級(jí)，可以誘發(fā)更強(qiáng)的波段輻射；而Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射形成475nm波長(zhǎng)區(qū)的發(fā)射峰，提供了白光器件所需要的藍(lán)色光。
[0006]優(yōu)選地，X的取值為0.03。
[0007]第二方面，本發(fā)明提供了一種硫代鎢酸鹽熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0008]步驟S1:按照摩爾比 1: (1-x):4:X 稱(chēng)取 R2S、La2S3、WS3 和 Tm2S3 粉體；
[0009]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合，并在剛玉研缽中研磨20?60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0010]步驟S3:將所述前驅(qū)體在800?1000°C下灼燒0.5?5小時(shí)，然后在100?500°C下保溫0.5?3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉；
[0011]所述硫代鎢酸鹽熒光粉的結(jié)構(gòu)式為RLah(WS4)2:xTm3+，其中R為L(zhǎng)1、Na、K、Rb或Cs，X的取值范圍為0.01?0.05。
[0012]在步驟SI中，以R2S、La2S3、WS3和Tm2S3粉體為原料，其中R為L(zhǎng)1、Na、K、Rb或Cs，即 R2S 為 Li2S' Na2S' K2S, Rb2S 或 Cs2S, x 的取值范圍為 0.01 ?0.05。
[0013]優(yōu)選地，X的取值為0.03。
[0014]優(yōu)選地,粉體在剛玉研缽中研磨40分鐘。
[0015]在步驟S3中，把步驟S2中得到的前驅(qū)體放入在800?1000°C下灼燒0.5?5小時(shí)，灼燒后再將前驅(qū)體在100?500°C下保溫0.5?3小時(shí)。
[0016]優(yōu)選地，灼燒在馬弗爐中進(jìn)行。
[0017]優(yōu)選地，前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)。
[0018]優(yōu)選地，前驅(qū)體經(jīng)灼燒后在250°C下保溫2小時(shí)。
[0019]第三方面，本發(fā)明提供了如本發(fā)明第一方面所述的硫代鎢酸鹽熒光粉在有機(jī)發(fā)光二極管中的應(yīng)用。
[0020]一種有機(jī)發(fā)光二極管，包括基板、陰極、有機(jī)發(fā)光層、透明陽(yáng)極和透明封裝層，其中透明封裝層中分散有如本發(fā)明第一方面所述的硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0021 ] 本發(fā)明制備了銩摻雜硫代鎢酸鹽RLah (WS4) 2: xTm3+上轉(zhuǎn)換熒光粉，可由長(zhǎng)波(570?670nm)輻射激發(fā)出藍(lán)光，在475nm位置附近出現(xiàn)由Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射形成的發(fā)射峰，可以作為藍(lán)光發(fā)光材料。本發(fā)明提供的欽摻雜硫代鎢酸鹽應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管時(shí)，可把有機(jī)發(fā)光層中的部分紅綠光轉(zhuǎn)換成藍(lán)色，與另外的部分紅綠光合成白光，實(shí)現(xiàn)白光照明產(chǎn)品的制備。本發(fā)明提供的制備欽摻雜硫代鎢酸鹽的方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉適用于生產(chǎn)化，反應(yīng)過(guò)程無(wú)工業(yè)三廢，屬綠色環(huán)保，低能耗，高效益產(chǎn)業(yè)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1樣品的光致發(fā)光光譜；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的熒光粉的XRD圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例16提供的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)iLaa 97 (WS4)2:0.03Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0029]步驟S1:稱(chēng)取 Li2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.97mmol:4mmo1:0.03mmol ；
[0030]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨40分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0031]步驟S3:將前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)，然后在250°C下保溫2小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0032]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1樣品在波長(zhǎng)為640nm的光激發(fā)下得到的光致發(fā)光光譜。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明制備的熒光粉可由長(zhǎng)波輻射激發(fā)，得到的475nm的發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的是Tm3+離子1G4 — 3H6的躍遷輻射發(fā)光。
[0033]圖2中曲線為實(shí)施I制備的銩摻雜硫代鎢酸鹽薄膜的XRD曲線，測(cè)試對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)TOF卡片。衍射峰所示為硫代鎢酸鹽的結(jié)晶峰，沒(méi)有出現(xiàn)摻雜元素以及其它雜質(zhì)的衍射峰，說(shuō)明銩摻雜離子是進(jìn)入了基質(zhì)的晶格，形成良好的鍵合。
[0034]實(shí)施例2
[0035]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)iLaa99(WS4)2:0.0lTm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0036]步驟S1:稱(chēng)取 Li2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.94mmol:4mmol:0.0lmmol ；
[0037]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨20分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0038]步驟S3:將前驅(qū)體在800°C下灼燒5小時(shí)，然后在100°C下保溫3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0039]實(shí)施例3
[0040]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)iLaa95(WS4)2:0.05Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0041]步驟S1:稱(chēng)取 Li2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.99mmol:4mmo1:0.05mmoI ；
[0042]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0043]步驟S3:將前驅(qū)體在1000°C下灼燒0.5小時(shí)，然后在500°C下保溫0.5小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0044]實(shí)施例4
[0045]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為NaLaa97(WS4)2:0.03Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0046]步驟S1:稱(chēng)取 Na2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.97mmol:4mmo1:0.03mmol ；
[0047]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨40分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0048]步驟S3:將前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)，然后在250°C下保溫2小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0049]實(shí)施例5
[0050]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為NaLaa99(WS4)2:0.0lTm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0051]步驟S1:稱(chēng)取 Na2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.94mmo1:4mmo1:0.0lmmol ；
[0052]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨20分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0053]步驟S3:將前驅(qū)體在800°C下灼燒5小時(shí)，然后在100°C下保溫3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0054]實(shí)施例6
[0055]—種硫代鶴酸鹽突光粉，結(jié)構(gòu)式為NaLaa95(WS4)2:0.05Tm3+,通過(guò)以下方法制得:
[0056]步驟S1:稱(chēng)取 Na2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.99mmol:4mmo1:0.05mmoI ；
[0057]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0058]步驟S3:將前驅(qū)體在1000°C下灼燒0.5小時(shí)，然后在500°C下保溫0.5小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0059]實(shí)施例7
[0060]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為KLaa97(WS4)2:0.03Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0061]步驟S1:稱(chēng)取 K2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.97mmol:4mmol:0.03mmol ；
[0062]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨40分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0063]步驟S3:將前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)，然后在250°C下保溫2小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0064]實(shí)施例8
[0065]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為KLaa99(WS4)2:0.0lTm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0066]步驟S1:稱(chēng)取 K2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.94mmol:4mmo1:0.0lmmol ；
[0067]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨20分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0068]步驟S3:將前驅(qū)體在800°C下灼燒5小時(shí)，然后在100°C下保溫3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0069]實(shí)施例9
[0070]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為KLaa95(WS4)2:0.05Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0071]步驟S1:稱(chēng)取 K2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.QQmmoI:4mmo1:0.0SmmoI ；
[0072]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0073]步驟S3:將前驅(qū)體在1000°C下灼燒0.5小時(shí)，然后在500°C下保溫0.5小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0074]實(shí)施例10
[0075]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為RbLaa97(WS4)2:0.03Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0076]步驟S1:稱(chēng)取 Rb2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.97mmol:4mmo1:0.03mmol ；
[0077]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨40分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0078]步驟S3:將前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)，然后在250°C下保溫2小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0079]實(shí)施例11
[0080]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為RbLaa99(WS4)2:0.0lTm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0081]步驟S1:稱(chēng)取 Rb2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.94mmol:4mmo1:0.0lmmol ；
[0082]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨20分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0083]步驟S3:將前驅(qū)體在800°C下灼燒5小時(shí)，然后在100°C下保溫3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0084]實(shí)施例12
[0085]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為RbLaa95(WS4)2:0.05Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0086]步驟S1:稱(chēng)取 Rb2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.99mmol:4mmol:0.05mmoI ；
[0087]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0088]步驟S3:將前驅(qū)體在1000°C下灼燒0.5小時(shí)，然后在500°C下保溫0.5小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0089]實(shí)施例13
[0090]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為CsLaa 97 (WS4)2:0.03Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0091]步驟S1:稱(chēng)取 Cs2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.97mmol:4mmo1:0.03mmol ；
[0092]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨40分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0093]步驟S3:將前驅(qū)體在950°C下灼燒3小時(shí)，然后在250°C下保溫2小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0094]實(shí)施例14
[0095]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為CsLaa99(WS4)2:0.0lTm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0096]步驟S1:稱(chēng)取 Cs2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.94mmo1:4mmo1:0.0lmmol ；
[0097]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨20分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0098]步驟S3:將前驅(qū)體在800°C下灼燒5小時(shí)，然后在100°C下保溫3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0099]實(shí)施例15
[0100]一種硫代鎢酸鹽熒光粉，結(jié)構(gòu)式為CsLaa95(WS4)2:0.05Tm3+，通過(guò)以下方法制得:
[0101]步驟S1:稱(chēng)取 Cs2S, La2S3, WS3 和 Tm2S3 粉體，分別為 lmmol:0.99mmol:4mmo1:0.05mmoI ；
[0102]步驟S2:將步驟SI稱(chēng)取的粉體混合并在剛玉研缽中研磨60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體；
[0103]步驟S3:將前驅(qū)體在1000°C下灼燒0.5小時(shí)，然后在500°C下保溫0.5小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉。
[0104]實(shí)施例16
[0105]—種有機(jī)發(fā)光二極管，該有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為依次層疊的基板1、陰極2、有機(jī)發(fā)光層3、透明陽(yáng)極4、透明封裝層5，其中透明封裝層5中分散有實(shí)施例1中制得的熒光粉6。
[0106]圖3為本發(fā)明實(shí)施例16提供的有機(jī)發(fā)光二極管，其中I為基底；2為陰極；3為有機(jī)發(fā)光層；4為透明陽(yáng)極；5為透明封裝層；6為結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)iLaa97(WS4)2:0.03Tm3+的熒光粉。
[0107]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硫代鎢酸鹽熒光粉，其特征在于，結(jié)構(gòu)式為其中I？為[1、版1、X、^或(^，X的取值范圍為0.01?0.05。
2.如權(quán)利要求1所述的硫代鎢酸鹽熒光粉，其特征在于，X的取值為0.03。
3.—種硫代鎢酸鹽熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟31:按照摩爾比1: (1^):4^稱(chēng)取民3、1^233、153和1--粉體； 步驟52:將步驟31稱(chēng)取的粉體混合，并在剛玉研缽中研磨20?60分鐘，得到均勻的前驅(qū)體； 步驟33:將所述前驅(qū)體在800?10001下灼燒0.5?5小時(shí)，然后在100?5001下保溫0.5?3小時(shí)，之后隨爐冷卻到室溫，得到塊狀固體，粉碎后得到所述硫代鎢酸鹽熒光粉； 所述硫代鎢酸鹽熒光粉的結(jié)構(gòu)式為:01113%其中尺為[1、版1、X、詘或(:8, X的取值范圍為0.01?0.05。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述X的取值為0.03。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟52所述粉體在剛玉研缽中研磨40分鐘。
6.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟33中所述灼燒在馬弗爐中進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟33中所述前驅(qū)體在9501下灼燒3小時(shí)。
8.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟33中所述前驅(qū)體經(jīng)灼燒后在2501下保溫2小時(shí)。
9.如權(quán)利要求1所述的硫代鎢酸鹽熒光粉在有機(jī)發(fā)光二極管中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C09K11/84GK104342148SQ201310347148
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】周明杰, 陳吉星, 王平, 張振華 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司