[发明专利]一种使用蓝色发光层的OLED或柔性透明显示器件

说明书

本发明公开了一种嘧勒胺修饰的g‑C₃N₄蓝色荧光粉及其制备和应用。所述荧光粉的成分为嘧勒胺(C₆N₁₀H₆)修饰的类石墨相氮化碳(g‑C₃N₄)复合物，所述荧光粉的合成是以三聚氰胺为原料，通过高温缩合反应得到。本发明相比现有技术具有以下优点：原料储量丰富，荧光材料不含重金属，无毒无害，对环境友好，具有良好的化学稳定性与生物相容性；本发明所公开的荧光粉的发光效率比纯g‑C₃N₄荧光粉发光效率提高了三倍以上；本发明不仅制备了一种蓝色荧光粉，而且获得了一种适于制作高质量g‑C₃N₄蓝色碳氮量子点的前驱物，该量子点可以作为柔性透明显示器件的发光层。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，尤其涉及一种不含金属离子的无机非金属蓝色荧光粉及其制备技术，具体为使用嘧勒胺修饰的g-C₃N₄非金属蓝色荧光粉的蓝色发光层的OLED或柔性透明显示器件。

背景技术

蓝光是构成可见光的重要光谱成分，利用蓝光通过下转换可以进一步转换为红、橙、黄、绿其它颜色可见光。但在照明与信息显示领域，蓝色荧光粉的控制和合成以及蓝光器件的开发尤为困难。过去使用的蓝色荧光粉主要有，如铝酸盐BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM)、硅酸盐M₃MgSi₂O₈:Eu²⁺(M＝Ba、Sr)、Y₂SiO₅:Ce³⁺以及硫化物ZnS:Cu,Ag等，这类荧光粉通常使用稀土或过渡族金属离子作为激活剂，不仅合成温度高、工艺苛刻，而且价格高昂。此外，由于蓝色光子能量高，在使用过程中随环境温度与时间作用的积累，发光中心或缺陷中心随时间延长缓慢发生变化(如Eu²⁺被氧化为Eu³⁺)，导致发光强度逐渐降低。

量子点(Quantum Dot)发光材料具有发射频率随尺寸变化而改变、发射线宽窄、发光量子效率相对较高以及较高的光稳定性和溶液处理的特性，是未来照明与显示技术发展方案之一。在过去30年间，无机量子点发光材料已被尝试应用于光电子学和生物医学等研究领域，而目前所报道的量子点主要有II-VI族CdSe(S/Te)、III-V族InP(As,Sb)以及贵金属Ag₂Se(S,Te)等，但这类量子点含有重金属元素，使用环境产生污染，不符合绿色环保要求。2013年，中国科学技术大学谢毅课题组报道了一种具有石墨烯二维片层结构的C₃N₄(g-C₃N₄)量子点发光材料(J.Am.Chem.Soc,2013,135,18-21)。C₃N₄量子点不含重金属，不仅无毒无害，而且具有良好的生物相容性与化学性质稳定。但是g-C₃N₄蓝色发光效率比较低，一直无法和稀土与过渡族金属离子激活的蓝色荧光材料相媲美。目前所有文献皆认为碳氮化物的蓝色发光来源于石墨相层状结构的g-C₃N₄，但我们通过对发光机理研究表明，g-C₃N₄发光效率强烈依赖于表面基团。通过控制合成工艺，在g-C₃N₄表面形成嘧勒胺修饰的g-C₃N₄复合结构，能够使荧光粉发光强度提高三倍以上。