一种高效窄带绿光发射的金属卤化物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，公开了一种高效窄带绿光发射的金属卤化物及其制备方法与应用。本发明专利技术所述的金属卤化物的化学组成式为[Ph3PenP]2[MnBr4]；其中，[Ph3PenP]

【技术实现步骤摘要】
一种高效窄带绿光发射的金属卤化物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及发光材料领域，具体涉及一种高效窄带绿光发射的金属卤化物及其制备方法与在背光源显示器件中的应用。

技术介绍

[0002]广色域显示指的是色彩覆盖达到国家电视标准委员会(NTSC)的92％，所制备的器件具有鲜艳的显示颜色。广色域显示中所需的白光器件是由红绿蓝(RGB)三种颜色组装实现的，其所用的RGB材料一般具有窄带发射。广色域显示技术推动了具有明亮窄带发射的发光材料的发展。因此，人们把研究集中在半高宽峰小于等于40nm的窄带发光材料，例如CdSe/ZnS量子点和CsPbX3(X＝Cl,Br,I)量子点，然而这些材料中的Cd元素以及Pb元素具有很强的毒性，不适用于商业制备和应用。近年来，越来越多的窄带荧光粉也受到了广泛的关注，例如报道的一些窄带红粉Sr[LiAl3N4]:Eu
2+
(Narrow
‑
band red
‑
emitting Sr[LiAl3N4]:Eu
2+
as a next
‑
generation LED
‑
phosphor material.Nat.Mater.2014,13,891
‑
896)、Sr[Li2Al2O2N2]:Eu
2+
(Sr[Li2Al2O2N2]:Eu
2+
‑
A high performance red phosphor to brighten the future.Nat.Commun.2019,10,1824)，窄带绿粉RbNa(Li3SiO4)2:Eu
2+
(Polyhedron Transformation toward Stable Narrow
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Band Green Phosphors for Wide
‑
Color
‑
Gamut Liquid Crystal Display.Adv.Funct.Mater.2019,29,1901988)以及窄带蓝粉SrLi2[Be4O6]:Eu
2+
(Ultra
‑
Narrow
‑
Band Blue
‑
Emitting Oxoberyllates AELi2[Be4O6]:Eu
2+
(AE＝Sr,Ba)Paving the Way to Efficient RGB pc
‑
LEDs.Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,8739
‑
8743)等。然而这些氧化物或氮化物荧光粉材料的制备工艺中涉及高温，这就导致了能量的损耗，且所需的成本较高。
[0003]零维金属卤化物发光材料由于其结构的多样性乃至发光的可调性以及高效的发光性能在发光领域显示出优异的应用前景，目前已成为研究热点。且这类材料的制备方法简便，成本低廉，使用溶液法在室温或者200℃以下的温度就能进行反应，特别是有机
‑
无机杂化类的零维金属卤化物发光材料，它们兼具了无机部分的高效发光性能和有机部分的柔性特点。这类材料可以通过对有机组分的裁剪和调换形成具有不同结构的材料，从而调控其发光性能。值得注意的是，这些有机
‑
无机杂化零维金属卤化物发光材料中的金属通常是具有ns2最外层电子构造的Pb
2+
、Sn
2+
、Sb
3+
、Te
4+
等，它们与卤素离子以及有机阳离子组装后形成的材料的发光往往来自于自陷激子(STE)发射，其主要特征是具有较宽的光谱发射带，不利于应用于广色域的背光源显示。因此，寻找具有窄带发射且适合用于背光源显示的有机
‑
无机杂化金属卤化物发光体系是目前金属卤化物发光材料用于背光源显示的难点和热点。这一研究对金属卤化物发光材料在背光源显示的实际应用具有重要的科学意义。
[0004]Mn
2+
也是一种优异的发光离子，其发光来源于d
‑
d轨道。与卤素离子以及有机阳离子组成的有机
‑
无机杂化材料具有窄的发射带。目前已报道这类材料与卤素离子形成的四配位结构具有窄带绿光发射；而与卤素离子形成的六配位八面体结构具有红光发射。它们的光致发光量子产率与两个Mn
2+
离子之间的距离有关。一般来说，Mn
‑
Mn间距离较大则得到
的材料具有较大的光致发光量子产率，即发光性能更好。相对于锰基氯化物来说，锰基溴化物引入了更重的溴原子，提升了旋轨耦合，使得光致发光量子产率更高。此外，基于Mn
2+
离子的有机
‑
无机杂化发光材料的制备工艺简单，目前可以通过简单的混合研磨或者溶液法快速得到高产量的目标产物。
[0005]近年来，这类窄带绿光发射材料在背光源显示中有一定的研究，例如有文献报道的利用窄带绿光发射的(C8H
20
N)2MnBr4和红光发射的C4H
12
NMnCl3与蓝光芯片组成得到光效为96lm/W的白光器件(Highly Efficient and Tunable Emission of Lead
‑
Free Manganese Halides toward White Light
‑
Emitting Diode and X
‑
Ray Scintillation Applications.Adv.Funct.Mater.2021,2009973)。另外，也有文献报道一例由(C
24
H
20
P)2MnBr4与商用窄带红粉K2SiF6:Mn
4+
(KSF:Mn
4+
)制成的白光器件，其光效可以达到118.19lm/W，色域为NTSC的105.3％(Manipulation of Cl/Br transmutation in zero
‑
dimensional Mn
2+
‑
based metal halides toward tunable photoluminescence and thermal quenching behaviors.J.Mater.Chem.C 2021,9,2047
‑
2053)。上述文献说明，利用窄带绿光发射的锰(II)基有机
‑
无机杂化材料制备白光器件应用在背光源显示中是切实可行的。然而，上述文献中的光效和色域仍然存在提升空间。因此，寻找由这类窄带绿光发射材料制成的具有高光效、大色域的白光器件仍然需要探索，也是目前研究中亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的之一是开发一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效窄带绿光发射的金属卤化物，其特征在于，所述金属卤化物的化学组成式为[Ph3PenP]2[MnBr4]，其中，[Ph3PenP]
+
为戊基三苯基膦阳离子。2.一种权利要求1所述的高效窄带绿光发射的金属卤化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将溴化锰与戊基三苯基溴化膦[Ph3PenP]Br混合溶于溶剂中，在加热搅拌作用下至完全或部分溶解；(2)将步骤(1)的溶液趁热过滤得到澄清溶液；(3)将步骤(2)的溶液在反溶剂的作用下静置或者直接静置挥发，待析出晶体或粉末；(4)通过抽滤分离出步骤(3)析出的晶体或粉末，使用有机溶剂洗涤两到三次，再放置在真空干燥箱中干燥，得到籽晶或粉末，即所述窄带绿光发射的金属卤化物。3.根据权利要求2所述的一种高效窄带绿光发射的金属卤化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溴化锰与戊基三苯基溴化膦[Ph3PenP]Br的摩尔比为1:4或1:3或1:2或1:1。4.根据权利要求2所述的一种高效窄带绿光发射的金属卤化物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为乙腈...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志国，金建策，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：