[发明专利]一种发光可调的异质同晶稀土配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体涉及一种发光可调的异质同晶稀土配合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，新型发光材料在平面显示背光源和普通固态发光照明等领域中成为新的增长点。其中，稀土配合物发光材料因具有化学修饰性强、选择范围广、易于提纯、发光效率高以及可以产生红、绿、蓝等各种颜色的光等特点，因而在各种单色发光及复合发光领域中开辟了一片崭新的天地。但到目前为止，利用上述材料来产生多种颜色可调发光的例子基本限于形成激基复合物，利用多组分发光材料的组合产生不同颜色的发光。但这种途径通过把不同的发光中心机械的混合在一起，会存在组分不均匀的现象，从而导致发光不均匀，出现色差等情况。另外，这类材料不是单晶，无法通过单晶衍射来确定其具体结构，这样就很难建立构效关系，对材料发光性能的进一步改进存在困难，且无法对材料的发光机理(传能过程)进行深入的研究。另外这种多组分发光材料的重复性较差，不利于实现产业化应用。与之相比较，若能通过异质同晶机理制备得到单一相的发光可调性稀土配合物材料，则将在机理探讨、构效关系提高和器件应用方面具有更大的价值和潜力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的多组分发光材料发光性能的不足，提供一种发光可调的异质同晶稀土配合物，所述配合物具有均匀性好、发光连续可调、无色差的特点。

本发明的另一目的在于提供上述发光可调的异质同晶稀土配合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述发光可调的异质同晶稀土配合物在制备节能环保型发光可调器件中的应用。     本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种发光可调的异质同晶稀土配合物，所述稀土配合物具有如下结构式：[Eu_xTb_yA_z(TTP)₂H₂O]Cl₃·nH₂O；

其中，0≤x，y，z≤1,x,y,z至少任意两个参数的值不同时为0，且x+y+z=1；A= Ce或Gd；n=7~10;

所述TTP为具有式（Ⅰ）所示结构的配体:

（Ⅰ）。

本发明所述的配体可以有效地与Eu³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺、Gd³⁺等不同稀土离子进行配位，分别得到可发出明亮的红(Eu)、绿(Tb)、蓝(Ce和Gd)单色发光的含有单一稀土配合物的晶体。其中稀土离子的配位数为七，配位构型是五角双锥，六个配位点来自于六个不同配体上的氧原子，另外一个来自配位水上的氧。

同时，由于Eu³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺、Gd³⁺离子在与TTP配位时具有异质同晶的特性，并基于红绿蓝三基色组合实现可调性发光的原理，我们在设定晶体生长条件时，将具有不同比例的红绿蓝三色发光中心的稀土离子生长在同一颗单晶体中，从而得到具有发光可调性的新型异质同晶稀土配合物单一晶体材料。用该配合物得到的不同颜色的可调性发光不需要通常采用的红绿蓝三基色的分光和混光处理，从而避免了光能浪费；整个发光过程都是配合物内部的能量传递，因而发光效率在理论上可以达到很高的程度；发光过程只涉及单一的均相配合物，因而稳定性和重现性高；此外，还可以通过对配体的修饰来进一步改善发光亮度、效率和不同颜色发光的理想程度。因此，所述稀土配合物有望成为一种获得可调性发光的新型优异材料。

所述发光可调的异质同晶稀土配合物的制备方法，包括如下步骤：

按稀土金属离子总摩尔数：配体摩尔数=1：1.5~2.5的比例，将稀土金属盐溶解于丙酮中，然后将所得丙酮溶液混到溶有配体的水中，搅拌，过滤，混合溶液在常温下放置，让丙酮自行扩散后，溶液析出晶体即为所述稀土配合物。

作为一种优选方案，所述稀土金属离子总摩尔数：配体摩尔数优选为1:2的比例。

作为一种优选方案，所述溶液在常温下放置的时间优选为3~7天。

根据稀土离子比例的不同，可得到发光连续可调的单一组分材料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明制备的稀土配合物为单晶体材料、发光稳定性好，亮度高，颜色连续可调；采用该配合物得到的不同颜色的可调性发光不需要通常采用的红绿蓝三基色的分光和混光处理，从而避免了光能浪费；配合物发光效率在理论上可以达到很高的程度；