[发明专利]一种用于彩色显示的微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微晶玻璃，特别是一种用于彩色显示的微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

上转换发光也称为频率上转换发光，是一种利用多光子的吸收产生辐射跃迁的过程，辐射的光子能量通常比泵浦光子的能量高。稀土离子在红外光泵浦下可以产生频率上转换从而发射出可见光。氧氟微晶玻璃是通过把氧氟玻璃在特定的温度进行热处理，使氟化物微晶在玻璃基体中析出而生成的。它既具有氧化物玻璃的优良物化能，又有氟化物晶体声子能量低的优点，是一种理想的稀土掺杂上转换发光材料(参见文献Yuhu Wang and Junichi Ohwaki.New transparent vitroceramics codopedwith Er³⁺ and Yb³⁺ for efficient frequency upconversion，Appl.Phys.Lett.63(24)，1993，3268-3270)。此外，Er³⁺和Tm³⁺在红外光泵浦下可以发射出红、绿、蓝三基色光，并且可以通过双光源泵浦调节其强度(参见文献D.C.Yeh，R.R.Petrin，W.A.Sibley，V.Maigou，J.L.Adam，M.J.Suscavage，Phys.Rev.B 39(1989)80)。但是该体系玻璃的稳定性较差、加工困难，且双光源泵浦结构复杂、发光效率低。因而，为了实现高效的彩色显示，探索用于彩色显示的新型稀土掺杂氧氟微晶玻璃材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于彩色显示的微晶玻璃及其制备方法，该微晶玻璃具有较高的稳定性和上转换发光效率，在980nm激光二极管泵浦下可以实现各种颜色光的输出显示。该微晶玻璃可以用作彩色显示材料。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于彩色显示的微晶玻璃，该微晶玻璃是稀土掺杂氧氟微晶玻璃，其组成如下：

玻璃组分    摩尔百分比

SiO₂        20～60

PbF₂        25～65

AlF₃        9.8～13.9

ErF₃    0～0.5

TmF₃    0～0.15

YbF₃    1～5

一种用于彩色显示的微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：

A、稀土掺杂氧氟玻璃的熔制：选定权利要求1中所述的配方，称量各组分原料并将粉末状原料混合均匀后，放入铂金坩埚中于950～1050℃的硅碳棒电炉中熔化，完全熔化后经澄清均化1～3小时，将玻璃液浇注在预热过的石墨模具上，然后将玻璃迅速移入到已升温至玻璃转变温度(Tg)的马弗炉中进行退火，退火过程为：在玻璃转变温度(Tg)保温3～4小时，然后再以10℃/小时的速度降温至200℃，然后再以20℃/小时的速度降温至100℃后，关闭马弗炉，降温至室温，完全冷却后取出玻璃样品；

B、稀土掺杂氧氟微晶玻璃的制备方法：根据玻璃热分析(DTA)数据，将制得的玻璃样品由室温以50℃/小时的速度升温至玻璃开始析晶温度(Tx)保温1～3小时，然后迅速升温至玻璃析晶峰温度处保温1～3小时，最后以60℃/小时的速率冷却到室温后取出，得到透明的稀土掺杂氧氟微晶玻璃。

本发明的优点在于：

本发明制备的用于彩色显示的微晶玻璃稳定性能良好。

本发明制备的用于彩色显示的微晶玻璃上转换发光性能良好，经实验证明，热处理后的微晶玻璃较玻璃基体本身上转换发光强度有很大提高。

本发明制备的用于彩色显示的微晶玻璃在红外光抽运下可以同时实现红绿蓝三基色光发射、且其强度可调，通过调节掺杂各稀土的含量可以实现各种颜色光的输出显示。

本发明的用于彩色显示的微晶玻璃制备方法相对简单，生产成本也较低。

附图说明

图1为本发明实施例3获得的微晶玻璃的上转换发射光谱。

该光谱图是微晶玻璃样品在980nm LD泵浦下获得的强的上转换可见光发射，从该图可见，发射光包括在650nm红光、550nm绿光和480nm蓝光三个发射峰。

通过调整该微晶玻璃中各种稀土的掺杂含量，可以实现如表1所示的各种颜色的光输出。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明微晶玻璃的6个具体实施例如下表1所示：