[發明專利]一種用于彩色顯示的微晶玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 200810034494.X
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN101239784A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 張軍杰;段忠超;于春雷;汪國年;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C03C10/14
• 分類號: C03C10/14;C03B32/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及微晶玻璃，特別是一種用于彩色顯示的微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

上轉換發光也稱為頻率上轉換發光，是一種利用多光子的吸收產生輻射躍遷的過程，輻射的光子能量通常比泵浦光子的能量高。稀土離子在紅外光泵浦下可以產生頻率上轉換從而發射出可見光。氧氟微晶玻璃是通過把氧氟玻璃在特定的溫度進行熱處理，使氟化物微晶在玻璃基體中析出而生成的。它既具有氧化物玻璃的優良物化能，又有氟化物晶體聲子能量低的優點，是一種理想的稀土摻雜上轉換發光材料(參見文獻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⁺在紅外光泵浦下可以發射出紅、綠、藍三基色光，并且可以通過雙光源泵浦調節其強度(參見文獻D.C.Yeh，R.R.Petrin，W.A.Sibley，V.Maigou，J.L.Adam，M.J.Suscavage，Phys.Rev.B?39(1989)80)。但是該體系玻璃的穩定性較差、加工困難，且雙光源泵浦結構復雜、發光效率低。因而，為了實現高效的彩色顯示，探索用于彩色顯示的新型稀土摻雜氧氟微晶玻璃材料是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于彩色顯示的微晶玻璃及其制備方法，該微晶玻璃具有較高的穩定性和上轉換發光效率，在980nm激光二極管泵浦下可以實現各種顏色光的輸出顯示。該微晶玻璃可以用作彩色顯示材料。

本發明的技術解決方案如下：

一種用于彩色顯示的微晶玻璃，該微晶玻璃是稀土摻雜氧氟微晶玻璃，其組成如下：

玻璃組分????摩爾百分比

SiO₂????????20～60

PbF₂????????25～65

AlF₃????????9.8～13.9

ErF₃????0～0.5

TmF₃????0～0.15

YbF₃????1～5

一種用于彩色顯示的微晶玻璃的制備方法，包括如下步驟：

A、稀土摻雜氧氟玻璃的熔制：選定權利要求1中所述的配方，稱量各組分原料并將粉末狀原料混合均勻后，放入鉑金坩堝中于950～1050℃的硅碳棒電爐中熔化，完全熔化后經澄清均化1～3小時，將玻璃液澆注在預熱過的石墨模具上，然后將玻璃迅速移入到已升溫至玻璃轉變溫度(Tg)的馬弗爐中進行退火，退火過程為：在玻璃轉變溫度(Tg)保溫3～4小時，然后再以10℃/小時的速度降溫至200℃，然后再以20℃/小時的速度降溫至100℃后，關閉馬弗爐，降溫至室溫，完全冷卻后取出玻璃樣品；

B、稀土摻雜氧氟微晶玻璃的制備方法：根據玻璃熱分析(DTA)數據，將制得的玻璃樣品由室溫以50℃/小時的速度升溫至玻璃開始析晶溫度(Tx)保溫1～3小時，然后迅速升溫至玻璃析晶峰溫度處保溫1～3小時，最后以60℃/小時的速率冷卻到室溫后取出，得到透明的稀土摻雜氧氟微晶玻璃。

本發明的優點在于：

本發明制備的用于彩色顯示的微晶玻璃穩定性能良好。

本發明制備的用于彩色顯示的微晶玻璃上轉換發光性能良好，經實驗證明，熱處理后的微晶玻璃較玻璃基體本身上轉換發光強度有很大提高。

本發明制備的用于彩色顯示的微晶玻璃在紅外光抽運下可以同時實現紅綠藍三基色光發射、且其強度可調，通過調節摻雜各稀土的含量可以實現各種顏色光的輸出顯示。

本發明的用于彩色顯示的微晶玻璃制備方法相對簡單，生產成本也較低。

附圖說明

圖1為本發明實施例3獲得的微晶玻璃的上轉換發射光譜。

該光譜圖是微晶玻璃樣品在980nm?LD泵浦下獲得的強的上轉換可見光發射，從該圖可見，發射光包括在650nm紅光、550nm綠光和480nm藍光三個發射峰。

通過調整該微晶玻璃中各種稀土的摻雜含量，可以實現如表1所示的各種顏色的光輸出。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

本發明微晶玻璃的6個具體實施例如下表1所示：