一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及荧光粉制备技术领域，涉及一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃及其制备方法，其所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的组分摩尔百分比含量如下：20‑35mol% SiO

A green emitting glass ceramics for wide color gamut backlight display and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃及其制备方法
本专利技术涉及固体发光材料
，更具体地说，涉及一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
LED作为新一代照明光源，其体积小、节能环保、响应快等优点在液晶显示（LCD）领域有着重要的应用。LCD技术对图像质量和色彩饱和度有着严苛的要求，这就对背光源器件的色域覆盖率提出了更高的要求。目前，行业中一般以NTSC（美国国家电视标准委员会）标准来表示，NTSC色域值越高，显示设备能够显示物体的颜色就越鲜艳，越接近真实物体的颜色。因此，开发出光谱谱形应尽量窄（保证其波长与滤波片最大透过区域相匹配）的荧光材料在制备宽色域背光源中就显得格外重要。目前显示用宽色域背光源技术还存在以下优缺点：1、基于传统“InGaN蓝光芯片+YAG:Ce3+黄色荧光粉”方案的白光LED由于谱形宽无法匹配商用滤波片造成能量浪费，同时缺乏红光成分使得显色性不够高，其在CIE1931色度空间中的色域仅为~68%NTSC，不足以满足LCD对背光源质量的苛刻要求。2、近些年，研究者更倾向于采用“蓝光芯片+绿色/红色荧光粉”的方案，其中，人们采用“InGaN蓝光芯片+β-sialon:Eu2+绿粉+CaAlSiN3:Eu2+红粉”，已成功将白光LED基背光源的色域拓展至~82%NTSC。但所使用的绿粉和红粉的谱带都无法满足更高色域覆盖率的要求，同时氮化物制备工艺复杂，价格高昂，红粉与绿粉之间存在着严重的重吸收问题，因而不能满足宽色域LCD的要求。3、蓝光LED耦合钙钛矿量子点CsPbX3（X=Cl，Br，I），例如发光效率高、色纯度高、窄带发射等优点逐渐成为显示领域的研究热点，但是唯一的缺点就是对环境不友好。为提高量子点的稳定性，研究者们采用介孔材料包覆、高分子材料包裹等方法致力于将量子点与外界进行隔离以提升其稳定性。然而，这些方法不能从根本上提高CsPbX3量子点的稳定性。4、当下，荧光粉封装材料的可靠性也一直是白光LED领域所关注的焦点。传统有机硅胶在大功率蓝光芯片的长时间辐照下易发生老化和黄化，造成光源的色衰和色漂移，进而大幅度降低了器件的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃及其制备方法，以解决现有荧光材料物化性能不稳定且色纯度低的缺陷。本专利技术目的之一是提供一种物化性能稳定、色纯度高、长寿命以及色纯度高的用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃。本专利技术目的之二是提供上述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法。本专利技术目的之三是提供上述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的应用，将上述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃作为复合荧光材料的显示用宽色域背光源。本专利技术所公开的技术方案如下：一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃，其组分摩尔百分比含量如下：20-35mol%SiO2；10-30mol%Al2O3；10-25mol%La2O3；0-15mol%MO；0-15mol%BaO；0-10mol%B2O3；0-5mol%TiO2；0-3mol%Na2CO3；0.05-0.5mol%MnCO3;其中，M为Mg或Zn。进一步地，作为本专利技术的优选方案，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的化学式为LaMAl11O19:Mn2+。一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：S1、将SiO2、Al2O3、La2O3、MO、BaO、B2O3、TiO2、Na2CO3和MnCO3粉体置于球磨机中研磨混合均匀后置放入坩埚中，采用球磨方式可以使原料进行充分的混匀，高温熔融时保持各部分组分均一；S2、将坩埚放入电阻炉中加热到1450-1600℃后保温1-4小时使之熔融得到玻璃熔体，而后，将玻璃熔体取出导入模具中成形，本专利技术中采用石墨模具或者铜模，并放入电阻炉中于600-900℃退火5小时以消除内应力，消除内应力主要是增强玻璃的机械强度和热稳定性，保证前驱玻璃不出现自裂现象；S3、将块状前驱玻璃放入电阻炉中加热到950-1150℃后，进行4小时等温热处理，当温度达到形核温度后，玻璃基质中会形成晶核，随着温度的延长晶核逐渐长大，出现目标物相，经过晶化，获得镶嵌晶粒块状微晶玻璃，此时玻璃的透明性下降。进一步地，作为本专利技术的优选方案，所述步骤S2的具体步骤包括有：将坩埚放入电阻炉中加热到1500℃后保温3小时使之熔融得到玻璃熔体，而后，将玻璃熔体快速取出导入模具中成形，并放入电阻炉中于750℃退火5小时以消除内应力，从而得到块状前驱玻璃。进一步地，作为本专利技术的优选方案，步骤S3的具体步骤包括有：将块状前驱玻璃放入电阻炉中加热到1100℃后，进行4小时等温热处理，使之发生部分晶化，获得块状微晶玻璃。进一步地，作为本专利技术的优选方案，所述SiO2的摩尔百分比含量为24-35mol%，SiO2作为玻璃的主要网络骨架成分；所述Al2O3SiO2的摩尔百分比含量为15-28mol%，Al2O3既作为玻璃的网络骨架成分，也作为目标析出晶相的组成成分；所述La2O3SiO2的摩尔百分比含量为10-20mol%，La2O3是目标析出晶相的组成成分；所述MOSiO2的摩尔百分比含量为10-15mol%，MO是目标析出晶相的组成成分；所述BaOSiO2的摩尔百分比含量为6-8mol%，BaO作为玻璃网络修饰体；所述B2O3SiO2的摩尔百分比含量为7-9mol%，B2O3作为玻璃网络修饰体；所述TiO2SiO2的摩尔百分比含量为2-3mol%，TiO2作为玻璃的成核剂；所述Na2CO3SiO2的摩尔百分比含量为2-3mol%，Na2CO3作为玻璃的成核剂；所述MnCO3SiO2的摩尔百分比含量为0.2mol%，MnCO3是目标析出晶相的组成成分。进一步地，作为本专利技术的优选方案，所述SiO2的摩尔百分比含量为30-35mol%；所述Al2O3SiO2的摩尔百分比含量为18-26mol%；所述La2O3SiO2的摩尔百分比含量为12-20mol%；所述MOSiO2的摩尔百分比含量为12-15mol%；所述BaOSiO2的摩尔百分比含量为6-8mol%；所述B2O3SiO2的摩尔百分比含量为7-9mol%；所述TiO2SiO2的摩尔百分比含量为2-3mol%；所述Na2CO3SiO2的摩尔百分比含量为2-3mol%；所述MnCO3SiO2的摩尔百分比含量为0.2mol%。一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的应用，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃作为LCD用荧光材料。进一步地，作为本专利技术的优选方案，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃用于构建蓝光芯片激发的宽色域LCD。本专利技术中，采用以上材料组分和制备方法，可以获得在氧化物玻璃基体中均匀镶嵌LaMAl11O19:Mn2+晶粒的透明微晶玻璃，即得到用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃。其中，Mn离子为绿色发光中心；LaMAl11O19基质结构为磁铁铅矿结构，M离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃，其特征在于，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的组分摩尔百分比含量如下：20-35mol% SiO

【技术特征摘要】
1.一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃，其特征在于，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的组分摩尔百分比含量如下：20-35mol%SiO2；10-30mol%Al2O3；10-25mol%La2O3；0-15mol%MO；0-15mol%BaO；0-10mol%B2O3；0-5mol%TiO2；0-3mol%Na2CO3；0.05-0.5mol%MnCO3;其中，M为Mg或Zn。


2.如权利要求1所述的一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的化学式为LaMAl11O19:Mn2+。


3.一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将SiO2、Al2O3、La2O3、MO、BaO、B2O3、TiO2、Na2CO3和MnCO3粉体置于球磨机中研磨混合均匀后置放入坩埚中；
S2、将坩埚放入电阻炉中加热到1450-1600℃后保温1-4小时使之熔融得到玻璃熔体，而后，将玻璃熔体取出导入模具中成形，并放入电阻炉中于600-900℃退火5小时以消除内应力，从而得到块状前驱玻璃；
S3、将块状前驱玻璃放入电阻炉中加热到950-1150℃后，进行4小时等温热处理，使之发生部分晶化，获得块状微晶玻璃。


4.如权利要求3所述的一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤包括有：将坩埚放入电阻炉中加热到1500℃后保温3小时使之熔融得到玻璃熔体，而后，将玻璃熔体快速取出导入模具中成形，并放入电阻炉中于750℃退火5小时以消除内应力，从而得到块状前驱玻璃。


5.如权利要求4所述的一种用于宽色域背光显示绿光发射微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤包括有：将块状前驱玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴娇，刘伟杰，张勰燊，李小双，王波，曾庆光，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东;44