【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光玻璃，尤其涉及一种用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃及其制备方法。
技术介绍
1、白光发光二极管(wled)光源凭借其发光效率高、能耗低、使用寿命长等优点，在照明、显示领域具有举足轻重的地位。但随着显示技术的更新发展以及市场应用需求的不断提升，黄色y3al5o12:ce3+(yag:ce3+)荧光粉与蓝光led芯片封装，利用蓝光与黄光混合形成白光的传统wled发光方式，其缺点日益凸显，如应用功率低，色纯度不足，色域范围小等，严重限制了其在需要超高亮度、超纯显色、超宽色域等场景中的使用。而基于激光二极管(ld)的激光光源在大功率激发下仍能保持较高的发光效率，具有亮度高、体积小、输出稳定等优点，此外蓝光ld的线发射更有助于产生超高和宽色域的白光，受到了研究者的广泛关注。
2、与wled类似，激光光源利用荧光粉在蓝光ld激发下产生白光输出从而达到发光颜色转换的目的。然而，由于蓝光ld的超高功率密度，荧光转换材料极易产生热聚集，从而引起热猝灭，受限于有机树脂和硅胶的导热率低和耐热性差，传统封装材料显然并不适用于激光光源，亟需开发兼具优异发光性能和耐激光辐照特性的新型无机荧光材料。荧光玻璃(pig)既保留了荧光粉的高发光效率，又具有玻璃高导热、性能稳定、低膨胀等优点，同时制备工艺简单、成本低、尺寸形状多变，成了替代传统材料的不二之选。然而目前以yag:ce3+为首的商用荧光粉，通常具有宽的发射带(半宽峰超100nm)，色彩再现能力极其有限，在国际照明委员会(cie)1931标准系统中色域范围仅能达到国家电视
3、因此，研究开发具有超宽色域范围、真实色彩还原的新型荧光玻璃是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃，所述pr掺杂荧光玻璃包括玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+；所述玻璃粉体是由磷酸盐基质玻璃、稀土氧化物pr2o3制备而成。本专利技术采用pr2o3为掺杂稀土氧化物，利用pr3+的3p2，1i6+3p1，3p0，1d2能级的强吸收，对黄色荧光粉yag:ce3+发光光谱进行调整，同时利用3p0→3h6等能级间的特征跃迁过程，补偿红光，并最终对荧光玻璃的色域范围进行调整与拓宽。
4、进一步地，所述玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+的质量比为90∶10。本专利技术综合复合荧光玻璃材料的熔制温度和发光性能，采用上述配比，既降低了熔制过程中yag:ce3+黄色荧光粉被腐蚀的可能性，又确保了材料的发光性能处于较优水平。
5、进一步地，所述磷酸盐基质玻璃原料组分按摩尔百分比计，包括sno：25％；zno：20％；gd2o3：10％；nh4h2po4：45％。本专利技术采用低熔点的磷酸盐作为主要玻璃原料，具有较低的玻璃转变温度，降低了玻璃熔融温度，减少了熔制过程中对荧光粉的腐蚀作用，有利于提高荧光材料的发光性能。
6、进一步地，所述稀土氧化物pr2o3的外掺浓度按摩尔百分比计为0.5-2％。本专利技术综合荧光玻璃材料的熔制条件和发光性能，采用上述外掺浓度，维持了荧光玻璃材料制备条件的一致性，在材料性能具有可比性的前提下进行色域的调控与拓宽。
7、进一步地，所述玻璃粉体的制备方法包括以下步骤：
8、1)将原料研磨后混合，在400℃下预热30min，以分解nh4h2po4，使气体逸出，减少玻璃熔制过程中气泡的产生，然后立即转移至1100℃下熔融1h，均化和澄清后得到玻璃液；
9、2)将玻璃液浇筑到已预热至350℃的模具上，然后降温至300℃保温3h，降至室温，得到玻璃块体，研磨过200目筛，得到玻璃粉体。本专利技术采用高温熔融冷却法制备玻璃粉体，工艺简单，有利于工业化推广，提高生产效率，节约成本。
10、本专利技术还提供一种所述的用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
11、步骤(1)按质量百分比称取玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+；分别研磨后混合，在950℃下熔制30min，均化和澄清后得到玻璃液；所述玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+的质量比为90∶10；
12、步骤(2)将玻璃液浇筑到已预热至350℃的模具上，然后降温至300℃保温3h，降至室温，得到玻璃块体，切割抛光，得到pr掺杂荧光玻璃。本专利技术采用二次熔融法制备荧光玻璃，简化了制备工艺，缩短了生产周期，易大规模生产，有利于提高生产效率，降低生产成本。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
14、本专利技术采用pr2o3为掺杂稀土氧化物，利用pr3+的3p2，1i6+3p1，3p0，1d2能级的强吸收，对黄色荧光粉yag:ce3+发光光谱进行调整，同时利用3p0→3h6等能级间的特征跃迁过程，补偿红光，并最终对荧光玻璃的色域范围进行调整与拓宽。
15、本专利技术制备的荧光玻璃材料透明度高，熔点低，安全环保，发光均匀，易加工，发光效率高，导热性好，抗激光辐照性能好，在蓝光激发下，可以发射白光；通过控制pr3+离子的组分，可以调节白光的色度坐标以及色域，适用于激光显示领域。
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1.一种用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述Pr掺杂荧光玻璃包括玻璃粉体和黄色荧光粉YAG:Ce3+；所述玻璃粉体是由磷酸盐基质玻璃、稀土氧化物Pr2O3制备而成。
2.根据权利要求1所述的用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述玻璃粉体和黄色荧光粉YAG:Ce3+的质量比为90∶10。
3.根据权利要求1所述的用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述磷酸盐基质玻璃原料组分按摩尔百分比计，包括SnO：25％；ZnO：20％；Gd2O3：10％；NH4H2PO4：45％。
4.根据权利要求1所述的用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述稀土氧化物Pr2O3的外掺浓度按摩尔百分比计为0.5-2％。
5.根据权利要求2所述的用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述玻璃粉体的制备方法包括以下步骤：
6.一种如权利要求1-5任一项所述的用于激光显示的宽色域Pr掺杂荧光玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述pr掺杂荧光玻璃包括玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+；所述玻璃粉体是由磷酸盐基质玻璃、稀土氧化物pr2o3制备而成。
2.根据权利要求1所述的用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述玻璃粉体和黄色荧光粉yag:ce3+的质量比为90∶10。
3.根据权利要求1所述的用于激光显示的宽色域pr掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述磷酸盐基质玻璃原料组分按摩尔百分比计，包括sno...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞飞，徐媛，江国庆，华有杰，张军杰，邓德刚，徐时清，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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