[发明专利]全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光介质材料及其制备方法，特别是一种全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料及其制备方法。

背景技术

三维全息影像由材料制成，观众的视线能从任何一面穿透它，通过表面镜射和反射，观众能从成像空间内看到自由飘浮的影响和图形。当光信号发射后，通过特殊棱镜汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。发光介质要求对激光光强敏感，呈一定的阶跃特性，即光强超过一定强度时才有发光反应，且反应时间在人眼反应时间以内。当光消失后消逝特性也要呈现一定的阶跃特性，即消失的时间应小于人眼的反应时间。如何制备一种全新的全息介质，通过对接收光线的响应从而达到良好成像的效果将成为解决全息成像的核心技术之一。

目前，全息显示的媒介主要采用流体状全息介质进行成像。专利CN1675596介绍了一种用于全息介质的流体容纳基底的制作方法，其中全息记录材料夹在两个基底之间，这些基底在其外缘附近形成有流体容纳结构。这一方法能改善介质质量，但存在全息介质流体外漏的隐患，且制作工艺复杂；专利CN1448782介绍一种双波长敏感的光致聚合物全息记录材料及制备方法，双波长敏感的光致聚合物全息记录材料是一种光聚物干膜，含有聚乙烯醇、丙烯酰胺等。将得到的光聚物溶胶倒于平板得光聚物干膜。该材料能够对红光和绿光两种波长敏感，适用于双波长全息存储。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能对不同激光光源响应并成像的全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料。

本发明的目的之二在于提供该复合介质材料的制备方法。

为实现以上目的，我们选择对不同光源响应的稀土上转换发光材料作为有效的全息介质，高分子作为介质材料进行分散，具体采用如下技术方案：

一种全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料，其特征在于该复合介质材料是将稀土上转换发光材料均匀分散在高分子基材而形成的，其组成和质量百分比计的份数为：

稀土上转换发光材料        10～70份

高分子聚合物   30～90份

偶联剂         0～10份；

以上各组分的质量百分比之和为100％。

上述的稀土上转换发光材料为：镱、铒共掺杂的氟化钇、镱、铒共掺杂的氟化钇钠或镱、铒共掺杂的氟化镧。

上述的高分子聚合物为：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氧化乙烯。

上述的偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。

上述的硅烷类偶联剂有：KH550，KH560，KH570或KH792。

上述的钛酸酯类偶联剂有：TC-130、KR-12、KR-38、KR-41B、KR-138、KR-238、KR-238T或KR-TTS。

一种制备上述的全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：根据权利要求1上述的配比，将稀土上转换发光材料、偶联剂以及高分子进行研磨，再加入适量溶剂，配制成固含量为50％的溶液(固含量％＝(上稀土转换发光材料+高分子+偶联剂)的质量/(上稀土转化材料+高分子+偶联剂+溶剂)的质量)，使高分子完全溶解并且上转换发光材料良好分散后采用蒸馏的方法去除大部分有机溶剂，将剩余较为粘稠的溶液于玻璃板上成膜，待溶剂挥发后即得到全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料；所述的溶剂有：丙酮、二氯甲烷、硝基苯或氯仿。

一种制备上述的全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：根据权利要求1所述的配比，将稀土上转换发光材料、透明高分子聚合物以及偶联剂，在温度范围为180～250℃，转速为20～100rpm条件下进行熔融共混10～30min，得到共混物；将该共混物在温度为180～250℃，压力位10～20MPa的条件下热压成型5～10min，制得全息显示用聚合物-稀土上转换发光复合介质材料。

本发明将高分子基材直接作为全息介质的基材，加入能对某波长响应稀土上转换材料，使其均匀分散在高分子介质中，便能起到良好的成像效果。由于采用高分子材料作为全息材料的分散介质，无毒无害，且无泄漏隐患，更安全便捷；其中上转换材料主要是掺稀土元素的固体化合物，利用稀土元素亚稳态能级特性，吸收低能量的长波辐射，经多光子加和后发出高能的多波辐射，从而可将人眼看不见的红外光变为可见光。且本发明方法制作工艺简单，运输简便。

附图说明：

图1为本发明中所使用的一种稀土上转换发光材料-NaYF₄:Yb:Er的红外谱图。