CN115933214B - 一种光致激发立体成像装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种光致激发立体成像装置及其制造方法，涉及投影立体成像设备技术领域。制造方法包括：在金属基底上制备石墨烯薄膜，剥离金属基底后得到单层石墨烯薄膜；在单层石墨烯薄膜上铺一层粘合剂，然后再铺上量子点颗粒阵列，固化量子点颗粒后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，采用紫外线灯照射，最后在量子点颗粒的上层再铺设单层石墨烯薄膜，反复循环铺设单层石墨烯薄膜和量子点颗粒阵列，得到包含量子点颗粒的凝胶阵列。本申请制备出一种优质的立体投影“屏幕”，此“屏幕”为一个充满纳米级透明颗粒的透明正方体，可快速激活一颗颗纳米级透明颗粒，构成图像，实现真实裸眼立体效果，透度佳，图像亮度高，不依赖环境。

Description

一种光致激发立体成像装置及其制造方法

技术领域

本申请涉及投影立体成像设备技术领域，具体而言，涉及一种光致激发立体成像装置及其制造方法。

背景技术

现有的立体投影分为主动立体投影和被动立体投影，不过由于主动立体投影本身存在着很大的技术缺陷，因此目前我们接触到的大多是被动立体投影。被动立体投影对屏幕的偏振性提出了很高的要求，对于屏幕的选择，我们首先就排除了白塑幕和玻珠幕。因为白塑幕和玻珠幕并不具备偏振性，其光线反射原理注定了它们不能满足被动立体投影的需求。

立体投影除了对屏幕的偏振性要求很高外，对屏幕的增益也提出了要求。立体投影过程中存在着严重的光损问题，由于技术的不同，光损程度从50%到80%不等，也就是说，用一台4000流明的投影机在进行立体投影的时候，有可能进入到人眼的亮度只剩下800流明（Zscreen方法）。说到高增益，很多人很自然的就想到了金属幕。虽然金属幕的增益达到了立体投影的需求，但是金属幕本身存在着严重的太阳效应和金属眩光问题，这也会严重影响立体投影的显示效果，无法达到满意的效果。

纵观投影屏幕市场，虽然品牌众多，种类繁多，但是能满足立体投影需求屏幕却很少，专业性的立体投影屏幕更是少之又少。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光致激发立体成像装置，此光致激发立体成像装置具有实现真实裸眼立体效果，透度佳，图像亮度高，不依赖环境的优点。

本申请的另一目的在于提供一种光致激发立体成像装置的制造方法，该制造方法简单方便。

本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一方面，本申请实施例提供一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

S1、在金属基底上制备石墨烯薄膜，剥离金属基底后得到单层石墨烯薄膜；

S2、在单层石墨烯薄膜上铺一层粘合剂，然后再铺上量子点颗粒阵列，固化量子点颗粒后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，采用紫外线灯照射，最后在量子点颗粒的上层再铺设单层石墨烯薄膜，反复循环铺设单层石墨烯薄膜和量子点颗粒阵列，得到包含量子点颗粒的凝胶阵列。

另一方面，本申请实施例提供一种由上述制造方法制造得到的光致激发立体成像装置。

相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本申请通过在多层石墨烯薄膜制成的立体框架中填充量子点颗粒阵列的方法，制备一种优质的立体投影“屏幕”，此“屏幕”为一个充满纳米级透明颗粒的透明正方体，可快速激活一颗颗纳米级透明颗粒，构成图像，实现真实裸眼立体效果，透度佳，图像亮度高，不依赖环境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实验例1中量子点颗粒的凝胶阵列示意图；

图2为本申请实验例2中光致激发立体成像装置的结构示意图；

图3为本申请实验例1中激发发射器的结构示意图；

图4为本申请实验例1中光致激发立体成像装置的工作示意图；

图5为本申请实施例1中反射镜的结构示意图；

图6为本申请实施例1中量子点被激发点亮的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本申请。

一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

S1、在金属基底上制备石墨烯薄膜，剥离金属基底后得到单层石墨烯薄膜；

S2、在单层石墨烯薄膜上铺一层粘合剂，然后再铺上量子点颗粒阵列，固化量子点颗粒后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，采用紫外线灯照射，最后在量子点颗粒的上层再铺设单层石墨烯薄膜，反复循环铺设单层石墨烯薄膜和量子点颗粒阵列，得到包含量子点颗粒的凝胶阵列。

在本申请中采用的量子点为量子点光致发光器件，其因为发光效率高、调谐精度高、光发射峰窄等优势，成为实现高饱和颜色以及广色域的显示器和电视的理想选择，具有极好的应用前景。

量子点有较好的光致发光效率，适合用作光学下转换材料，可以有效吸收InGaNLED 发出的蓝光，适合用于光致发光器件中。通过对量子点的组成材料和尺寸大小进行改变，就可以使得量子点的激发光谱宽且连续、波长可控。

2008年，Evident Technologies，Inc.发布了节能灯，该节能灯使用蓝色LED激发分散在聚合物盖中的CdSe/ZnS的量子点。由于其光谱纯度，QDs下变频器还可用于改善LED产生的白光，以用于固态照明，同时还保持了器件较高的发光效率。中国发明CN201811139309.3一种CdZnSeS合金量子点及其制备方法，公开了一种CdZnSeS合金量子点及其制备方法，其中包含了CdZnSeS合金量子点制备方法。

2017 年，Lin Qingli 等人通过低温成核、高温成壳的方法制成蓝色量子点。这种量子点不仅发光颜色在蓝绿色范围内可调（波长在 450-495 nm），并且有很高的绝对光致发光量子产率。

在本申请的一些实施例中，上述制造方法还包括S3、在凝胶阵列的底面和侧面安装列向激光阵列和和横向激光阵列，制备得到光致激发立体成像装置。在凝胶阵列的底面和侧面安装列向激光阵列和横向激光阵列，激光阵列向凝胶阵列内发射出可见波段的激光来激发量子点颗粒，且横向激光阵列发出的激光与列向激光阵列发出的激光方向成正交状，其强度大小以激发量子点颗粒为标准进行调节。在本申请的其他实施例中，还可以通过在凝胶阵列的外部设置多个激光发射器和反射镜来进行激光发射。

在本申请的一些实施例中，上述金属基底的材料为Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu和Au中的一种或多种混合物。

在本申请的一些实施例中，上述在金属基底上制备石墨烯薄膜采用化学气相沉积法，具体步骤为：将金属基底放入炉中，通入保护气体加热至950-1050℃，保持10-30min，然后停止通入保护气体，改成通入气体碳源，持续反应20-40min后停止加热并且停止通入气体碳源，继续通入保护气体，温度降至室温后即可。另外，本申请在金属基底上制备石墨烯薄膜还可以采用硅化热分解法和分释法。

在本申请的一些实施例中，上述保护气体为氢气、氩气或氮气；所述气体碳源为甲烷、乙炔或乙烯。

在本申请的一些实施例中，上述石墨烯薄膜的厚度为0.33-0.34nm。

在本申请的一些实施例中，上述粘合剂为UV胶或无影胶；所述量子点颗粒为量子点光致发光器件。

在本申请的一些实施例中，上述固化量子点颗粒步骤为采用紫外光线照射，照射时间为20-30s。

在本申请的一些实施例中，上述紫外线照射时间为20-30s，作用是增强整体的强度以及整体的通透度。

一种光致激发立体成像装置，采用上述的制造方法制造而成。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

1、采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜

采用Fe作为金属基底的材料，将金属基底放入炉中，通入氮气作为保护气体，加热至1000℃，维持温度稳定，保持20min，然后停止通入保护气体，改成通入甲烷作为气体碳源，持续反应30min，反应完全后切断电源，停止加热，关闭气体碳源，再通入保护气体排净气体碳源，在保护气体的环境下直至炉内冷却到室温，去除金属箔片，利用机械剥离技术将单层石墨烯薄膜从金属基底上剥离得到完整的单层石墨烯薄膜，该单层石墨烯薄膜的厚度为0.335nm。

2、制备包含量子点颗粒的凝胶阵列

在单层石墨烯薄膜上铺上一层粘合剂（UV胶），然后再均匀整齐得铺上量子点颗粒阵列，其数量可调整；利用紫外灯对量子点颗粒阵列进行照射25s，使其固化；然后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，再使用紫外灯照射30s，以增强整体的强度以及整体的通透度，制备得到包含量子点颗粒的单层凝胶；按照上述方法，继续在包含量子点颗粒的单层凝胶上铺上单层石墨烯薄膜，然后铺上粘合剂和量子点颗粒阵列；如此反复循环铺设单层石墨烯和量子点颗粒阵列，制备得到完整的量子点颗粒的凝胶阵列。

本实施例中的激光来源为设置在凝胶阵列外的多个激光发生器和反光镜，如图1所示，石墨烯透明物质制成框架，在框架中排布光致发光量子点，设置多个激光发生器实质上是利用多个激光器在同一位置相邻放置，但激光器之间有一定的角度，多个激光器发射激光通过反射镜使其反射后交汇点处的量子点颗粒光致发光，通过控制反射镜的角度来激发量子点颗粒凝胶阵列中不同位置的量子点颗粒光致发光，使反射镜快速调整角度来实现三维成像的效果。

在本实施例中，激光发生器的示意图（主视、侧视、俯视和立体图）如图3所示；激光发射器发射出特定波段的激光（或蓝光）通过反射镜照射量子点，来激发量子点颗粒。反射镜上安装有磁极，通过控制周围的磁场使得反射镜旋转角度实现对指定量子点的扫描，从而使特定量子点发光，最终组成特定图案，其工作示意图（主视、侧视、俯视和立体图）如图4所示，反射镜的设计（主视、侧视、俯视和立体图）如图5所示。量子点的排布相互错位，一束激光只能照到一个量子点，使得激光器扫描时只有唯一的量子点被激发点亮，如图6所示。

实施例2

一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

1、采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜

采用Co作为金属基底的材料，将金属基底放入炉中，通入氩气作为保护气体，加热至950℃，维持温度稳定，保持15min，然后停止通入保护气体，改成通入乙烯烷作为气体碳源，持续反应40min，反应完全后切断电源，停止加热，关闭气体碳源，再通入保护气体排净气体碳源，在保护气体的环境下直至炉内冷却到室温，去除金属箔片，利用机械剥离技术将单层石墨烯薄膜从金属基底上剥离得到完整的单层石墨烯薄膜，该单层石墨烯薄膜的厚度为0.335nm。

2、制备包含量子点颗粒的凝胶阵列

在单层石墨烯薄膜上铺上一层粘合剂（无影胶），然后再均匀整齐得铺上量子点颗粒阵列，其数量可调整；利用紫外灯对量子点颗粒阵列照射20s，使其固化；然后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，再使用紫外灯照射30s，以增强整体的强度以及整体的通透度，制备得到包含量子点颗粒的单层凝胶；按照上述方法，继续在包含量子点颗粒的单层凝胶上铺上单层石墨烯薄膜，然后铺上粘合剂和量子点颗粒阵列；如此反复循环铺设单层石墨烯和量子点颗粒阵列，制备得到完整的量子点颗粒的凝胶阵列。

3、在凝胶阵列的底面和侧面分别安装列向激光阵列和横向激光阵列，制备得到光致激发立体成像装置，如图2所示。

在本实施例中，激光阵列向凝胶矩阵发射出可见波段的激光来激发凝胶矩阵中的量子点颗粒，且横向激光阵列发出的激光与列向激光阵列发出的激光方向成正交状，其强度大小以激发量子点颗粒为标准进行调节，最终制造出一种光致激发立体成像装置。

实施例3

一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

1、采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜

采用Pd和Cu的合金作为金属基底的材料，将金属基底放入炉中，通入氩气作为保护气体，加热至1050℃，维持温度稳定，保持30min，然后停止通入保护气体，改成通入乙炔烷作为气体碳源，持续反应20min，反应完全后切断电源，停止加热，关闭气体碳源，再通入保护气体排净气体碳源，在保护气体的环境下直至炉内冷却到室温，去除金属箔片，利用机械剥离技术将单层石墨烯薄膜从金属基底上剥离得到完整的单层石墨烯薄膜，该单层石墨烯薄膜的厚度为0.34nm。

2、制备包含量子点颗粒的凝胶阵列

在单层石墨烯薄膜上铺上一层粘合剂（UV胶），然后再均匀整齐得铺上量子点颗粒阵列，其数量可调整；利用紫外灯对量子点颗粒阵列照射30s，使其固化；然后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，再使用紫外灯照射25s，以增强整体的强度以及整体的通透度，制备得到包含量子点颗粒的单层凝胶；按照上述方法，继续在包含量子点颗粒的单层凝胶上铺上单层石墨烯薄膜，然后铺上粘合剂和量子点颗粒阵列；如此反复循环铺设单层石墨烯和量子点颗粒阵列，制备得到完整的量子点颗粒的凝胶阵列。

3、在凝胶阵列的底面和侧面分别安装列向激光阵列和横向激光阵列。

实施例4

一种光致激发立体成像装置的制造方法，包括以下步骤：

1、采用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯薄膜

采用Pd和Cu的合金作为金属基底的材料，将金属基底放入炉中，通入氩气作为保护气体，加热至1050℃，维持温度稳定，保持30min，然后停止通入保护气体，改成通入乙炔烷作为气体碳源，持续反应20min，反应完全后切断电源，停止加热，关闭气体碳源，再通入保护气体排净气体碳源，在保护气体的环境下直至炉内冷却到室温，去除金属箔片，利用机械剥离技术将单层石墨烯薄膜从金属基底上剥离得到完整的单层石墨烯薄膜，该单层石墨烯薄膜的厚度为0.34nm。

2、制备包含量子点颗粒的凝胶阵列

在单层石墨烯薄膜上铺上一层粘合剂（UV胶），然后再均匀整齐得铺上量子点颗粒阵列，其数量可调整；利用紫外灯对量子点颗粒阵列照射28s，使其固化；然后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，再使用紫外灯照射30s，以增强整体的强度以及整体的通透度，制备得到包含量子点颗粒的单层凝胶；按照上述方法，继续在包含量子点颗粒的单层凝胶上铺上单层石墨烯薄膜，然后铺上粘合剂和量子点颗粒阵列；如此反复循环铺设单层石墨烯和量子点颗粒阵列，制备得到完整的量子点颗粒的凝胶阵列。

3、在凝胶阵列的底面和侧面分别安装列向激光阵列和横向激光阵列。

综上所述，本申请实施例的一种光致激发立体成像装置及其制造方法，其具有以下优点：本申请通过在多层石墨烯薄膜制成的立体框架中填充量子点颗粒阵列的方法，制备一种优质的立体投影“屏幕”，此“屏幕”为一个充满纳米级透明颗粒的透明正方体，可快速激活一颗颗纳米级透明颗粒，构成图像，实现真实裸眼立体效果，透度佳，图像亮度高，不依赖环境。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (9)

1.一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在金属基底上制备石墨烯薄膜，剥离金属基底后得到单层石墨烯薄膜；

S2、在单层石墨烯薄膜上铺一层粘合剂，然后再铺上量子点颗粒阵列，固化量子点颗粒后在量子点颗粒的间隙填充粘合剂，采用紫外线灯照射，最后在量子点颗粒的上层再铺设单层石墨烯薄膜，反复循环铺设单层石墨烯薄膜和量子点颗粒阵列，得到包含量子点颗粒的凝胶阵列；

S3、在凝胶阵列的底面和侧面安装列向激光阵列和横向激光阵列，或者在凝胶阵列外设置多个激光发生器和反光镜。

2.根据权利要求1所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述金属基底的材料为Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu和Au中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述在金属基底上制备石墨烯薄膜采用化学气相沉积法，具体步骤为：将金属基底放入炉中，通入保护气体加热至950-1050℃，保持10-30min，然后停止通入保护气体，改成通入气体碳源，持续反应20-40min后停止加热并且停止通入气体碳源，继续通入保护气体，温度降至室温后即可。

4.根据权利要求3所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述保护气体为氢气、氩气或氮气；所述气体碳源为甲烷、乙炔或乙烯。

5.根据权利要求3所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜的厚度为0.33-0.34nm。

6.根据权利要求1所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述粘合剂为UV胶或无影胶；所述量子点颗粒为量子点光致发光器件。

7.根据权利要求1所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，固化量子点颗粒中采用紫外光线照射，照射时间为20-30s。

8.根据权利要求1所述的一种光致激发立体成像装置的制造方法，其特征在于，所述紫外线照射时间为20-30s。

9.一种光致激发立体成像装置，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制造方法制造而成。

Images