JP4839789B2 - Organic inorganic composite material for 3D display - Google Patents

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Description

本発明は、医療分野、建築分野、航空管制システム、分子構造表示等において用いられる三次元表示装置の表示部に好適な三次元表示装置用有機無機複合材料に関するものである。   The present invention relates to an organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device suitable for a display unit of a three-dimensional display device used in the medical field, architectural field, air traffic control system, molecular structure display, and the like.

医療分野におけるCT診断や手術シミュレーション、建築分野におけるCAD、航空管制システムおける航空機の位置表示、科学技術計算における分子構造表示など、多くの分野で三次元情報を取り扱うことが必要不可欠になっている。現在、三次元表示が可能な表示装置としてはCRT(ブラウン管)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ等が知られているが、これらの表示装置では二次元映像しか表示できないため、遠近法などを利用した疑似三次元表示方式により三次元表示を可能としている。しかしながら、疑似三次元表示方式では上述したような三次元情報を十分に表示するのは困難である。したがって、大量の三次元情報を高速に表示し、前後、左右、上下から自由に観察できる三次元表示装置が望まれている。   It is indispensable to handle three-dimensional information in many fields such as CT diagnosis and surgical simulation in the medical field, CAD in the building field, aircraft position display in air traffic control systems, and molecular structure display in science and technology calculations. Currently, CRT (CRT) displays, liquid crystal displays, electroluminescence displays, etc. are known as display devices capable of three-dimensional display, but since these displays can only display two-dimensional images, perspective methods are used. 3D display is made possible by the pseudo 3D display method. However, it is difficult for the pseudo three-dimensional display method to sufficiently display the three-dimensional information as described above. Therefore, there is a demand for a three-dimensional display device that displays a large amount of three-dimensional information at a high speed and can be observed freely from front and rear, left and right, and top and bottom.

一般に人間が対象物を立体視する生理的要因は、(1)両眼視差、(2)両眼のふくそう角、(3)焦点調節(水晶体の調節)、(4)単眼の運動視差といわれる。
従来、三次元表示に用いられてきた方法は、ほとんどが(1)両眼視差のみを実現したものであり、不自然さや極度の疲労感を伴わざるを得ない。また立体知覚の異常といった生理的疾患の原因になっているとも考えられている。最近では、複数の平面スクリーンを重ねて、擬似的に(2)両眼のふくそう角、および(3)焦点調節(水晶体の調節)を満たそうという試みもなされているが十分とは言えず、また(4)単眼の運動視差を実現するまでには至っていない。
In general, the physiological factors that cause a human to stereoscopically view an object are called (1) binocular parallax, (2) binocular congestion angle, (3) focus adjustment (crystal adjustment), and (4) monocular motion parallax. .
Conventionally, most of the methods used for three-dimensional display realize (1) binocular parallax, and must be accompanied by unnaturalness and extreme fatigue. It is also thought to be a cause of physiological diseases such as anomalies in stereoscopic perception. Recently, attempts have been made to superimpose a plurality of flat screens to satisfy (2) the binocular congestion angle, and (3) focus adjustment (adjustment of the lens), but this is not sufficient. Also, (4) monocular motion parallax has not yet been realized.

立体画像をより忠実に表示する表示装置としては、ホログラフィを利用した表示装置がよく知られている。ホログラフィは、上記の(1)両眼視差、(2)両眼のふくそう角、および(3)焦点調節(水晶体の調節)の三点を満たすことができるが、(4)単眼の運動視差の実現は難しい。また、ホログラフィを利用した表示装置は、光学的な書き込みと再生とを行う必要があり、さらに電子的な架空物体を表示させる場合は膨大な干渉縞の計算を行う必要があり、リアルタイムに動画像表示を行うことは非常に困難である。   A display device using holography is well known as a display device that displays a stereoscopic image more faithfully. Holography can satisfy the above three points: (1) binocular parallax, (2) binocular congestion angle, and (3) focus adjustment (crystal lens adjustment), but (4) monocular motion parallax. Realization is difficult. In addition, a display device using holography needs to perform optical writing and reproduction, and when displaying an electronic fictitious object, it is necessary to perform calculation of a huge amount of interference fringes. It is very difficult to display.

また、上記の(1)〜(4)を満足する方法としては、体積走査法(奥行標本化法)が挙げられる。体積走査法は、前後、左右、上下から自由に観察できるという、言わば真の意味での完全な三次元映像を表示する方法である。体積走査法については、(a)バリフォーカル・ミラー方式、(b)移動ディスプレイ方式、(c)移動スクリーン方式、および(d)アップコンバージョン蛍光方式が知られている。   Moreover, a volume scanning method (depth sampling method) is mentioned as a method which satisfies said (1)-(4). The volume scanning method is a method for displaying a complete three-dimensional image in a true sense, that is, it can be observed freely from front to back, left and right, and top and bottom. As for the volume scanning method, (a) varifocal mirror method, (b) moving display method, (c) moving screen method, and (d) up-conversion fluorescence method are known.

上記(a)バリフォーカル・ミラー方式は、ブラウン管等の画像を前後に振動するミラーの動きに同期させて反射させる方法である。しかしながら、振動するミラーでは像の倍率が変わり、補正が必要である。また、表現できる大きさや画像が見える範囲に限界がある。   The (a) varifocal mirror method is a method in which an image of a cathode ray tube or the like is reflected in synchronization with the movement of a mirror that vibrates back and forth. However, an oscillating mirror changes the magnification of the image and requires correction. In addition, there is a limit to the size that can be expressed and the range in which the image can be seen.

上記(b)移動ディスプレイ方式は、立体画像の断面図を表示した発光ダイオードディスプレイ等を高速で移動・回転することにより立体像を表示するものである。また、上記(c)移動スクリーン方式は、移動するスクリーンにレーザー光で立体画像の断面図を描くことで立体的に見せるものである。しかしながら、これらの方式では、移動の方向により立体画像が見える範囲に制限があったり、解像度が異なったりする問題がある。また、表示部内に三次元表示装置の構造部材を内包せざるを得ず、基本的に画像が不鮮明になりやすい。   The (b) moving display system displays a stereoscopic image by moving and rotating a light emitting diode display or the like displaying a cross-sectional view of a stereoscopic image at high speed. Further, the above (c) moving screen method is to make a moving image appear three-dimensionally by drawing a cross-sectional view of a three-dimensional image with a laser beam on a moving screen. However, these methods have a problem that the range in which a stereoscopic image can be seen is limited depending on the direction of movement, and the resolution is different. In addition, the structural member of the three-dimensional display device must be included in the display unit, and the image tends to become unclear basically.

上記(d)アップコンバージョン蛍光方式は、蛍光体のアップコンバージョン現象を利用して、特に二段階吸収によるアップコンバージョン現象を用いて、実際の発光面に沿って蛍光体を発光させて三次元の画像を表示するものである。
最近では、フッ化物ガラスに蛍光体を析出させたものを表示部とし、この表示部に別々の方向から2つの異なる波長のレーザー光を入射して一点で交差させ、その一点のみを発光させるという方法が提案されている(例えば非特許文献1参照)。この方法では、それぞれのレーザー光を同期させながら水平および垂直方向に走査していくことにより、発光点が移動するので立体的な画像を表示することができる。
しかしながら、表示部はフッ化物ガラスに蛍光体を析出させてなるものであり、大型のものを作製するのは困難である。また、フッ化ガラスの組成により発光色に影響が及ぼされるおそれがあり、目的とする発光色を得られない場合がある。さらに、複数の発光色で立体画像を表示する、すなわち立体画像をカラー表示するためには、三原色の単色光のみを発光する蛍光体を選択し、各蛍光体を析出させたフッ化ガラスをそれぞれ作製し、これらを積層して表示部とする必要があり、製造工程が煩雑である。このため、実用化には至っていない。
The above (d) up-conversion fluorescence method uses the up-conversion phenomenon of the phosphor, and particularly uses the up-conversion phenomenon due to two-stage absorption to cause the phosphor to emit light along the actual light emitting surface, thereby producing a three-dimensional image. Is displayed.
Recently, a fluorescent glass deposited on a fluoride glass is used as a display unit, and laser beams of two different wavelengths are incident on the display unit from different directions to intersect at one point, and only that one point is emitted. A method has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). In this method, a three-dimensional image can be displayed because the light emission point moves by scanning in the horizontal and vertical directions while synchronizing the respective laser beams.
However, the display unit is formed by depositing a phosphor on fluoride glass, and it is difficult to manufacture a large display unit. Moreover, there is a possibility that the emission color may be affected by the composition of the fluoride glass, and the target emission color may not be obtained. Furthermore, in order to display a stereoscopic image with a plurality of emission colors, that is, to display a stereoscopic image in color, a phosphor that emits only three primary colors of monochromatic light is selected, and a fluoride glass on which each phosphor is deposited is selected. It is necessary to manufacture and laminate these to form a display portion, and the manufacturing process is complicated. For this reason, it has not reached practical use.

そこで、上記課題を解決するために、本発明者は、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光する蛍光体微粒子が、透明液体または透明樹脂に分散された三次元表示装置用蛍光体微粒子分散体を提案した。この三次元表示装置用蛍光体微粒子分散体は、表示装置に用いた場合に、二段階吸収によるアップコンバージョン現象を利用することにより立体画像が表示可能である。また、透明液体や透明樹脂は任意に選択可能であり、媒体による発光色への影響を回避することができる。さらに、上記の非特許文献1に記載のものと比較して、容易に製造可能であり、大型化も可能となる。
しかしながら、この方法で表示部を作製する場合には、まず蛍光体微粒子を合成し、粒径の揃った蛍光体微粒子を得るために分級し、得られた蛍光体微粒子を透明樹脂に練り込むというように製造工程が煩雑となり、上記の非特許文献1に記載の表示部と比較すると製造工程が簡便であるものの、未だ課題が残されている。
Therefore, in order to solve the above problems, the present inventor has developed a three-dimensional display device in which phosphor fine particles that are excited by two or more types of light having different wavelengths to emit up-conversion light are dispersed in a transparent liquid or a transparent resin. A phosphor fine particle dispersion was proposed. When this phosphor fine particle dispersion for a three-dimensional display device is used in a display device, a stereoscopic image can be displayed by utilizing an up-conversion phenomenon due to two-stage absorption. In addition, the transparent liquid and the transparent resin can be arbitrarily selected, and the influence of the medium on the emission color can be avoided. Furthermore, compared with the thing of said nonpatent literature 1, it can manufacture easily and the enlargement is also attained.
However, when producing a display part by this method, first, phosphor fine particles are synthesized, classified to obtain phosphor fine particles having a uniform particle diameter, and the obtained phosphor fine particles are kneaded into a transparent resin. Thus, the manufacturing process becomes complicated, and the manufacturing process is simple compared with the display unit described in Non-Patent Document 1 described above, but problems still remain.

また、特許文献1には、有機樹脂と希土類化合物とを混合した場合に、希土類元素が凝集しやすいという課題を解決するために、有機樹脂と、アルミニウム化合物と、希土類元素とを含有する有機無機複合材料が提案されている。この有機無機複合材料は、希土類元素の分散性が優れている。しかしながら、特許文献1は、レンズ等の光学材料に適用される有機無機複合材料に関するものであり、三次元表示装置については一切記載されていない。   Patent Document 1 discloses an organic inorganic material containing an organic resin, an aluminum compound, and a rare earth element in order to solve the problem that rare earth elements easily aggregate when an organic resin and a rare earth compound are mixed. Composite materials have been proposed. This organic-inorganic composite material is excellent in dispersibility of rare earth elements. However, Patent Document 1 relates to an organic-inorganic composite material applied to an optical material such as a lens, and does not describe any three-dimensional display device.

特開2005−76002公報JP 2005-76002 A "A Three-Color, Solid-State, Three-Dimensional Display" Elizabeth Downing, Lambertus Hesselink, John Ralston, Roger Macfarlane, p.1185-1188, SCIENCE, Vol. 273, 30 August 1996"A Three-Color, Solid-State, Three-Dimensional Display" Elizabeth Downing, Lambertus Hesselink, John Ralston, Roger Macfarlane, p.1185-1188, SCIENCE, Vol. 273, 30 August 1996

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、アップコンバージョン発光するものであって、大型化が可能で、容易に製造可能な三次元表示装置用有機無機複合材料および三次元表示装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of upconversion light emission, can be increased in size, and can be easily manufactured. Organic-inorganic composite material for 3D display device and 3D display device The main purpose is to provide

上記目的を達成するために、本発明は、有機樹脂と、アルミニウム化合物と、希土類元素とを含有し、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することを特徴とする三次元表示装置用有機無機複合材料を提供する。   To achieve the above object, the present invention includes an organic resin, an aluminum compound, and a rare earth element, and is characterized in that it emits up-conversion light when excited by two or more different wavelengths of light. An organic-inorganic composite material for a display device is provided.

本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料を表示装置に用いた場合には、二段階吸収によるアップコンバージョン現象を利用することにより立体画像を表示することができる。このような三次元表示装置用有機無機複合材料は、例えば有機樹脂とアルミニウム化合物の原料と希土類化合物とを混合することにより製造することができるので、簡便な工程で容易に製造可能であり、大型化が可能である。また、本発明に用いられる有機樹脂は任意に選択可能であり、材料の組成によって発光色に影響が及ぼされるのを回避することができ、目的とする発光色を得ることが可能である。   When the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device of the present invention is used for a display device, a stereoscopic image can be displayed by utilizing an up-conversion phenomenon due to two-stage absorption. Such an organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device can be manufactured, for example, by mixing an organic resin, a raw material of an aluminum compound, and a rare earth compound. Is possible. Further, the organic resin used in the present invention can be arbitrarily selected, and it is possible to avoid the influence of the light emission color due to the composition of the material, and it is possible to obtain the target light emission color.

上記発明においては、上記希土類元素が、エルビウム(Er)、ホロミウム(Ho)、プラセオジウム(Pr)、ツリウム(Tm)、ネオジウム(Nd)、ガドリニウム(Gd)、ユウロピウム(Eu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)およびセリウム(Ce)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。アップコンバージョン発光が可能な希土類元素としては、これらのものが好ましいからである。   In the above invention, the rare earth element is erbium (Er), holmium (Ho), praseodymium (Pr), thulium (Tm), neodymium (Nd), gadolinium (Gd), europium (Eu), samarium (Sm), It is preferably at least one selected from the group consisting of terbium (Tb), dysprosium (Dy) and cerium (Ce). This is because these are preferable as rare earth elements capable of up-conversion emission.

本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料は、さらにイッテルビウム(Yb)を含有していてもよい。イッテルビウム(Yb)は光に対する感度が良好であるので、増感剤として用いることができるからである。   The organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device of the present invention may further contain ytterbium (Yb). This is because ytterbium (Yb) has good sensitivity to light and can be used as a sensitizer.

また、本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料は、複数の発光色を示すものであってもよい。このような三次元表示装置用有機無機複合材料を用いた三次元表示装置では、カラー表示が可能となる。   Moreover, the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device of the present invention may exhibit a plurality of emission colors. In a 3D display device using such an organic-inorganic composite material for a 3D display device, color display is possible.

さらに本発明は、上述した三次元表示装置用有機無機複合材料を有する表示部と、上記表示部の周囲に配置された2つ以上の赤外光源と、上記赤外光源から発せられた光の方向を制御する制御手段とを有することを特徴とする三次元表示装置を提供する。   Furthermore, the present invention provides a display unit having the above-described organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device, two or more infrared light sources arranged around the display unit, and light emitted from the infrared light source. There is provided a three-dimensional display device comprising control means for controlling a direction.

本発明によれば、表示部に上述した三次元表示装置用有機無機複合材料を用いているので、表示部の大型化が可能である。また、上述したように三次元表示装置用有機無機複合材料では有機樹脂を任意に選択することができるので、材料の組成によって発光色に影響が及ぼされるのを回避することができる。   According to the present invention, since the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device described above is used for the display unit, the display unit can be enlarged. In addition, since the organic resin can be arbitrarily selected in the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device as described above, it is possible to prevent the emission color from being affected by the composition of the material.

本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料は、大型化が可能であり、簡便な工程で容易に製造可能である。また、有機樹脂は任意に選択可能であり、材料の組成によってアップコンバージョン発光の発光色が影響されるのを回避することができ、目的とする発光色を得ることができるという効果を奏する。   The organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device of the present invention can be increased in size and can be easily manufactured by a simple process. Further, the organic resin can be arbitrarily selected, and it is possible to avoid the influence of the emission color of the up-conversion emission depending on the composition of the material, so that the desired emission color can be obtained.

以下、本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料および三次元表示装置について詳細に説明する。   Hereinafter, the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device and the three-dimensional display device of the present invention will be described in detail.

A.三次元表示装置用有機無機複合材料
本発明の三次元表示装置用有機無機複合材料(以下、有機無機複合材料と称する場合がある。)は、有機樹脂と、アルミニウム化合物と、希土類元素とを含有し、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することを特徴とするものである。
A. Organic-inorganic composite material for three-dimensional display device The organic-inorganic composite material for three-dimensional display device of the present invention (hereinafter sometimes referred to as organic-inorganic composite material) contains an organic resin, an aluminum compound, and a rare earth element. In addition, it is characterized in that it emits up-conversion light when excited by light of two or more different wavelengths.

一般的なアップコンバージョン発光について、図面を参照しながら説明する。図1においては、希土類元素としてエルビウム(Er)を用いた系であり、励起光として1500nmおよび850nmの赤外光を照射した例が示されている。まず、図1(a)に示すように、1500nmの励起光によりエルビウムが励起されて15/2からよりエネルギー準位の高い13/2に移動する。そして、図1(b)に示すように、850nmの励起光によりエルビウムが励起され、さらにエルビウムのエネルギー準位を13/2から3/2に押し上げる。そして、図1(c)に示すように、上記励起されたエルビウムが基底状態に戻る際に、545nmの光を発光する。 General up-conversion light emission will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which erbium (Er) is used as a rare earth element and infrared light of 1500 nm and 850 nm is irradiated as excitation light. First, as shown in FIG. 1A, erbium is excited by the excitation light of 1500 nm and moves from 1 I 15/2 to 1 I 13/2 having a higher energy level. As shown in FIG. 1B, erbium is excited by 850 nm excitation light, and the energy level of erbium is further increased from 1 I 13/2 to 4 S 3/2 . Then, as shown in FIG. 1C, when the excited erbium returns to the ground state, light of 545 nm is emitted.

このように、1500nmおよび850nmの光で励起されたものが、よりエネルギーの高い545nmの光を発するような場合、すなわち励起光より高いエネルギーを発光するような場合をアップコンバージョン発光というのである。   Thus, upconversion light emission refers to a case where light excited at 1500 nm and 850 nm emits light having a higher energy of 545 nm, that is, light emitted at a higher energy than the excitation light.

本発明の有機無機複合材料は、例えばこのようなアップコンバージョン発光を生じる希土類元素等を含有するものであるので、エネルギーの高い光、例えば紫外光等で励起する必要がない。また、有機無機複合材料は三次元表示装置に用いられるものであるので、発光は通常は可視光であることが好ましい。したがって、アップコンバージョン発光の場合は可視光より波長の長い光が励起光として用いられる。このため、励起光波長と発光波長が重なることがほとんどなく、良好な画像表示が得られるのである。   Since the organic-inorganic composite material of the present invention contains, for example, a rare earth element that generates such up-conversion light emission, it is not necessary to excite with high energy light such as ultraviolet light. In addition, since the organic-inorganic composite material is used in a three-dimensional display device, it is usually preferable that light emission is visible light. Therefore, in the case of up-conversion emission, light having a wavelength longer than that of visible light is used as excitation light. For this reason, the excitation light wavelength and the emission wavelength hardly overlap each other, and a good image display can be obtained.

また本発明の有機無機複合材料は、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光するものである。すなわち、有機無機複合材料は、図2に例示するように波長λの赤外光1および波長λの赤外光2の2種類の励起光により励起されて、波長λの光を発することができる。
このように、2種以上の異なる波長の励起光によりエネルギー準位を経て励起されアップコンバージョン発光する場合を、本発明においては二段階吸収によるアップコンバージョン発光という。
The organic-inorganic composite material of the present invention emits up-conversion light when excited by two or more different wavelengths of light. That is, the organic-inorganic composite material is excited by two excitation light of the infrared light 2 of the infrared light 1 and the wavelength lambda 2 wavelength lambda 1 as illustrated in FIG. 2, emits light of wavelength lambda 3 be able to.
As described above, the case where the light is excited through the energy level by two or more types of excitation light having different wavelengths and emits up-conversion light is referred to as up-conversion light emission by two-stage absorption in the present invention.

図2に例示したアップコンバージョン発光を示す有機無機複合材料を用いた三次元表示装置について、図3に示す。図3に例示するように、本発明の有機無機複合材料からなる表示部11の一方向から波長λの赤外光15a(図2の赤外光1)を照射し、別の方向から波長λの赤外光15b(図2の赤外光2)を照射して、一点で交差させる。そうすると、赤外光15a(図2の赤外光1)および赤外光15b(図2の赤外光2)が交差した点13が発光する。この際に、図2に例示するアップコンバージョン発光が起こるからである。そして、赤外光15aおよび赤外光15bを同期させながら水平および垂直方向に走査すると、発光点13が立体的に移動するので、三次元の画像を表示することができる。 A three-dimensional display device using the organic-inorganic composite material exhibiting up-conversion light emission illustrated in FIG. 2 is shown in FIG. As illustrated in FIG. 3, the infrared light 15a having the wavelength λ 1 (infrared light 1 in FIG. 2) is irradiated from one direction of the display unit 11 made of the organic-inorganic composite material of the present invention, and the wavelength from another direction. The infrared light 15b of λ 2 (infrared light 2 in FIG. 2) is irradiated and crossed at one point. Then, the point 13 where the infrared light 15a (infrared light 1 in FIG. 2) and the infrared light 15b (infrared light 2 in FIG. 2) intersect emits light. This is because up-conversion emission exemplified in FIG. 2 occurs at this time. When the infrared light 15a and the infrared light 15b are scanned in the horizontal and vertical directions while synchronizing the infrared light 15a and the infrared light 15b, the light emission point 13 moves three-dimensionally, so that a three-dimensional image can be displayed.

従来では、有機樹脂と希土類化合物とを混合した場合、希土類元素が均一に分散しにくく凝集するという不具合があったが、本発明においては、有機樹脂と混合する希土類化合物にアルミニウム化合物を加えることにより、希土類化合物を均一に分散させることが可能となり、透明な有機無機複合材料を得ることができる。この理由は明らかではないが、アルミニウム化合物の存在によって、希土類化合物またはその一部がビニル基などの有機基に置換された形態をとり、共有結合やイオン結合、水素結合などによって希土類元素および有機樹脂が均一に混合しているものと推測される。   Conventionally, when an organic resin and a rare earth compound are mixed, there has been a problem that rare earth elements are difficult to uniformly disperse and aggregate, but in the present invention, an aluminum compound is added to the rare earth compound mixed with the organic resin. The rare earth compound can be uniformly dispersed, and a transparent organic-inorganic composite material can be obtained. The reason for this is not clear, but due to the presence of the aluminum compound, the rare earth compound or a part of the rare earth compound is substituted with an organic group such as a vinyl group. Is presumed to be uniformly mixed.

また、本発明の有機無機複合材料は、例えば有機樹脂とアルミニウム化合物の原料と希土類化合物とを混合することにより製造することができる。したがって、簡便な工程で容易に製造可能であり、大型化が可能である。さらに、使用する有機樹脂は任意に選択可能であり、背景技術の欄に記載したフッ化物ガラスに蛍光体を析出させたもののように材料の組成によって発光色に影響が及ぼされるのを回避することができる。したがって、目的とする発光色を得ることが可能である。   The organic-inorganic composite material of the present invention can be produced, for example, by mixing an organic resin, an aluminum compound raw material, and a rare earth compound. Therefore, it can be easily manufactured by a simple process and can be enlarged. Furthermore, the organic resin to be used can be arbitrarily selected, and the influence of the light emission color by the composition of the material, such as the phosphor deposited on the fluoride glass described in the background art column, should be avoided. Can do. Therefore, it is possible to obtain a target emission color.

さらに、本発明の有機無機複合材料をカラー表示が可能な三次元表示装置に適用する場合には、例えば三原色の各色に相当する波長でアップコンバージョン発光を示す各希土類元素を含有する有機無機複合材料とすればよい。したがって、カラー表示の三次元表示装置に用いることができる有機無機複合材料を容易に得ることが可能である。
以下、本発明の有機無機複合材料の各構成成分について説明する。
Further, when the organic-inorganic composite material of the present invention is applied to a three-dimensional display device capable of color display, for example, the organic-inorganic composite material containing each rare earth element exhibiting upconversion emission at wavelengths corresponding to the three primary colors And it is sufficient. Therefore, it is possible to easily obtain an organic-inorganic composite material that can be used for a three-dimensional display device for color display.
Hereinafter, each component of the organic-inorganic composite material of the present invention will be described.

1.希土類元素
本発明の有機無機複合材料は、希土類元素を含有するものである。これは、希土類元素は、励起状態において複数のエネルギー準位をもつものが多く、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光するものとして好適であるためである。
1. Rare earth element The organic-inorganic composite material of the present invention contains a rare earth element. This is because many rare earth elements have a plurality of energy levels in an excited state and are suitable as those that are excited by two or more types of light having different wavelengths and emit up-conversion light.

本発明に用いられる希土類元素は、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光するものであれば特に限定されるものではない。一般的には3価のイオンとなる希土類元素を挙げることができ、中でもエルビウム(Er)、ホロミウム(Ho)、プラセオジウム(Pr)、ツリウム(Tm)、ネオジウム(Nd)、ガドリニウム(Gd)、ユウロピウム(Eu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)およびセリウム(Ce)が好適に用いられる。これらの希土類元素は、1種類で用いても、2種類以上同時に用いてもよい。   The rare earth element used in the present invention is not particularly limited as long as it is excited by light of two or more different wavelengths and emits up-conversion light. In general, rare earth elements that are trivalent ions can be mentioned, among which erbium (Er), holmium (Ho), praseodymium (Pr), thulium (Tm), neodymium (Nd), gadolinium (Gd), europium. (Eu), samarium (Sm), terbium (Tb), dysprosium (Dy) and cerium (Ce) are preferably used. These rare earth elements may be used alone or in combination of two or more.

上記希土類元素のアップコンバージョン発光の例として、図4(a)〜(c)にプラセオジウム(Pr)、エルビウム(Er)、およびツリウム(Tm)のアップコンバージョン発光についてそれぞれ示す。また、図示しないが、例えばエルビウム(Er)については、励起光として970nmまたは1500nmの光を照射した場合、アップコンバージョン過程を経て、Er3+イオンのエネルギー準位において、410nm(9/215/2)、545nm(3/215/2)、660nm(9/215/2)などの可視光発光を示す。 As examples of the up-conversion emission of the rare earth element, FIGS. 4A to 4C show up-conversion emission of praseodymium (Pr), erbium (Er), and thulium (Tm), respectively. Although not shown, for example, when erbium (Er) is irradiated with light of 970 nm or 1500 nm as excitation light, it undergoes an up-conversion process, and at the energy level of Er 3+ ions, 410 nm ( 2 H 9/2 4 I 15/2), 545nm (4 S 3/2 - 4 I 15/2), 660nm (4 F 9/2 - shows visible light emission, such as 4 I 15/2).

有機無機複合材料中の希土類元素の含有量としては、希土類元素の種類、および必要とされる発光の程度によって大幅に異なるものであり、本発明の用途に応じて適宜調整される。   The content of the rare earth element in the organic-inorganic composite material varies greatly depending on the type of the rare earth element and the required degree of light emission, and is appropriately adjusted according to the application of the present invention.

本発明の有機無機複合材料に希土類元素を導入するためには、例えば希土類の塩化物、硝酸塩等の無機酸塩、酢酸塩等の有機酸塩などの水溶性の希土類化合物を用いることができる。水溶性の希土類化合物を用いることによって、任意の量の希土類元素を導入することが可能となる。
希土類元素を導入するために金属塩を用いた場合には、金属塩を凝集させることなく、有機樹脂中に分散させるために、アルコール、グリコール、酢酸、アセチルアセトネートなどを金属塩溶液に添加してもよい。上記の中でも、酢酸やアセチルアセトネートなどは金属塩と錯体を形成するため、希土類元素を高濃度で含有させる場合に有効である。
In order to introduce a rare earth element into the organic-inorganic composite material of the present invention, for example, a water-soluble rare earth compound such as an inorganic acid salt such as a rare earth chloride or nitrate, or an organic acid salt such as an acetate can be used. By using a water-soluble rare earth compound, an arbitrary amount of rare earth elements can be introduced.
When a metal salt is used to introduce a rare earth element, alcohol, glycol, acetic acid, acetylacetonate, etc. are added to the metal salt solution in order to disperse the metal salt in the organic resin without agglomerating the metal salt. May be. Among these, acetic acid, acetylacetonate, and the like form a complex with a metal salt, and thus are effective when a rare earth element is contained at a high concentration.

2.アルミニウム化合物
本発明に用いられるアルミニウム化合物の原料としては、例えばAl(OR(Rはアルキル基を示す。)で表されるアルコキシド、(RO)3−nAlL(Rはアルキル基を示し、n=1〜2であり、Lは配位子を示し、アセチルアセトナ基、エトキシアセチルアセトナ基等である。)で表されるアルコキシドの誘導体、Al(NO・9HOなどの金属塩などが挙げられる。
2. Aluminum compound As a raw material of the aluminum compound used in the present invention, for example, an alkoxide represented by Al (OR 1 ) 3 (R 1 represents an alkyl group), (R 2 O) 3-n AlL n (R 2 Represents an alkyl group, n = 1 to 2, L represents a ligand, and is an alkoxide derivative represented by acetylacetona group, ethoxyacetylacetona group, etc.), Al (NO 3 ) and metal salts such as 3 · 9H 2 O and the like.

また、アルミニウム化合物の原料としてベーマイトゾルを用いることができる。ここで、ベーマイトゾルとは、AlO(OH)の分子式で表される物質(粒子)を含むゾルであり、上記のアルコキシド、アルコキシドの誘導体、または金属塩を加水分解して得られる無定形のアルミニウムモノヒドロキシドを加水分解した後に直ちに加熱する等の方法によって得られる容易に解膠しうる粒子を含むものである。ベーマイトゾルは、アルミニウムや水酸基を有しているので、室温にて有機樹脂成分と共有結合や水素結合を形成しやすく、分散性が良好である。また、ベーマイトゾルを作製する際にアルミニウムイソプロポキシドなどのアルコキシドやその誘導体を用いた場合には、アルコキシドやその誘導体がAl−O結合を分子構造として最初からもっているため、架橋しやすく、分散性をさらに良好なものとすることができる。   Further, boehmite sol can be used as a raw material for the aluminum compound. Here, the boehmite sol is a sol containing a substance (particle) represented by the molecular formula of AlO (OH), and amorphous aluminum obtained by hydrolyzing the above alkoxide, alkoxide derivative, or metal salt. It includes particles that can be easily peptized and obtained by a method such as heating immediately after hydrolysis of monohydroxide. Since boehmite sol has aluminum or a hydroxyl group, it easily forms a covalent bond or a hydrogen bond with an organic resin component at room temperature, and has good dispersibility. In addition, when an alkoxide such as aluminum isopropoxide or a derivative thereof is used when preparing boehmite sol, the alkoxide or the derivative thereof has an Al—O bond as a molecular structure from the beginning, so that it is easily crosslinked and dispersed. The property can be further improved.

ベーマイトゾルは、上記のアルコキシド、アルコキシドの誘導体、または金属塩を加水分解することにより作製することができる。具体的には、上記のアルコキシド、アルコキシドの誘導体、または金属塩に、10℃以上100℃未満、好ましくは50℃〜90℃の比較的高温の水を主成分とする水溶液を加えて、30℃以上200℃未満、好ましくは50〜100℃の油浴などで1時間以上、好ましくは10時間〜100時間攪拌を行なう。このときに還流加熱を行なってもよい。使用する水の量としては、上記のアルコキシド、アルコキシドの誘導体、または金属塩に対してモル比で20〜500と比較的多量の水を用いることが好ましい。
また、上記のアルコキシド、アルコキシドの誘導体、または金属塩を加水分解し、さらに酸を加えて解膠することにより、ベーマイトゾルを作製することもできる。
上述の操作によって、水酸化アルミニウムは解膠して、均質な微粒子に変化し、粘性の低いベーマイトを含んだゾルを得ることができる。ゾル中に含まれるベーマイトの濃度は、1×10−6mol/l以上であることが好ましく、より好ましくは1×10−4mol/l以上である。
The boehmite sol can be prepared by hydrolyzing the alkoxide, alkoxide derivative, or metal salt. Specifically, an aqueous solution mainly containing relatively high temperature water of 10 ° C. or more and less than 100 ° C., preferably 50 ° C. to 90 ° C. is added to the above alkoxide, alkoxide derivative, or metal salt, Stirring is performed for 1 hour or more, preferably 10 hours to 100 hours in an oil bath of 200 ° C. or less, preferably 50 to 100 ° C. At this time, reflux heating may be performed. As the amount of water to be used, it is preferable to use a relatively large amount of water in a molar ratio of 20 to 500 with respect to the above alkoxide, alkoxide derivative, or metal salt.
In addition, boehmite sol can be prepared by hydrolyzing the alkoxide, alkoxide derivative, or metal salt, and adding an acid to peptize.
By the above-described operation, the aluminum hydroxide is peptized to be converted into uniform fine particles, and a sol containing boehmite with low viscosity can be obtained. The concentration of boehmite contained in the sol is preferably 1 × 10 −6 mol / l or more, more preferably 1 × 10 −4 mol / l or more.

また、ベーマイトを作製する際に、希土類化合物をあらかじめ比較的高温の水に溶解した水溶液を用いることにより、高濃度で希土類元素を含むベーマイトゾルを得ることができる。   Further, when producing boehmite, a boehmite sol containing a rare earth element at a high concentration can be obtained by using an aqueous solution in which a rare earth compound is previously dissolved in relatively high temperature water.

ベーマイトゾルを用いる場合には、水が過剰に存在することから、有機樹脂との相溶性が悪くなる場合がある。この場合には、ベーマイトゾルを調製した後、ベーマイトゾル中の水性溶媒を有機溶剤に置換することが好ましい。例えば、エバポレータを用いて減圧下で、20℃程度のメタノールやn−プロパノールなどのアルコール等により連続的に置換を行い、ベーマイトゾル中の水を除去することにより、有機樹脂成分と混合しやすいベーマイト微粒子を得ることができる。   In the case of using boehmite sol, since water is present in excess, compatibility with the organic resin may be deteriorated. In this case, it is preferable to replace the aqueous solvent in the boehmite sol with an organic solvent after preparing the boehmite sol. For example, boehmite that can be easily mixed with organic resin components by continuously substituting with an alcohol such as methanol or n-propanol at about 20 ° C. under reduced pressure using an evaporator and removing water in the boehmite sol. Fine particles can be obtained.

さらに本発明においては、アルミニウム化合物および希土類元素の原料として、希土類含有アルコキシドまたはその誘導体を用いることができる。希土類含有アルコキシドおよびその誘導体は、図5に例示する希土類−アルミニウム複アルコキシド構造を有しており、有機樹脂中に直接添加することができるという利点を有する。なお図5中、REは希土類元素、Alはアルミニウム、Oは酸素、Rは有機基を示す。有機基Rは、有機樹脂と相溶性を有する官能基、または有機樹脂の原料であるモノマーと重合可能な官能基であることが好ましく、具体的には末端にビニル基、エポキシ基、アルキルシリル基等を有する官能基が挙げられる。有機基Rの具体例を以下に示す。 Furthermore, in the present invention, rare earth-containing alkoxides or derivatives thereof can be used as raw materials for aluminum compounds and rare earth elements. The rare earth-containing alkoxide and derivatives thereof have the rare earth-aluminum double alkoxide structure illustrated in FIG. 5 and have the advantage that they can be added directly to the organic resin. In FIG. 5, RE represents a rare earth element, Al represents aluminum, O represents oxygen, and R 3 represents an organic group. The organic group R 3 is preferably a functional group compatible with an organic resin, or a functional group capable of polymerizing with a monomer that is a raw material of the organic resin. Specifically, a vinyl group, an epoxy group, or an alkylsilyl is terminated at the terminal. And a functional group having a group or the like. Specific examples of the organic group R 3 are shown below.

Figure 0004839789
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3.有機樹脂
本発明に用いられる有機樹脂としては、アップコンバージョン発光に影響を及ぼさないものであること、具体的には発光強度を著しく低下させないものであることが好ましい。具体的には、アクリレート樹脂、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ABS樹脂、ポリエステル、エポキシ、不飽和エステル、アクリレート、ウレタン、エーテルなどが挙げられる。中でも、有機樹脂の原料として、モノマー状態で添加できるものが好ましく用いられる。
3. Organic resin The organic resin used in the present invention is preferably one that does not affect up-conversion light emission, specifically, one that does not significantly reduce the light emission intensity. Specific examples include acrylate resins, polyolefins, polystyrenes, polycarbonates, ABS resins, polyesters, epoxies, unsaturated esters, acrylates, urethanes and ethers. Especially, what can be added in a monomer state as an organic resin raw material is used preferably.

有機樹脂の原料に用いられるモノマーとしては、例えばビニル系モノマーが挙げられる。ビニル系モノマーとしては、メチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸、スチレン等の芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸、イタコン酸エステル類、N−アルキルマレイミド類、N−フェニルマレイミド(PMI)類等が挙げられる。   Examples of the monomer used as the raw material for the organic resin include vinyl monomers. Examples of vinyl monomers include methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, acrylic acid esters, aromatic vinyl monomers such as methacrylic acid and styrene, vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile, acrylic acid, and maleic acid. , Maleic acid esters, itaconic acid, itaconic acid esters, N-alkylmaleimides, N-phenylmaleimide (PMI) s and the like.

また、好ましいモノマーとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピレンメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル類;メチルアクリレート、エチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル類;スチレン、α−メチルスチレン等の側鎖アルキル置換スチレン、ビニルトルエン等の核アルキル置換スチレン、ブロモスチレン、クロルスチレン等のハロゲン化スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル、マレオニトリル、α−クロロアクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体などが挙げられる。さらに、マレイン酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸およびイタコン酸エステル類、N−アルキルマレイミド類、N−フェニルマレイミド(PMI)類なども好ましい。   Preferred monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propylene methacrylate, butyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, phenyl methacrylate and other methacrylic acid alkyl esters; methyl acrylate, ethyl acrylate, amyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, Acrylic acid alkyl esters such as 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, dodecyl acrylate, phenyl acrylate, and benzyl acrylate; side chain alkyl-substituted styrene such as styrene and α-methylstyrene, nuclear alkyl-substituted styrene such as vinyltoluene, bromostyrene, Halogenated styrene such as chlorostyrene, vinyl naphthalene, etc. Group vinyl monomer; acrylonitrile, methacrylonitrile, fumaronitrile, maleonitrile, such as vinyl cyanide monomers such as α- chloro acrylonitrile. Furthermore, maleic acid, maleic acid esters, itaconic acid and itaconic acid esters, N-alkylmaleimides, N-phenylmaleimides (PMI) s and the like are also preferable.

4.その他の構成成分
本発明の有機無機複合材料は、イッテルビウム(Yb)を含有していてもよい。イッテルビウム(Yb)は光に対する感度が良好であるので、増感剤として機能するからである。
ここで、上述した2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光する希土類元素と、イッテルビウム(Yb)とを用いた系について説明する。イッテルビウムを励起するとエネルギーが生じるが、このイッテルビウムの励起により生じたエネルギーがエネルギー移動することにより、上記希土類元素のエネルギー準位を押し上げることができる場合がある。これは、イッテルビウムのエネルギー準位と上記希土類元素のエネルギー準位とが近い場合は、エネルギーの移動が起こりうるからである。したがって、例えば2種の異なる波長の励起光を用いる場合は、一方の励起光をイッテルビウムの励起波長の光とし、もう一方の励起光を希土類元素の励起波長の光とすることができるのである。この場合には、イッテルビウムが光に対する感度が良いので、効率的にアップコンバージョン発光することが可能となる。
4). Other components The organic-inorganic composite material of the present invention may contain ytterbium (Yb). This is because ytterbium (Yb) has a good sensitivity to light and functions as a sensitizer.
Here, a system using the above-described rare earth element that is excited by light of two or more different wavelengths and emits up-conversion light and ytterbium (Yb) will be described. When ytterbium is excited, energy is generated, and the energy generated by the excitation of ytterbium may be able to push up the energy level of the rare earth element in some cases. This is because energy transfer can occur when the energy level of ytterbium is close to the energy level of the rare earth element. Therefore, for example, when two types of excitation light having different wavelengths are used, one excitation light can be ytterbium excitation wavelength light, and the other excitation light can be excitation light of a rare earth element. In this case, since ytterbium has good sensitivity to light, it is possible to efficiently perform up-conversion light emission.

また本発明においては、有機無機複合材料に、吸水性の向上や硬度の向上などを目的として、シリカ、チタニア、ジルコニアなどを含有させることができる。これらの原料としては、アルコキシドやその誘導体などを用いることができる。例えばシリカを含有させる場合、シリカの原料として、テトラエトキシシランやメチルトリエトキシシラン、あるいは、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)、ビニル基を持ったもの、エチレンオキシド基を有するものなどを用いることができる。メタクリル酸2−ヒドロキシエチルなどは親水基を有し、ベーマイトゾルと水素結合等を形成するので、ベーマイトゾルとの親和性が良好である。   In the present invention, the organic-inorganic composite material may contain silica, titania, zirconia and the like for the purpose of improving water absorption and hardness. As these raw materials, alkoxides and derivatives thereof can be used. For example, when silica is contained, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), those having a vinyl group, or those having an ethylene oxide group may be used as a raw material for silica. it can. Since 2-hydroxyethyl methacrylate has a hydrophilic group and forms hydrogen bonds and the like with boehmite sol, the affinity with boehmite sol is good.

さらに、有機無機複合材料を作製する際には、有機樹脂の原料であるモノマー等を重合させるために、重合開始剤、分子量調節剤、分散剤、その他溶媒等の重合助剤などを添加することができる。重合開始方法としては、加熱による方法、重合開始剤を添加する方法のいずれの方法も採用することができる。   Furthermore, when producing an organic-inorganic composite material, a polymerization initiator such as a polymerization initiator, a molecular weight regulator, a dispersant, and other solvents are added to polymerize monomers that are raw materials for organic resins. Can do. As a polymerization initiation method, any of a heating method and a method of adding a polymerization initiator can be employed.

重合開始剤としては、有機過酸化物やアゾ系化合物を挙げることができ、これらの重合開始剤は乳化剤や界面活性剤とともに用いることができる。
アゾ系化合物としては、具体的には2,2´−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2´−アゾビス(2´−メチルブチロニトリル)、1,1´アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)等のアゾニトリル類などが挙げられる。また、有機過酸化物としては、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート類等のパーオキシエステル類;ラウロイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類;1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシケタール類;などが挙げられる。
Examples of the polymerization initiator include organic peroxides and azo compounds, and these polymerization initiators can be used together with an emulsifier and a surfactant.
Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2′-methylbutyronitrile), and 1,1′azobis (cyclohexane-1-carbohydrate). Nitriles) and the like. Examples of the organic peroxide include peroxyesters such as t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate and t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate; diacyl peroxides such as lauroyl peroxide; Peroxyketals such as 1-bis (t-hexylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane; and the like.

分子量調節剤は、重合において有機樹脂の流動性調節のために用いられるものである。具体的には、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン等のメルカプタン類;1−メチル−4−イソプロピリデンシクロヘキセン等のモノテルペノイド類;2,4−ジフェニル−4−メチル−1´ペンテン等のスチレンダイマー類;などを挙げることができる。   The molecular weight modifier is used for controlling the fluidity of the organic resin in the polymerization. Specifically, mercaptans such as t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan; monoterpenoids such as 1-methyl-4-isopropylidenecyclohexene; 2,4-diphenyl-4-methyl-1 'Styrene dimers such as pentene;

また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光塗料、離型剤、その他の安定剤等を添加してもよい。   Moreover, you may add antioxidant, a ultraviolet absorber, a coloring inhibitor, an antistatic agent, a fluorescent paint, a mold release agent, another stabilizer, etc.

5.有機無機複合材料
本発明の有機無機複合材料は、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することが可能であり、かつ所定の範囲内の波長の光により励起されるものであれば特に限定されるものではない。このような有機無機複合材料を用いた三次元表示装置では、有機無機複合材料の二段階吸収によるアップコンバージョン現象を利用することにより立体画像を表示することが可能となる。
5). Organic-inorganic composite material The organic-inorganic composite material of the present invention can be excited by light of two or more different wavelengths to emit up-conversion light, and is excited by light of a wavelength within a predetermined range. There is no particular limitation as long as it is present. In a three-dimensional display device using such an organic-inorganic composite material, a three-dimensional image can be displayed by utilizing an up-conversion phenomenon due to two-stage absorption of the organic-inorganic composite material.

また本発明の有機無機複合材料をカラー表示が可能な三次元表示装置に適用する場合には、有機無機複合材料が複数の発光色を示すことが好ましい。この場合、特に三原色の赤・緑・青の発光色を示すことが好ましい。例えば複数の希土類元素を含有する有機無機複合材料とすることにより複数の発光色を得ることができる。   In addition, when the organic-inorganic composite material of the present invention is applied to a three-dimensional display device capable of color display, the organic-inorganic composite material preferably exhibits a plurality of emission colors. In this case, it is particularly preferable to exhibit the three primary colors of red, green, and blue. For example, a plurality of emission colors can be obtained by using an organic-inorganic composite material containing a plurality of rare earth elements.

この際、有機無機複合材料に含有される複数の希土類元素は、それぞれ異なる波長の光で励起されアップコンバージョン発光するものであることが好ましい。本発明の有機無機複合材料を用いた三次元表示装置では、例えば2つの赤外光を走査することにより発光点を立体的に移動させるので、ほぼ同一の波長の光により励起されアップコンバージョン発光する希土類元素を複数用いると、各色の発光点を別々に移動させることが困難となるからである。
1種の希土類元素を励起してアップコンバージョン発光させるには、上述したように2種以上の波長の異なる赤外光を照射することから、それぞれの希土類元素をアップコンバージョン発光させるために用いる励起光の波長が、それぞれ異なることが好ましい。具体的には±5nm以上異なることが好ましく、より好ましくは±10nm以上で異なることが好ましい。
このように本発明の有機無機複合材料をカラー表示が可能な三次元表示装置に適用する場合には、希土類元素をアップコンバージョン発光させる励起光の波長を考慮して、希土類元素の種類が適宜選択される。
At this time, it is preferable that the plurality of rare earth elements contained in the organic-inorganic composite material are excited by light of different wavelengths and emit up-conversion light. In the three-dimensional display device using the organic-inorganic composite material of the present invention, the light emission point is moved three-dimensionally, for example, by scanning two infrared lights, so that it is excited by light of substantially the same wavelength and emits up-conversion light. This is because when a plurality of rare earth elements are used, it is difficult to move the light emission points of the respective colors separately.
In order to excite one kind of rare earth element for upconversion emission, as described above, two or more kinds of infrared light having different wavelengths are irradiated, so that the excitation light used for upconversion emission of each rare earth element. It is preferable that the wavelengths are different from each other. Specifically, the difference is preferably ± 5 nm or more, more preferably ± 10 nm or more.
As described above, when the organic-inorganic composite material of the present invention is applied to a three-dimensional display device capable of color display, the type of the rare earth element is appropriately selected in consideration of the wavelength of the excitation light that causes the rare earth element to up-convert light emission. Is done.

希土類元素をアップコンバージョン発光させる励起光の波長の範囲としては、赤外領域であることが好ましく、少なくとも700nm〜2000nmの範囲内の波長であり、中でも700nm〜1800nmの範囲内、特に800nm〜1600nmの範囲内の波長であることが好ましい。   The range of the wavelength of the excitation light that causes the rare-earth element to up-convert light emission is preferably in the infrared region, and is at least a wavelength in the range of 700 nm to 2000 nm, and more preferably in the range of 700 nm to 1800 nm, particularly 800 nm to 1600 nm. A wavelength within the range is preferred.

また、本発明の有機無機複合材料は透明であることが好ましい。有機無機複合材料が不透明であると、三次元表示装置に用いた場合に表示品質が低下するおそれがあるからである。具体的には、有機無機複合材料の可視領域における平均透過率が50%以上であることが好ましく、より好ましくは中でも60%以上、最も好ましくは70%以上である。
なお、上記平均透過率は、有機無機複合材料を用いて厚み1mmの成形品を作製し、波長380nm〜800nmの範囲内において、島津製作所(株)社製 UV−3100を用いて測定した値の平均値とする。
The organic-inorganic composite material of the present invention is preferably transparent. This is because if the organic-inorganic composite material is opaque, the display quality may deteriorate when used in a three-dimensional display device. Specifically, the average transmittance in the visible region of the organic-inorganic composite material is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and most preferably 70% or more.
The average transmittance is a value measured by using a UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation in the range of a wavelength of 380 nm to 800 nm by producing a molded product having a thickness of 1 mm using an organic-inorganic composite material. Average value.

さらに、有機無機複合材料は、ヘイズ(曇度)が50%以下であることが好ましく、より好ましくは40%以下、最も好ましくは30%以下である。
なお、上記ヘイズは、有機無機複合材料を用いて厚み1mmの成形品を作製し、JIS K 7105に準拠して測定した値である。
Furthermore, the organic-inorganic composite material preferably has a haze (cloudiness) of 50% or less, more preferably 40% or less, and most preferably 30% or less.
In addition, the said haze is the value which produced the 1 mm-thick molded article using the organic inorganic composite material, and measured based on JISK7105.

本発明の有機無機複合材料は、アルミニウム化合物や、希土類化合物として導入された希土類元素が、有機樹脂中の酸素原子などと配位結合や水素結合を形成しており、余分な水分や溶剤を除去した後にも有機樹脂内にとどまっているものである。   In the organic-inorganic composite material of the present invention, an aluminum compound or a rare earth element introduced as a rare earth compound forms a coordinate bond or a hydrogen bond with an oxygen atom or the like in an organic resin, thereby removing excess water and solvent. After that, it remains in the organic resin.

B.三次元表示装置
次に、本発明の三次元表示装置について説明する。本発明の三次元表示装置は、上述した有機無機複合材料を有する表示部と、上記表示部の周囲に配置された2つ以上の赤外光源と、上記赤外光源から発せられた光の方向を制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。
B. 3D Display Device Next, the 3D display device of the present invention will be described. A three-dimensional display device according to the present invention includes a display unit having the above-described organic-inorganic composite material, two or more infrared light sources arranged around the display unit, and a direction of light emitted from the infrared light source. And control means for controlling.

図3に本発明の三次元表示装置の一例を示す。図3に示すように、本発明の三次元表示装置10は、有機無機複合材料からなる表示部11と、この表示部11の周囲に配置された2つの赤外光源12a,12bとを有している。赤外光源12a,12bはそれぞれ異なる波長の赤外光15a,15bを発するものである。さらに、赤外光源12a,12bは移動可能であり、赤外光15a,15bの方向を任意に変えることができる。この三次元表示装置10では、赤外光源12a,12bを移動する手段が赤外光15a,15bの方向を制御する制御手段となっている。   FIG. 3 shows an example of the three-dimensional display device of the present invention. As shown in FIG. 3, the three-dimensional display device 10 of the present invention includes a display unit 11 made of an organic-inorganic composite material, and two infrared light sources 12 a and 12 b arranged around the display unit 11. ing. The infrared light sources 12a and 12b emit infrared light 15a and 15b having different wavelengths. Furthermore, the infrared light sources 12a and 12b are movable, and the direction of the infrared light 15a and 15b can be arbitrarily changed. In the three-dimensional display device 10, the means for moving the infrared light sources 12a and 12b is a control means for controlling the directions of the infrared lights 15a and 15b.

赤外光源12a,12bにより表示部11に対して互いに異なる方向から赤外光15a,15bを照射し、赤外光15aと赤外光15bとを交差させると、交差した点13が発光する。これは、有機無機複合材料に含まれる希土類元素が、異なる波長の赤外光15a,15bによって励起され、すなわち例えば図2に示すように二段階吸収により励起されアップコンバージョン発光するからである。そして、赤外光源12a,12bは移動可能であるので、赤外光源12a,12bを移動させ、赤外光15a,15bを同期させながら水平および垂直方向に走査することにより、表示部11内で発光点13を前後、左右、上下に移動させることができる。これにより、本発明においては立体画像の表示が可能となる。   When the infrared light 15a and 15b are irradiated to the display unit 11 from different directions by the infrared light sources 12a and 12b and the infrared light 15a and the infrared light 15b are crossed, the crossed point 13 emits light. This is because the rare earth elements contained in the organic-inorganic composite material are excited by infrared light 15a and 15b having different wavelengths, that is, excited by two-stage absorption, for example, as shown in FIG. Since the infrared light sources 12a and 12b are movable, the infrared light sources 12a and 12b are moved, and scanning in the horizontal and vertical directions while synchronizing the infrared light 15a and 15b is performed in the display unit 11. The light emitting point 13 can be moved back and forth, left and right, and up and down. Thereby, in the present invention, a stereoscopic image can be displayed.

本発明においては、表示部に上述した有機無機複合材料を用いているので、表示部の大型化が容易である。また、この有機無機複合材料では、有機樹脂を任意に選択することができるので、材料の組成によって発光色に影響が及ぼされるのを回避することができる。   In the present invention, since the organic-inorganic composite material described above is used for the display unit, the display unit can be easily enlarged. Moreover, in this organic-inorganic composite material, since an organic resin can be arbitrarily selected, it is possible to avoid an influence on the emission color by the composition of the material.

さらに、カラー表示が可能な三次元表示装置とする場合には、複数の発光色が得られるように材料を調製する必要があるが、本発明においては、複数の希土類元素を含有し、複数の発光色を示す有機無機複合材料を用いるか、あるいは、1種の希土類元素を含有し、単一の発光色を示す有機無機複合材料を複数用いればよく、カラー表示が可能な三次元表示装置の表示部を簡便な工程で容易に得ることが可能である。
以下、本発明の三次元表示装置の各構成について説明する。
Furthermore, in the case of a three-dimensional display device capable of color display, it is necessary to prepare a material so that a plurality of emission colors can be obtained, but in the present invention, a plurality of rare earth elements are contained, An organic-inorganic composite material exhibiting a luminescent color is used, or a plurality of organic-inorganic composite materials containing a single rare earth element and exhibiting a single luminescent color may be used. The display portion can be easily obtained by a simple process.
Hereinafter, each configuration of the three-dimensional display device of the present invention will be described.

1.表示部
本発明に用いられる表示部は、有機無機複合材料を有するものである。
上記有機無機複合材料はそれ自体が固体状となるので、通常、表示部は有機無機複合材料からなるものとなる。例えば、光硬化、プレス成形、射出成形等の成形方法によって、有機無機複合材料からなる表示部を作製することができる。
表示部の大きさとしては、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択される。
1. Display unit The display unit used in the present invention has an organic-inorganic composite material.
Since the organic-inorganic composite material itself is in a solid state, the display unit is usually made of an organic-inorganic composite material. For example, a display portion made of an organic-inorganic composite material can be produced by a molding method such as photocuring, press molding, or injection molding.
The size of the display unit is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the application.

本発明において、カラー表示が可能な三次元表示装置とする場合には、複数の希土類元素を含有し、複数の発光色を示す有機無機複合材料を用いるか、あるいは、1種の希土類元素を含有し、単一の発光色を示す有機無機複合材料を複数用いることが好ましい。   In the present invention, when a three-dimensional display device capable of color display is used, an organic-inorganic composite material containing a plurality of rare earth elements and exhibiting a plurality of emission colors is used, or one kind of rare earth element is contained. It is preferable to use a plurality of organic-inorganic composite materials that exhibit a single emission color.

1種の希土類元素を含有し、単一の発光色を示す有機無機複合材料を複数用いる場合、各有機無機複合材料は、それぞれ三原色の赤・緑・青の発光色を示すことが好ましい。またこの場合、各有機無機複合材料に含有される希土類元素は、それぞれ異なる波長の光で励起されアップコンバージョン発光するものであることが好ましい。本発明の三次元表示装置では、例えば2つの赤外光を走査することにより発光点を立体的に移動させるので、ほぼ同一の波長の光により励起されアップコンバージョン発光する希土類元素を複数用いると、各色の発光点を別々に移動させることが困難となるからである。
1種の希土類元素を励起してアップコンバージョン発光させるには、上述したように2種以上の波長の異なる赤外光を照射することから、それぞれの希土類元素をアップコンバージョン発光させるために用いる励起光の波長が、それぞれ異なることが好ましい。具体的には±5nm以上異なることが好ましく、より好ましくは±10nm以上で異なることが好ましい。
In the case where a plurality of organic-inorganic composite materials containing one kind of rare earth element and exhibiting a single emission color are used, each organic-inorganic composite material preferably exhibits three primary colors of red, green, and blue emission colors. In this case, the rare earth element contained in each organic-inorganic composite material is preferably one that is excited by light of different wavelengths and emits up-conversion light. In the three-dimensional display device of the present invention, for example, since the light emitting point is moved three-dimensionally by scanning two infrared lights, when using a plurality of rare earth elements that are excited by light of substantially the same wavelength and emit up-conversion light, This is because it is difficult to move the light emission points of the respective colors separately.
In order to excite one kind of rare earth element for upconversion emission, as described above, two or more kinds of infrared light having different wavelengths are irradiated, so that the excitation light used for upconversion emission of each rare earth element. It is preferable that the wavelengths are different from each other. Specifically, the difference is preferably ± 5 nm or more, more preferably ± 10 nm or more.

なお、複数の希土類元素を含有し、複数の発光色を示す有機無機複合材料については、上記「A.有機無機複合材料」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
また、有機無機複合材料については、上記「A.有機無機複合材料」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
The organic-inorganic composite material containing a plurality of rare earth elements and exhibiting a plurality of emission colors has been described in the above section “A. Organic-inorganic composite material”, and thus description thereof is omitted here.
The organic-inorganic composite material is the same as that described in the above section “A. Organic-inorganic composite material”, and the description thereof is omitted here.

2.赤外光源
本発明に用いられる赤外光源は、少なくとも2つ必要であり、表示部の周囲に配置され、赤外光が発せられるものである。
2. Infrared light source At least two infrared light sources are required for the present invention, and are arranged around the display unit to emit infrared light.

赤外光源は2つ以上であれば、その数としては特に限定されないが、通常は偶数となる。本発明においては、二段階吸収による励起によってアップコンバージョン発光する現象を利用する場合が多いことから、例えば1色の発光を得るためには2つの赤外光源が必要となり、3色の発光を得るためには6つの赤外光源が必要となる。なお、この赤外光源は1種の波長の赤外光のみを発するものである。   The number of infrared light sources is not particularly limited as long as it is two or more, but is usually an even number. In the present invention, since the phenomenon of up-conversion light emission due to excitation by two-stage absorption is often used, for example, two infrared light sources are required to obtain light emission of one color, and light emission of three colors is obtained. For this purpose, six infrared light sources are required. This infrared light source emits only infrared light having one wavelength.

また、発光光源としては赤外光を発するものであれば特に限定されるものではなく、例えば半導体レーザー等を用いることができる。また、例えば図6に示すように赤外光源12a,12bが複数の半導体レーザーがアレイ状に配置されたレーザーアレイであってもよい。   Further, the light source is not particularly limited as long as it emits infrared light, and for example, a semiconductor laser or the like can be used. For example, as shown in FIG. 6, the infrared light sources 12a and 12b may be a laser array in which a plurality of semiconductor lasers are arranged in an array.

また、本発明の三次元表示装置は、例えば図3に示すように2つの赤外光源12a,12bから発せられたそれぞれの赤外光15a,15bの交差点13を発光させるものであることから、赤外光15a,15bのそれぞれの方向が一直線状とならないように赤外光源12a,12bを配置することが好ましい。赤外光15a,15bの方向が一直線状になると、赤外光15a,15bが交差した部分は発光するので、線状に発光が観察されてしまうからである。よって、赤外光15a,15bを同期させながら水平および垂直方向に走査する際にも、赤外光15a,15bの方向が一直線状にならないように走査することが好ましい。   Moreover, since the three-dimensional display device of the present invention emits the intersection 13 of each infrared light 15a, 15b emitted from two infrared light sources 12a, 12b, for example, as shown in FIG. It is preferable to arrange the infrared light sources 12a and 12b so that the directions of the infrared lights 15a and 15b are not linear. This is because when the directions of the infrared light 15a and 15b are in a straight line, the portion where the infrared light 15a and 15b intersect emits light, and thus light emission is observed in a linear shape. Therefore, when scanning in the horizontal and vertical directions while synchronizing the infrared lights 15a and 15b, it is preferable to scan so that the directions of the infrared lights 15a and 15b are not in a straight line.

3.制御手段
本発明における制御手段は、赤外光源から発せられた光の方向を制御するものであれば特に限定されるものではない。制御手段は、例えば図3に示すように赤外光源12a,12bを移動させることにより赤外光15a,15bの方向を制御するものであってもよく、また例えば図7に示すように赤外光源12a,12bの近傍に鏡16a,16bが配置されており、鏡16a,16bの角度や位置を変えることにより赤外光15a,15bの方向を制御するものであってもよい。
3. Control Unit The control unit in the present invention is not particularly limited as long as it controls the direction of light emitted from the infrared light source. The control means may control the directions of the infrared light 15a and 15b by moving the infrared light sources 12a and 12b as shown in FIG. 3, for example, and for example, as shown in FIG. The mirrors 16a and 16b may be disposed in the vicinity of the light sources 12a and 12b, and the directions of the infrared lights 15a and 15b may be controlled by changing the angles and positions of the mirrors 16a and 16b.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
[実施例1]
Erを10mol%、Alを10mol%、メチルメタクリレートを80mol%の配合比で有機無機複合材料を作製した。
アルミニウムイソプロポキシド:1モル部に、酢酸エルビウム1.5水塩:1モル部を水400モル部に溶解した80℃の温水を加えて加水分解を行い、次いで1規定の硝酸を添加してさらに80℃で76時間攪拌して解膠をおこない、エルビウムを含有したベーマイトゾルを作製した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Example 1]
An organic-inorganic composite material was produced at a blending ratio of 10 mol% Er 2 O 3 , 10 mol% Al 2 O 3 , and 80 mol% methyl methacrylate.
Aluminum isopropoxide: 1 mol part, erbium acetate 1.5 hydrate: 1 mol part dissolved in 400 mol part of water was added to 80 ° C warm water for hydrolysis, then 1N nitric acid was added. Further, the mixture was stirred at 80 ° C. for 76 hours to peptize to prepare a boehmite sol containing erbium.

次に、ベーマイトゾルを減圧エバポレータで55℃にて24時間還流し、水を除去した。得られたベーマイトゾルに対して、エルビウムとのモル比が1:8の比率で、メチルメタクリレート(MMA)と紫外線硬化剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製イルガキュア500)を添加して混合した。
得られた混合液を、紫外線透過性の成形型に移し、窒素パージを行なって酸素を除去した後、照射強度0.6W/cmの紫外線ランプで24時間照射した後、140℃まで2℃/minで昇温後2時間保持することで有機無機複合材料を得た。
Next, the boehmite sol was refluxed at 55 ° C. for 24 hours with a vacuum evaporator to remove water. Methyl methacrylate (MMA) and an ultraviolet curing agent (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were added and mixed with the resulting boehmite sol at a molar ratio of erbium of 1: 8.
The obtained liquid mixture was transferred to an ultraviolet light transmissive mold, purged with nitrogen to remove oxygen, irradiated with an ultraviolet lamp having an irradiation intensity of 0.6 W / cm 2 for 24 hours, and then 2 ° C. to 140 ° C. An organic-inorganic composite material was obtained by maintaining the temperature for 2 hours after raising the temperature at / min.

[実施例2]
Erを1mol%、Alを1mol%、メチルメタクリレートを98mol%の配合比で有機無機複合材料を作製した。
実施例1と同様にして、エルビウムを含有したベーマイトゾルを作製した。
次に、ベーマイトゾルを減圧エバポレータで55℃にて24時間還流し、水を除去した。得られたベーマイトゾルに対して、エルビウムとのモル比が1:98の比率で、メチルメタクリレート(MMA)と紫外線硬化剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製イルガキュア500)を添加して混合した。
そして、実施例1と同様にして、有機無機複合材料を得た。
[Example 2]
An organic-inorganic composite material was prepared at a blending ratio of 1 mol% Er 2 O 3 , 1 mol% Al 2 O 3 , and 98 mol% methyl methacrylate.
A boehmite sol containing erbium was produced in the same manner as in Example 1.
Next, the boehmite sol was refluxed at 55 ° C. for 24 hours with a vacuum evaporator to remove water. Methyl methacrylate (MMA) and an ultraviolet curing agent (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were added and mixed with the obtained boehmite sol at a molar ratio of erbium of 1:98.
And it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic inorganic composite material.

[実施例3]
Erを0.1mol%、Alを0.1mol%、メチルメタクリレートを99.8mol%の配合比で有機無機複合材料を作製した。
実施例1と同様にして、エルビウムを含有したベーマイトゾルを作製した。
次に、ベーマイトゾルを減圧エバポレータで55℃にて24時間還流し、水を除去した。得られたベーマイトゾルに対して、エルビウムとのモル比が0.1:99.8の比率で、メチルメタクリレート(MMA)と紫外線硬化剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製イルガキュア500)を添加して混合した。
そして、実施例1と同様にして、有機無機複合材料を得た。
[Example 3]
An organic-inorganic composite material was prepared at a blending ratio of 0.1 mol% Er 2 O 3 , 0.1 mol% Al 2 O 3 , and 99.8 mol% methyl methacrylate.
A boehmite sol containing erbium was produced in the same manner as in Example 1.
Next, the boehmite sol was refluxed at 55 ° C. for 24 hours with a vacuum evaporator to remove water. Methyl methacrylate (MMA) and an ultraviolet curing agent (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were added and mixed with the resulting boehmite sol at a molar ratio of erbium of 0.1: 99.8. did.
And it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic inorganic composite material.

[評価]
実施例1〜3にて得られた有機無機複合材料に、二種の赤外光レーザーが交差するように照射した。一方の赤外光レーザーとしては波長860nm付近の半導体レーザーを使用し、他方の赤外光レーザーとしては波長1550nm付近の半導体レーザーを使用した。その結果、2種の赤外光レーザーの交点において、Er3+の550nm付近の緑色発光が観測された。
[Evaluation]
The organic-inorganic composite materials obtained in Examples 1 to 3 were irradiated so that two kinds of infrared lasers intersected. A semiconductor laser having a wavelength of about 860 nm was used as one infrared light laser, and a semiconductor laser having a wavelength of about 1550 nm was used as the other infrared laser. As a result, Er 3+ green emission near 550 nm was observed at the intersection of the two infrared lasers.

アップコンバージョン発光を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating upconversion light emission. アップコンバージョン発光を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating upconversion light emission. 本発明の三次元表示装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the three-dimensional display apparatus of this invention. アップコンバージョン発光を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating upconversion light emission. 希土類含有アルコキシドの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of rare earth containing alkoxide. 本発明の三次元表示装置の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the three-dimensional display apparatus of this invention. 本発明の三次元表示装置の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the three-dimensional display apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 … 三次元表示装置
11 … 表示部
12a,12b … 赤外光源
15a,15b … 赤外光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Three-dimensional display apparatus 11 ... Display part 12a, 12b ... Infrared light source 15a, 15b ... Infrared light

Claims (5)

有機樹脂と、アルミニウム化合物と、希土類元素とを含有し、2種以上の異なる波長の光により励起されてアップコンバージョン発光することを特徴とする三次元表示装置用有機無機複合材料。   An organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device, which contains an organic resin, an aluminum compound, and a rare earth element, and is excited by light of two or more different wavelengths to emit up-conversion light. 前記希土類元素が、エルビウム(Er)、ホロミウム(Ho)、プラセオジウム(Pr)、ツリウム(Tm)、ネオジウム(Nd)、ガドリニウム(Gd)、ユウロピウム(Eu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)およびセリウム(Ce)からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の三次元表示装置用有機無機複合材料。   The rare earth elements are erbium (Er), holmium (Ho), praseodymium (Pr), thulium (Tm), neodymium (Nd), gadolinium (Gd), europium (Eu), samarium (Sm), terbium (Tb), The organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device according to claim 1, wherein the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device is at least one selected from the group consisting of dysprosium (Dy) and cerium (Ce). さらにイッテルビウム(Yb)を含有することを特徴とする請求項2に記載の三次元表示装置用有機無機複合材料。   The organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device according to claim 2, further comprising ytterbium (Yb). 複数の発光色を示すことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の三次元表示装置用有機無機複合材料。   The organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic-inorganic composite material has a plurality of emission colors. 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の三次元表示装置用有機無機複合材料を有する表示部と、前記表示部の周囲に配置された2つ以上の赤外光源と、前記赤外光源から発せられた光の方向を制御する制御手段とを有することを特徴とする三次元表示装置。
A display unit comprising the organic-inorganic composite material for a three-dimensional display device according to any one of claims 1 to 4, and two or more infrared light sources arranged around the display unit, And a control means for controlling the direction of light emitted from the infrared light source.
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