CN109683352A - 光激发显示设备及光激发显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种光激发显示设备及光激发显示系统，涉及光激发显示技术领域。主要采用的技术方案为：光激发显示设备，其包括：依次层叠设置的第一基板、第一透明电极层、光致发光层、真空层、第二电极层以及第二基板；控制装置，控制装置分别与第一透明电极层和第二电极层连接；其中，当预设波长的激发光照射在光致发光层上，光致发光层被照射的位置能够激发并处于发光状态；控制装置能够使第一透明电极层和第二电极层之间产生电场，将光致发光层处于发光状态的位置猝灭。所述光激发显示设备在不供电的状态下，在激发光的照射下，可实现书写显示，解决LCD显示书写装置能耗高的问题，以及解决长时间的观看对使用者的视力产生不利的影响的问题。

Description

光激发显示设备及光激发显示系统

技术领域

本发明涉及光激发显示技术领域，特别是涉及一种光激发显示设备及光激发显示系统。

背景技术

随着科技的发展，教师教学的方式越来越趋于多样化和智能化，但由于教学内容的随机性和当堂发挥性，传统的黑板一直在应用着。然而传统粉笔的使用给教室的环境带来了粉尘污染，给教师和学生的身体健康产生的危害。

所以，为了改善教学环境和实现教学的智能化，现有技术中采用LCD(液晶显示器)显示书写装置作为黑板使用。

但是，现有的LCD显示书写装置不仅能耗高，且长时间的观看会对使用者的视力产生不利的影响。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型结构的光激发显示设备及光激发显示系统，使其能够在不供电的状态下，在预设波长的激发光的照射下，于照射位置发光显示，实现书写显示，解决LCD显示书写装置能耗高的问题，以及解决长时间的观看会对使用者的视力产生不利的影响的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光激发显示设备，其包括：

依次层叠设置的第一基板、第一透明电极层、光致发光层、真空层、第二电极层以及第二基板；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一透明电极层和第二电极层连接；

其中，当预设波长的激发光照射在所述光致发光层上，所述光致发光层被照射的位置能够激发并处于发光状态；所述控制装置能够使所述第一透明电极层和第二电极层之间产生电场，将所述光致发光层处于发光状态的位置猝灭。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的光激发显示设备，其中所述第一透明电极层包括多个电极层块，多个所述电极层块间隔的阵列排布在所述第一基板的表面，且每个所述电极层块分别与所述控制装置连接。

可选的，前述的光激发显示设备，其中相邻两个所述电极层块之间的间隔距离为3.5-10μm；

每个所述电极层块的面积小于等于1cm²。

可选的，前述的光激发显示设备，其中所述光致发光层包括层叠设置的多层光致发光子层；

其中，每个所述光致发光子层由不同颜色的长余辉发光材料制造，且每层所述光致发光子层的光激发所需的所述激发光的波长不同。

可选的，前述的光激发显示设备，其中所述真空层的厚度为2.5-5μm。

可选的，前述的光激发显示设备，其还包括：

封装框，所述封装框设置在所述第一透明电极层和所述第二电极层之间，并围绕所述光致发光层和所述真空层的一周，用于将所述光致发光层和所述真空层封装。

可选的，前述的光激发显示设备，其中所述封装框为含有导电金属球的封装胶制造；

所述第一透明电极层包括设置在第一基板边缘位置的电极条，所述电极条通过所述封装框中的导电金属球与所述第二电极层导电连接。

可选的，前述的光激发显示设备，其还包括：

切换开关，所述切换开关与所述控制装置连接；

其中，所述切换开关处于第一状态时，所述控制装置在所述第一透明电极层和第二电极层之间产生电场；所述切换开关处于第二状态时，所述控制装置切断对所述第一透明电极层和第二电极层的供电。

另外，本发明还提供一种光激发显示系统，其包括：

光激发显示设备和发光笔；

所述光激发显示设备包括：依次层叠设置的第一基板、第一透明电极层、光致发光层、真空层、第二电极层以及第二基板；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一透明电极层和第二电极层连接；

其中，当预设波长的激发光照射在所述光致发光层上，所述光致发光层被照射的位置能够激发并处于发光状态；所述控制装置能够使所述第一透明电极层和第二电极层之间产生电场，将所述光致发光层处于发光状态的位置猝灭；

所述发光笔用于发射预设波长的激发光，所述预设波长为与所述光激发显示设备的光致发光层的光激发所需的激发光的波长相同；

其中，所述激发光照射在所述光致发光层上，能够使所述光致发光层被照射的位置激发处于发光状态。

本发明提供的一种光激发显示系统还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的光激发显示系统，其中所述发光笔中设置有多个激光发生器，每个所述激光发生器能够发射不同波长的所述激发光。

借由上述技术方案，本发明光激发显示设备及光激发显示系统至少具有下列优点：

本发明实施例提供的光激发显示设备，其在两个基板之间设置有光致发光层和真空层，光致发光层能够在预设波长的激发光的照射下，在照射位置发光显示，所以本发明实施例提供的光激发显示设备，可以根据激发光的照射显示输入的图形和文字，用作教学或者宣讲等的黑板使用；而且光激发显示设备仅有光激发的位置才会发光显示，即仅有输入位置进行显示，可以很好的模拟现有技术中黑板的使用状态，避免了整个显示设备的发光显示对用户的眼睛造成持续的光伤害，即解决了现有技术中LCD显示书写装置在长时间观看时对用户视力产生的不利影响；另外，在光致发光层发光显示时，光激发显示设备无需通电，进而实现了无能耗的情况下的书写输入和显示，解决了现有技术中使用LCD显示书写装置耗能高的问题；此外，两个基板之间设置有电极层和真空层，且真空层位于两个电极层之间，这样当控制装置与两个电极层连接之后，就可以通过对两个电极层施加电压的方式，在两个电极层之间获得电场，使光致发光层处于光激发状态的位置产生猝灭，即实现了输入显示的擦除工作，此过程不会产生传统黑板上粉笔字擦除时粉尘飞扬的问题，能够保护用户的健康。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种光激发显示设备的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的另一种光激发显示设备的结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的另一种光激发显示设备的结构示意图；

图4是本发明的实施例提供的一种光激发显示设备的第一透明电极层的结构示意图；

图5是本发明的实施例提供的另一种光激发显示设备的第一透明电极层的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光激发显示设备及光激发显示系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例一提出的一种光激发显示设备，其包括：依次层叠设置的第一基板1、第一透明电极层2、光致发光层3、真空层4、第二电极层5以及第二基板6；控制装置(图中未示出)，所述控制装置分别与所述第一透明电极层2和第二电极层5连接；其中，当预设波长的激发光照射在所述光致发光层3上，所述光致发光层3被照射的位置能够激发并处于发光状态；所述控制装置能够使所述第一透明电极层2和第二电极层5之间产生电场，将所述光致发光层3处于发光状态的位置猝灭。

具体的，本发明实施例中的光激发显示设备，其第一基板1和第二基板6可以选用同种材料的基板，例如透明的玻璃基板，或者在保证正常显示的状态下，将第一基板1设置为透明显示基板，将第二基板6设置为黑色基板，第一基板1和第二基板6可以是硬质基板，同时为了保证设备的强度，可以实用耐磨防划的材质制作第一基板1，或者第一基板1和第二基板6也可以是柔性基板，进而实现光激发显示设备的弯折变形。

第一透明电极层2可以是ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)膜层，其厚度可以实际实用需要进行设置，例如可以是第一透明电极层2可以通过涂覆、物理沉积、化学沉积或者溅射的方式制备在第一基板1的表面。第一透明电极层2可以是将第一基板1的一个表面全部覆盖的一个整体的膜层，也可以是通过掩模的方式获得所需要的图案膜层。第一透明电极层2与控制装置的连接方式可以是直接通过引线的方式连接，或者在制备第一透明电极层2的同时留出与控制装置连接的部分。第二电极层5可以与第一电极层的材质以及厚度相同，且制备方法也可以相同，或者第二电极层5可以是非透明的，此时其所使用的材质可以根据具体使用需要进行选择。

光致发光材料是能够在预设波长的光照射下自发光的材料，利用该特性可以在不进行外接供电的情况下，进行发光显示。本发明实施例光激发显示设备中的光致发光层3，其可以是使用带有颜色的长余辉发光材料制备，例如红色的Y2O3：Eu材料，该类材料在受到光激发后，自发光时间可达到8-10个小时，且发光强度可保持85％以上，能够保持良好的显示状态。此外，光致发光层3只有在被激发光照射的位置发光即处于发光状态，这样用户可以使用发光装置照射光致发光层3，并根据所要显示的图形或者文字进行照射输入，即使用状态类似现有技术中电子设备手写笔的输入方式，以及类似现有技术中粉笔在黑板上书写的输入方式，使用户的输入和显示同步。

真空层4是设置在光致发光层3和第二电极层5之间的一层功能层，该层用于保护光致发光层3，避免光致发光层3被氧化，该层还可以通入惰性气体或者非氧化气体，例如氦气或氮气。真空层4还具有另外一种功能，其可以在第一透明电极层2和第二电极层5被供电时，与二者形成电容结构，这样如将第一透明电极层2设置成分块的结构，则在第一基板1施加压力时，控制装置能够得知第一透明电极层2的某一块所对应的位置的电容变化，进而可以做出对应位置的发光的光致发光层3的猝灭工作，即实现特定输入位置的擦除工作。另外，为了保证真空层4的功能效果，优选将真空层4的厚度设置为2.5-5μm。

本发明实施例提供的光激发显示设备，其在两个基板之间设置有光致发光层3和真空层4，光致发光层3能够在预设波长的激发光的照射下，在照射位置发光显示，所以本发明实施例提供的光激发显示设备，可以根据激发光的照射显示输入的图形和文字，用作教学或者宣讲等的黑板使用；而且光激发显示设备仅有光激发的位置才会发光显示，即仅有输入位置进行显示，可以很好的模拟现有技术中黑板的使用状态，避免了整个显示设备的发光显示对用户的眼睛造成持续的光伤害，即解决了现有技术中LCD显示书写装置在长时间观看时对用户视力产生的不利影响；另外，在光致发光层3发光显示时，光激发显示设备无需通电，进而实现了无能耗的情况下的书写输入和显示，解决了现有技术中使用LCD显示书写装置耗能高的问题；此外，两个基板之间设置有电极层和真空层4，且真空层4位于两个电极层之间，这样当控制装置与两个电极层连接之后，就可以通过对两个电极层施加电压的方式，在两个电极层之间获得电场，使光致发光层3处于光激发状态的位置产生猝灭，即实现了输入显示的擦除工作，此过程不会产生传统黑板上粉笔字擦除时粉尘飞扬的问题，能够保护用户的健康。

如图2-图4所示，在具体实施中，其中所述第一透明电极层2包括多个电极层块21，多个所述电极层块21间隔的阵列排布在所述第一基板1的表面，且每个所述电极层块21分别与所述控制装置连接。

具体的，电极层块21的形状可以是矩形、圆形、六边形或者其他几何形状，本发明实施例优选矩形。每个电极层块21之间是不进行连接的，即隔离状态的，每个电极层块21分别与控制装置连接，能够单独的接受控制装置的电信号，即当第一基板1的某个位置受到一定的压力时，对应位置处的电极层块21与第二电极层5之间会产生对应的电容变化，此时控制装置中的触控模组能够检测到该电容变化，进而可以对该电极层块21发送电信号，使该电极层块21所对应的光致发光层3的发光位置猝灭。综上，通过将第一透明电极层2设置成多个电极层块21的方式，能够实现对特定的光致发光层3的发光位置的猝灭工作，即显示擦除工作，进而实现了类似与黑板上粉笔字局部擦除的工作。

如图2-图4所示，进一步的，为了保证相邻的两个电极层块21之间不会受到电信号的干扰，以及保证显示擦除时的精度，可以将相邻两个所述电极层块21之间的间隔距离设置为3.5-10μm；每个所述电极层块21的面积小于等于1cm²。

如图3所示，在具体实施中，可以根据使用需要设置多层光致发光子层31，即多层光致发光子层31组成光致发光层3；将每个所述光致发光子层31采用不同颜色的长余辉发光材料制造，并使每层所述光致发光子层31的光激发所需的所述激发光的波长不同。

具体的，多层光致发光子层31的层数可以根据使用需要设置所需要的层数，例如可以设置为3层，且内层所使用的长余辉发光材料的颜色可以分别为红、绿、蓝等颜色，其中红色的长余辉发光材料可以为CaS:Eu²⁺,Tm³⁺或者Y₂O₃:Eu³⁺,Mg²⁺,Ti⁴⁺等，绿色的长余辉发光材料可以为SrAl₂O₄:Eu ²⁺,Dy³⁺或者Sr₂-xCaXSiO₄:Eu²⁺,Dy³⁺(0≤x<2)等，蓝色的长余辉发光材料可以为Sr₂Al₆O₁₁:Eu²⁺,Er³⁺或者CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺等。通过多层光致发光子层31的设置，能够在不同波长的激发光的照射下使对应的光致发光子层31的照射位置发光显示，进而实现了光激发显示设备的彩色显示，能够满足教学、绘画以及宣讲等的使用。另外，上述的将光致发光子层31设置为3层，以及上述所提供的每层所对应的材质，仅是本发明实施例提供的一种优选的实施例，在本发明的思路基础上还可以进行进一步的层数、颜色以及材料的选择。

如图1-图3所示，在具体实施中，其中本发明实施例提供的光激发显示设备还包括：封装框7，所述封装框7设置在所述第一透明电极层2和所述第二电极层5之间，并围绕所述光致发光层3和所述真空层4的一周，用于将所述光致发光层3和所述真空层4封装。

如图2、图3和图5所示，进一步的，所述封装框7为含有导电金属球的封装胶制造；所述第一透明电极层2包括设置在第一基板1边缘位置的电极条22，所述电极条22通过所述封装框7中的导电金属球与所述第二电极层5导电连接。

具体的，含有导电金属球的封装胶不仅能够起到密封作用，还能够起到支撑第一透明电极层2和第二电极层5的作用，以实现真空层4的设置。此外，含有导电金属球的封装胶中的金属球还能够实现第一透明电极层2与第二电极层5之间的导电连接，这样将第一透明电极层2单独设置一条电极条22，即与其余部分的第一透明电极层2隔离的电极条22，并通过金属球使电极条22与第二电极层5导电连接，则可以通过电极条22将第一基板1以及第一透明电极层2上的静电传导至金属球，再通过金属球传导至第二电极层5，最终通过静电导线等排放静电的装置将静电排除。

在具体实施中，其中本发明实施例提供的光激发显示设备还包括：切换开关(图中未示出)，所述切换开关与所述控制装置连接；其中，所述切换开关处于第一状态时，所述控制装置在所述第一透明电极层2和第二电极层5之间产生电场；所述切换开关处于第二状态时，所述控制装置切断对所述第一透明电极层2和第二电极层5的供电。

具体的，切换开关是用于切换光激发显示设备的输入状态和擦除状态的开关，其可以是常用的控制供电通断的开关，也可以是用于实现控制装置功能切换的模块。

实施例二

本发明的实施例二提出的一种光激发显示系统，其应用于制造本发明实施例提供的光激发显示系统，其包括：光激发显示设备和发光笔；如图1所示，所述光激发显示设备包括：依次层叠设置的第一基板1、第一透明电极层2、光致发光层3、真空层4、第二电极层5以及第二基板6；控制装置，所述控制装置分别与所述第一透明电极层2和第二电极层5连接；其中，当预设波长的激发光照射在所述光致发光层3上，所述光致发光层3被照射的位置能够激发并处于发光状态；所述控制装置能够使所述第一透明电极层2和第二电极层5之间产生电场，将所述光致发光层3处于发光状态的位置猝灭；所述发光笔用于发射预设波长的激发光，所述预设波长为与所述光激发显示设备的光致发光层3的光激发所需的激发光的波长相同；其中，所述激发光照射在所述光致发光层3上，能够使所述光致发光层3被照射的位置激发处于发光状态。

具体的，本实施例二中所述的光激发显示设备可直接使用上述实施例一提供的光激发显示设备，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。

发光笔所能够发出的激发光的波长需要与激发光致发光层3的光的波长相同，即发光笔相当于现有技术中的粉笔，通过其发出的预设波长的激发光的照射，在光激发显示设备的光致发光层3上显示出于输入相同的图形或文字。发光笔可以是任何结构的外壳结构，只要便于拿握使用即可，发光笔的发出的光可以是由设置在外壳内部的激光发生器发出。

本发明实施例提供的光激发显示系统，其包括的光激发显示设备，在两个基板之间设置有光致发光层3和真空层4，光致发光层3能够在预设波长的激发光的照射下，在照射位置发光显示，所以本发明实施例提供的光激发显示设备，可以根据激发光的照射显示输入的图形和文字，用作教学或者宣讲等的黑板使用；而且光激发显示设备仅有光激发的位置才会发光显示，即仅有输入位置进行显示，可以很好的模拟现有技术中黑板的使用状态，避免了整个显示设备的发光显示对用户的眼睛造成持续的光伤害，即解决了现有技术中LCD显示书写装置在长时间观看时对用户视力产生的不利影响；另外，在光致发光层3发光显示时，光激发显示设备无需通电，进而实现了无能耗的情况下的书写输入和显示，解决了现有技术中使用LCD显示书写装置耗能高的问题；此外，两个基板之间设置有电极层和真空层4，且真空层4位于两个电极层之间，这样当控制装置与两个电极层连接之后，就可以通过对两个电极层施加电压的方式，在两个电极层之间获得电场，使光致发光层3处于光激发状态的位置产生猝灭，即实现了输入显示的擦除工作，此过程不会产生传统黑板上粉笔字擦除时粉尘飞扬的问题，能够保护用户的健康。

在具体实施中，其中所述发光笔中设置有多个激光发生器，每个所述激光发生器能够发射不同波长的所述激发光。

具体的，将发光笔设置多个激光发生器，则发光笔能够根据使用需要调整所发出的激发光，即调整所发出的激发光的波长，且每个不同波长的激发光，需要能够对应于光激发显示设备的光致发光层的一个光致发光子层，即每个不同波长的激发光照射在对应的光致发光子层上，能够使该层被照射的位置发出对应颜色的光，进而实现不同颜色的输出显示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种光激发显示设备，其特征在于，其包括：

依次层叠设置的第一基板、第一透明电极层、光致发光层、真空层、第二电极层以及第二基板；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一透明电极层和第二电极层连接；

其中，当预设波长的激发光照射在所述光致发光层上，所述光致发光层被照射的位置能够激发并处于发光状态；所述控制装置能够使所述第一透明电极层和第二电极层之间产生电场，将所述光致发光层处于发光状态的位置猝灭。

2.根据权利要求1所述的光激发显示设备，其特征在于，

所述第一透明电极层包括多个电极层块，多个所述电极层块间隔的阵列排布在所述第一基板的表面，且每个所述电极层块分别与所述控制装置连接。

3.根据权利要求2所述的光激发显示设备，其特征在于，

相邻两个所述电极层块之间的间隔距离为3.5-10μm；

每个所述电极层块的面积小于等于1cm²。

4.根据权利要求1所述的光激发显示设备，其特征在于，

所述光致发光层包括层叠设置的多层光致发光子层；

其中，每个所述光致发光子层由不同颜色的长余辉发光材料制造，且每层所述光致发光子层的光激发所需的所述激发光的波长不同。

5.根据权利要求1所述的光激发显示设备，其特征在于，

所述真空层的厚度为2.5-5μm。

6.根据权利要求1所述的光激发显示设备，其特征在于，还包括：

封装框，所述封装框设置在所述第一透明电极层和所述第二电极层之间，并围绕所述光致发光层和所述真空层的一周，用于将所述光致发光层和所述真空层封装。

7.根据权利要求6所述的光激发显示设备，其特征在于，

所述封装框为含有导电金属球的封装胶制造；

所述第一透明电极层包括设置在第一基板边缘位置的电极条，所述电极条通过所述封装框中的导电金属球与所述第二电极层导电连接。

8.根据权利要求1所述的光激发显示设备，其特征在于，还包括：

切换开关，所述切换开关与所述控制装置连接；

其中，所述切换开关处于第一状态时，所述控制装置在所述第一透明电极层和第二电极层之间产生电场；所述切换开关处于第二状态时，所述控制装置切断对所述第一透明电极层和第二电极层的供电。

9.一种光激发显示系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1-8中任一项所述光激发显示设备；

发光笔，所述发光笔用于发射预设波长的激发光，所述预设波长为与所述光激发显示设备的光致发光层的光激发所需的激发光的波长相同；

其中，所述激发光照射在所述光致发光层上，能够使所述光致发光层被照射的位置激发处于发光状态。

10.根据权利要求9所述的光激发显示系统，其特征在于，

所述发光笔中设置有多个激光发生器，每个所述激光发生器能够发射不同波长的所述激发光。