阅读说明：本技术 一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法 (Transmission type display implementation method based on laser excitation fluorescent powder ) 是由 陈松岩 刘宝林 左霆华 骆倩楠 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法,属于显示装置领域。设置显示实现装置壳体底部及侧面不透光壳；在壳体底部不透光壳中心位置设置入射窗口,以使入射激光光束能进入显示实现装置的壳体内部；在入射窗口布置入射激光光源；在壳体内底层填充一层不规则颗粒填充物作为漫反射层；在不规则颗粒填充物层上设置一层基板,在基板上下表面镀膜,基板上层设有显示面薄层；在壳体顶部设置显示面,在显示面上定制印刷相应的显示内容荧光粉涂层；开启入射激光光源,入射激光光束通过与氧化铝不规则颗粒填充物发生接触进行漫反射,从下至上通过漫反射层,散射后的激光照射到显示面的荧光粉图形,发光实现显示。显示色彩丰富、显示效果好,更耐用。(A transmission type display realization method based on laser excitation fluorescent powder belongs to the field of display devices. A display realization device is arranged on the bottom and the side of the shell to form a light-tight shell; an incident window is arranged at the center of the light-tight shell at the bottom of the shell so that incident laser beams can enter the interior of the shell of the display implementation device; arranging an incident laser light source at the incident window; filling a layer of irregular particle filler as a diffuse reflection layer at the bottom layer in the shell; arranging a substrate on the irregular particle filler layer, coating films on the upper surface and the lower surface of the substrate, and arranging a display surface thin layer on the upper layer of the substrate; arranging a display surface on the top of the shell, and customizing and printing a corresponding display content fluorescent powder coating on the display surface; and starting an incident laser light source, wherein incident laser beams are in contact with the alumina irregular particle filler to perform diffuse reflection, and pass through the diffuse reflection layer from bottom to top, and the scattered laser irradiates the fluorescent powder pattern on the display surface to emit light to realize display. The display color is rich, the display effect is good, and the display is more durable.)

一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法

技术领域

本发明属于显示装置领域，尤其是涉及一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法。

背景技术

激光显示技术是继黑白显示、标准彩色显示和数字显示后的第四代显示技术。激光技术的显示具有许多优点，例如良好的单色性、宽广的色域和很高的亮度。目前世界各国都投入了极大的人力物力，希望能将激光技术市场化推广，例如车用激光大灯，商用探照灯等均有所尝试，但至今为止仍面临诸多挑战，因此普及率并不高。

显示不同于照明的是，它更注重的是将需要展现出来的颜色、文字、图片、形状等内容清晰快速地呈现出来。因此，“显示”本身可以根据实现方式简单分为两种：一种是利用照明的灯具或任意发光源做背光使用，将显示内容体现出来；另一种是直接对发光源本身进行操作，令其呈现出想要的内容。前者是早期最常见的显示方式，可以追溯到使用火把、蜡烛照明的古代；而直到进入了电气时代，电的发现与可持续产生，改变了整个时代的生产生活方式，照明显示方式也得到质的飞跃。

在显示领域，目前生活中应用最为广泛的当为LED显示。大到各种商业显示屏、广告牌，小到各个路口的红绿灯、仪表盘。LED全称为LightEmitting Diode,译为发光二极管，其原理是利用电子与空穴复合时辐射出可见光，常用在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字及数字显示。随着社会的高速发展需要，普通的LED显示已存在诸多不足之处，例如亮度不够、造价昂贵、损耗率高等，无论从经济、效益、环保等任何方面来说，都需要一种更高效、更安全、更环保的显示方法。

从1917年爱因斯坦提出“受激发射”理论，即一个光子使得受激原子发射出一个相同的光子，到1962年发明半导体二极管激光器，激光技术已逐步进入社会的各类生产生活领域。在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。但由于激光的定向发光性质，将其直接用于照明或者显示都是不理想的。到20世纪90年代后期，科学家发现可以通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光，并且能获得稳定较高的发光效率，这无疑为照明显示领域打开了一扇新的大门，近年来，国内外对应该项技术的研发力度逐渐增强，未来必将在市场上取得极大的成就，前景十分良好。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供使用范围广，可提高显示性能，更高效和节能的一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法。

一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法，包括以下步骤：

1)设置显示实现装置壳体底部及侧面不透光壳；

2)在壳体底部不透光壳中心位置设置入射窗口，以使入射激光光束能进入显示实现装置的壳体内部；

3)在入射窗口布置入射激光光源；

4)在壳体内底层填充一层不规则颗粒填充物作为漫反射层；

5)在不规则颗粒填充物层上设置一层基板，在基板上下表面镀膜，基板上层设有显示面薄层；

6)在壳体顶部设置显示面，在显示面上定制印刷相应的显示内容荧光粉涂层；

7)开启入射激光光源，入射激光光束通过与氧化铝不规则颗粒填充物发生接触进行漫反射，从下至上通过漫反射层，散射后的激光照射到显示面的荧光粉图形，发光实现显示。

在步骤1)中，所述壳体可为圆柱体、长方体等任意几何体形状，可根据显示内容需要定制；

在步骤3)中，所述入射激光光源包括但不限于红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器等。所述激光器为固体激光器或气体激光器或液体激光器或半导体激光器。入射光的入射方向无需固定。

在步骤4)中，所述不规则颗粒填充物可采用细小氧化铝颗粒，用于使入射激光光束发生漫反射。

在步骤5)中，所述基板可采用透明蓝宝石基板；所述镀膜，在靠近漫反射层面为增强蓝光透过的增透膜，靠近上层为增强黄光反射的反射膜；所述显示面薄层为荧光粉物质的附着面，可由环氧树脂、硅树脂、或其他有机硅凝胶构成，只需适合荧光粉附着及透光即可；优选半透明的环氧树脂。

在步骤6)中，所述定制印刷的显示内容可为文字或图形等。

显示面的显示内容根据需要，可以显示为白光或其他彩色光，可根据光源选择和显示内容的材料确定。如需要显示为白光，根据光源配色原理，可以选择蓝色激光器做光源，选择YAG:Ce³⁺材料作为显示面中的荧光物质，蓝光激光与被激发后发出的黄光混合即可得到白光。如需要显示为其他任意颜色的光，根据配色原理选择不同的光源和荧光物质即可。

荧光材料是一种特殊的物质，在光的激励下，其电子从价带跃迁至导带并在价带中留下空穴；电子和空穴各自在导带和价带中通过弛豫达到各自未被占据的最低激发态(在本征半导体中即导带底和价带顶)，成为准平衡态；准平衡态下的电子和空穴再通过复合发光，形成不同波长的光子，也就是不同颜色的光。根据实验研究，寻找并制备能够产生光源质量较好的材料，如掺杂三价铈离子Ce³⁺后的钇铝石榴石YAG，在蓝光的照射下便可产生质量非常好的黄光，与原有的蓝光混合后便可形成白光。

本发明与现有技术相比，显示色彩丰富、显示效果好，可根据显示内容在显示面上定制印刷相应的荧光粉涂层，不会出现像现有显示技术时那种单个LED显示灯损坏的问题，更耐用。

附图说明

图1为本发明实施例1中圆柱体实施例剖开结构示意图；

图2为本发明实施例2中长方体实施例俯视图。

图中：1-激光光源；2-入射光；3-填充物；4-漫反射光；5-显示面；6-柱体侧面；7-显示内容发光；①层-漫反射层；②层-基板层；③层-显示面薄层。

具体实施方式

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

一种基于激光激发荧光粉的透射式显示实现办法实施例，包括以下步骤：

1)设置显示实现装置壳体底部及侧面不透光壳；所述壳体可为圆柱体、长方体等任意几何体形状，可根据显示内容需要定制；

2)在壳体底部不透光壳中心位置设置入射窗口，以使入射激光光束能进入显示实现装置的壳体内部；

3)在入射窗口布置入射激光光源；所述入射激光光源包括但不限于红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器等。所述激光器为固体激光器或气体激光器或液体激光器或半导体激光器。入射光的入射方向无需固定。

4)在壳体内底层填充一层不规则颗粒填充物作为漫反射层；所述不规则颗粒填充物可采用细小氧化铝颗粒，用于使入射激光光束发生漫反射。

5)在不规则颗粒填充物层上设置一层基板，在基板上下表面镀膜，基板上层设有显示面薄层；所述基板可采用透明蓝宝石基板；所述镀膜，在靠近漫反射层面为增强蓝光透过的增透膜，靠近上层为增强黄光反射的反射膜；所述显示面薄层为荧光粉物质的附着面，可由环氧树脂、硅树脂、或其他有机硅凝胶构成，只需适合荧光粉附着及透光即可；优选半透明的环氧树脂。

6)在壳体顶部设置显示面，在显示面上定制印刷相应的显示内容荧光粉涂层；所述定制印刷的显示内容可为文字或图形等。

7)开启入射激光光源，入射激光光束通过与氧化铝不规则颗粒填充物发生接触进行漫反射，从下至上通过漫反射层，散射后的激光照射到显示面的荧光粉图形，发光实现显示。

基于本发明透射式显示实现办法，本发明还提供一种基于激光光源的显示实现装置，包括：壳体、激光光源、荧光粉材质的显示内容以及填充物；其中所述壳体为至少有一部分为显示面，非显示面为不透光壳；所述不透光壳底部设有能使入射激光光束能够进入壳体内部的入射窗口；所述入射激光包括但不限于红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器等，激光器的选取取决于显示需要；所述填充物的功能为使入射激光束发生漫反射。

所述显示面内设有显示内容，如文字、图形等，所述显示内容材质为荧光粉层，其透光率与显示面之外的地方透光率不同，显示面薄层柱体由环氧树脂或硅树脂构成，也可以是其他有机硅凝胶构成，只需适合荧光粉附着及透光即可。

所述填充物为不规则细小氧化铝颗粒，主要功能为将入射的细小激光束散射开，以便更好地与显示面接触。

所述激光器为固体激光器或气体激光器或液体激光器或半导体激光器。

所述显示面的显示内容根据需要，显示为白光或其他彩色光，可根据光源选择和显示内容的材料确定。

所述壳体为任意形状，可根据显示内容需要定制；

所述所有入射光的入射方向无需固定，入射光与氧化铝填充颗粒发生接触进行散射即可，一般为从下至上直射至散射层。

实施例1：

如图1所示，本实施例的激光光源显示装置包括：壳体、激光光源和填充物；其中壳体为柱体，其上底面为显示面5，显示面之外的部分为不透光壳；柱体底面设有能使入射光进入壳体内部的入射窗口；激光光源1包括红色激光器或绿色激光器或蓝色激光器或其任意组合，依实际需要选用；填充物4为不规则细小氧化铝颗粒，其作用为使入射进入壳体内部的光线发生漫反射，产生漫反射光。

本实施例中，所有入射光2的入射方向无需固定，入射光与氧化铝填充颗粒发生接触进行散射即可，一般为从上之下直射至散射层。

本实施例中，激光光源1可以是固体激光器或气体激光器或液体激光器或半导体激光器。

本实施例中，填充物3的材质是混有细小氧化铝颗粒的玻璃态物质，用于打散入射激光。

本实施例中，显示面5显示的图案内容为白光或者彩色光，通过调节各激光器的激光强度可以达到白色光、单色光或混合色光等不同的显示效果。

实施例2：

如图2所示为显示面的俯视图，本实施例在实施例1的基础上，壳体为长方体，显示面上设置有图形，图形的构成材质为特定的荧光粉，其透光率与显示面上其余部位的透光率不同，固定于环氧树脂或硅树脂等有机硅凝胶之中，散射后的激光照射到荧光粉图形时，发光实现显示。本实施例中，激光光源1可以是红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器三种激光器的任意组合。

在图中，标记3-填充物；4-漫反射光；5-显示面；6-柱体侧面；7-显示内容发光。其中1-激光光源；2-入射光；4-漫反射光；①层-漫反射层；②层-基板层；③层-显示面薄层；垂直于纸面内部，并未显示出来。

本发明的壳体还可以是满足壳体至少有一部分为显示面，显示面之外部分为不透光壳的其它形状的多面体；不透光壳的内侧面还可以是不透光面或同时具有反光面与不透光面的结构；本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。