一种节能的显示装置和显示方法
【专利说明】一种节能的显示装置和显示方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于光电显示领域，涉及一种节能的显示装置和显示方法。
【背景技术】
[0003]显示技术在近年发展很快，特别是LED大屏幕广告以及投影技术，近年来应用越来越广泛。这些技术的显示效果非常好，但是耗电和发热也十分严重。单色LED显示屏每平方米的功耗大约是200W，彩色LED显示屏每平方米的功耗大约1000W，其工作期间需要一直消耗电力。彩色显示屏在工作的时候发热严重，往往需要单独安装数台空调为其制冷。投影的功耗大约在几百W。
[0004]在显示内容变化比较频繁的情况下，使用LED/IXD/投影等显示设备可以取得很好的效果。但是在有些情况下，所需要显示的内容在一段时间内是不变化的，相对固定的。例如当需要显示一个会议的主题的时候，往往在整个会议期间，投影或屏幕在数小时内的都显示的是同一个内容，这样会浪费大量的能量，也使得设备的寿命无谓的缩短。再例如交通指示牌，在大多数情况下，其显示的内容会保持相当长的时间不发生变化。
[0005]还有一种情况需要做一段时间内不变化的展示，就是室外广告牌。例如在公路和铁路两边的大量的广告。这些广告目前多数采用喷绘技术，但在更换广告内容的时候，成本比较高，需要再次喷绘新的内容，然后需要经过高空作业将内容更换，人工成本很高，效率低下。
[0006]本发明结合光敏材料、电致变色材料等技术，实现一种前所未有的显示技术，使用本技术实现的显示装置，只需要在更换显示内容的时候通电，然后将所要显示的内容通过投影或者其他设备照射在本显示装置上(命名为电化学曝光)，本显示装置上就可以显示出需要的内容。此时断开电源和外部照射装置，其显示的内容会长期保存，直到进行清除显示操作。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种节能的显示装置和显示方法。
[0008]本发明的显示装置，包括透光的上保护层和下保护层，上保护层下面镀有两层膜，依次是导电镀膜层和光敏层，所述下保护层上镀有导电镀膜层，光敏层向下依次有电致变色层、离子导电层和离子存储层，上、下保护层上的导电镀膜层连接引出电极，供驱动电源连接。
[0009]上保护层、下保护层应该选用高透光，强度比较好的材料。例如玻璃或者有机材料。如果使用柔性透明材料作为保护层，则可以制作柔性、可自由切割的显示装置。
[0010]所要显示的内容由上保护层投射进入。
[0011]上保护层上镀有两层薄膜，分别为导电镀膜层和光敏层。镀膜的顺序为:先进行导电材料镀膜，再进行光敏材料镀膜。下保护层上只有导电镀膜层。如果离子导电层和离子存储层采用固体材料，则下保护层可以只是玻璃。镀膜的工艺不做要求，只要不破坏保护层即可。
导电镀膜层的材料可以是掺杂氟的氧化锡(FTO)、氧化锡或者氧化锡铟等，光敏层的材料可以是硫化镉等光敏电阻材料，也可以是光伏电池材料，如染料敏化材料。
[0012]电致变色层使用的材料是电致变色材料，可以选择有机电致变色材料(如紫精类)或者无机电致变色材料(如三氧化钨，二氧化钛等)。当有足够的电压加在这一层上，并导致足够的电流通过这一层的时候，电致变色材料就会发生颜色变化，显示出需要显示的内容。
[0013]离子导电层，也称为电解质层，目的是在电致变色层和离子存储层之间传递电流。可以为液态、溶胶或者固态的电解质，例如碳酸丙烯酯，碳酸乙二醇酯和高氯酸锂，六氟磷酸锂的混合材料，钽酸锂等。
[0014]离子存储层，目的是在电致变色层反应的时候，存储产生的反离子，以平衡电荷，保证在撤掉外部电源的时候，显示的内容不会消失。例如氧化镍，氧化铈，五氧化二钒，普鲁士蓝，聚苯胺，吩嗪类等。
[0015]使用上述本发明装置进行显示的方法，步骤如下
1，使整个显示装置完全曝光，并加入正向驱动电压，此时显示装置完全变色，清除以前的内容；
2，断开驱动电压，此时整个显示装置维持全部变色状态；
3，用外部光源将需要显示的内容投向显示装置的上保护层，此时光敏层根据外部光源投射的内容，未被照亮的部分维持高电阻状态，被照亮的部分变为导电状态；
4，接入反向驱动电压，此时显示装置上将显示出需要显示的内容；
5，断开驱动电压，关闭外部光源，此时显示装置上将维持需要显示的内容。
[0016]本发明装置结合电致变色技术，光电效应技术，实现一种前所未有的显示技术，具备以下特点:
I，节能
只需要在改变显示内容的时候耗电，平时无需供电，即显示内容自保持。即使在改变显示内容的时候，功耗也很低，大约每平方米100瓦，而且这个过程不到一分钟即可完成，非常适合太阳能供电。
[0017]2，维护简单
只需要将需要显示的内容投射到本装置上并通电(称为电化学曝光和电显影)，即可在本装置上显示所需要的内容，无须接触显示装置，也无须复杂的控制和驱动电路。其内容会长期保存，无需通电保持。
[0018]3，制造简单，成本低
关键工艺是大面积镀膜工艺，相比LCD和传统电致变色显示技术，无须精密的光刻技术，成品率高。相比LED技术，无须复杂的显示电路和供电电路。
[0019]4，结构简单，使用灵活
基本结构是双层保护层，内部是感光镀膜和导电层镀膜，电致变色材料，离子传导材料，引出电极。当使用合适的材料作保护层，并使用分格结构的时候，本显示装置即可任意切割而不影响显示功能。
[0020]本发明结合了电致变色技术和光电效应技术。这两项技术都已经是成熟可靠的技术。
[0021]电致变色是指某些材料(例如:三氧化钨，紫罗碱类材料等)在电场作用下，颜色、透光率、反射率等光学特征发生变化的特性。目前已经可以将这项技术用于显示器，但是因为其没有明显优势，所以未见广泛使用。
[0022]光电效应是指某些材料(大多数半导体材料，硫化镉等)在有光照和无光照的条件下，电阻率发生变化的特性。根据这个特性，可以制成根据外界光照发生电阻变化的器件(主要是光敏电阻)。
[0023]已经有技术将光敏电阻放置在电致变色器件外部，从而实现可以根据外界光强自动变色的装置，但是只能整体变色，无法显示有效内容。
[0024]本发明的主要思想是将一层光敏材料加入到电致变色显示装置中。传统的电致变色显示装置无法摆脱精密光刻技术，因此也有着和LCD同样的缺点，即引出电极多，产品缺陷多，控制复杂。一旦将一层光敏材料加入到电致变色显示装置中，然后把需要显示的内容投射到显示装置上，则这一层光敏材料的电阻将会根据投射内容的明暗程度发生变化，暗的位置，电阻仍然很大，该区域电流很小，无法达到电致变色材料转换的程度；亮的位置，电阻变小，该区域电流增大，使得电致变色材料发生转换。最终，电致变色显示装置所显示的内容就可以由投射到显示装置上的图案决定。
【附图说明】
[0025]图1为本发明装置结