CN103885255B - 自供电液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自供电液晶显示器，用以解决现有技术中的液晶显示器必须通过外接电源或电池设备提供电能、无法实现自给供电的问题。该自供电液晶显示器包括：依次层叠设置的第一绝缘层、第一电极、第二电极、第二绝缘层以及摩擦电极，所述第一电极和第二电极之间填充有液晶材料，且所述液晶材料通过封框胶密封在所述第一电极和所述第二电极之间，其中，所述摩擦电极与所述第一电极之间通过导线连接，所述第一电极和所述第二电极作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

Description

自供电液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种自供电液晶显示器。

背景技术

随着技术的发展，液晶显示器被广泛地应用于小型信息终端乃至投射型大型投影设备等诸多领域。但是，现有的液晶显示器一般都是通过传统的电源进行供电的，例如，通过外接电源或电池设备提供电能。但是，这样的供电方式为用户带来了诸多不便：当采用外接电源时，需要电源线与液晶显示器相连，电源线的使用不仅占用了空间，而且限制了液晶显示器移动的范围；当采用电池供电时，每当电池电量用尽就不得不更换电池，操作繁琐且容易造成液晶显示器的断电。

因此，现有的液晶显示器必须通过外接电源或电池设备提供电能，无法实现自给供电。

发明内容

本发明提供了一种自供电液晶显示器，用以解决现有技术中的液晶显示器必须通过外接电源或电池设备提供电能、无法实现自给供电的问题。

一种自供电液晶显示器，包括：依次层叠设置的第一绝缘层、第一电极、第二电极、第二绝缘层以及摩擦电极，所述第一电极和第二电极之间填充有液晶材料，且所述液晶材料通过封框胶密封在所述第一电极和所述第二电极之间，其中，所述摩擦电极与所述第一电极之间通过导线连接，所述第一电极和所述第二电极作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

一种自供电液晶显示器，包括：依次层叠设置的第一绝缘层、第一电极、第二电极以及第二绝缘层，所述第一电极和第二电极之间的第一部分区域内填充有液晶材料，且所述液晶材料通过封框胶密封在所述第一部分区域内，其中，所述第一电极和第二电极之间的第二部分区域内未填充液晶材料，且所述第二部分区域内进一步设置有第一聚合物层和第二聚合物层，所述第一聚合物层和第二聚合物层相互层叠设置，所述第一电极和所述第二电极作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

本发明实施例中，通过摩擦起电使得液晶显示器的第一电极和第二电极之间产生电荷从而对液晶显示器进行供电，无需外接电源或电池设备就能实现自给供电。

附图说明

图1（a）为本发明实施例提供的自供电液晶显示器的一种结构示意图；

图1（b）为本发明实施例提供的自供电液晶显示器的另一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自供电液晶显示器的又一种结构示意图；

图3为本发明优选实施例一提供的自供电液晶显示器的结构示意图；

图4为本发明优选实施例二提供的自供电液晶显示器的结构示意图；

图5为本发明优选实施例三提供的自供电液晶显示器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的自供电液晶显示器中的微纳凹凸结构的俯视图；

图7为本发明实施例提供的自供电液晶显示器中的微纳凹凸结构的侧视图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

本发明提供了一种自供电液晶显示器，用以解决现有技术中的液晶显示器必须通过外接电源或电池设备提供电能，无法实现自给供电的问题。

图1（a）示出了本发明实施例提供的自供电液晶显示器的一种结构示意图，如图1所示，该自供电液晶显示器包括：依次层叠设置的第一绝缘层11、第一电极12、第二电极13、第二绝缘层14以及摩擦电极10，所述第一电极12和第二电极13之间填充有液晶材料15，且所述液晶材料15通过封框胶16密封在所述第一电极12和所述第二电极13之间，其中，所述摩擦电极10与所述第一电极12之间通过导线17连接，所述第一电极12和所述第二电极13作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

在图1所示的液晶显示器中，由于第二绝缘层14与金属（即摩擦电极10）之间摩擦时，由于金属容易失去电子的特性，会使得摩擦电极10与第二电极13之间产生电势差，另外，由于摩擦电极10与第一电极12之间通过导线17连接，因此，由于电荷的流动将导致第一电极12与摩擦电极10的电势相等，由此使得第一电极12与第二电极13之间也形成了电势差，因而本实施例中可以将第一电极12与第二电极13作为电压和电流的输出电极，从而实现对液晶显示器的供电。

可选地，还可以在第二绝缘层14和摩擦电极10之间进一步设置聚合物层18，如图1（b）所示。在这种情况下，由于聚合物层18和第二绝缘层14之间的摩擦，同样将使得摩擦电极10与第二电极13之间产生电势差，另外，由于摩擦电极10与第一电极12之间通过导线17连接，因此，由于电荷的流动将导致第一电极12与摩擦电极10的电势相等，由此使得第一电极12与第二电极13之间也形成了电势差，因而同样可以将第一电极12与第二电极13作为电压和电流的输出电极，从而实现对液晶显示器的供电。

图2示出了本发明实施例提供的自供电液晶显示器的另一种结构示意图，如图2所示，该自供电液晶显示器包括：依次层叠设置的第一绝缘层11、第一电极12、第二电极13以及第二绝缘层14，所述第一电极12和第二电极13之间的第一部分区域内填充有液晶材料15，且所述液晶材料15通过封框胶16密封在所述第一部分区域内，其中，所述第一电极12和第二电极13之间的第二部分区域内未填充液晶材料，且所述第二部分区域内进一步设置有第一聚合物层21和第二聚合物层22，所述第一聚合物层21和第二聚合物层22相互层叠设置，所述第一电极12和所述第二电极13作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

在图2所示的自供电液晶显示器中，没有摩擦电极，只需要通过第一电极和第二电极之间的两个聚合物层的摩擦就可以在第一电极和第二电极之间产生电势差，因而可以直接将第一电极与第二电极作为电压和电流的输出电极，从而实现对液晶显示器的供电。

下面以几个优选实施例详细描述一下本发明提供的自供电液晶显示器的具体结构。

实施例一、

本发明实施例提供的自供电液晶显示器，如图3所示，包括：依次层叠设置的上偏光片31、第一基底层32、第一电极33、第二电极34、第二基底层35以及下偏光片36。其中，第一电极33和第二电极34之间填充有液晶材料37，且液晶材料通过封框胶38密封在第一电极33和第二电极34之间。第一基底层32和第二基底层35可以为柔性基底层，例如，由透明聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）、聚对苯二甲酸类塑料（Polyethylene terephthalate，PET）、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚苯乙烯（Polystyrene，PS）或TAC材料制成。

上述的上偏光片31、第一基底层32均为绝缘材料，可统称为第一绝缘层。上述的第二基底层35以及下偏光片36也均为绝缘材料，可统称为第二绝缘层。

通过上述部分就构成了的自供电液晶显示器的基本结构，能够实现基本的液晶显示功能。由于该液晶显示器的基本结构为本领域技术人员所熟知，且本发明的重点并不在于如何制作液晶显示器，而在于实现液晶显示器的自给供电，因此，此处不再介绍上述各部分的工作原理。

为了实现液晶显示器的自给供电，图3所示的液晶显示器中进一步包括聚合物层39以及摩擦电极30。

可选地，可以将聚合物层39以及摩擦电极30固定在一起，以便在液晶显示器受到按压或摩擦时，由聚合物层39和下偏光片36之间产生摩擦，从而形成电荷，由此在摩擦电极30和第二电极34之间产生电势差。

另外，摩擦电极30和第一电极33之间通过导线80相连，由于导线的连通作用将使得摩擦电极30和第一电极33的电势相等，由此一来，将在第一电极33和第二电极34之间产生电势差。相应地，根据液晶显示器的结构特点，直接将第一电极33和第二电极34作为电压和电流的输出电极，从而实现对液晶显示器的供电。

也就是说，本实施例中通过在普通的液晶显示器的结构基础上增加聚合物层39以及摩擦电极30，由此通过聚合物层39和下偏光片36之间的摩擦导致第二电极和摩擦电极之间产生电势差，即：液晶显示器本身的第二电极相当于纳米摩擦发电机的一个电极，摩擦电极相当于纳米摩擦发电机的另一个电极。然后，通过导线的导电作用，将原本产生在摩擦电极和第二电极之间的电势差施加到第一电极和第二电极之间，在具体供电时，由液晶显示器本身的第一电极和第二电极作为实际的电压和电流输出电极进行供电。由于第一电极和第二电极位于液晶显示器的内部，因此，更容易实现对液晶显示器内部其余部件的供电。

另外，为了提高发电功率，还可以在聚合物层和摩擦电极相对设置的两个面中的至少一个面上设置微纳凹凸结构，以便增大聚合物层和摩擦电极之间的摩擦，从而产生更多的电荷。

实施例二、

本发明实施例提供的自供电液晶显示器，如图4所示，包括：依次层叠设置的上偏光片31、第一基底层32、第一电极33、第二电极34、第二基底层35以及下偏光片36。其中，第一电极33和第二电极34之间填充有液晶材料37，且液晶材料通过封框胶38密封在第一电极33和第二电极34之间。第一基底层32和第二基底层35可以为柔性基底层，例如，由透明PVC、PET、PC、PS或TAC材料制成。

上述的上偏光片31、第一基底层32均为绝缘材料，可统称为第一绝缘层。上述的第二基底层35以及下偏光片36也均为绝缘材料，可统称为第二绝缘层。

通过上述部分就构成了的自供电液晶显示器的基本结构，能够实现基本的液晶显示功能。由于该液晶显示器的基本结构为本领域技术人员所熟知，且本发明的重点并不在于如何制作液晶显示器，而在于实现液晶显示器的自给供电，因此，此处不再介绍上述各部分的工作原理。

为了实现液晶显示器的自给供电，图4所示的液晶显示器中进一步包括摩擦电极30。在液晶显示器受到按压或摩擦时，由摩擦电极30和下偏光片36之间产生摩擦，从而形成电荷，由此在摩擦电极30和第二电极34之间产生电势差。

另外，摩擦电极30和第一电极33之间通过导线80相连，由于导线的连通作用将使得摩擦电极30和第一电极33的电势相等，由此一来，将在第一电极33和第二电极34之间产生电势差。相应地，根据液晶显示器的结构特点，直接将第一电极33和第二电极34作为电压和电流的输出电极，从而实现对液晶显示器的供电。

也就是说，本实施例中通过在普通的液晶显示器的结构基础上增加摩擦电极30，由此通过摩擦电极30和下偏光片36之间的摩擦导致第二电极和摩擦电极之间产生电势差，即：液晶显示器本身的第二电极相当于纳米摩擦发电机的一个电极，摩擦电极相当于纳米摩擦发电机的另一个电极。然后，通过导线的导电作用，将原本产生在摩擦电极和第二电极之间的电势差施加到第一电极和第二电极之间，在具体供电时，由液晶显示器本身的第一电极和第二电极作为实际的电压和电流输出电极进行供电。由于第一电极和第二电极位于液晶显示器的内部，因此，更容易实现对液晶显示器内部其余部件的供电。

实施例二和实施例一的主要区别在于：实施例二中没有聚合物层，是直接通过摩擦电极（金属）与下偏光片（绝缘层）之间的摩擦产生电荷，而实施例一则是通过聚合物层（绝缘层）与下偏光片（绝缘层）之间的摩擦产生电荷。

另外，为了提高发电功率，还可以在摩擦电极与下偏光片相对设置的两个面中的至少一个面上设置微纳凹凸结构，以便增大摩擦电极与下偏光片之间的摩擦，从而产生更多的电荷。

实施例三、

本发明实施例提供的自供电液晶显示器，如图5所示，包括：依次层叠设置的上偏光片31、第一基底层32、第一电极33、第二电极34、第二基底层35以及下偏光片36。其中，第一电极33和第二电极34之间的第一部分区域内填充有液晶材料37，且液晶材料通过封框胶38密封在该第一部分区域内。第一基底层32和第二基底层35可以为柔性基底层，例如，由透明PVC、PET、PC、PS或TAC材料制成。

上述的上偏光片31、第一基底层32均为绝缘材料，可统称为第一绝缘层。上述的第二基底层35以及下偏光片36也均为绝缘材料，可统称为第二绝缘层。

通过上述部分就构成了的液晶显示器的基本结构，能够实现基本的液晶显示功能。本实施例中的液晶显示器的基本结构与实施例一、二不同，主要区别在于，本实施例中的液晶材料并没有像实施例一、二那样填充在第一电极和第二电极之间的全部区域内。在本实施例中，将第一电极和第二电极之间的全部区域划分为第一部分区域和第二部分区域，并且只在第一部分区域内填充液晶材料，第二部分区域内则没有填充液晶材料，因此，第二部分区域对于液晶显示器的液晶显示功能来说，没有起到任何作用，相当于一块空闲区域。该空闲区域的主要作用是为了实现液晶显示器的自给供电。

为此，在图5所示的液晶显示器中，进一步包括：设置在第二部分区域内的第一聚合物层51和第二聚合物层52，所述第一聚合物层51和第二聚合物层52相互层叠设置，所述第一电极33和所述第二电极34作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

具体地，在液晶显示器受到按压或摩擦时，由第一聚合物层51和第二聚合物层52之间产生摩擦，从而形成电荷，由此在第一电极33和第二电极34之间产生电势差。因而，在本实施例中，直接将第一电极33和第二电极34作为电压和电流的输出电极即可实现对液晶显示器的供电。

可选地，为了提高摩擦效果，增加发电功率，可以在第一聚合物层和第二聚合物层之间设置一个或多个支撑柱50。

另外，为了提高发电功率，还可以在第一聚合物层和第二聚合物层相对设置的两个面中的至少一个面上设置微纳凹凸结构，以便增大第一聚合物层和第二聚合物层之间的摩擦，从而产生更多的电荷。

也就是说，本实施例中通过对普通的液晶显示器的结构进行改进，只在第一电极和第二电极之间的部分区域内设置液晶材料，空出另一部分区域以便增加第一聚合物层和第二聚合物层，由此通过第一聚合物层和第二聚合物层之间的摩擦导致第一电极和第二电极之间产生电势差，即：液晶显示器本身的第一电极相当于纳米摩擦发电机的一个电极，第二电极相当于纳米摩擦发电机的另一个电极，直接由液晶显示器本身的第一电极和第二电极作为电压和电流输出电极进行供电。由于第一电极和第二电极位于液晶显示器的内部，因此，更容易实现对液晶显示器内部其余部件的供电。

另外，在图5所示的结构中，第二部分区域位于第一部分区域的一侧，在实际情况中，也可以将第二部分区域设置在第一部分区域的两侧，即：在第一部分区域的左右两边都留出空闲空间，以便放置两组第一聚合物层和第二聚合物层，由此，用户在按压液晶显示器的左右两侧时都可以产生电荷，由此提高发电效率。

下面再介绍一下上述三个实施例中的所用的材料。

在上述三个实施例中，电极所用材料可以是铟锡氧化物、高分子导电膜、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；所述摩擦电极所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

聚合物层所用材料可以选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

另外，在实施例三中，为了改善发电效果，可以将第一聚合物层和第二聚合物层分别选用上述材料中的不同材料制作，即：第一聚合物层和第二聚合物层的材料不同。

另外，上述三个实施例中都可以在摩擦界面的表面设置微纳凹凸结构。可选地，上述实施例中的微纳凹凸结构为纳米级至微米级的凹凸结构，优选凸起高度300nm-1μm（更优选350-500nm）的凹凸结构。微纳凹凸结构的形状可以为四棱锥型、条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等。图6和图7分别示出了微纳凹凸结构的俯视图和侧视图。上述的微纳凹凸结构可以采用多种方法进行制备，例如可以用有特定规则凸起结构的硅模板压制，用砂纸打磨金属表面以及其他方法。

本发明提供的自供电液晶显示器，可以通过自身结构实现纳米发电机的功能，从而实现自给供电，为用户的使用提供了很大的便利。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种自供电液晶显示器，其特征在于，包括：依次层叠设置的第一绝缘层、第一电极、第二电极、第二绝缘层以及摩擦电极，所述第一电极和第二电极之间填充有液晶材料，且所述液晶材料通过封框胶密封在所述第一电极和所述第二电极之间，其中，

所述摩擦电极与所述第二绝缘层相互摩擦，所述摩擦电极与所述第一电极之间通过导线连接，所述第一电极和所述第二电极作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

2.如权利要求1所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第二绝缘层和所述摩擦电极相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构。

3.如权利要求1所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述电极所用材料是铟锡氧化物、高分子导电膜、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金。

4.如权利要求3所述的自供电液晶显示器，所述金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；所述合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

5.如权利要求1所述的自供电液晶显示器，所述摩擦电极所用材料是金属或合金。

6.如权利要求5所述的自供电液晶显示器，所述金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；所述合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

7.如权利要求1所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第一绝缘层包括：第一偏光片和第一基底层，所述第一基底层与所述第一电极接触；

所述第二绝缘层包括：第二偏光片和第二基底层，所述第二基底层与所述第二电极接触。

8.如权利要求1所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器为柔性液晶显示器。

9.一种自供电液晶显示器，其特征在于，包括：依次层叠设置的第一绝缘层、第一电极、第二电极以及第二绝缘层，所述第一电极和第二电极之间的第一部分区域内填充有液晶材料，且所述液晶材料通过封框胶密封在所述第一部分区域内，其中，

所述第一电极和第二电极之间的第二部分区域内未填充液晶材料，且所述第二部分区域内进一步设置有第一聚合物层和第二聚合物层，所述第一聚合物层和第二聚合物层相互层叠设置，所述第一电极和所述第二电极作为电压和电流的输出电极为所述液晶显示器供电。

10.如权利要求9所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第一聚合物层和第二聚合物层之间设置有一个或多个支撑柱。

11.如权利要求9所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第一聚合物层和所述第二聚合物层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构。

12.如权利要求9所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述电极所用材料是铟锡氧化物、高分子导电膜、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金。

13.如权利要求12所述的自供电液晶显示器，所述金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；所述合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

14.如权利要求9至13任一所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第一聚合物层和第二聚合物层所用材料选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

15.如权利要求9所述的自供电液晶显示器，其特征在于，所述第一绝缘层包括：第一偏光片和第一基底层，其中，所述第一基底层与所述第一电极接触；

所述第二绝缘层包括：第二偏光片和第二基底层，其中，所述第二基底层与所述第二电极接触。