CN105549234A - 一种具有显示功能的电池以及包含该电池的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有显示功能的电池以及包含该电池的电子设备，该电池包括易失性显示层、基材层和电源层，基材层位于易失性显示层和电源层之间；易失性显示层包括反射片、第一偏光片、第一光学膜片、第一电极层、显示介质层、第二电极层、第二光学膜片和第二偏光片，电源层包括第一电极集流体、第一电极材料、电解质、第二电极材料和第二电极集流体，基材层为PCB基材。本发明通过将电池中的一个电极集流体复用为印刷电路板的一个表层，并在该印刷电路板的另一个表层实现显示功能，使得电池所在的电子设备无需额外装配显示器，能够减少对电子设备中的电池和显示器的体积限制，提升电子设备的电池电量以及用户的使用体验。

Description

一种具有显示功能的电池以及包含该电池的电子设备
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种具有显示功能的电池以及包含该电池的电子设备。
背景技术
随着电子技术的发展，电子设备种类日益繁多，广泛应用于人们的日常生活中。现有的电子设备通常都具有显示器和电池，由于无法将显示器和电池的集成到同一个电子元件中，显示器和电池只能彼此独立地设置在电子设备中。基于便携性的考虑，电子设备的体积越来越小，为了缩小电子设备的体积，需要相应地缩小电池和/或显示器的体积，如果缩小电子设备中的电池的体积，会导致电池电量非常有限，需要频繁地充电或更换电池，会对电子设备的用户体验造成不良影响；如果缩小电子设备中的显示器的体积，会减少电子设备的显示信息，同样对用户体验造成不良影响。
发明内容
本发明提供了一种具有显示功能的电池以及包含该电池的电子设备，用以解决现有技术中由于体积受限而导致电池电量有限的缺陷。
本发明提供了一种具有显示功能的电池，包括易失性显示层、基材层和电源层，所述基材层位于所述易失性显示层和所述电源层之间；
其中，所述易失性显示层包括反射片、第一偏光片、第一光学膜片、第一电极层、显示介质层、第二电极层、第二光学膜片和第二偏光片，所述反射片位于所述基材层和所述第一偏光片之间，所述第一偏光片位于所述反射片和所述第一光学膜片之间，所述第一光学膜片位于所述第一偏光片和所述第一电极层之间，所述第一电极层位于所述显示介质层与所述第一光学膜片之间，所述显示介质层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，所述第二电极层位于所述第二光学膜片与所述显示介质层之间，所述第二光学膜片位于所述显示介质层和所述第二偏光片之间；所述第一电极层贴覆在所述第一光学膜片的第一表面上，所述第二电极层贴覆在所述第二光学膜片的第二表面上，所述第一表面和所述第二表面分别与所述显示介质层接触，所述显示介质层中填充有显示单元，所述第二光学膜片和所述第二电极层均由透明材料制成；
所述电源层包括第一电极集流体、第一电极材料、电解质、第二电极材料和第二电极集流体，所述电解质位于所述第一电极材料和所述第二电极材料之间，所述第一电极材料位于所述第一电极集流体与所述电解质之间，所述第二电极材料位于所述第二电极集流体与所述电解质之间；
所述基材层为PCB基材，所述第二电极集流体和所述反射片均贴覆在所述PCB基材上，所述第二电极集流体、所述PCB基材和所述反射片构成PCB结构。
可选地，所述第一偏光片与所述第二偏光片平行。
可选地，所述第二偏光片由透明材料制成。
可选地，所述第一光学膜片和所述第二光学膜片将所述显示介质层封闭成一个密闭空间。
可选地，所述第二电极集流体和所述反射片均为涂覆在所述PCB基材上的导电介质，所述第二电极集流体、所述PCB基材和所述反射片构成PCB结构。
可选地，所述第一电极层包括第一电极以及与所述第一电极相连接的第一电极导线，所述第二电极层包括第二电极以及与所述第二电极相连接的第二电极导线，所述第一电极和所述第二电极分别位于所述显示介质层的下方和上方。
可选地，所述的电池，还包括第一连接部；
所述第一电极通过所述第一电极导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电；所述第二电极通过所述第二电极导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电。
可选地，所述第一连接部与所述第一电极层连接，所述第一电极层通过压合部与所述第二电极层连接。
可选地，所述第一电极导线包括直连导线和中转导线，所述直连导线与所述第一电极连接，所述中转导线通过所述压合部与所述第二电极导线连接。
可选地，所述第一连接部位于所述电池的边缘，设置在所述第一光学膜片上，所述直连导线和所述中转导线均与所述第一连接部连接，所述第一电极通过所述直连导线与所述第一连接部连接，并通过所述第一连接部得到外部供电；所述中转导线通过所述压合部与所述第二电极导线连接，所述第二电极通过所述第二电极导线和所述中转导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电。
可选地，所述第一电极导线和所述第二电极导线分别与所述第一连接部所包含的导电介质连接。
可选地，所述的电池，还包括第一电极引线和第二电极引线；所述第二电极集流体与所述第一电极引线和所述第二电极引线位于同一平面，所述第二电极引线与所述第二电极集流体导通，所述第一电极引线与所述第一电极集流体导通，并与所述第二电极集流体和所述第二电极引线绝缘。
可选地，所述的电池，还包括第二连接部；
所述第二连接部位于所述电池的边缘，设置在所述PCB基材上，所述第二连接部通过所述反射片中的导线和过孔与所述第一电极引线连接，通过所述反射片中的导线和过孔与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部连接。
可选地，所述反射片与所述第一电极引线之间具有第一过孔，所述反射片与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部之间具有第二过孔，所述第二连接部通过所述第一过孔和所述反射片中的导线，与所述第一电极引线连接，通过所述第二过孔和所述反射片中的导线，与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部连接。
本发明还提供了一种包含所述的电池的电子设备，还包括主电路板，所述主电路板上布设有一个或多个电子元件，所述电池通过位于自身边缘的第一连接部与所述主电路板连接，与所述主电路板上的至少一个电子元件进行信息交互。
可选地，所述电池通过位于自身边缘的第二连接部与所述主电路板连接，对所述主电路板上的至少一个电子元件供电。
可选地，所述的电子设备，还包括辅助电路板，所述辅助电路板通过位于自身边缘的第三连接部与所述主电路板连接，所述辅助电路板上布设有一个或多个电子元件。
本发明通过将电池中的一个电极集流体复用为印刷电路板的一个表层，并在该印刷电路板的另一个表层实现显示功能，进而实现对显示器和电池的集成，使得电池所在的电子设备无需额外装配显示器，能够在不增加电子设备体积的前提下，减少对电子设备中的电池和显示器的体积限制，提升电子设备的电池电量以及用户的使用体验。
附图说明
图1为本发明实施例中具有显示功能的电池的一种剖面图；
图2为本发明实施例中的第一连接部和第一电极层的平面结构示意图；
图3为本发明实施例中具有显示功能的电池的一种顶视图；
图4为本发明实施例中的显示介质层的一种剖面图；
图5为本发明实施例中的显示介质层的另一种剖面图；
图6为本发明实施例中的具有显示功能的电池的一种显示效果图；
图7为本发明实施例中的具有显示功能的电池的一种显示效果图；
图8为本发明实施例中的第二电极集流体的平面结构示意图；
图9为本发明实施例中的第一电极集流体的平面结构示意图；
图10为本发明实施例中的第二电极集流体中的中心部和边缘部的平面结构示意图；
图11为本发明实施例中具有显示功能的电池的另一种顶视图；
图12为沿图11中的线A-A’截取的剖面图；
图13为本发明实施例中的第二连接部和反射片的示意图；
图14为本发明实施例中的一种电子设备的结构示意图；
图15为本发明实施例中的另一种电子设备的结构示意图；
图16为本发明实施例中的又一种电子设备的示意图结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种具有显示功能的电池，包括易失性显示层、基材层和电源层，基材层位于易失性显示层和电源层之间。
其中，易失性显示层包括反射片、第一偏光片、第一光学膜片、第一电极层、显示介质层、第二电极层、第二光学膜片和第二偏光片，反射片位于基材层和第一偏光片之间，第一偏光片位于反射片和第一光学膜片之间，第一光学膜片位于第一偏光片和第一电极层之间，第一电极层位于显示介质层与第一光学膜片之间，显示介质层位于第一电极层和第二电极层之间，第二电极层位于第二光学膜片与显示介质层之间，第二光学膜片位于显示介质层和第二偏光片之间；第一电极层贴覆在第一光学膜片的第一表面上，第二电极层贴覆在第二光学膜片的第二表面上，第一表面和第二表面分别与显示介质层接触，显示介质层中填充有显示单元，第二光学膜片和第二电极层均由透明材料制成。
电源层包括第一电极集流体、第一电极材料、电解质、第二电极材料和第二电极集流体，电解质位于第一电极材料和第二电极材料之间，第一电极材料位于第一电极集流体与电解质之间，第二电极材料位于第二电极集流体与电解质之间。
基材层为PCB基材，第二电极集流体和反射片均贴覆在PCB基材上，第二电极集流体、PCB基材和反射片构成PCB结构。
如图1所示，为本发明实施例中的一种具有显示功能的电池的剖面图，包括第一电极集流体101、第一电极材料102、电解质103、第二电极材料104、第二电极集流体105、绝缘层106、PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)基材107、反射片108、第一偏光片112、第一光学膜片113、显示介质层114、第二光学膜片115、第二偏光片116、第一电极层117和第二电极层118。电解质103位于第一电极材料102和第二电极材料104之间，第一电极材料102位于第一电极集流体101与电解质103之间，第二电极材料104位于第二电极集流体105与电解质103之间，第一电极集流体101位于绝缘层106与第一电极材料102之间，第二电极集流体105位于第二电极材料104和PCB基材107之间，PCB基材107位于第二电极集流体105和反射片108之间，反射片108位于PCB基材107和第一偏光片112之间，第一偏光片112位于反射片108和第一光学膜片113之间，第一光学膜片113位于第一偏光片112和显示介质层114之间，显示介质层114位于第一光学膜片113和第二光学膜片115之间，第二光学膜片115位于显示介质层114和第二偏光片116之间，第一电极层117位于第一光学膜片113的第一表面上，该第一表面与显示介质层114接触，第二电极层118位于第二光学膜片115的第二表面上，该第二表面与显示介质层114接触。
其中，第一偏光片112与第二偏光片116平行，第二光学膜片115、第二偏光片116和第二电极层118可以均由透明材料制成，能够将照射在第二偏光片116上的光透射；第一光学膜片113和第二光学膜片115将显示介质层114封闭成一个密闭空间，显示介质层114中填充有液晶分子。第二电极集流体105和反射片108可以均为涂覆在PCB基材107上的导电介质，例如，铜箔。第二电极集流体105、PCB基材107和反射片108构成PCB结构，该PCB结构为柔性PCB，可以是双面PCB，也可以是多层PCB；绝缘层106将电池的边缘密封。
进一步地，如图2所示，第一电极层117包括第一电极121以及与第一电极121相连接的第一电极导线，第二电极层118包括第二电极122以及与第二电极122相连接的第二电极导线，其中，第一电极导线包括直连导线132和中转导线133，直连导线132与第一电极121连接，中转导线133通过压合部130与第二电极导线连接，第二电极导线与第二电极122连接；第一电极121和第二电极122分别位于显示介质层114的下方和上方，对显示介质层114中的液晶分子施加电压。本发明实施例中的电池还包括第一连接部119，如图1和图3所示，相应地，第一电极121通过第一电极导线与第一连接部119连接，通过第一连接部119得到外部供电；第二电极122通过第二电极导线与第一连接部119连接，通过第一连接部119得到外部供电；第一连接部119与第一电极层117连接，第一电极层117通过压合部130与第二电极层118连接，压合部130可以是金属球，例如，金球，也可以是其他导电介质。
具体地，第一连接部119位于电池的边缘，可以设置在第一光学膜片113上；第一电极层117中的直连导线132和中转导线133均与第一连接部119连接，第一电极121通过直连导线132与第一连接部119连接，并通过第一连接部119得到外部供电；中转导线133通过压合部130与第二电极层118中的第二电极导线连接，第二电极122通过第二电极导线和中转导线133与第一连接部119连接，通过第一连接部119得到外部供电。
其中，第一连接部119可以是边接头(又名金手指)，第一电极导线和第二电极导线分别与第一连接部119所包含的导电介质连接，该导电介质可以是铜垫，也可以是其他导电介质。
当第一电极121与第二电极122之间的电压低于阈值电压时，显示介质层114中的液晶分子与第一电极层117和第二电极层118平行，如图4所示。照射在第二偏光片116上的光通过第二偏光片116后变为直线偏光的外部光，该外部光在通过显示介质层114时因液晶分子的取向而偏斜约90度，无法到达第一偏光片112和反射片108，无法被反射片108反射，因而无法显示相应的图案。
当第一电极121与第二电极122之间的电压不低于阈值电压时，显示介质层114中的液晶分子沿第一电极121与第二电极122之间的电压的施加方向取向，如图5所示。照射在第二偏光片116上的光通过第二偏光片116后变为直线偏光的外部光，该外部光在通过显示介质层114时不会因液晶分子的取向而改变偏光方向，并在通过显示介质层114和第一偏光片112后，被反射片108反射，进而显示相应的图案。
需要说明的是，第一电极121和第二电极122可以均为段码电极，也可以均为点阵电极。当第一电极121和第二电极122均为点阵电极时，如果第一电极121和第二电极122之间的电压不低于阈值电压，本发明实施例中的电池在与第一电极121和第二电极122对应的显示区域，以点阵的方式进行显示，如图6所示。当第一电极121和第二电极122均为段码电极时，如果第一电极121和第二电极122之间的电压不低于阈值电压，本发明实施例中的电池在与第一电极121和第二电极122对应的显示区域，以段码的方式进行显示，如图7所示。
进一步地，如图8所示，本发明实施例中的电池还包括第一电极引线109、第二电极引线110，第二电极集流体105与第一电极引线109和第二电极引线110位于同一平面，第二电极引线110与第二电极集流体105导通，第一电极引线109与第一电极集流体101导通，并与第二电极集流体105和第二电极引线110绝缘。
具体地，本发明实施例中的电池还包括绝缘带111，绝缘带111与第二电极集流体105、第一电极引线109和第二电极引线110位于同一平面，将第一电极引线109与第二电极集流体105和第二电极引线110隔离。
相应地，如图9所示，第一电极集流体101包括贴合部201和突起部202，贴合部201与第一电极材料102贴合，突起部202与第一电极引线109贴合。
进一步地，如图10所示，第二电极集流体105包括中心部205和边缘部206，中心部205与第二电极材料104贴合。
本发明实施例中的电池还包括第二连接部120，如图11和图12所示，图12为沿图11中的线A-A’截取的剖面图，第二连接部120位于电池的边缘，可以设置在PCB基材107上。第二连接部120可以通过反射片108中的导线和过孔与第一电极引线109连接，还可以通过反射片108中的导线和过孔与第二电极引线110或第二电极集流体105中的边缘部206连接。
具体地，反射片108与第一电极引线109之间具有第一过孔，反射片108与第二电极引线110或第二电极集流体105中的边缘部206之间具有第二过孔，相应地，第二连接部120通过第一过孔和反射片108中的导线，与第一电极引线109连接，通过第二过孔和反射片108中的导线，与第二电极引线110或第二电极集流体105中的边缘部206连接，如图13所示。
本发明实施例通过将电池中的一个电极集流体复用为印刷电路板的一个表层，并在该印刷电路板的另一个表层实现显示功能，进而实现对显示器和电池的集成，使得电池所在的电子设备无需额外装配显示器，能够在不增加电子设备体积的前提下，减少对电子设备中的电池和显示器的体积限制，提升电子设备的电池电量以及用户的使用体验。
基于上述具有显示功能的电池，本发明实施例还提供了一种包含上述电池的电子设备，如图14所示，该电子设备包括电池210和主电路板220，主电路板220上布设有一个或多个电子元件221，电子元件221可以为触摸按键、电阻、电容、金属弹片和微处理器中的一种或多种。电池210通过位于自身边缘的第一连接部119与主电路板220连接，与主电路板220上的至少一个电子元件221进行信息交互。例如，电池210通过第一连接部119与主电路板220上的微处理器进行信息交互。
进一步地，电池210上通过焊盘焊接有电子元件212，如图15所示，电子元件212与第一连接部119连接，电子元件212可以为触摸按键、电阻、电容和金属弹片中的一种或多种。
具体地，当电子元件212与第一连接部119位于同一层时，第一连接部119通过印制导线与电子元件212连接；当电子元件212与第一连接部119分别位于不同层时，第一连接部119通过印制导线和过孔与电子元件212连接。
进一步地，电池210还可以通过位于自身边缘的第二连接部120与主电路板220连接，对主电路板220上的至少一个电子元件221供电，如图15所示。
进一步地，本发明实施例中的电子设备还包括辅助电路板230，辅助电路板230通过位于自身边缘的第三连接部231与主电路板220连接，辅助电路板230上布设有一个或多个电子元件232，如图16所示，电子元件232与第三连接部231连接，电子元件232可以为触摸按键、电阻、电容和金属弹片中的一种或多种。
本发明实施例通过将电池中的一个电极集流体复用为印刷电路板的一个表层，并在该印刷电路板的另一个表层实现显示功能，进而实现对显示器和电池的集成，使得电池所在的电子设备无需额外装配显示器，能够在不增加电子设备体积的前提下，减少对电子设备中的电池和显示器的体积限制，提升电子设备的电池电量以及用户的使用体验。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种具有显示功能的电池，其特征在于，包括易失性显示层、基材层和电源层，所述基材层位于所述易失性显示层和所述电源层之间；
其中，所述易失性显示层包括反射片、第一偏光片、第一光学膜片、第一电极层、显示介质层、第二电极层、第二光学膜片和第二偏光片，所述反射片位于所述基材层和所述第一偏光片之间，所述第一偏光片位于所述反射片和所述第一光学膜片之间，所述第一光学膜片位于所述第一偏光片和所述第一电极层之间，所述第一电极层位于所述显示介质层与所述第一光学膜片之间，所述显示介质层位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，所述第二电极层位于所述第二光学膜片与所述显示介质层之间，所述第二光学膜片位于所述显示介质层和所述第二偏光片之间；所述第一电极层贴覆在所述第一光学膜片的第一表面上，所述第二电极层贴覆在所述第二光学膜片的第二表面上，所述第一表面和所述第二表面分别与所述显示介质层接触，所述显示介质层中填充有显示单元，所述第二光学膜片和所述第二电极层均由透明材料制成；
所述电源层包括第一电极集流体、第一电极材料、电解质、第二电极材料和第二电极集流体，所述电解质位于所述第一电极材料和所述第二电极材料之间，所述第一电极材料位于所述第一电极集流体与所述电解质之间，所述第二电极材料位于所述第二电极集流体与所述电解质之间；
所述基材层为PCB基材，所述第二电极集流体和所述反射片均贴覆在所述PCB基材上，所述第二电极集流体、所述PCB基材和所述反射片构成PCB结构。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一偏光片与所述第二偏光片平行。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二偏光片由透明材料制成。
4.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一光学膜片和所述第二光学膜片将所述显示介质层封闭成一个密闭空间。
5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二电极集流体和所述反射片均为涂覆在所述PCB基材上的导电介质，所述第二电极集流体、所述PCB基材和所述反射片构成PCB结构。
6.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一电极层包括第一电极以及与所述第一电极相连接的第一电极导线，所述第二电极层包括第二电极以及与所述第二电极相连接的第二电极导线，所述第一电极和所述第二电极分别位于所述显示介质层的下方和上方。
7.如权利要求6所述的电池，其特征在于，还包括第一连接部；
所述第一电极通过所述第一电极导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电；所述第二电极通过所述第二电极导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电。
8.如权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一连接部与所述第一电极层连接，所述第一电极层通过压合部与所述第二电极层连接。
9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一电极导线包括直连导线和中转导线，所述直连导线与所述第一电极连接，所述中转导线通过所述压合部与所述第二电极导线连接。
10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述第一连接部位于所述电池的边缘，设置在所述第一光学膜片上，所述直连导线和所述中转导线均与所述第一连接部连接，所述第一电极通过所述直连导线与所述第一连接部连接，并通过所述第一连接部得到外部供电；所述中转导线通过所述压合部与所述第二电极导线连接，所述第二电极通过所述第二电极导线和所述中转导线与所述第一连接部连接，通过所述第一连接部得到外部供电。
11.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述第一电极导线和所述第二电极导线分别与所述第一连接部所包含的导电介质连接。
12.如权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括第一电极引线和第二电极引线；所述第二电极集流体与所述第一电极引线和所述第二电极引线位于同一平面，所述第二电极引线与所述第二电极集流体导通，所述第一电极引线与所述第一电极集流体导通，并与所述第二电极集流体和所述第二电极引线绝缘。
13.如权利要求12所述的电池，其特征在于，还包括第二连接部；
所述第二连接部位于所述电池的边缘，设置在所述PCB基材上，所述第二连接部通过所述反射片中的导线和过孔与所述第一电极引线连接，通过所述反射片中的导线和过孔与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部连接。
14.如权利要求13所述的电池，其特征在于，所述反射片与所述第一电极引线之间具有第一过孔，所述反射片与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部之间具有第二过孔，所述第二连接部通过所述第一过孔和所述反射片中的导线，与所述第一电极引线连接，通过所述第二过孔和所述反射片中的导线，与所述第二电极引线或所述第二电极集流体中的边缘部连接。
15.一种包含如权利要求1至14中任一项所述的电池的电子设备，其特征在于，还包括主电路板，所述主电路板上布设有一个或多个电子元件，所述电池通过位于自身边缘的第一连接部与所述主电路板连接，与所述主电路板上的至少一个电子元件进行信息交互。
16.如权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电池通过位于自身边缘的第二连接部与所述主电路板连接，对所述主电路板上的至少一个电子元件供电。
17.如权利要求15所述的电子设备，其特征在于，还包括辅助电路板，所述辅助电路板通过位于自身边缘的第三连接部与所述主电路板连接，所述辅助电路板上布设有一个或多个电子元件。
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