CN110035571A - 一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件 - Google Patents

Abstract

一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线、空心套管、边缘电极、场致发光驱动器、循环泵，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线隔离，同时与场致发光驱动器连接；空心套管端口处与循环泵连接，循环泵周期性反复循环逐渐导入导出导电液体，场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光。本发明可以广泛用于动态广告牌，可以弯曲形成图案文字，节能环保安全。

Description

一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件

技术领域

本发明属于场致发光应用技术领域。

背景技术

现有动态递进渐亮发光器件已经广泛用于广告及建筑装饰领域，它们以气体霓虹灯或LED灯为主，它们不足处是玻璃管形成的霓虹灯容易破碎；LED是点光源通过复杂的电路控制模拟，导致直径大，成本高。

本发明一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它结构包括：发光芯线、空心套管、边缘电极、场致发光驱动器、循环泵，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线隔离，同时与场致发光驱动器连接；空心套管端口处与循环泵连接，循环泵周期性逐渐导入导电液体，场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮形式的发光。

本发明可以广泛用于动态广告牌，可以弯曲形成图案文字，节能环保安全。也可以用于雨伞、雨衣、汽车车体、道路指示标牌，救生圈、救生服装，船体水位计、水深标尺，家用电器、表演服装、方向安全指示、建筑装饰、渔具用品、潮湿漏电检测器件等领域，它们在黑暗环境中与水或水汽接触时产生发光指示作用。

发明内容

一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线10、空心套管3、边缘电极4、场致发光驱动器7、循环泵8，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封9，另一端与场致发光驱动器7连接；边缘电极4设置在空心套管端口处，并与发光芯线隔离，同时与场致发光驱动器连接；空心套管端口处与循环泵连接，循环泵周期性反复循环逐渐导入导出导电液体，场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光。这种递进渐亮发光以及间断发光，可以根据各种结构设计形成多种多样的循环发光效果，如图3。

本发明中的发光芯线10是由芯线电极2、绝缘层11、发光层1依次组成；芯线电极是由导电良好的一根或多根丝线制成，如金属铜线、碳纤维等。芯线电极一端被绝缘密封9，另一端通过连接电线6与场致发光驱动器7连接。芯线电极外边完全均匀涂敷有绝缘层，绝缘层使得芯线电极线与外部完全隔离无法导电，绝缘层材料可以是聚氨酯漆、环氧漆、二氧化钛漆等，本发明如果在低电压下使用发光且亮度不高时，可以省略不制造绝缘层。绝缘层外表均匀涂有发光层，发光层使用的是场致发光材料与粘结胶水混合涂敷，本发明依据是电场发光原理，使用的发光材料是（电）场致发光材料，其以无机材料为效果最好，当然也可以是有机电致发光材料。本发明中的粘结胶水可以是环氧漆等，使用含硅或氟涂料更有利于发光，其不容易与水性材料结合，也不容易与其它油性材料结合，使得导电液体可以快速脱离发光层表面，易于发光的开关控制，也可提高使用寿命，当然在发光层外表涂敷一层这类的硅氟涂料也可以达到以上效果。本发明与现有电致发光线不同在于不含有透明导电层与连续辅助缠绕的外电极线，也不含有同平面双电极或隔离电极。

本发明中空心套管的5套管壁是塑料材料或橡胶材料或防水纤维材料编织制成，其具有柔性特点，当然使用玻璃管材料、亚克力管等材料也完全可以达到发光效果；它们其具有透光特性，透明或半透明均可，空心套管形状是圆形、方形、三角型等均可，空心直径可以是1-1000毫米，空心套管长度可以再0.1-100米，或者更长，其应该与循环水泵工作量匹配，以及发光芯线匹配。空心套管是无色或彩色透明材料制成，其可以发射不同颜色的光。空心套管能够弯曲形成文字、图案，便于使用者更改使用。空心套管至少一端与循环泵连接，也可以两端连接，或者中间多处连接，可以根据发光图案发光先后次序设计。空心套管是单根或多根，空心套管是平行或并联或串联组合，空心套管中可以形成导电液体与空气泡规律组合发光，这种组合不仅可以实现递进流水式样的发光，还可以实现多路多色同时或接续发光，流动变化色彩发光，形成这种特别的发光效果，如动态正在盛开的花朵。

本发明中的边缘电极是由导电良好的材料制成，如铜箔、铝丝等。边缘电极与导电液体发生接触，使得导电液体带电，边缘电极长度可以是1厘米以下，只要与导电液体稳定充分接触即可，边缘电极与导电液体分离时，器件整体不发光；边缘电极至少设置在一处空心套管端口，可以设置多个边缘电极，便于图案闪动发光运行控制；边缘电极通过连接电线与场致发光驱动器连接，场致发光驱动器两个输出线分别与边缘电极、发光芯线的芯线电极连接。当空心套管直径较大时，边缘电极可以平行与发光芯线。

本发明中的循环泵是由电子电路控制与驱动，循环泵使得导电液体在空心套管周期性流动。循环泵使用塑料制造或塑料绝缘，防止发光电流电压与电子驱动循环泵之间导通。循环泵可以泵送液体、空气、水汽等，形成多种发光效果组合，空气不导电可以形成间断发光效果，这是已有结构技术上无法实现的，循环泵的流量大小选择应该与空心套管内部容量体积匹配，也应该与广告图案大小，发光效果长度匹配。

本发明中的场致发光驱动器输出是单路或多路，通过芯片控制实现各类闪动；至少一个驱动器与发光芯线、边缘电极连接；多个场致发光驱动器可以实现更多的效果设计，场致发光驱动器输入可以是直流1.5-100V，或交流30-220V，场致发光驱动器输出电压20-130V，频率50-4000Hz。本发明中的场致发光驱动器需要特别制备有断路短路保护装置，常规的场致发光驱动器空载时间容易损坏。场致发光驱动器使用贴片电容电感制成柔性超薄结构，场致发光驱动器使用柔性超薄电池供电，这样可以形成柔性霓虹场致发光器件，当空心套管直径小于1.5毫米时可以制成平面柔性霓虹发光。

本发明中的导电液体是具有导电能力的至少一种导电液组成；导电液是水性材料或油性材料中的一种或两种混合体，如：水、酒精、纳米银溶液、导电聚合物溶液、锂钠钾离子液体、导电油等，其中水是良好的选择，廉价简单安全可靠，随时加载使用，粘度适合循环；导电油可以承受更低的环境温度使用。当然本发明中使用高浓度冷或热水蒸汽也可以在局部产生发光。导电液体可以是导电液或与绝缘液体的混合物，可以产生间断形式发光；导电液体是无色或彩色透明液体，其可以实现彩色发光。本发明中导电液体循环控制是实现本发明效果的重要部分，导电液体也可以是导电的粘稠的乳胶体、凝胶体，同样能达到发光效果，但需要匹配大功率的循环泵，因此导电液是较好选择。

本发明中的空心套管在制作广告用途器件时，其表面印刷或包裹文字、图案，形成动态发光的文字、图案；多根空心套管连接组合图案，管内流动导电液体与空气气泡形成间断动态发光，这些设计是多个发光芯线、空心套管、边缘电极、场致发光驱动器、循环泵通过组合巧妙设计实现的；发光芯线长度与空心套管长度通常是匹配相同。

本发明中的空心套管内部可以设置有填充物，使得空心套管饱满，不影响弯曲，填充物具备网格网络结构，液体可以内部流动特征，导电液体能够在填充物缝隙间通过压力流动。本发明也可以使用棉花做填充物，吸水后产生发光，干燥后发光逐渐消失，即使没有循环泵或不工作时，发光芯线也可以形成递进渐亮发光效果。

本发明中的填充物是吸水海绵或纤维编织物或塑料较好，它们透明不遮挡发光。空心套管端口可以全封闭，半封闭、敞开，便于循环泵工作；空心套管多层互套、并列组合时可以相互连接贯通，接口处密封无渗漏。本明中的至少一根或多根发光芯线设置在空心套管内；多根发光芯线按规律组合形成多种规律性闪动发光，并组合成多种颜色发光；多根发光芯线能够并联或串联。发光芯可以是连续发光，也可以通过绝缘材料涂敷再发光层表面阻挡与导电液体接触，产生局部发光，发光芯线可以弯折成各类造型、文字、图案，再放入透明的塑料、玻璃管状容器中，加水产生发光。

一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线、空心套管、填充物、边缘电极、场致发光驱动器，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；空心套管内部设置有填充物，循环泵可以使得导电液体能够在填充物缝隙间流动；填充物是吸水海绵或纤维编织物或塑料中的一种。边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线平行被填充物12隔离，同时与场致发光驱动器连接，边缘电极可以间断设置，如图3；场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光。

附图说明

图1 一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件结构组成示意图

图2 发光芯线截面结构图

图3 场致发光器件结构图

图4场致发光器件局部结构图

图中结构为：发光层1,芯线电极2,空心套管3,边缘电极4,套管壁5，电线6，驱动器7，循环泵8,绝缘密封9,发光芯线10，绝缘层11，填充物12。

具体实施方式

一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线10、空心套管3、缘电极4边、场致发光驱动器7、循环泵8，如图1。发光芯线在空心套管内，空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封9，另一端通过电线6与场致发光驱动器7的输出端连接。边缘电极4设置在空心套管端口处，并与发光芯线10隔离，同时通过电线与场致发光驱动器7的输出端连接。空心套管端口处与循环泵8连接，循环泵8在空心套管内周期性逐渐导入导出导电液体，场致发光驱动器通电工作，当导电液体的逐渐流入时，使得空心套管内的发光芯线形成电场发光效应，随着导电液体移动产生动态递进渐亮发光。

本发明中的发光芯线10是由芯线电极2、绝缘层11、发光层1依次组成，如图3；发光芯线直径应该与使用目标匹配，较好的直径范围是0.5-1毫米，长度是0.5-100米。芯线电极使用导电良好的材料制造，可以是圆形、方形、平面等形状，直径0.1毫米到10毫米，或者更大，其中0.3-0.7毫米更加柔软易于加工。可以是一根或多根丝线组合制成，多根金属丝缠绕或者组合规律排列时可以相互绝缘，或独立控制，能够产生多种闪动效果，芯线电极选择金属铜线等效果较好，当然也可以是塑料线使得它表面具有导电性。芯线电极一端被绝缘密封9，密封是防止与导电液体接触产生短路，可以使用密封胶漆或绝缘的套帽，也可以直接密封发光层；芯线电极另一端通过连接电线6与场致发光驱动器7连接。

芯线电极外边完全均匀涂敷厚度0.01-0.1毫米的绝缘层，绝缘层使得芯线电极线与外部完全隔离无法导电，绝缘层材料可以是聚氨酯漆、环氧漆、二氧化钛漆等，现有技术的绝缘高介电材料适用于本发明，可以提高亮度增加稳定性，本发明如果在低电压下使用发光且亮度不高时，可以省略不制造绝缘层，如图2。

绝缘层外表均匀涂有厚度0.03-0.3毫米的发光层，发光层使用的是场致发光材料与粘结胶水混合涂敷，本发明依据是电场发光原理，使用的发光材料是（电）场致发光材料，如使用市场产品D502，D512等，当然也可以是有机电致发光材料。本发明中的粘结胶水可以是环氧漆等，或使用含硅或氟涂料更有利于发光，当然在发光层外表涂敷一层这类的硅氟涂料等材料也可以达到以上效果，发光胶水可以使用KPT公司市售产品PB,FB,SH,AB等电致发光专用胶水，它们可以通过印刷、喷涂、流涂、挤出等方式制备绝缘层与发光层。

本发明中空心套管3中的套管壁5是塑料材料或橡胶材料或防水纤维材料编织制成，其具有柔性特点，当然其也具有透光特性，透明或半透明均可。空心套管形状是圆形、方形、三角型、平面管型等均可，空心直径可以是1-1000毫米，空心套管长度可以再0.5-100米，较小直径较小空间使用的导电液体较少，有利于小电阻大长度的制造。套管壁5的厚度0.1-1毫米，安全柔软易于加工，如中间开后连接。空心套管使用硬塑料或软塑料，能够弯曲形成文字、图案，如朔料水杯、鱼缸、透明电线管、花瓶、水管、浴缸。空心套管至少一端与循环泵连接，也可以两端连接，或者中间多处连接，可以根据发光图案发光先后次序设计，这种组合立体效果是传统霓虹管与LED发光管所无法实现的，也是现有结构的电致发光片、电致发光线无法实现的。本发明中的空心套管在制作广告用途器件时，其表面可印刷或包裹文字、图案，形成动态发光的文字、图案；多根空心套管连接编排缠绕组合图案，管内流动导电液体与空气气泡形成间断动态发光，这些设计是多个发光芯线、空心套管、边缘电极、场致发光驱动器、循环泵通过组合巧妙设计实现的；发光芯线长度与空心套管长度通常是匹配相同。本发明中的空心套管与发光芯线可以多个重叠互套，内芯流动发光后，外部其它颜色也可再次覆盖流动发光。

本发明中的边缘电极4是由导电良好的金属材料制成，其与现有技术的连续接触大量缠绕外电极或背电极作用不同，产生效果也不同，本发明连续发光无点状现象，边缘电极可以选择如铜箔、铝丝等，表面可以处理防止长时间与水接触产生氧化。边缘电极长度根据实际设计任意选择，较好是5厘米以下，形状、直径根据产生的功率选择大小面积，其工艺简单，成本低廉，特别发光效果明显；可以巧妙设置多个独立边缘电极，便于图案闪动发光运行控制。空心套管直径较大较长时，边缘电极可以平行与发光芯线，如图4，有利于减小电阻导电发光。

本发明中的循环泵是由电子电路控制与驱动，3V小型循环泵适合使用在细额发光器件中，循环泵使得导电液体在空心套管周期性流动，可以是潜水泵等，也可有多个泵。循环泵使用塑料制造或塑料绝缘，防止发光电流电压与电子驱动循环泵之间导通。循环泵可以泵送液体、空气、水汽等，形成多种发光效果组合，循环泵的流量大小选择应该与空心套管内部容量体积匹配，也应该与广告图案大小，发光效果长度匹配。循环泵中的导电液体可以储存在储存盒内用于导电液体循环，也可以在空心套管内循环。

本发明中的场致发光驱动器输出是单路或多路，通过芯片控制实现各类闪动，其与循环泵工作匹配，可以产生各类霓虹动态效果；至少一个驱动器与发光芯线、边缘电极连接；多个场致发光驱动器可以实现更多的效果设计，场致发光驱动器输入可以是直流1.5-100V，或交流30-220V，场致发光驱动器输出电压20-130V，频率50-4000Hz。当使用贴片电容、电感制成柔性超薄结构场致发光驱动器，同时使用柔性超薄锂电池供电，可以组合形成柔性霓虹场致发光器件，在空心套管直径小于1.5毫米时，可以制成平面柔性霓虹发光，用于贺卡、服装等，也可以利用KT板、亚克力板、纸板等刻画槽沟，通过镶嵌制备成平面发光器件；或者通过多路组合芯片控制编织的矩阵空心套管和发光芯线，能够形成矩阵发光。当然场致发光驱动器也可以使用常规的变压器驱动，形成大功率驱动发光。

本发明中的导电液体是具有导电能力的至少一种导电液组成；不同比重的导电液组合可以产生多种动态效果，其中水是良好的选择，廉价简单安全可靠，随时加载使用，粘度适合循环，当然本发明中使用高浓度冷或热水蒸汽也可以在局部产生替代导电液的发光。导电液体可以是导电液或与绝缘液体的混合物，可以产生间断形式发光；导电液体是无色或彩色透明液体，其可以实现彩色发光。本发明中导电液体循环控制是实现本发明效果的重要部分，本发明中当导电液被抽离后，即使导电液残留在管中或依附在发光芯线表面，也不会产生发光。

本发明中的空心套管内部可以设置有填充物12，使得空心套管饱满，不影响弯曲，填充物具备网格网络结构，液体可以内部流动特征，导电液体能够在填充物缝隙间通过压力流动；填充物是漏。本发明中的吸水海绵或纤维编织物较好，它们透明不遮挡发光。本发明的空心套管表面也可以有孔洞，直接吸收外界水发光，如雨水，通过填充物保存吸附水，循环泵停止工作，产生持续发光。空心套管端口可以全封闭，半封闭、敞开，便于循环泵工作；空心套管多层互套、并列组合时可以相互连接贯通，接口处密封无渗明中的至少一根或多根发光芯线设置在空心套管内；多根发光芯线按规律组合形成多种规律性闪动发光，并组合成多种颜色发光；多根发光芯线能够并联或串联。发光芯可以是连续发光，也可以通过绝缘材料涂敷再发光层表面阻挡与导电液体接触，产生局部发光，发光芯线可以弯折成各类造型、文字、图案，再放入透明的塑料、玻璃管状容器中，加水产生发光。

本发明渐亮的柔性霓虹场致发光器件，含有：发光芯线、空心套管、填充物、边缘电极、场致发光驱动器，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；空心套管内部设置有隔离填充物，导电液体能够在填充物缝隙间流动，如图2；填充物是吸水海绵或纤维编织物、棉织物等；边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线平行隔离，这种结构的发光线可以很长，达到百米以上，避免了长距离水的电阻增大导致的发光下降，同时与场致发光驱动器连接，连续边缘电极可以间断设置，如使用带有孔洞的塑料套管与空心套管，或者通过填充物塑料线体使得空心套管中的发光芯线与边缘电极隔离，当中间填充物是塑料时，发光芯线与边缘电极侧部裸露表面接触导电液体，如图4。场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光，导电液体可以是含氯化钠的海水等。

本发明优点在于结构简单，不需要传统的缠绕外电极，不需要透明导电层、不需要保护套管，控制水流动可以达到递进渐亮发光效果，以及间断发光效果。优点还不是只有遇到水液体可以发光，当然遇到其它导电液体或气态或胶体也可以发光，其可以制备成水、雾探测传感器，也可以起到作为发光指示作用，如制造成雨伞、雨衣、防雨布、帐篷、太阳伞、车衣等，本发明可以利用平面发光板制作平面霓虹灯效果及显示效果，可以用于酒吧广告霓虹装饰。本发明的发光器件也可以用于水油混合体测量，通过发光强度确定油水比例，如制备成管道、生物传感器、气体传感器等，可以用于家电、锅炉、舰船艇、水面救援等发光。本发明可以广泛交通工具发光、救生圈、服装、玩具、广告、模型、标牌、水景桥梁夜晚装饰、建筑装饰、安全引导照明等领域中。也可以制作几十米的发光条带、发光绳、发光玻璃等。

在上面针对本发明较好的实施方式作了举例说明后，对本领域的技术人员来说应明白的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线、空心套管、边缘电极、场致发光驱动器、循环泵，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线隔离，同时与场致发光驱动器连接；空心套管端口处与循环泵连接，循环泵周期性逐渐导入导出导电液体，场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光。

2.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：发光芯线是由芯线电极、绝缘层、发光层依次组成；芯线电极一端被绝缘密封，另一端通过连接电线与场致发光驱动器连接。

3.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：空心套管是塑料材料或橡胶材料或防水纤维材料编织制成；其具有透光特性，空心套管形状是圆形、方形、三角型；空心套管是无色或彩色透明材料制成；空心套管能够弯曲形成文字、图案，空心套管至少一端与循环泵连接；空心套管是单根或多根，空心套管是平行或并联或串联组合。

4.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：边缘电极是由导电良好的材料制成，边缘电极与导电液体发生接触，使得导电液体带电；边缘电极至少设置在一处空心套管端口，边缘电极通过连接电线与场致发光驱动器连接。

5.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：循环泵是由电子电路控制与驱动，循环泵使得导电液体在空心套管周期性流动。

6.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：场致发光驱动器输出是单路或多路，通过芯片控制实现各类闪动；至少一个驱动器与发光芯线、边缘电极连接；场致发光驱动器使用贴片电容电感制成柔性超薄结构，输出电压20-130V，频率50-4000Hz，场致发光驱动器使用柔性超薄电池供电，形成柔性霓虹场致发光器件。

7.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：导电液体是具有导电能力的至少一种导电液组成；导电液是水性材料或油性材料中的一种或两种混合体；导电液体或是导电液或与绝缘液体的混合物；导电液体是无色或彩色透明液体。

8.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：空心套管表面印刷或包裹文字、图案，形成动态发光的文字、图案；多根空心套管连接编排缠绕组合图案，管内流动导电液体与空气气泡形成间断动态发光；至少一根或多根发光芯线设置在空心套管内；多根发光芯线按规律组合形成多种规律性闪动发光，并组合成多种颜色发光，多根发光芯线能够并联或串联；空心套管与发光芯线可以多个重叠互套。

9.如权利要求1所述的一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，其特征是：空心套管内部设置有填充物，导电液体能够在填充物缝隙间流动；填充物是吸水海绵或纤维编织物，循环泵不连接工作时，逐渐吸水的发光芯线产生动态递进渐亮发光。

10.一种渐亮的柔性霓虹场致发光器件，它包括：发光芯线、空心套管、填充物、边缘电极、场致发光驱动器，其特征是：空心套管内的发光芯线一端被绝缘密封，另一端与场致发光驱动器连接；空心套管内部设置有填充物，导电液体能够在填充物缝隙间流动；填充物是吸水海绵或纤维编织物或塑料中的一种；边缘电极设置在空心套管端口处，并与发光芯线隔离，同时与场致发光驱动器连接；场致发光驱动器通电工作，导电液体的流入使得空心套管内的发光芯线形成动态递进渐亮发光。