CN111026290B - 显示装置及显示终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置，包括触控显示面板及发电层组，发电层组，设于所述触控显示面板的触控侧，所述发电层组包括摩擦层及与所述摩擦层相对设置的电极层。上述的显示装置，将发电层组集成于触控显示面板的触控侧，通过摩擦层和电极层之间的摩擦产生电能，且能量转化效率高，能够有效解决现有的显示装置需要依赖特定使用场景才能充电的问题，提高了用户的使用便捷性。还提供一种显示终端。

Description

显示装置及显示终端

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示装置及显示终端。

背景技术

随着移动互联网的快速普及，智能终端的功能越来越丰富，耗电量也越来越大。而绝大部分智能终端都内置固定容量的电池，且不支持电池更换，所以目前的智能终端的电池在电量充满后，续航时间有限，给用户带来诸多不便。

目前，为适应智能终端智能化、便携化的发展趋势，业界较为常见的充电方式有USB充电、无线充电和太阳能充电。但这些充电方式用户必须在特定的使用场景中才能完成充电，仍然无法满足用户多样化的需求，例如在室内且缺少电源的场景，当手机电量耗尽，则无法进行充电，影响用户使用。

发明内容

基于此，有必要针提供一种显示装置，能够自产生电能并供电，解决了现有的显示装置依赖特定使用场景才能充电的问题。

根据本申请的一个方面，提供一种显示装置，包括：

触控显示面板；及

发电层组，设于所述触控显示面板的触控侧，所述发电层组包括摩擦层及与所述摩擦层相对设置的电极层。

上述的显示装置，将发电层组集成于触控显示面板的触控侧，通过摩擦层和电极层之间的摩擦产生电能，且能量转化效率高，能够有效解决现有的显示装置需要依赖特定使用场景才能充电的问题，提高了用户的使用便捷性。

在一实施例中，所述摩擦层及所述电极层均为透明膜层。

在一实施例中，所述摩擦层包括聚四氟乙烯层、氟化乙烯丙烯共聚物层、聚二甲基硅氧烷层或聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

在一实施例中，所述电极层包括金属导电层或金属氧化物导电层。

在一实施例中，所述电极层包括氧化铟锡层或氧化铟锌层。

在一实施例中，所述显示装置还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述发电层组背离所述触控显示面板的一侧。

在一实施例中，所述第一绝缘层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

在一实施例中，所述发电层组包括多个发电单元，所述触控显示面板包括：

触控层组，所述触控层组包括交叉设置且相互绝缘的驱动电极和感应电极；

所述发电层组设于所述触控层组上，所述发电单元的位置对应于所述驱动电极和所述感应电极的感应区域的位置。

在一实施例中，所述多个发电单元呈阵列排布。

在一实施例中，所述触控层组还包括衬底层，所述驱动电极和感应电极设于所述衬底层上；

所述驱动电极与所述感应电极在所述衬底层上的正投影具有交叠区域；

所述交叠区域落入所述发电单元在所述衬底层上的正投影的范围内。

在一实施例中，所述显示装置还包括第二绝缘层；

所述第二绝缘层位于所述触控显示面板和所述发电层组之间。

在一实施例中，所述显示装置还包括电磁屏蔽结构；

所述电磁屏蔽结构设于所述发电层组和所述触控显示面板之间。

根据本申请的另一个方面，提供一种显示终端，包括如上述实施例中的显示装置。

在一实施例中，所述显示终端还包括储能单元；

所述发电层组与所述储能单元连接，所述储能单元用于存储所述发电层组产生的电能。

附图说明

图1为现有技术中的显示装置的触控部分的截面示意图；

图2为本申请一实施例中的显示装置的截面示意图；

图3为图2所示的显示装置的触控显示面板的平面示意图；

图4为图2所示的显示装置的触控电极与发电层组的排布示意图；

图5为本申请一是实施例中的显示装置的电磁屏蔽结构的平面布置示意图；

图6为本申请一实施例中的显示终端的发电层组与储能单元的连接关系示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。

正如背景技术所述，目前有一些品牌的智能终端支持对电池进行快速充电，即在很短的时间内，智能终端内的电池的电量便可充满，以使用户可以继续使用智能终端，一定程度上缓解了手机电池的最大存储电量不足与智能手机耗电量大的矛盾。但是，快速充电的前提是必须在用户使用场景中有可获得的充电电源或能量源(太阳)，如果在缺少特定使用场景，则无法进行充电，影响了用户的使用。与此同时，近年来，随着微纳技术的发展，摩擦纳米发电技术应运而生，其可以收集环境中的机械能，并将其转化为电能，从而为电子设备供电，为自驱动设备的发展提供一种新的方向。但受限于摩擦纳米发电机技术和触控显示技术的发展，现有的摩擦发电机与触控显示面板难以一体化集成，且能量转化效率较低。

例如，现有技术中，如图1所示，感应电极4和驱动电极1之间设有弹性部件2，透明摩擦层3的一侧表面与感应电极4相接触，另一侧表面与弹性部件2相接触。在触控操作的过程中，弹性部件2因受力而发生变形，使得透明摩擦层3与驱动电极1接触，当手指离开感应电极4后，弹性部件2会为了达到形变恢复而进行振动，从而使得透明摩擦层3与驱动电极1在接触的过程中产生摩擦。摩擦产生的正电荷能够通过感应电极4导出，而摩擦产生的负电荷可以通过驱动电极1导出。上述的技术方案中，利用透明摩擦层3与驱动电极1之间的摩擦将机械能转化为电能，但该种结构，需要在感应电极4和驱动电极1之间设置透明摩擦层3和弹性部件2，一方面工艺复杂，难以适用于现有的显示面板制作工艺中，成本较高；另一方面，因设弹性部件，透明摩擦层易与其他膜层分离，从而造成触控显示面板触控失效；又一方面，上述显示装置的能量转化效率较低，难以满足对智能终端的电池充电的需求；再一方面，为实现较佳的发电效能，前述的膜层较厚，不符合显示装置轻薄化的趋势。

为解决上述问题，本发明提供了一种显示装置及显示终端，能够较佳地解决上述问题。

可以理解，本发明实施例提供的显示装置，可以适用于各种模式的显示面板，例如，OLED显示面板、液晶显示面板等，在此不作限定。

图2示出了本发明一实施例中显示装置的截面示意图；图3示出了图2所示的触控显示面板的平面示意图。为便于描述，附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。

参阅图2及图3，本发明一实施例中的显示装置100，包括触控显示面板10和发电层组20。触控显示面板10具有显示区AA和非显示区，在显示区AA可以通过按压或滑动操作改变触控显示面板的显示内容或亮度等，例如，通过滑动操作实现解锁，或者通过按压选择相应的选项(菜单)以进一步显示具体内容。发电层组20设于触控显示面板10的触控侧，发电层组20包括摩擦层22及与摩擦层22相对设的电极层24，发电层组20用于通过用户对显示装置100的按压或滑动操作以使摩擦层22和电极层24摩擦产生电能。

作为一种优选的实施方式，摩擦层22和电极层24均为透明膜层。这样，不影响触控显示面板10的显示效果。需要说明的是，摩擦层22和电极层24均为透明膜层是指，摩擦层22和电极层24具有较高的透明度，从而不影响触控显示面板10的显示效果，而并非狭义地理解为必须满足特定的透明度数值的要求，例如100％的透明度。

应当理解的是，摩擦纳米发电的原理基于摩擦起电和静电感应耦合。摩擦层22为有机材料形成，电极层24为可以导电的材料形成，两种材料相异，由于不同材料吸引电子的能力不同，在外力作用下，摩擦层22和电极层24的相对位移使得平衡静电分布被打破，电势差建立并驱动电子转移来达到新的平衡。当摩擦层22和电极层24复位，自由电子回流回到初始静电平衡。如此，在电子的移动过程中产生电能，从而将机械能转化为电能。

本申请实施例中的显示装置100，相较于现有技术，将发电层组20集成于触控显示面板10的触控侧，通过摩擦层22和电极层24之间的摩擦产生电能，且能量转化效率高，能够有效解决现有的显示装置100需要依赖特定使用场景才能充电的问题，提高了用户的使用便捷性。此外，一方面，发电层组20可以单独制造，利用软对硬贴合技术，直接将发电层组20贴合于触控显示面板10，工艺简单，成本较低。另一方面，膜层与膜层之间为面接触，结合强度高，结构稳定，可靠性高，且独立于触控结构，对触控精度影响较小。又一方面，体积小、厚度薄，有利于显示装置100的轻薄化设计。

示例地，摩擦层22可以选择发生摩擦时具有较强吸收负电荷(电子)能力的材料。一些实施例中，摩擦层22包括聚四氟乙烯层、氟化乙烯丙烯共聚物层、聚二甲基硅氧烷层或聚对苯二甲酸乙二醇酯层。当然，在其他一些实施例中，摩擦层22也可以选择发生摩擦时具有较强吸收正电荷能力的材料，在此不作限定。电极层24可以选择金属导电材料、金属氧化导电材料、导电碳材料、导电聚合物材料等导电材料，在此不作限定。

作为一种优选的实施方式，摩擦层22包括聚二甲基硅氧烷层，电极层24包括氧化铟锡层。制作时，可以将液体的聚二甲基硅氧烷和交联剂混合在一起涂抹到模具上，冷却形成前述的聚二甲基硅氧烷层，然后将氧化铟锡层形成于聚二甲基硅氧烷层上，形成前述的发电层组20。可以理解，聚二甲基硅氧烷具有较高的透明度、良好的化学稳定性，可以提高摩擦层22的耐磨性，且具有较强的吸收负电荷能力。同样地，氧化铟锡层具有较佳的透明性，可以进一步提高触控显示面板10的显示效果，且氧化铟锡层具有较佳的导电性，可以保证发电层组20的发电能力。

一些实施例中，显示装置还包括第一绝缘层26，第一绝缘层26设于发电层组20背离触控显示面板10的一侧。具体到实施例中，摩擦层22相较于电极层24更靠近所述触控显示面板10，第一绝缘层26设于电极层24背离摩擦层22的一侧。如此，一方面可以起到对摩擦层22和电极层24的保护，提高显示装置100的可靠性；另一方面，起到电绝缘作用，防止电流流失，从而保证发电层组20的发电能力。作为一种优选的实施方式，该第一绝缘层26包括聚对苯二甲酸乙二醇酯层，需要说明的是，聚对苯二甲酸乙二醇酯具有优良的电绝缘性能，甚至在高温高频下仍较好，且抗蠕变性，耐疲劳性、耐摩擦性及尺寸稳定性均较佳。这样，可以进一步地对摩擦层22和电极层24起到良好的保护，且一定程度提高发电层组20的发电能力。

图4示出了本申请一实施例中显示装置100的触控电极与发电层组20的排布示意图。

参阅图3及图4，本申请的一些实施例中，触控显示面板10包括显示面板本体(图未示)及触控层组(图未示)，触控层组设于显示面板本体上。一些实施例中，显示面板本体至少包括依次设置的衬底基板、驱动层组、阳极、有机发光单元、阴极及封装结构。封装结构覆盖于阴极上，触控层组形成于封装结构上。触控层组可以包括衬底层、设于衬底层上的触控电极12及层间绝缘层，触控电极12包括交叉设置且相互绝缘的驱动电极122和感应电极124。示例地，多个感应电极124可以沿第一方向X延伸，多个驱动电极122可以沿与第一方向X相交的第二方向Y延伸，感应电极124和驱动电极122具有一个交叉区域，在交叉区域的感应电极124和驱动电极122通过层间绝缘层将彼此绝缘隔离。

需要说明的是，由于此处触控显示面板10的结构设置不是本发明的重点，故不在此赘述其具体结构及原理。

本申请一些实施例中，发电层组20包括多个发电单元28(图4的虚线框)。具体地，多个发电单元28之间可以串联连接或并联连接。可以理解，纳米摩擦发电机的工作机理是：在外力作用下，摩擦层22和电极层24之间平衡静电分布被打破，电势差建立并驱动电子转移来达到新的平衡，这样就形成电流。因此，每一发电单元28可以被认为是一个纳米摩擦发电机，这样，可以精确捕捉用户的触控操作，以将用户触控的机械能有效转化为电能。此外，每一单元式纳米摩擦发电机具有较好的电学输出性能，输出电压在几伏特到几十伏特不等，研究发现，具有阵列排布的发电单元28的发电层组20输出电压可以达到18伏，每平方厘米可产生0.13微安电流，峰值电流可达到0.7微安。

本申请一些实施例中，发电层组20设于触控层组上，发电单元28的位置对应于驱动电极122和感应电极124的感应区域的位置。容易理解的是，触控显示面板10的触控操作是通过驱动电极122和感应电极124之间的电容变化来实现触控点的检测，因此，驱动电极122和感应电极124的交叉区域即为感应区域，感应区域越大，则触控后电极之间的电容值变化量增大，触控显示面板10的触控灵敏度更高。前述的实施例中，将发电单元28的位置对应于驱动电极122和感应电极124的感应区域的位置，可以进一步可以精确捕捉用户的触控操作，增大发电层组20中摩擦层22和电极层24之间的接触面积，以将用户触控的机械能有效转化为电能，提高能量转换率。

作为一种较佳的实施方式，多个发电单元28呈阵列排布，且与驱动电极122和感应电极124的感应区域一一对应。这样，可以有效捕捉用户的触控动作，进一步地提高用户触控动作的机械能的转化率。需要说明，具体到如图4所示的实施例中，第一方向X是触控显示面板10的宽度方向，即图中左右方向；第二方向Y是触控显示面板10的长度方向，即图中上下方向。

一些实施例中，驱动电极122与感应电极124在衬底层上的正投影具有交叠区域，交叠区域落入发电单元28在衬底层上的正投影的范围内。具体到实施例中，针对每一驱动电极122，驱动电极122可以包括多个依次连接的驱动子电极，多个驱动子电极通过第一导电桥126依次连接；针对每一感应电极124，感应电极124可以包括多个依次连接的感应子电极，多个感应子电极通过第二导电桥128依次连接。其中，驱动子电极和感应子电极均呈块状，例如，如图4所示，驱动子电极和感应子电极均为菱形的电极块。第一导电桥126和第二导电桥128可以位于同一层，亦可以位于不同层，但应当保持彼此绝缘，两者在衬底层上正投影具有交叠区域。所述交叠区域落入发电单元28在衬底层上的正投影的范围内，也就是说，以俯视视角，发电单元28在衬底层上正投影完全覆盖前述的交叠区域，且部分覆盖驱动子电极和感应子电极在衬底层上的正投影。如此，可以进一步地精确捕捉用户的触控操作，以将用户触控的机械能有效转化为电能。

本申请的一些实施例中，显示装置100还包括第二绝缘层，该第二绝缘层位于触控显示面板10和发电层组20之间。具体到一个实施例中，摩擦层22相较于电极层24更靠近触控显示面板10，则第二绝缘层设于触控层组与摩擦层22之间。如此，可以将发电层组20和触控结构电绝缘，提高触控显示面板10的可靠性。

图5示出了本申请一是实施例中的显示装置的电磁屏蔽结构的平面布置示意图。

本申请的一些实施例中，触控显示面板10还可以包括电磁屏蔽结构30，电磁屏蔽结构30可以设于发电层组20和触控显示面板10之间，用于避免发电层组20和触控显示面板10之间的信号干扰。例如，电磁屏蔽结构30可以设于第二绝缘层上，进一步地提高触控显示面板10的可靠性。具体到如图5所示实施例中，电磁屏蔽结构30可以包括屏蔽框，屏蔽框围绕显示区AA域设置，屏蔽框由金属材料形成，且位于非显示区域，可以沿触控显示面板10的边缘，环绕显示区AA域设置，所述金属材料包括金、银、铜、铝、钛或钼中的至少一种。由于屏蔽框的存在，可以形成屏蔽环路，从而将发电层组20产生的电场、噪声屏蔽，进而使触控显示面板10形成清晰的触控效果。同时，也可以避免驱动层组、阴极、触控结构，以及整个显示结构受到发电层组20的噪声的影响。具体到另一些实施例中，电磁屏蔽结构30可以包括位于显示区AA域的屏蔽图形层，屏蔽图形层呈网格状。这样，一方面，可以将屏蔽图形层上下两侧区域进行隔离，以控制磁场、电磁波由一个区域对另一区域的感应和辐射，可以有效降低或屏蔽触控显示面板10和发电层组20之间的信号干扰。另一方面，屏蔽图形层可以视为触控显示面板10与发电层组20构成的电容之间的介质。同样可以降低触控显示面板10与发电层组20之间的感应电容，从而在对触控显示面板10触控操作时，可以有效降低或屏蔽触控显示面板10与发电层组20之间的信号干扰。

图6为本申请一实施例中的显示终端的发电层组20与储能单元30的连接关系示意图。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种显示终端，该显示终端包括上述实施例中的显示装置100。

该显示终端可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、车载设备、可穿戴设备或物联网设备等任何具有触控显示功能的产品或部件。

具体地，显示终端还包括储能单元30，发电层组20与储能单元30连接，储能单元30用于存储发电层组20产生的电能。具体到实施例中，储能单元30包括电池34，发电层组20产生的电能最终存储于电池34中，以为显示终端供电。进一步地，储能单元30还包括电压转化单元32，用于将发电层组20在按压或滑动过程中产生摩擦生成电能的电压转化为预设存储电压。例如，发电层组20产生的电能的电压为18V，而电池34存储电能时所需的电压范围为12V，则电压转化单元32可以将发电层组20产生的电能的电压转换为12V，以供电池34充电。

需要说明的是，在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。

还应当理解的是，在解释元件时，尽管没有明确描述，但元件解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

此外，在说明书中，短语“平面示意图”是指当从上方观察目标部分时的附图，短语“截面示意图”是指从侧面观察通过竖直地切割目标部分截取的剖面时的附图。

此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

触控显示面板；及

发电层组，设于所述触控显示面板的触控侧，所述发电层组包括摩擦层及与所述摩擦层相对设置的电极层；

所述发电层组包括多个发电单元，所述触控显示面板包括触控层组和衬底层，所述触控层组包括交叉设置且相互绝缘的驱动电极和感应电极，所述驱动电极和所述感应电极设于所述衬底层上；

所述驱动电极与所述感应电极在所述衬底层上的正投影具有交叠区域，所述交叠区域落入所述发电单元在所述衬底层上的正投影的范围内。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摩擦层及所述电极层均为透明膜层。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述摩擦层包括聚四氟乙烯层、氟化乙烯丙烯共聚物层、聚二甲基硅氧烷层或聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述电极层包括金属导电层或金属氧化物导电层。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述电极层包括氧化铟锡层或氧化铟锌层。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述发电层组背离所述触控显示面板的一侧。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一绝缘层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯层。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个发电单元呈阵列排布。

9.根据权利要求1～5任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括第二绝缘层；

所述第二绝缘层位于所述触控显示面板和所述发电层组之间。

10.根据权利要求1～5任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括电磁屏蔽结构；

所述电磁屏蔽结构设于所述发电层组和所述触控显示面板之间。

11.一种显示终端，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的显示装置。

12.根据权利要求11所述的显示终端，其特征在于，所述显示终端还包括储能单元；

所述发电层组与所述储能单元连接，所述储能单元用于存储所述发电层组产生的电能。

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