CN113672125A - 织物基柔性发光电子屏幕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种织物基柔性发光电子屏幕，包括彼此交叉分布于柔性基底上的柔性单元、与所述柔性单元连接的信号采集器及电源组件、以及分别与所述信号采集器及电源组件连接的信号处理器；所述柔性单元为混合纱线或交叉分布的传感纱线与发光纱线，所述混合纱线包括电极层与包覆于所述电极层外周壁的发光层及传感层；所述信号采集器用于采集所述柔性单元的信号变化；所述信号处理器用于控制所述电源组件向所述柔性单元输入控制发光的高频电流或控制传感的直流电流。通过上述方式，本发明结构简单、屏幕轻薄，通过将发光纱线与传感纱线交叉编织成柔性屏幕，能够根据屏幕不同区域所受压力大小发出不同的光亮，实现屏幕的显示功能。

Description

织物基柔性发光电子屏幕
技术领域
本发明涉及传感控制发光屏技术领域，特别是涉及一种织物基柔性发光电子屏幕。
背景技术
随着智能手机、平板等触控式电子设备的飞速发展，人们已经不满足于触控式电子发光屏幕的研究，开始逐渐将目光放在柔性发光屏上。柔性发光屏不仅可以根据屏幕各处受压情况发出光亮以构成特定的图案，还能将屏幕进行弯折，可以很好地应用在多种领域中，特别是发光服饰这一领域。但是，目前对于发光屏幕的设计都是将发光屏幕设置成由多个层别组成，各个层别均能进行一定程度的折弯，使得发光屏幕具有一定的折弯性。
现有的技术提供了一种柔性显示面板以及柔性显示屏。该柔性显示面板包括柔性衬底基板、形成于柔性衬底基板的一侧并依次排列的薄膜晶体管阵列层、阳极层、有机发光层、阴极层、封装层、以及至少一个保护层。保护层形成于柔性器件的表面，并包括保护膜以及弹性层。弹性层位于保护膜的远离柔性器件的一侧。这种技术的发光屏幕虽然能够弯折，但是其在发光屏幕表层增加了多层结构，导致这种发光屏幕过于厚重，且只适用于电子产品领域，无法将其应用在纺织品领域。
因此，设计一种结构简单、发光屏幕较为轻薄、能应用于纺织品领域的织物基柔性发光电子屏幕就很有必要。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种织物基柔性发光电子屏幕，将发光纱线与传感纱线交叉编织成柔性屏幕，能够根据屏幕不同区域所受压力大小发出不同的光亮，实现屏幕的显示功能。此外，由于传感纱线的工作电流为直流电流，发光纱线的工作电流为高频电流，信号处理器根据信号采集器采集到的当前工作信号，控制电源组件对纱线输入高频电流(一般为交流电流，也存在直流电流)或直流电流，以使发光纱线工作或传感纱线工作。
为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：
一种织物基柔性发光电子屏幕，包括柔性基底、彼此交叉分布于所述柔性基底上的柔性单元、与所述柔性单元连接的信号采集器及电源组件、以及分别与所述信号采集器及电源组件连接的信号处理器；
所述柔性单元为混合纱线或交叉分布的传感纱线与发光纱线，所述混合纱线包括电极层与包覆于所述电极层外周壁的发光层及传感层；
所述信号采集器用于采集所述柔性单元的信号变化；
所述信号处理器用于控制所述电源组件向所述柔性单元输入控制发光的高频电流或控制传感的直流电流。
进一步的，所述柔性单元为混合纱线，所述混合纱线呈十字交叉状分布；所述信号采集器包括用于采集交叉点信号变化的采集电路、以及采集交叉点位置信号的扫描电路。
进一步的，所述传感层包括导电物质与聚合物，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小；
所述电极层根据所述传感层的受压情况改变其传递的电信号，所述信号采集器采集所述电信号；
所述导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类导电物质；所述无机类导电物质包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维中的一种或多种，所述有机类导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类导电物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的一种或多种。
进一步的，所述信号处理器包括通讯模块与转换模块；所述通讯模块与所述信号采集器信号连接，以接收所述信号采集器采集的电信号与位置信号；所述转换模块与所述电源组件电连接，以根据所述通讯模块接收的电信号与位置信号，控制所述电源组件向所述混合纱线输入不同大小的高频电流。
进一步的，所述发光层包括电致发光物质与聚合物，并与所述电源组件电连接，所述电致发光物质受所述高频电流激发而发光；
所述电致发光物质包括但不限于为有机类电致发光材料、无机类电致发光材料中的一种或者多种，所述有机类电致发光材料包括但不限于为蒽类化合物、芳胺类化合物、有机硅类、有机硼类中的一种或多种；所述无机类电致发光材料包括但不限于为ZnS基类、SiO2基类、SrS：Ce、SrS：Cu、GaN中的一种或多种。
进一步的，所述聚合物包括但不限于为PET、聚氨酯、尼龙、PP、POE中的一种或多种。
进一步的，所述柔性单元为交叉分布的传感纱线与发光纱线；所述传感纱线彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为传感点；所述发光纱线彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为发光点；
所述信号采集器分别与所述传感纱线及所述发光纱线连接，所述信号采集器包括采集所述传感点信号变化的采集电路、以及分别采集所述传感点与所述发光点的位置信号的扫描电路。
进一步的，所述传感纱线包括传感电极与包覆于所述传感电极外周壁的传感层，所述传感层包括导电物质与聚合物，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小；所述传感电极根据所述传感层的受压情况改变其传递的电信号，所述信号采集器采集所述电信号；
所述发光纱线包括发光电极与包覆于所述发光电极外周壁的发光层；所述发光层包括电致发光物质与聚合物，所述电致发光物质受所述高频电流激发而发光。
进一步的，所述信号处理器包括通讯模块与转换模块；所述通讯模块与所述信号采集器信号连接，以接收所述信号采集器采集的所述传感点的电信号；所述转换模块与所述电源组件电连接，以控制所述电源组件向所述发光纱线输入高频电流或向所述传感纱线输入直流电流。
进一步的，所述柔性单元与所述柔性基底的连接方式为编织，所述编织包括但不限于为机织、针织、三维编织中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的织物基柔性发光电子屏幕，将发光纱线与传感纱线交叉编织成柔性屏幕，能够根据屏幕不同区域所受压力大小发出不同的光亮，实现屏幕的显示功能。此外，由于传感纱线的工作电流为直流电流，发光纱线的工作电流为高频电流(一般为交流电流，也存在直流电流)，信号处理器根据信号采集器采集到的当前工作信号，控制电源组件对纱线输入高频电流或直流电流，以使发光纱线工作或传感纱线工作。
2.本发明的织物基柔性发光电子屏幕，通过将纱线设置成在电极外面包覆由传感层与发光层组成的混合介质层，能够在纱线交叉点受到压力作用时，传感层将压力信号转换成电信号后传递给信号处理器，信号处理器根据电信号控制电源组件向纱线发出高频电流，以激励交叉点处的发光层发光。从而实现织物型柔性电子屏幕的触控发光，在纺织品领域能够得到很好的应用，具有很强的市场前景。
3.本发明的织物基柔性发光电子屏幕，通过采用柔性传感纱线与柔性发光纱线，能够进行编织等多种操作。此外，纱线与柔性基底的紧密贴合，保证屏幕的轻薄性，并具备很强的折弯效果，能应用于多种领域。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例1的各个组件连接示意图；
图3是本发明的实施例1的混合纱线连接示意图；
图4是图3中I点处的剖视示意图；
图5是图3中Ⅱ点处的剖视示意图；
图6是本发明的实施例1的未发光时实物的数码照片；
图7是本发明的实施例1的发光时实物的数码照片；
图8是本发明的实施例2的结构示意图；
图9是图8中Ⅲ点处的剖视示意图；
图10是图8中Ⅳ点处的剖视示意图；
图11是本发明的实施例2的各个组件连接示意图；
附图中各部件的标记如下：110、混合纱线；111、电极层；112、传感层；113、发光层；120、信号采集器；121、采集电路；122、扫描电路；130、信号处理器；131、转换模块；132、通讯模块；140、电源组件；150、柔性基底；210、传感纱线；211、传感电极；212、传感层；220、发光纱线；221、发光电极；222、发光层；230、信号采集器；231、采集电路；232、扫描电路；240、信号处理器；241、转换模块；242、通讯模块；250、电源组件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
实施例1
如图1至2所示，一种织物基柔性发光电子屏幕100，包括柔性基底150、彼此交叉分布于柔性基底150上的混合纱线110、与混合纱线110连接的信号采集器120及电源组件140、以及分别与信号采集器120及电源组件140连接的信号处理器130。
如图3至5所示，在一些实施例中，混合纱线110彼此呈十字交叉状分布，并包括电极层111与包覆于电极层111外周壁的发光层113及传感层112。电极层111供电流流通，并通过采用传感层112对电极层111的周壁进行涂覆改性来实现交叉处的两条混合纱线110之间的电信号阻隔。传感层112是由导电物质与聚合物组成的复合层，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小。当混合纱线110交叉点处受到压力变化时，会导致交叉点处的两条混合纱线110的电极层111之间的距离发生变化，使得两者之间的电阻随之改变，从而使流经该交叉点的电信号发生改变。
特别的，导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类导电物质。其中，无机类导电物质包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维中的一种或多种。有机类导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种。金属类导电物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的一种或多种。
聚合物包括但不限于为PET、聚氨酯、尼龙、PP、POE中的一种或多种。
发光层113是由电致发光物质与聚合物组成的复合层，并与电源组件140电连接，由电源组件140对发光层113供电。
特别的，电致发光物质受高频电流激发后能够发光。这种现象是由于两个电极之间的电压会产生电场，电场激发电子碰击发光中心，使得电子在能级间进行跃迁、变化、复合从而导致发光。
电致发光物质包括但不限于为有机类电致发光材料、无机类电致发光材料中的一种或者多种。有机类电致发光材料包括但不限于为蒽类化合物、芳胺类化合物、有机硅类、有机硼类中的一种或多种。无机类电致发光材料包括但不限于为ZnS基类、SiO2基类、SrS：Ce、SrS：Cu、GaN等蓝色电致发光材料中的一种或多种。
在一些实施例中，具体如图2所示，信号采集器120用于采集混合纱线110的交叉点处的信号变化，并包括用于采集交叉点电信号变化的采集电路121、以及采集交叉点位置信号的扫描电路122，从而实现监测各个交叉点的电信号变化并记录发生电信号变化的交叉点的位置。
特别的，采集电路121还连接有多路采集器，使得当电源组件140接通时电流以极快的速度通过每一行/列。多路采集器可控制交叉点的导通，并记录该点的电压值，由于电流速度极快(接近光速)，因此不管何时所有交叉点都可默认为处在接通状态。扫描电路122连接有行列扫描仪，可对交叉点的位置信息进行快速准确的采集。
在一些实施例中，具体如图2所示，信号处理器130用于控制电源组件140向混合纱线110输入供发光层113工作的高频电流或供传感层112工作的直流电流。特别的，高频电流一般为交流电流，也存在一些直流电流。初始时，混合纱线110没有受到压力作用，信号处理器130根据当前信号控制电源组件140向混合纱线110输入直流电流，此时，发光层113处于停止工作的状态。当混合纱线110受到压力作用时，信号处理器130根据当前信号控制电源组件140向混合纱线110输入高频电流，此时，发光层113发光，传感层112停止工作。
信号处理器130包括通讯模块132与转换模块131。通讯模块132与信号采集器120信号连接，以接收信号采集器120采集的电信号与位置信号，并将电信号与位置信号传递给转换模块131。转换模块131与电源组件140电连接，以根据当前电信号与位置信号，控制电源组件140向该位置区域内的交叉点输入高频电流，从而激励发光层113发光。此外，转换模块131还能根据接收到的电信号的大小，控制电源组件140输入不同大小的高频电流，以控制发光层113的发光程度，从而在柔性基底150上组合成不同的发光图案。
在一些实施例中，混合纱线110与柔性基底150的连接方式为编织。编织方式包括但不限于为机织(平纹、斜纹、缎纹等)、针织、三维编织中的一种或多种。采用编织的方式，使得混合纱线110与柔性基底150紧密贴合，保证电子屏幕的轻薄性，并具备很强的折弯效果，能应用于多种领域。
如图6至7所示，在采用具体的实施方式时，图中混合纱线110的交叉点在受到压力作用时，各个交叉点能够根据当前压力值大小发出不同程度的光。
下面对本实施例的具体工作方式进行说明：
初始时，混合纱线110没有受到压力作用，信号采集器120采集到的电信号没有发生改变。电源组件140向混合纱线110输入直流电流，此时，发光层113处于停止工作的状态。当混合纱线110的交叉点受到压力作用时，信号采集器120采集到各个交叉点的电信号及位置信号，并将其传递给信号处理器130。信号处理器130根据当前电信号及位置信号控制电源组件140向混合纱线110输入高频电流。此时，电信号发生变化的交叉点处的发光层113发光，并根据电信号变化大小发出相应程度的光。此时，传感层112处于停止工作状态。
实施例2
如图8至10所示，在本实施例中，柔性单元为交叉分布的传感纱线210与发光纱线220。传感纱线210为电阻式、电容式、压电式传感纱线210中的至少一种。传感纱线210彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为传感点。发光纱线220彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为发光点。特别的，发光纱线220与传感纱线210的交叉处处于断路状态。
具体来讲，传感纱线210包括传感电极211与包覆于传感电极211外周壁的传感层212。传感层212包括导电物质与聚合物，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小。发光纱线220包括发光电极221与包覆于发光电极221外周壁的发光层222。发光层222包括电致发光物质与聚合物，电致发光物质受高频电流激发而发光。
如图11所示，在本实施例中，信号采集器230分别与传感纱线210及发光纱线220连接。信号采集器230包括采集传感点电信号变化的采集电路231、以及分别采集传感点与发光点的位置信号的扫描电路232。如此设置，当信号采集器230采集到传感点处的电信号发生改变时，记录该传感点的位置信号。从而便于控制该位置处的传感点的临近发光点发光。
如图11所示，在本实施例中，信号处理器240包括通讯模块242与转换模块241。通讯模块242与信号采集器230信号连接，以接收信号采集器230采集的传感点的电信号与位置信号。转换模块241与电源组件250电连接，以控制电源组件250向发光纱线220输入高频电流或向传感纱线210输入直流电流。
除上述结构外，本实施例的其它结构与实施例1相同。
下面对本实施例的具体工作方式进行说明：
初始时，电源组件250向传感纱线210输入直流电流，传感纱线210没有受到压力作用，信号采集器230采集到的各个传感点处的电信号没有发生改变。此时，发光层222与电源组件250之间处于断路状态。当传感纱线210的传感点受到压力作用时，信号采集器230采集到各个传感点的电信号及位置信号，并将其传递给信号处理器240。信号处理器240根据当前电信号及位置信号控制电源组件250向发光纱线220输入高频电流。此时，电信号发生变化的传感点附近的发光点发光，并根据电信号变化大小发出相应程度的光。此时，传感纱线210与电源组件250之间处于断路状态。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，包括柔性基底(150)、彼此交叉分布于所述柔性基底(150)上的柔性单元、与所述柔性单元连接的信号采集器(120)及电源组件(140)、以及分别与所述信号采集器(120)及电源组件(140)连接的信号处理器(130)；
所述柔性单元为混合纱线(110)或交叉分布的传感纱线与发光纱线，所述混合纱线(110)包括电极层(111)与包覆于所述电极层(111)外周壁的发光层(113)及传感层(112)；
所述信号采集器(120)用于采集所述柔性单元的信号变化；
所述信号处理器(130)用于控制所述电源组件(140)向所述柔性单元输入控制发光的高频电流或控制传感的直流电流。
2.根据权利要求1所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述柔性单元为混合纱线(110)，所述混合纱线(110)呈十字交叉状分布；所述信号采集器(120)包括用于采集交叉点信号变化的采集电路(121)、以及采集交叉点位置信号的扫描电路(122)。
3.根据权利要求2所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述传感层(112)包括导电物质与聚合物，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小；
所述电极层(111)根据所述传感层(112)的受压情况改变其传递的电信号，所述信号采集器(120)采集所述电信号；
所述导电物质包括但不限于为无机类、有机类或金属类导电物质；所述无机类导电物质包括但不限于为石墨纤维、碳纤维、硅纤维、碳纳米管纤维中的一种或多种，所述有机类导电物质包括但不限于为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、PEDOT：PSS中的一种或多种，所述金属类导电物质包括但不限于为金属纳米粒子、金属纳米线/片、液态金属、金属氧化物粉体、导电钛白粉中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述信号处理器(130)包括通讯模块(132)与转换模块(131)；所述通讯模块(132)与所述信号采集器(120)信号连接，以接收所述信号采集器(120)采集的电信号与位置信号；所述转换模块(131)与所述电源组件(140)电连接，以根据所述通讯模块(132)接收的电信号与位置信号，控制所述电源组件(140)向所述混合纱线(110)输入不同大小的高频电流。
5.根据权利要求4所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述发光层(113)包括电致发光物质与聚合物，并与所述电源组件(140)电连接，所述电致发光物质受所述高频电流激发而发光；
所述电致发光物质包括但不限于为有机类电致发光材料、无机类电致发光材料中的一种或者多种，所述有机类电致发光材料包括但不限于为蒽类化合物、芳胺类化合物、有机硅类、有机硼类中的一种或多种；所述无机类电致发光材料包括但不限于为ZnS基类、SiO2基类、SrS：Ce、SrS：Cu、GaN中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述聚合物包括但不限于为PET、聚氨酯、尼龙、PP、POE中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述柔性单元为交叉分布的传感纱线(210)与发光纱线(220)；所述传感纱线(210)彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为传感点；所述发光纱线(220)彼此呈十字交叉状分布，且其交叉位置处为发光点；
所述信号采集器(230)分别与所述传感纱线(210)及所述发光纱线(220)连接，所述信号采集器(230)包括采集所述传感点信号变化的采集电路(231)、以及分别采集所述传感点与所述发光点的位置信号的扫描电路(232)。
8.根据权利要求7所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述传感纱线(210)包括传感电极(211)与包覆于所述传感电极(211)外周壁的传感层(212)，所述传感层(212)包括导电物质与聚合物，并能够在受到压力作用时发生弹性形变，以改变其内阻大小；所述传感电极(211)根据所述传感层(212)的受压情况改变其传递的电信号，所述信号采集器(230)采集所述电信号；
所述发光纱线(220)包括发光电极(221)与包覆于所述发光电极(221)外周壁的发光层(222)；所述发光层(222)包括电致发光物质与聚合物，所述电致发光物质受所述高频电流激发而发光。
9.根据权利要求8所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述信号处理器(240)包括通讯模块(242)与转换模块(241)；所述通讯模块(242)与所述信号采集器(230)信号连接，以接收所述信号采集器(230)采集的所述传感点的电信号；所述转换模块(241)与所述电源组件(250)电连接，以控制所述电源组件(250)向所述发光纱线(220)输入高频电流或向所述传感纱线(210)输入直流电流。
10.根据权利要求1所述的织物基柔性发光电子屏幕，其特征在于，所述柔性单元与所述柔性基底(150)的连接方式为编织，所述编织包括但不限于为机织、针织、三维编织中的一种或多种。
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