CN116672612A - 一种多功能oled光疗睡袋 - Google Patents
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Abstract
公开了一种多功能OLED光疗睡袋,其包含至少一个柔性OLED发光面板,壳体和驱动装置;其中所述柔性OLED发光面板包含至少一个发光面且能发出包含峰值波长在600‑1000nm的光;所述壳体包含躯干部分,所述躯干部分包含正面和背面;所述壳体躯干部分的正面与人体正面中的至少一个部位接触,所述壳体躯干部分的背面与人体背面中的至少一个部位接触;所述至少一个柔性OLED发光面板设置在所述壳体躯干部分的正面,所述柔性OLED发光面板的发光面朝向人体一侧且能至少覆盖人体的一部分;所述驱动装置和所述柔性OLED发光面板电连接。这种新型多功能OLED光疗睡袋,既具有便携、轻薄的特点,同时又能实现多种功能的光疗效果且不耽误正常工作生活,一举多得。
Description
技术领域
本发明涉及一种光疗睡袋。更具体地,涉及一种使用柔性OLED发光面板作为光源的多功能光疗睡袋。
背景技术
20世纪中后期出现了微光治疗(Low Light Laser Treatment)和光生物调控(Photobiomodulation,PBM)等技术,都是以光照作为治疗疾病的手段应用于医学领域(Michael R.Hamblin,Ying-ying Huang,Handbook of Photomedicine,CRC Press)。近年来多项研究表明,红光到近红外光照有助于促进胶原蛋白和皮肤细胞等组织的再生,可以被应用在抗皱美容、促进伤口愈合、祛斑消疤等领域(Chan Hee Nam et al.,DermatologicSurgery,2017,43:371-380;Daniel Barolet,Semin Cutan Med Surg,2008,27:227-238;Yongmin Jeon,Adv.Mater.Technol.2018,1700391)。体外研究表明,可见光到近红外波段光谱区域可引发皮肤胶原蛋白的合成。此外,红光疗法是减少红肿和炎症的有用工具,尤其有助于减少衰老的迹象。特定的红光波长能够瞄准皮肤深层,并有助于促进胶原蛋白和皮肤细胞等组织的再生。红光疗法甚至对受伤的运动员或患有关节炎等慢性疾病的人有治疗效果。红光不仅能减轻皮肤表层炎症,还能减轻更深的炎症。近年来,针对红光和近红外光进行的大量光疗实验发现,这类光照还有塑形减肥的功效。研究发现,首先红光可以促进细胞内三磷酸腺苷的生产,而三磷酸腺苷生产的增多可以增进新陈代谢,相当于消耗更多热量。其次,红光被认为可以促使脂肪细胞的细胞壁出现孔隙使得油脂外漏,最终致使脂肪细胞干瘪萎缩,达到减脂的效果。最后,红光还可以促进纤维细胞的生长,这些纤维细胞不仅可以刺激胶原蛋白的生产还可以推动它们在细胞壁之间移动,进而起到紧致肌肤的作用。近年来,大量利用低功耗激光治疗的临床试验都证实了红光有减脂、紧致肌肤、抑制肥胖等功效。图4a为脂肪细胞在635nm的光照下细胞壁破漏直至细胞萎缩的显微镜下的实物图。不同波长有不同的发色团,对组织有不同的影响。波长通常是指使用它们相关的颜色,包括蓝色、绿色、红色和近红外光,一般来说,波长越长,对组织的穿透越深。图4b显示了不同波段的光对皮肤组织的穿透深度,可以看到波长在600-1000nm的光可以穿透真皮层抵达肌肤下2-4mm的深度。在确定光疗光源的有效波长时,除了穿透的深度,还必须考虑到细胞组织的吸收。在波长为600nm时,血液血红蛋白(Hb)是光子吸收的主要障碍,更进一步,在波长1000nm处,水的吸收开始变得很强。图4c展示了不同生理物质(如水、血红蛋白、氧血红蛋白及黑色素)对不同波段光的吸收,可以看到,能够穿过肌肤组织又不受损失的最佳波段窗口大致在600-1400nm之间。结合波长与穿透深度的关系可以看出波长在600-1000nm的红光及近红外光是进行无创光疗的最佳选择。
在美容项目中,美白可以说是重中之重,尤其在亚洲国家,由于美白项目的广受欢迎,各种类型的美白产品也随之出现。传统的美白产品主要靠外敷,但是见效很慢,而且通常成分中含有汞、铅、对苯二酚等有毒物质,长期使用会带来各种副作用。近年来,一种利用上述光波性质的激光美白技术应运而生,其利用波长在600-950nm范围的激光轰击皮下的黑色素,将其粉碎,达到祛斑、美白的效果。相对于传统的外敷美白产品,激光美白见效快,不含有毒物质,效果持久,因此一经推出就获得消费者青睐。然而激光美白技术也有局限性,首先激光是点光源,对于局域祛斑比较容易操作,但是对于需要全脸甚至全身美白来说,就需要增加疗程,则费用也呈指数增长。其次,激光强度高,操作过程中如果不慎,有可能引起红肿、水泡甚至灼伤等副作用,反而得不偿失。最后,目前的激光美白仪都是价格昂贵且体积笨拙的中型设备,只有医院或美容机构才有能力配备,而且使用时需要专人操作,这都限制了这类美白技术的普及和推广。
除激光外,LED同样是近年来在医美产品或穿戴装置中常用的光源类型。专利申请CN209679309U、CN210963590U、CN215195059U中都公开了使用蓝光(或蓝光和绿光)LED作为光源的睡袋,但三者皆仅是用于新生儿黄疸的治疗,需要使用蓝光光源(只有蓝光才能治疗小儿黄疸症),且由于是给婴儿使用,有效发光面积相对较小,因此几百个LED灯珠尚可实现,但如果要给成人使用的睡袋采用LED灯珠,可能需要上千个灯珠,是不现实的。实际上,LED与激光一样也是点光源,当其集成在光疗产品中时,需要以阵列方式排布,比如CN210963590U公开的蓝绿光睡袋即是采用若干交错布置的蓝光LED灯珠和绿光LED灯珠作为光源;CN215195059U中公开的蓝光睡袋也是采用间隔排布的蓝光LED灯珠作为光源。这种排布方式会带来光照不均匀的问题进而影响光疗效果,且为了覆盖整个睡袋,需要使用大量LED灯珠,这就增加了LED筛选,组装和维修的难度。因此,LED与激光一样面临大面积治疗的困境。同时,LED光源光强密度高,伴随大量散热,通常使用时都要集成热沉部件来帮助降温,比如CN209679309U中公开的黄疸治疗睡袋其采用的光源机箱中就包括LED发光器、散热板和散热风扇,这一方面会增加光疗产品的体积和重量,另一方面也会提高其制作工艺复杂程度,增加生产成本。
相反,OLED是一个面光源,冷光源,不刺眼,而且具有轻薄的特质,使得它非常容易集成到柔性基板上。这使得OLED成为穿戴应用中理想的光源选择,而与此相关的专利申请近年来也涵盖各个领域。专利申请CN205108772U、CN204951964U以及US2012155057A1都提到可以使用OLED光源作为穿戴产品进行医学治疗。US20100179469A1中提到了使用波长在450nm附近的OLED作为光源来治疗小儿黄疸症;本发明人之前的申请CN111450421A中则提出结合TTA上转化将柔性绿光OLED转换为蓝光治疗黄疸症;申请CN203694423U和本发明人之前的申请CN109173071A提到使用OLED制备光疗面膜;本发明人之前的专利申请CN111481833A,CN111514466A,CN111544774A和CN112754764A分别提到使用OLED制备生发帽、减肥塑形衣、光疗袜以及创可贴。然而上述发明中都只是一些针对局部(例如面部、眼部、头部、身体核心部位等)进行治疗的方案,并没有一个能针对全身同时进行多功能光疗的方案。
由于传统的激光美白仪和LED光疗睡袋往往仅实现了的单一的光疗效果,且仍存在着上述种种技术缺陷。因此,如何研发出一种新型的高效便携且能实现多功能光疗效果的睡袋是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种集成OLED光源的多功能光疗睡袋以至少解决上述部分问题。睡袋无论作为户外或者家用产品,往往都需要轻薄、便携、方便收纳的特质,相较于传统的激光光源或LED光源,OLED更具有轻薄、柔性的特质,将其集成在睡袋中既保证了其原本便携、轻薄的特点,同时又能实现多种功能的光疗效果(例如:美白、减肥、嫩肤等)且不耽误正常工作生活,一举多得。
根据本发明的一个实施例,一种多功能OLED光疗睡袋,包含:
至少一个柔性OLED发光面板,壳体和驱动装置;
其中所述柔性OLED发光面板包含至少一个发光面,所述柔性OLED发光面板发出包含峰值波长在600-1000nm的光;
所述壳体包含躯干部分,所述躯干部分包含正面和背面;所述壳体躯干部分的正面与人体正面中的至少一个部位接触,所述壳体躯干部分的背面与人体背面中的至少一个部位接触;
所述至少一个柔性OLED发光面板设置在所述壳体躯干部分的正面,所述柔性OLED发光面板的发光面朝向人体一侧且能至少覆盖人体的一部分;
所述驱动装置和所述柔性OLED发光面板电连接。
根据本发明的一个实施例,其中所述光疗睡袋进一步包含多个柔性OLED发光面板。
根据本发明的一个实施例,其中所述多个柔性OLED发光面板中的至少两个发光面板能够被所述驱动装置独立驱动。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于人体表面积的1/4。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于人体表面积的1/3。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于人体表面积的1/2。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于500cm2。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于1000cm2。
根据本发明的一个实施例,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于2000cm2。
根据本发明的一个实施例,其中所述光疗睡袋进一步包含漫反射涂层,所述漫反射涂层设置在所述壳体躯干部分的背面,和/或设置在所述柔性OLED发光面板间的不发光区域。
根据本发明的一个实施例,其中所述漫反射涂层是通过在涂料中掺入微纳颗粒,或通过在医用涂层表面构建微纳结构形成。
根据本发明的一个实施例,其中所述漫反射涂层是通过在涂料中掺入微纳颗粒形成,所述涂料选自医用硅胶。
根据本发明的一个实施例,其中所述微纳颗粒选自TiOx,ZrOx,Ag,Cu,Au,SiOx,SiNx中的一种的或多种。
根据本发明的一个实施例,其中所述光疗睡袋进一步包含亲肤层,其中所述亲肤层设置在所述柔性OLED发光面板的发光面上。
根据本发明的一个实施例,其中所述亲肤层的材质选自医用硅胶、棉、麻、丝。
根据本发明的一个实施例,其中所述亲肤层能进一步设置在所述壳体躯干部分的背面,所述亲肤层的厚度在5mm及以上。
根据本发明的一个实施例,其中所述亲肤层能进一步设置在所述壳体躯干部分的背面,所述亲肤层的厚度在10mm及以上。
根据本发明的一个实施例,其中所述亲肤层能进一步设置在所述壳体躯干部分的背面,所述亲肤层的厚度在15mm及以上。
根据本发明的一个实施例,其中所述壳体进一步包含头部部分。
根据本发明的一个实施例,其中所述壳体的头部部分进一步包含至少一个柔性OLED发光面板。
根据本发明的一个实施例,其中所述壳体的头部部分进一步包含面罩,所述面罩包含至少一个柔性OLED发光面板。
根据本发明的一个实施例,其中所述驱动装置包含以下部件中的任一个或多个:电源,充电装置,蓝牙通讯装置,芯片,引线,电路板,开关。
根据本发明的一个实施例,其中所述充电装置为无线充电装置。
根据本发明的一个实施例,其中所述电源包含电池。
根据本发明的一个实施例,其中所述电池选自以下中的任一个或多个:薄膜电池,微型电池,纽扣电池,化学电池,锂电池,氢电池。
根据本发明的一个实施例,其中所述驱动装置能与外部电子设备无线连接。
根据本发明的一个实施例,其中所述驱动装置包含蓝牙通讯装置且能通过所述蓝牙通讯装置与外部电子设备无线连接。
根据本发明的一个实施例,其中所述外部电子设备还包含一个应用程序,所述外部电子设备能通过所述应用程序控制所述柔性OLED发光面板的开关和/或明暗调节。
根据本发明的一个实施例,其中所述光疗睡袋进一步包含合拢装置。
根据本发明的一个实施例,其中所述合拢装置选自拉链、卡扣、魔术贴、绑带、及其组合。
根据本发明的一个实施例,其中所述光疗睡袋具有美白、嫩肤、减肥、生发功效。
根据本发明的一个实施例,其中如前述任一实施例所述的光疗睡袋能独立使用,或能结合普通睡袋、床铺、被褥、枕头中的任一个使用。
本发明公开了一种多功能OLED光疗睡袋,其包含至少一个柔性OLED发光面板,壳体,和驱动装置。优选地,所述光疗睡袋能包含多个柔性OLED发光面板,可以作用于使用者全身,达到美白、减肥、嫩肤等功效。尤其的,其内部一侧(即在人体平躺时的使用状态下与使用者背部接触的一面)可以包含部分甚至不含有OLED发光面板,取而代之的可以是具有反射涂层的材料,利用其反光性质来实现全场光照。进一步的,光疗睡袋还可以包含头罩部分,可以同时对面部和头部也进行光疗。这样的一个多功能OLED光疗睡袋,可以真正实现大面积光疗、全身光疗,而且可以在睡觉或休息中使用,不耽误正常工作生活。
附图说明
图1a-1c是单层OLED器件结构示意图。
图2是叠层OLED器件结构示意图。
图3a-3d是OLED发光面板的截面示意图。
图4a是脂肪细胞在635nm的光照下细胞壁破漏直至细胞萎缩的显微镜下的实物图。
图4b是不同波长在人体肌肤的穿透深度图。
图4c是不同生理物质(水、血红蛋白、氧血红蛋白及黑色素)对不同波段光的吸收图。
图5a-5c是OLED发光面板的结构示意图。
图6a是多功能OLED光疗睡袋600的部分合拢效果示意图。
图6b是多功能OLED光疗睡袋600的展开结构示意图。
图7a是多功能OLED光疗睡袋700的部分合拢效果示意图。
图7b是多功能OLED光疗睡袋700的展开结构示意图。
图7c是多功能OLED光疗睡袋700在人体侧躺使用状态下的结构示意图。
图8a是多功能OLED光疗睡袋800的部分合拢效果示意图。
图8b是多功能OLED光疗睡袋800的展开结构示意图。
图9a是多功能OLED光疗睡袋900a的部分合拢效果示意图。
图9b是多功能OLED光疗睡袋900a的部分侧视结构示意图。
具体实施方式
如本文所用,“顶部”意指离基板最远,而“底部”意指离基板最近。在将第一层描述为“设置”在第二层“上”的情况下,第一层被设置为距基板较远。反之,在将第一层描述为“设置”在第二层“下”的情况下,第一层被设置为距基板较近。除非规定第一层“与”第二层“接触”,否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说,即使阴极和阳极之间存在各种有机层,仍可以将阴极描述为“设置在”阳极“上”。
如本文所用,术语“OLED器件”包含阳极层,阴极层,设置于阳极层和阴极层之间的一层或多层有机层。一个“OLED器件”可以是底发光(底发射)即从阳极一侧发光,或是顶发光(顶发射)即从阴极一侧发光,或是透明器件即同时从阳极和阴极发光。
如本文所用,术语“OLED发光面板”包含基板,阳极层,阴极层,设置于阳极层和阴极层之间的一层或多层有机层,封装层,以及延伸到封装层外部的至少一个阳极接触和至少一个阴极接触,用于外部接入。
如本文所用,术语“封装层”可以是厚度小于100微米的薄膜封装,其包括将一层或多层薄膜直接设置到器件上,或者也可以是黏着到基板上的盖玻片(cover glass)。
如本文所用,术语“柔性印刷电路”(FPC)指的是任何柔性基板上涂有以下任一种或它们的组合,包括但不限于:导电线,电阻,电容,电感,晶体管,微机电系统(MEMS),等等。柔性印刷电路的柔性基板可以是塑料,薄玻璃,镀有绝缘层的薄金属箔,织物,皮革,纸张,等等。一张柔性印刷电路板一般厚度小于1mm,更优选的,厚度小于0.7mm。
如本文所用,术语“光提取层”可以指光扩散膜,或者其他具有光提取效果的微结构,或者是具有光外耦合效应的薄膜镀层。光提取层可以设置于OLED的基板表面,也可以在其他合适的位置,例如介于基板和阳极之间,有机层与阴极之间,阴极与封装层之间,或者封装层表面,等等。
如本文所用,术语“独立驱动”指两个或多个发光面板(或OLED器件)的工作点是分开控制的。尽管这些发光面板(或OLED器件)可以被连接到同一个控制器或是电源线上,但可以有电路来划分驱动路线并给每块发光面板(或OLED器件)供电而不彼此影响。
如本文所用,术语“有效发光面积”指平面面积中阳极,有机层和阴极共同重合的部分,不包括光提取效果。
如本文所用,术语“发光面”指的是光源发射出光的那一面,例如,如果光源包含一个底发射OLED发光面板,那么“发光面”包含基板远离阳极的那一面,如果是顶发射器件,则“发光面”包含封装层远离阴极的那一面。
如本文所用,术语“单层器件”指的是在一对阴阳极之间具有一个发光层(或多个连续的发光层)以及与其配套的单套空穴、电子传输层,这样的具有单个发光层(或多个连续的发光层)及其配套传输层的器件即为“单层器件”。
如本文所用,术语“叠层器件”指的是在一对阴阳极之间具有多个发光层且每个发光层有自己独立的空穴传输层和电子传输层的器件结构,每个发光层以及其配套空穴传输层和电子传输层构成一个单发光层,这些单发光层之间以电荷产生层相连,具有这样多个单发光层的器件即为“叠层器件”。
如本文所用,术语“漫反射涂层”指的是具有漫反射性质的表面。包括但不限于:通过在涂料中掺入一些微纳颗粒来实现漫反射,例如可以在硅胶材质中掺入包括但不限于TiOx,ZrOx,Ag,Cu,Au,SiOx,SiNx等高反射率材料;或者在硅胶表面上制造粗糙度来实现,例如可以在医用硅胶或其他涂层表面刻蚀、压印出微透镜结构。
如本文所用,术语壳体躯干部分的“正面”指的是:在人仰面躺平时,壳体躯干部分中能与人体正面(包括但不限于:人体前胸、腹部、手臂正面、腿部正面、脚面)中至少一个部位接触的一面;壳体躯干部分的“背面”指的是:在人仰面躺平时,壳体躯干部分中能与人体背面(包括但不限于:人体后背、手臂后侧、臀部、腿部后侧、脚后跟)中至少一个部位接触的一面。
一个典型的单层OLED器件100结构示意图如图1a所示。其中,OLED器件100包含阳极层101,空穴注入层(HIL)102,空穴传输层(HTL)103,电子阻挡层(EBL)104,发光层(EML)105,空穴阻挡层(HBL)106,电子传输层(ETL)107,电子注入层(EIL)108,阴极层109,以及封盖层(CPL)110。在底发射器件中,阳极层101是透明或半透明的材料,包括但不限于ITO,IZO,MoOx(氧化钼)等,其透明度一般大于50%;优选地,透明度大于70%;阴极层109是具有高反射率的材料,包括但不限于Al,Ag等,反射率大于70%;优选地,反射率大于90%。在顶发射器件中,阳极层101是具有高反射率的材料或材料组合,包括但不限于Ag、Ti、Cr、Pt、Ni、TiN,以及上述材料与ITO和/或MoOx(氧化钼)的组合,通常反射率大于50%;优选地,反射率大于80%;更优选地,反射率大于90%。而阴极层109应是半透明或透明的导电材料,包括但不限于MgAg合金、MoOx、Yb、Ca、ITO、IZO或其组合,其透明度一般大于30%;优选地,透明度大于50%。空穴注入层102可以是单一材料层,例如常用的HATCN;空穴注入层102也可以是空穴传输材料掺杂了一定比例的p型导电掺杂材料,通常掺杂比例不高于5%,常用的在1%-3%之间。发光层105通常还包含至少一个主体材料和至少一个发光材料,而电子阻挡层104和空穴阻挡层106为可选层,在底发射器件中不需要封盖层110。电子传输层107可以是单层的Yb,LiQ或LiF,也可以是由2种以上的材料共蒸镀形成。图1b为一种多色OLED器件130的结构示意图,在其他层不变的情况下,发光层可以包含一个发光层1051和一个发光层1052,其中发光层1051的峰值波长可以在600-750nm之间(发红光),发光层1052的峰值波长可以在750-1000nm之间(发近红外光)。注意,这两个发光层的先后顺序也可以颠倒,即发光层1051发近红外光,发光层1052发红光。这种结构的OLED器件可以同时发出红光和近红外光。图1c为一个可变色OLED器件120的结构示意图,其具有一个发光层1053,一个发光层1055和一个调节层1054。调节层1054可以调控电子和空穴在不同电流密度下的移动,从而实现对颜色的调控。例如,其中发光层1053的峰值波长可以在600-750nm之间(发红光),发光层1055的峰值波长可以在750-1000nm之间(发近红外光),在低电流密度下,激子复合区主要靠近阴极一侧,即在发光层1053中,这时OLED器件120可以发出红光;逐渐增大注入,提高电压和电流密度时,激子复合区域向阳极侧移动,并最终进入近发光层1055,这时OLED器件120则发出近红外光。当然,也可以发光层1053发射近红外光,发光层1055发红光,反之也成立。可变色OLED器件的结构和调节层的使用具体可以参考本发明人之前的专利申请CN111081891A和CN111081892A。
一个典型的叠层OLED器件200的结构示意图如图2所示,其包含阳极层201,第一发光单元202,电荷产生层(CGL)203,第二发光单元204,以及阴极层205。其中,第一发光单元202和第二发光单元204可以进一步包含单层发光器件100中从空穴注入层102到电子注入层108的一系列有机层,第一发光单元202和第二发光单元204的发光层可以相同也可以不同。第一发光单元202和第二发光单元204可以发出同种颜色的光,比如都发出峰值波长在600-750nm间的红光;第一发光单元202和第二发光单元204也可以发出不同颜色的光,比如,第一发光单元202发出红光,第二发光单元204发出峰值波长在750-1000nm间的近红外光,这种情况下,器件200就可以同时发出红光和近红外光。电荷产生层203一般由一种n型材料和一种p型材料构成,也可以增加缓冲层,如专利申请CN112687811A中所描述。如果叠层器件是顶发射器件,还可以在阴极层205之上增加封盖层(图中未画出)。图2所示的为2单元的叠层器件,还可以在此基础上增加第三发光单元和第二电荷产生层形成3单元的叠层器件。单层和叠层OLED器件的制备都为业内所熟知,不在此赘述。
可以在光疗睡袋中使用的一种光源是柔性有机电致发光器件(OLED)。一个柔性OLED发光面板的截面示意图显示在图3a-3d中。在图3a中,OLED发光面板300包含了基板301,一个OLED器件310,一对接触电极303与OLED器件310电连接,一层封装层302(但把接触电极303暴露),一个黏合结构304将一对接触电极303与外部驱动电路连接。基板301是柔性的,包含但不限于超薄柔性玻璃、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),PI(聚酰亚胺)等。特别地,基板301可以是事先以溶液形式涂敷在支撑底板上的材料(例如PI材料),经过固化以及平坦化后用于器件制备。在完成器件制备后使用激光将其从支撑底板上剥离下来,并根据需要转印在其他柔性基板上。OLED器件310可以是底发光器件或顶发光器件,优选地,所述OLED器件310是顶发光器件,因为其发光效率更高。OLED器件310可以是单层结构,也可以是叠层结构,优选地,所述OLED器件310具有叠层结构,因为其在相同亮度下的寿命更长,且因为膜层更厚有利于提高生产良率。OLED器件310中的有机材料可以是在真空舱中以热蒸发形式蒸镀形成,也可以部分或者全部使用溶液法形成,包括但不限于喷墨打印(ink jet printing)、旋涂、有机蒸气喷涂打印(OVJP)等。封装层302是薄膜封装层,厚度通常都在10μm以上,例如单层的无机层,或是薄膜有机无机交替的多层结构,通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、打印、旋涂等方式成膜。接触电极303可以包含至少一个阳极接触和至少一个阴极接触。可以将前盖膜305添加到上述OLED发光面板上,如图3b所示。前盖膜305可以是柔性印刷电路(FPC)板,在其上印刷了预先设计的电路并且通过黏合结构304电连接到OLED器件310上。在另一种方案中,黏合结构304可以是FPC框,而前盖膜305可以是一张塑料薄膜提供机械支持。使用FPC板来驱动OLED发光面板的具体描述可以在专利申请US20190376650A1中找到,其以全文引用的方式并入,它不在本申请详细描述的范围内。前盖膜305也可以包括光提取层。当OLED器件310是顶发射器件时,前盖膜305在发光区域是透明的。前盖膜305可以是以上所述各种形式的组合。额外的薄膜封装层306可以涂布在基板301的一面或者两面,如图3c所示。前盖膜也可以涂覆额外的薄膜封装层306,但是此处图中并未显示。在图3d中,后盖膜307被覆盖到基板301上。后盖膜307可以用于机械支撑,通常也是柔性薄膜,例如PET之类的塑料。当OLED是底部发光器件时,后盖膜307可以是光提取层且是透明的。后盖膜307可以是上述各种形式的组合。这样的一个柔性OLED发光面板当与外部电驱动形成电连接后(不管处于开启或关闭状态)即为一个柔性OLED光源,是本发明中的基本构成要素之一。
一个光疗睡袋中可以包含一个完整的柔性OLED光源,但这种方式通常对OLED制备良率提出很高要求。另一种更现实的方式是在睡袋中集成一系列柔性OLED发光面板,每个柔性面板可以被独立驱动,或者可以按对应的人体部位分组,一个组内的面板可以被同时驱动,不同组的面板可以分别独立驱动。例如,对应上半身的为一组,对应下肢的为一组,彼此可以独立驱动。这种可选择的局部光照可以进一步降低功耗,节省能量。同时也可以根据治疗需要选择不同的发射波长,例如发射600nm进行美白,因为这个波段的波长对黑色素作用最显著,而发射700nm的光进行补水嫩肤,因为这个波段的光会被人体内的水所吸收,选择635nm的光进行减肥。这样一个光疗睡袋就可以同时实现美白、嫩肤和减肥各个功效,一举多得。实现这种分区域控制的方法有以下几种:
第一种是在同一个大面积柔性OLED发光面板上设计像素化版图,然后对每个像素进行独立驱动,或者对像素进行分组然后对不同的组进行独立驱动。OLED发光面板是柔性的,即使用柔性基板和薄膜封装。这里的像素通常具有毫米量级的发光面积,即最小尺寸大于1mm2,优选地大于5mm2。例如,图5a所示一个柔性OLED发光面板500可以包含一个柔性OLED基板501,其上通过图形化制备出一系列OLED器件502,这些器件都共享同一个薄膜封装层503,此时每一个发光单元即为一个OLED器件,整个柔性OLED发光面板即是一个光源。这时金属布线可以在制备阳极或者阴极的同时排布在面板上,用以电连接各个OLED器件502,金属布线的方法为领域内人士所熟知,不在此赘述。通过电路控制系统对不同OLED器件进行控制,可以使不同的器件发出不同颜色的光,或者同一个器件工作在不同电流下,以此实现多种颜色。
这种方案的一个变形是如图5b所示的柔性OLED发光面板510,包含一个柔性OLED基板501,一系列OLED器件502,但是每个器件都享有单独的封装层513,且优选地,封装层是薄膜封装层。此时不同的OLED器件502之间不仅可以通过金属布线进行连接,还可以通过FPC电路板进行电连接,大大提高了导电性以及电路复杂度的可能。同样,通过这些电连接可以独立驱动单个或者多个OLED器件502。在以上两种情况下,如果要发出不同颜色的光,可以使用金属掩模版对不同的OLED器件蒸镀不同的器件结构,尤其是改变发光层的材料;也可以参考专利申请CN111081892A和CN111081891A中描述的那样,所有的器件都使用相同的独立单元多发光层的结构,利用在不同工作点下复合区移动实现颜色的变化。
另一种方案是将独立的OLED发光面板组成阵列,如图5c所示,此时每一个OLED发光面板都包含一个独立的基板521,一个OLED器件502和一个独立的封装层513。这种排布的好处是可以选用非柔性的OLED发光面板和/或非柔性的封装层,只要每个OLED发光面板的面积足够小,组成阵列后的光源依然能具有一定的柔性,但优选的是每个独立的OLED发光面板也都是柔性的。这些独立的OLED发光面板可以是从同一母板上切割下来的,例如都使用了相同的独立单元多发光层结构,也可以是从不同母板上选取了不同结构的器件,重新进行组装的。这种方案的好处是可以对器件进行筛选,提高了良率,也增加了产品颜色的多样性。图5c所示的独立发光面板可以根据需求通过FPC或前后盖膜等进行排列组合,形成一个彼此物理相连的点阵,具体可以参考CN208750423U中公开的方法,其不是本申请研究的重点,不再赘述。同样,这些面板可以被独立控制,给予不同的工作电流。
如图6所示的一个光疗睡袋600的部分合拢效果示意图(图6a)和展开结构示意图(图6b)。光疗睡袋600包含一个壳体601,柔性OLED光源602,以及一个驱动装置603(见图6b),其中壳体601又可以进一步包含躯干部分6011和头部部分6012。光疗睡袋600还可以进一步包含合拢装置6013,合拢装置6013包括但不限于:拉链、卡扣、魔术贴、绑带等,此处以拉链作为示例。躯干部分6011又可以包含背面60111和正面60112,在人体仰面平躺的使用状态下背面60111通常和人体背面(包括但不限于:人体后背、手臂后侧、臀部、腿部后侧、脚后跟)中的至少一个部位接触,而正面60112通常和人体正面(包括但不限于:人体前胸、腹部、手臂正面、腿部正面、脚面)中的至少一个部位接触。如图6a和6b所示的光疗睡袋600的光源集成在了壳体躯干部分6011上,其中,柔性OLED发光面板6021集成在了背面60111上,而柔性OLED发光面板6022集成在了正面60112上(见图6b)。柔性OLED发光面板6021和6022可以发出峰值波长在600-1000nm的光。在OLED发光面板的发光面一侧可以设置亲肤层,亲肤层的材质可以选自天然的棉、丝、麻等构成的网状织物,以确保具有透光性;也可以是医用硅胶一类本身就是透明的材料,优选地,可以在硅胶中掺入一些微纳颗粒用来进行漫反射。在如图6a和6b所示的光疗睡袋600中,由于设置在壳体躯干部分的背面60111上的柔性OLED发光面板6021会承受人体压力,因此优选在其发光面设置较厚的亲肤层作为缓冲,亲肤层的材质优选医用硅胶;亲肤层厚度应在5mm及以上,优选地在10mm及以上,更优选地,在15mm及以上。柔性OLED发光面板6021和6022的各自的有效发光面积应该能够至少覆盖人体表面积的1/4,优选地1/3,更优选地1/2。从绝对值来看,柔性OLED发光面板6021和6022各自的有效发光面积应至少不低于500cm2,优选地,不低于1000cm2,更优选地,不低于2000cm2。壳体601内还集成了驱动装置603,驱动装置603与柔性OLED发光面板6021和6022电连接,电连接包含但不限于薄膜金属、透明导电材料、FPC引线中的一种或多种。驱动装置603包括但不限于电源,充电装置(优选为无线充电装置),蓝牙通讯装置,芯片,引线,电路板、开关等装置的一种或多种,其中电源包含电池,电池可选自薄膜电池、微型电池,纽扣电池,化学电池,锂电池,氢电池中的一种或多种。驱动装置603还可以通过蓝牙通讯装置与外部电子设备实现无线连接,并由外部电子设备进行控制,例如开关、明暗调节和分区控制等。外部电子设备可以是智能手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑、电脑等设备。进一步的,还可以结合一个应用程序(APP)进行控制。这样一个光疗睡袋600在使用时,只需要像普通睡袋那样打开合拢装置6013的拉链,躺进去,合上拉链,通过开关或手机控制OLED光源,即可以对人体整个部位进行光疗,其有效治疗面积最大,治疗效率最高。这样的睡袋可以独立使用,也可以作为内胆结合普通睡袋使用,即在光疗睡袋外套上普通睡袋进行使用。当然,也可以躺在床铺上、套上睡袋后再覆盖普通被褥来使用。需要说明的是,虽然图例中睡袋壳体包含头部部分,但壳体头部部分不是必须的,睡袋也可以仅包含躯干部分,结合独立的枕头使用。
然而上述设计中设置在壳体躯干部分背面的柔性OLED发光面板6021由于长期受力,其劳损速度比设置在正面的柔性OLED发光面板6022要快,使用中的失效概率也更高。而大部分时候,人们在睡觉时并不会一直仰面平躺,而是会采用平躺、侧躺交替方式。鉴于此,一种改良的方案如图7a(部分合拢效果示意图)和7b(展开结构示意图)所示的光疗睡袋700。在该设计中,光疗睡袋700包含壳体701(包含躯干部分7011和头部部分7012),柔性OLED发光面板702,驱动装置703(见图7b),以及合拢装置7013。其中壳体躯干部分7011又可以进一步包含正面70112和背面70111。壳体躯干部分的背面70111上没有集成柔性OLED发光面板,只有在壳体躯干部分的正面70112上集成了柔性OLED发光面板702,这样就避免了设置在背面的面板劳损失效的情况。虽然壳体躯干部分的背面70111上没有设置光源,为了能使背部也能得到光照,背面70111上可以设置漫反射涂层70110,其可以是在亲肤涂料中掺入微纳颗粒,例如在医用硅胶中掺入高反射率的氧化物,包括但不限于TiOx,ZrOx,Ag,Cu,Au,SiOx,SiNx中的一种或多种的微纳颗粒从而达到漫反射效果;也可以是在涂层表面制造粗糙度或微纳结构来进行漫反射,例如可以在医用硅胶表面刻蚀或压印出微透镜结构来进行漫反射。制造漫反射涂层方法为业内人士所熟知,不在此赘述。在如图7a和7b所示的光疗睡袋700中,使用者可以躺入睡袋,仰面平躺时,人体正面(包括但不限于:人体前胸、腹部、手臂正面、腿部正面、脚面)可以得到光照治疗,而当使用者侧躺时,由于睡袋壳体躯干部分的正面70112会有一部分翻折下来,就会有一部分光照从柔性OLED发光面板702射向使用者背部,如图7c所示(图中壳体头部部分和驱动装置未画出)。与此同时,由于睡袋背面70111上还设置有漫反射涂层70110,因此从柔性OLED发光面板702上发出的光也会通过漫反射涂层70110射向使用者背部,因此使用者背部也能得到充分光照治疗。
对于睡袋这类需要大面积光源的应用来说,使用一整片的柔性OLED发光面板作为光源会存在良率低的问题,因为此时发光面积太大,制备过程中的些许粉尘或基板表面的突起都可能引起整片面板的短路进而失效。同时,因为发光面积增大,为了保证发光均匀,就需要增加金属总线(busline)来降低电极上的压降,这也增加了工艺复杂性。因此一种有效的改进方案是如图5a-5c所示的像素化或区块化设计,如图8a(部分合拢效果示意图)和8b(展开结构示意图)所示的光疗睡袋800即采用了这样的设计。在该设计中,光疗睡袋800包含壳体801(包含躯干部分8011和头部部分8012),OLED光源802,驱动装置803(见图8b),以及合拢装置8013。其中壳体躯干部分8011又可以进一步包含正面80112和背面80111。设置在壳体躯干部分的正面80112上的OLED光源802由一系列柔性OLED发光面板组成,它们都被电连接到驱动装置803上。这些面板可以各自都被驱动装置803独立驱动,也可以采用分区驱动方式,如图8b虚框所示的区域802a可以覆盖上半身光疗,而点框区域802b可以覆盖下半身光疗,区域802a和802b可以被分别独立驱动,每个子区域内的OLED发光面板可以被独立驱动,也可以不加区分被统一驱动。此时,这一系列柔性OLED发光面板的有效发光面积总和应不低于人体表面积的1/4,优选地,不低于1/3,更优选地,不低于1/2;从绝对值来看,这一系列柔性OLED发光面板的有效发光面积总和应不低于500cm2,优选地,不低于1000cm2,更优选地,不低于2000cm2。当然,图8a和8b中的每一个柔性OLED发光面板也可以进一步采用图5a-5c的方式做子像素化处理。由于做了像素化或区块化处理,必然存在不发光区域,可以在这些不发光区域填充漫反射涂层80110,以帮助形成更加广泛的光照。当然在壳体躯干部分8011的背面80111上也可以设置漫反射涂层80110。如图8a和8b所示的光疗睡袋800通过集成一系列柔性OLED发光面板,有效提升良率,同时也能避免因使用金属总线而增加的工艺复杂性。不仅如此,一系列组合面板还有实际应用上的优势,例如可以有针对性的进行分区治疗,进一步降低功耗;还可以集成不同颜色的OLED发光面板来达到不同治疗效果,例如点亮发射峰值波长在600nm的面板进行美白治疗、或点亮发射峰值波长在635nm的面板进行减肥治疗等。这些选择都可以通过与驱动装置连接的外部电子设备(优选地,手机APP),来进行控制和调节。
最后,一个光疗睡袋除了在壳体的躯干部分可以集成OLED光源进行治疗,还可以在壳体的头部部分甚至面罩中均设置OLED光源,在头部部分的OLED光源可以发出包含峰值波长在600-750nm的光进行生发治疗,而面罩中的OLED光源可以发出包含峰值波长在600-1000nm的光进行美白祛斑、提拉紧肤以及刺激去皱再生等功效。如图9a(部分合拢效果示意图)所示的光疗睡袋900a,其包含一个壳体901(包含躯干部分9011和头部部分9012),柔性OLED光源902(进一步包含柔性OLED发光面板9021、9022和9023),以及一个驱动装置(此处未画出)。除了在壳体的躯干部分9011上设置有柔性OLED发光面板9021(设置在壳体躯干部分的正面)和9022(设置在壳体躯干部分的背面),还在壳体的头部部分9012上设置有OLED发光面板9023。当然,如前所述,背面也可以不设置OLED发光面板9022而采用漫反射涂层,设置在壳体躯干部分正面的柔性OLED发光面板9021也可以由一系列柔性OLED发光面板组成。同样的,设置在头部部分的OLED发光面板9023也可以由一系列柔性OLED发光面板构成,这样的一个额外的优势在于,睡袋头部部分相较于躯干部分立体性更强,如果将多个柔性OLED发光面板进行组合则可以更好地实现三维结构,从而更好的贴合使用者的头部,治疗更高效。如图9b的光疗睡袋900a的部分侧视结构示意图所示,其壳体的头部部分还进一步包含了面罩部分9013,其上集成了柔性OLED发光面板9024。为了保证头部部分的OLED发光面板既能起到发光治疗的效果,又不会影响使用者正常呼吸和移动,头部壳体内可以设置具有一定刚性的骨架作为支撑,使得面罩部分9013可以置于人体面部上方但不直接接触面部。设置刚性骨架支撑柔性材料的技术为业内人士所熟知,不在此赘述。壳体头部部分和面罩上的OLED光源的驱动可以使用整个睡袋的驱动装置(此处未画出),也可以有自己独立的驱动装置。
本发明公开的多功能光疗睡袋集成了柔性OLED发光面板,其发出峰值波长在600-1000nm的光,可以进行全身美白嫩肤和减肥等功效,睡袋中可以进一步包含漫反射层以减少发光面板的使用但仍能保持需要的光疗效果。此外,本发明的光疗睡袋还可以进一步在壳体头部部分(包括面罩)集成柔性OLED光源,同时进行生发、面部美白、紧肤等功效。这样的多功能光疗睡袋,一举多得,在睡眠或休息中即可完成治疗,不含任何有毒物质,使用安全简单,在家即可操作,相较于传统的外敷美白产品和激光美白都有着巨大的优势。
应当理解,这里描述的各种实施例仅作为示例,并无意图限制本发明的范围。因此,如本领域技术人员所显而易见的,所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代,而不脱离本发明的精神。应理解,关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。
Claims (19)
1.一种多功能OLED光疗睡袋,包含:
至少一个柔性OLED发光面板,壳体和驱动装置;
其中所述柔性OLED发光面板包含至少一个发光面,所述柔性OLED发光面板发出包含峰值波长在600-1000nm的光;
所述壳体包含躯干部分,所述躯干部分包含正面和背面;所述壳体躯干部分的正面与人体正面中的至少一个部位接触,所述壳体躯干部分的背面与人体背面中的至少一个部位接触;
所述至少一个柔性OLED发光面板设置在所述壳体躯干部分的正面,所述柔性OLED发光面板的发光面朝向人体一侧且能至少覆盖人体的一部分;
所述驱动装置和所述柔性OLED发光面板电连接。
2.如权利要求1所述的光疗睡袋,进一步包含多个柔性OLED发光面板。
3.如权利要求2所述的光疗睡袋,其中所述多个柔性OLED发光面板中的至少两个发光面板能够被所述驱动装置独立驱动。
4.如权利要求1-3中任一项所述的光疗睡袋,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于人体表面积的1/4,优选地,不低于1/3,更优选地,不低于1/2。
5.如权利要求1-3中任一项所述的光疗睡袋,其中所述柔性OLED发光面板的有效发光面积总和不低于500cm2,优选地,不低于1000cm2,更优选地,不低于2000cm2。
6.如权利要求1-5中任一项所述的光疗睡袋,进一步包含漫反射涂层,所述漫反射涂层设置在所述壳体躯干部分的背面,和/或设置在所述柔性OLED发光面板间的不发光区域。
7.如权利要求6所述的光疗睡袋,其中所述漫反射涂层是通过在涂料中掺入微纳颗粒,或通过在医用涂层表面构建微纳结构形成;优选地,所述涂料选自医用硅胶。
8.如权利要求7所述的光疗睡袋,其中所述微纳颗粒选自TiOx,ZrOx,Ag,Cu,Au,SiOx,SiNx中的一种的或多种。
9.如权利要求1所述的光疗睡袋,进一步包含亲肤层,其中所述亲肤层设置在所述柔性OLED发光面板的发光面上;优选地,所述亲肤层的材质选自医用硅胶、棉、麻、丝。
10.如权利要求9所述的光疗睡袋,其中所述亲肤层能进一步设置在所述壳体躯干部分的背面,所述亲肤层的厚度在5mm及以上,优选地,在10mm及以上,更优选地,在15mm及以上。
11.如权利要求1所述的光疗睡袋,其中所述壳体进一步包含头部部分。
12.如权利要求11所述的光疗睡袋,其中所述壳体的头部部分进一步包含至少一个柔性OLED发光面板。
13.如权利要求11所述的光疗睡袋,其中所述壳体的头部部分进一步包含面罩,所述面罩包含至少一个柔性OLED发光面板。
14.如权利要求1所述的光疗睡袋,其中所述驱动装置包含以下部件中的任一个或多个:电源,充电装置,蓝牙通讯装置,芯片,引线,电路板,开关。
15.如权利要求14所述的光疗睡袋,其中所述电源包含电池;优选地,所述电池选自以下中的任一个或多个:薄膜电池,微型电池,纽扣电池,化学电池,锂电池,氢电池。
16.如权利要求1所述的光疗睡袋,其中所述驱动装置能与外部电子设备无线连接;优选地,所述驱动装置包含蓝牙通讯装置且能通过所述蓝牙通讯装置与外部电子设备无线连接。
17.如权利要求16所述的光疗睡袋,其中所述外部电子设备还包含一个应用程序,所述外部电子设备能通过所述应用程序控制所述柔性OLED发光面板的开关和/或明暗调节。
18.如权利要求1所述的光疗睡袋,进一步包含合拢装置;优选地,所述合拢装置选自拉链、卡扣、魔术贴、绑带、及其组合。
19.如权利要求1-18中任一项所述的光疗睡袋,所述光疗睡袋能独立使用,或能结合普通睡袋、床铺、被褥、枕头中的任一个使用。
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