摩擦發電顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種摩擦發電顯示裝置，該摩擦發電顯示裝置包括顯示部（20）和發電部（30），顯示部（20）上固定設置有顯示屏（21），發電部（30）上固定設置有摩擦發電機（31），顯示屏（21）與摩擦發電機（31）電連接。本實用新型的摩擦發電顯示裝置結構簡單，成本消耗低，無需外接電源，實現自供電。可以制成鑰匙扣、防偽顯示裝置及擺設玩具等，以滿足使用者的相應的需求。
【專利說明】摩擦發電顯示裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電子顯示裝置，尤其涉及一種利用摩擦發電產生的電能實現電子顯示的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，電子顯示裝置在人們生活中應用的越來越廣泛，例如，為了顯示廣告消息、禮品信息、以及為了鑒別產品的真偽，通常在產品上設置可顯示廣告消息、禮品信息及防偽標識的電子顯示裝置。
[0003]而現有的電子顯示裝置普遍采用的是顯示屏外接電源或充電電池的形式，其不僅內部電路結構非常復雜(如必須設置開關)、顯示結果不夠直觀，而且由于顯示屏需外接電源或充電電池，也使得裝置攜帶極其不便、產品形狀受到極大限制。此外，當使用環境中沒有電能供給或充電電池電量耗盡時(如在戶外使用時)，現有的電子顯示裝置則無法正常工作，嚴重影響了產品的使用效果，給消費者帶來諸多不便。
[0004]下面以現有的防偽顯示裝置為例來具體說明。目前，市場上使用的產品防偽顯示裝置通常利用的是射頻的方式，在這種方式中，需要設置一個用于發送識別碼的電子標簽，以及一個用于對識別碼進行識別的電子閱讀器。應注意的是，采用射頻識別的方式雖然能夠實現防偽的目的，但是，電路結構非常復雜，用戶操作起來也不夠便利，而且，對于識別結果的顯示也不夠直觀。此外，上述方式中的電子標簽和電子閱讀器的形狀比較固定，在形狀設計以及產品安裝時適應性較差，不夠靈活。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、操作方便、無需外接電源、顯示直觀的自供電摩擦發電顯示裝置。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的摩擦發電顯示裝置的具體技術方案為:
[0007]一種摩擦發電顯示裝置，包括顯示部和發電部，顯示部上固定設置有顯示屏，發電部上固定設置有摩擦發電機，顯示屏與摩擦發電機電連接。
[0008]進一步，發電部的端部設置有電連接插孔，顯示部的端部設置有電連接插腳，電連接插腳插接到電連接插孔中，實現顯示屏與摩擦發電機的電連接。
[0009]進一步，電連接插腳與電連接插孔之間設置有將摩擦發電機輸出的交流脈沖電進行整流的整流器。
[0010]進一步，發電部的端部形成有凸起部，凸起部的頂端設置有電連接插孔，顯示部的端部形成有與凸起部相對應的凹陷部，凹陷部的底端設置有電連接插腳，電連接插腳與電連接插孔電連接。
[0011]進一步，發電部上的凸起部的兩側分別形成有卡塊，顯示部上的凹陷部的兩側形成有與卡塊相對應的卡槽。
[0012]進一步，發電部的端部形成有凸起部，凸起部的頂端設置有電連接插孔，顯示部的端部形成有凸起部，凸起部的頂端設置有電連接插腳，電連接插腳與電連接插孔電連接。
[0013]進一步，發電部上的摩擦發電機的四周包覆設置有固定片。
[0014]進一步，摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，以及第二電極；第一電極設置在第一高分子聚合物絕緣層的第一側表面上，第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面朝向第二電極設置，第一電極和第二電極構成摩擦發電機的輸出端。
[0015]進一步，第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面上設有微納結構。
[0016]進一步，摩擦發電機進一步包括:設置在第二電極和第一高分子聚合物絕緣層之間的第二高分子聚合物絕緣層，第二電極設置在第二高分子聚合物絕緣層的第一側表面上，第二高分子聚合物絕緣層的第二側表面與第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面相對設置。
[0017]進一步，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構。
[0018]進一步，摩擦發電機進一步包括:設置在第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層之間的居間薄膜層，居間薄膜層為聚合物薄膜層，且第一高分子聚合物絕緣層相對居間薄膜層的面和居間薄膜層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或第二高分子聚合物絕緣層相對居間薄膜層的面和居間薄膜層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設有微納結構。
[0019]進一步，摩擦發電機包括:依次層疊設置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極；第一電極設置在第一高分子聚合物絕緣層的第一側表面上，第二電極設置在第二高分子聚合物絕緣層的第一側表面上，居間電極層設置在第一高分子聚合物絕緣層的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層的第二側表面之間，且第一高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對于第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上和/或第二高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設有微納結構，第一電極和第二電極相連后與居間電極層構成摩擦發電機的輸出端。
[0020]本實用新型的摩擦發電顯示裝置結構簡單，成本消耗低，無需外接電源，實現自供電。可以制成鑰匙扣、防偽顯示裝置及擺設玩具等，以滿足使用者的相應的需求。此外，本實用新型的摩擦發電顯示裝置的各組成部分并不限于特定的形狀，根據需要可以靈活改變，具有較強的適應性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的摩擦發電顯示裝置的第一實施例的組裝完成圖；
[0022]圖2為圖1中的摩擦發電顯示裝置的分解圖；
[0023]圖3為本實用新型的摩擦發電顯示裝置的第二實施例的組裝完成圖；
[0024]圖4為圖3中的摩擦發電顯示裝置的分解圖；
[0025]圖5a為本實用新型的摩擦發電顯示裝置中的摩擦發電機的第一種結構的立體結構示意圖；
[0026]圖5b為圖5a中的摩擦發電機的剖面結構示意圖；[0027]圖6為本實用新型的摩擦發電顯示裝置中的摩擦發電機的第二種結構的立體結構示意圖；
[0028]圖7為本實用新型的摩擦發電顯示裝置中的摩擦發電機的第三種結構的立體結構示意圖；
[0029]圖8為本實用新型的摩擦發電顯示裝置中的摩擦發電機的第四種結構的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為了更好的了解本實用新型的目的、結構及功能，下面結合附圖，對本實用新型的一種摩擦發電顯示裝置做進一步詳細的描述。
[0031]如圖1所示,本實用新型的摩擦發電顯示裝置10包括顯示部20、以及與顯示部20電連接的發電部30，顯示部20用于顯示預設的文字或圖案，而發電部30則用于產生電能，為顯示部20提供能量。
[0032]具體來說，本實施例中摩擦發電顯示裝置10的顯示部20和發電部30都為矩形形狀，其中，在矩形顯示部20上形成有容納槽，容納槽內容置有矩形的顯示屏21，且在矩形發電部30上也形成有容納槽，容納槽內則容置有矩形的摩擦發電機31，設置在顯示部20上的顯示屏21與設置在發電部30上的摩擦發電機31電連接。
[0033]由此，使用者可通過按壓發電部30上的摩擦發電機31，使摩擦發電機31產生機械形變，從而在摩擦發電機31的電極上形成感應電荷，以產生交流脈沖電，并進一步將該交流脈沖電輸送給與摩擦發電機31電連接的顯示屏21，從而使顯示屏21顯示預設的文字或者圖案。
[0034]下面一并參見圖2，其描述了本實用新型的摩擦發電顯示裝置10的各組成部分的具體結構。其中，發電部30的端部形成有凸起部50，凸起部50的頂端設置有電連接插孔33，而顯示部20的端部則形成有凹陷部70，凹陷部70的底端設置有電連接插腳40，本實施例中的顯示屏21與摩擦發電機31通過電連接插孔33和電連接插腳40實現電連接。應注意的是，本實施例的摩擦發電顯示裝置10也可以根據需要將凸起部50設置在顯示部20上，將凹陷部70設置在發電部30上，而并不局限于上面的描述。
[0035]當組裝本實用新型的摩擦發電顯示裝置10時，可將發電部30上的凸起部50插入到顯示部20上的凹陷部70中，并使凸起部50頂端的電連接插孔33與凹陷部70底端的電連接插腳40相對接，從而完成摩擦發電顯示裝置10的組裝，以及顯示部20與發電部30的電連接。當使用者按壓發電部30上的摩擦發電機31時，摩擦發電機31會產生交流脈沖電，該交流脈沖電通過電連接插腳40供給顯示部20上的顯示屏21，使得顯示屏21可以顯示預設的文字或圖案。
[0036]此外，參見圖1和圖2，為保證本實用新型的摩擦發電顯示裝置10組裝的牢固性，以及顯示部20與發電部30電連接的穩定性，本實施例中，發電部30上的凸起部50的兩側分別形成有卡塊32，而顯示部20上的凹陷部70的兩側則形成有與卡塊32相對應的卡槽22，通過將凸起部50上的卡塊32卡設于凹陷部70上的卡槽22內，可實現顯示部20和發電部30的固定連接。
[0037]下面參見圖3，其描述了本實用新型的摩擦發電顯示裝置的第二實施例。該實施例中，摩擦發電顯示裝置10的顯示部20為矩形形狀，在矩形顯示部20上形成有容納槽，容納槽內容置有矩形的顯示屏21 ;而發電部30則為圓形形狀，且在圓形發電部30上也形成有容納槽，容納槽內容置有圓形的摩擦發電機31。此外，為保證摩擦發電機31設置的牢固性，發電部30上的摩擦發電機31的四周包覆設置有固定片34，固定片34可有效確保按壓摩擦發電機31時的穩定性。
[0038]進一步，一并參見圖4，本實施例中的發電部30的端部形成有凸起部50，凸起部50的頂端設置有電連接插孔33，而顯示部20的端部也形成有凸起部80，凸起部80的頂端設置有電連接插腳40，本實施例中的顯示屏21與摩擦發電機31通過電連接插孔33和電連接插腳40實現電連接。此外，本實施例的摩擦發電顯示裝置10中，在電連接插腳40與電連接插孔33之間設置有整流器60，整流器60用于將摩擦發電機31輸出的交流脈沖電進行整流，得到直流電，以方便顯示屏21的使用。
[0039]當組裝本實用新型的摩擦發電顯示裝置10時，可將發電部30上的凸起部50與顯示部20上的凸起部80對接，并使顯示部20上的凸起部80頂端的電連接插腳40插入到發電部30上的凸起部50頂端的電連接插孔33中，且電連接插腳40與電連接插孔33之間設置有整流器60，從而完成摩擦發電顯示裝置10的組裝，以及顯示部20與發電部30的電連接。另外，在凸起部50和凸起部80對接處，可以纏繞膠帶(圖未示)，以使顯示部20和發電部30的連接更牢固。當使用者按壓發電部30上的摩擦發電機31時，摩擦發電機31會產生交流脈沖電，該交流脈沖電通過電連接插腳40輸送至整流器60，經過整流器60的處理后供給顯示部20上的顯示屏21，使得顯示屏21可以顯示預設的文字或圖案。
[0040]應注意的是，本實用新型的摩擦發電顯示裝置10中的顯示部20、發電部30，以及位于顯示部20上的顯示屏21、發電部30上的摩擦發電機31的形狀并不限于上述的矩形或圓形，根據實際需要，本實用新型的摩擦發電顯示裝置10的組成部件也可以為其他形狀，如菱形、橢圓形等。
[0041]綜上，本實用新型的摩擦發電顯示裝置結構簡單，成本消耗低，可以制成鑰匙扣、防偽顯示裝置及擺設玩具等，例如，根據實際需要，可使本實用新型的摩擦發電顯示裝置在顯示屏上顯示使用者的姓名、屬相、聯系方式、個人信息，亦或可以顯示時間，產品的標識、生產信息、防偽信息等，以便在實現其特定功能的基礎上，還可充分滿足使用者的相應的需求。
[0042]下面將結合圖5a至圖8詳細介紹本實用新型的摩擦發電顯示裝置10中的摩擦發電機31的結構和工作原理。
[0043]摩擦發電機31的第一種結構如圖5a和圖5b所不。圖5a和圖5b分別不出了摩擦發電機31的第一種結構的立體結構示意圖和剖面結構示意圖。該摩擦發電機31包括:依次層疊設置的第一電極4，第一高分子聚合物絕緣層3，以及第二電極I。具體地，第一電極4設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第一側表面上；且第一高分子聚合物絕緣層3的第二側表面與第二電極I的表面接觸摩擦并在第二電極I和第一電極4處感應出電荷。因此，上述的第一電極4和第二電極I構成摩擦發電機的兩個輸出端。
[0044]為了提高摩擦發電機的發電能力，在第一高分子聚合物絕緣層3的第二側表面(即相對第二電極I的面上)進一步設有微納結構2。因此，當摩擦發電機受到擠壓時，第一高分子聚合物絕緣層3與第二電極I的相對表面能夠更好地接觸摩擦，并在第一電極4和第二電極I處感應出較多的電荷。由于上述的第二電極I主要用于與第一高分子聚合物絕緣層3摩擦，因此，第二電極I也可以稱之為摩擦電極。
[0045]上述的微納結構2具體可以采取如下兩種可能的實現方式:第一種方式為，該微納結構是微米級或納米級的非常小的凹凸結構。該凹凸結構能夠增加摩擦阻力，提高發電效率。所述凹凸結構能夠在薄膜制備時直接形成，也能夠用打磨的方法使第一高分子聚合物絕緣層的表面形成不規則的凹凸結構。具體地，該凹凸結構可以是半圓形、條紋狀、立方體型、四棱錐型、或圓柱形等形狀的凹凸結構。第二種方式為，該微納結構是納米級孔狀結構，此時第一高分子聚合物絕緣層所用材料優選為聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度為0.5-1.2mm (優選1.0mm)，且其相對第二電極的面上設有多個納米孔。其中，每個納米孔的尺寸，即寬度和深度，可以根據應用的需要進行選擇，優選的納米孔的尺寸為:寬度為IO-1OOnm以及深度為4_50 μ m。納米孔的數量可以根據需要的輸出電流值和電壓值進行調整，優選的這些納米孔是孔間距為2-30 μ m的均勻分布，更優選的平均孔間距為9 μ m的均勻分布。
[0046]下面具體介紹一下圖5a和圖5b所示的摩擦發電機的工作原理。當該摩擦發電機的各層受到擠壓時，摩擦發電機中的第二電極I與第一高分子聚合物絕緣層3表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一電極4和第二電極I之間的電容發生改變，從而導致第一電極4和第二電極I之間出現電勢差。由于第一電極4和第二電極I作為摩擦發電機的輸出端與顯示屏連接，顯示屏構成摩擦發電機的外電路，摩擦發電機的兩個輸出端之間相當于被外電路連通。當該摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一電極和第二電極之間的內電勢消失，此時已平衡的第一電極和第二電極之間將再次產生反向的電勢差。通過反復摩擦和恢復，就可以在外電路中形成周期性的交流脈沖電信號。
[0047]根據發明人的研究發現，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用金屬電極與高分子聚合物摩擦能夠提高能量輸出。因此，相應地，在圖5a和圖5b所示的摩擦發電機中，第二電極由于需要作為摩擦電極(即金屬)與第一高分子聚合物進行摩擦，因此其材料可以選自金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鶴或鑰;；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第一電極由于不需要進行摩擦，因此，除了可以選用上述羅列的第二電極的材料之外，其他能夠制作電極的材料也可以應用，也就是說，第一電極除了可以選自金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金之外，還可以選自銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜等非金屬材料。
[0048]在圖5a所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與第二電極是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與第二電極之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與第二電極的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與第二電極之間的彈性支撐臂。當外力作用于摩擦發電機時，摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與第二電極接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與第二電極分離，摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0049]摩擦發電機的第二種結構如圖6所示。圖6示出了摩擦發電機的第二種結構的立體結構示意圖。該摩擦發電機31包括:依次層疊設置的第一電極4，第一高分子聚合物絕緣層3，第二高分子聚合物絕緣層5以及第二電極I。具體地，第一電極4設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第一側表面上；第二電極I設置在第二高分子聚合物絕緣層5的第一側表面上；其中，第一高分子聚合物絕緣層3的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層5的第二側表面接觸摩擦并在第一電極4和第二電極I處感應出電荷。其中，第一電極4和第二電極I構成摩擦發電機的兩個輸出端。
[0050]圖6所示的摩擦發電機的工作原理與圖5a和圖5b所示的摩擦發電機的工作原理類似。區別僅在于，當圖6所示的摩擦發電機的各層受到擠壓時，是由第一高分子聚合物絕緣層3與第二高分子聚合物絕緣層5的表面相互摩擦來產生靜電荷的。具體為，當該摩擦發電機的各層受到擠壓時，摩擦發電機中的第一高分子聚合物絕緣層3與第二高分子聚合物絕緣層5表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一電極4和第二電極I之間的電容發生改變，從而導致第一電極4和第二電極I之間出現電勢差。由于第一電極4和第二電極I作為摩擦發電機的輸出端與顯示屏連接，顯示屏構成摩擦發電機的外電路，摩擦發電機的兩個輸出端之間相當于被外電路連通。當該摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一電極和第二電極之間的內電勢消失，此時已平衡的第一電極和第二電極之間將再次產生反向的電勢差。通過反復摩擦和恢復，就可以在外電路中形成周期性的交流脈沖電信號。
[0051]圖6所示的摩擦發電機主要通過聚合物(第一高分子聚合物絕緣層)與聚合物(第二高分子聚合物絕緣層)之間的摩擦來產生電信號。
[0052]在這種結構中，第一電極和第二電極所用材料可以是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。上述兩種結構中，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層分別選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維(再生)海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的一種。其中，在第二種結構中，原則上第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層的材質可以相同，也可以不同。但是，如果兩層高分子聚合物絕緣層的材質都相同，會導致摩擦起電的電荷量很小。因此優選地，第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材質不同。
[0053]在圖6所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層3與第二高分子聚合物絕緣層5是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。
[0054]除了上述兩種結構外，摩擦發電機還可以采用第三種結構實現，如圖7所示。圖7示出了摩擦發電機的第三種結構的立體結構示意圖。從圖中可以看出，第三種結構在第二種結構的基礎上增加了一個居間薄膜層，即:第三種結構的摩擦發電機31包括依次層疊設置的第一電極4、第一高分子聚合物絕緣層3、居間薄膜層6、第二高分子聚合物絕緣層5以及第二電極I。具體地，第一電極4設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第一側表面上；第二電極I設置在第二高分子聚合物絕緣層5的第一側表面上，且居間薄膜層6設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第二側表面和第二高分子聚合物絕緣層5的第二側表面之間。其中，所述居間薄膜層6和第一高分子聚合物絕緣層3相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，和/或所述居間薄膜層6和第二高分子聚合物絕緣層5相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，關于微納結構的具體設置方式可參照上文描述，此處不再贅述。
[0055]圖7所示的摩擦發電機的材質可以參照前述的第二種結構的摩擦發電機的材質進行選擇。其中，居間薄膜層也可以選自透明高聚物聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和液晶高分子聚合物(LCP)中的任意一種。其中，所述第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材料優選透明高聚物聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);其中，所述居間薄膜層的材料優選聚二甲基硅氧烷(PDMS)。上述的第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、居間薄膜層的材質可以相同，也可以不同。但是，如果三層高分子聚合物絕緣層的材質都相同，會導致摩擦起電的電荷量很小，因此，為了提高摩擦效果，居間薄膜層的材質不同于第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層，而第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的材質則優選相同，這樣，能減少材料種類，使本實用新型的制作更加方便。
[0056]在圖7所示的實現方式中，居間薄膜層6是一層聚合物膜，因此實質上與圖6所示的實現方式類似，仍然是通過聚合物(居間薄膜層)和聚合物(第二高分子聚合物絕緣層)之間的摩擦來發電的。其中，居間薄膜層容易制備且性能穩定。
[0057]如果在居間薄膜層和第一高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，在圖7所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間的彈性支撐臂。當外力作用于摩擦發電機時，摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0058]如果在居間薄膜層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構，在圖7所示的結構中，第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層的外側邊緣，用于形成第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層之間的彈性支撐臂。當外力作用于摩擦發電機時，摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間薄膜層分離，摩擦發電機恢復到原來的狀態。[0059]可選地，彈性部件可以同時設置在居間薄膜層與第一高分子聚合物絕緣層、居間薄膜層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0060]另外，摩擦發電機還可以采用第四種結構來實現，如圖8所示，包括:依次層疊設置的第一電極4，第一高分子聚合物絕緣層3，居間電極層7，第二高分子聚合物絕緣層5和第二電極I ;其中，第一電極4設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第一側表面上；第二電極I設置在第二高分子聚合物絕緣層5的第一側表面上，居間電極層7設置在第一高分子聚合物絕緣層3的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層5的第二側表面之間。其中，第一高分子聚合物絕緣層3相對居間電極層7的面和居間電極層7相對第一高分子聚合物絕緣層3的面中的至少一個面上設置有微納結構(圖未示);和/或，第二高分子聚合物絕緣層5相對居間電極層7的面和居間電極層7相對第二高分子聚合物絕緣層5的面中的至少一個面上設置有微納結構(圖未示)。在這種方式中，通過居間電極層7與第一高分子聚合物絕緣層3和/或第二高分子聚合物絕緣層5之間摩擦產生靜電荷，由此將在居間電極層7與第一電極4和第二電極I之間產生電勢差，此時，第一電極4和第二電極I串聯為摩擦發電機的一個輸出端；居間電極層7為摩擦發電機的另一個輸出端。
[0061]在圖8所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第一電極和第二電極的材質可以參照前述的第二種結構的摩擦發電機的材質進行選擇。居間電極層可以選擇導電薄膜、導電高分子、金屬材料，金屬材料包括純金屬和合金，純金屬選自金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴、銀等，合金可以選自輕合金(招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金等)、重有色合金(銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金等)、低熔點合金(鉛、錫、鎘、鉍、銦、鎵及其合金)、難熔合金(鎢合金、鑰合金、鈮合金、鉭合金等)。居間電極層的厚度優選100 μ m-500 μ m，更優選200 μ m。
[0062]如果第一高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第一高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設置有微納結構，在圖8所示的結構中，第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側邊緣，用于形成第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當外力作用于摩擦發電機時，摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第一高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，摩擦發電機恢復到原來的狀態。
[0063]如果第二高分子聚合物絕緣層相對居間電極層的面和居間電極層相對第二高分子聚合物絕緣層的面中的至少一個面上設置有微納結構，在圖8所示的結構中，第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層是正對貼合，并通過外側邊緣的膠布粘貼在一起的，但本實用新型不僅限于此。第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間可以設置有多個彈性部件，例如彈簧，這些彈簧分布在第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層的外側邊緣，用于形成第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層之間的彈性支撐臂。當外力作用于摩擦發電機時，摩擦發電機受到擠壓，彈簧被壓縮，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層接觸形成摩擦界面；當外力消失時，彈簧彈起，使得第二高分子聚合物絕緣層與居間電極層分離，摩擦發電機恢復到原來的狀態。[0064]可選地，彈性部件可以同時設置在居間電極層與第一高分子聚合物絕緣層、居間電極層與第二高分子聚合物絕緣層之間。
[0065]以上借助具體實施例對本實用新型做了進一步描述，但是應該理解的是，這里具體的描述，不應理解為對本實用新型的實質和范圍的限定，本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改，都屬于本實用新型所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種摩擦發電顯示裝置，其特征在于，包括顯示部(20)和發電部(30)，顯示部(20)上固定設置有顯示屏(21)，發電部(30)上固定設置有摩擦發電機(31)，顯示屏(21)與摩擦發電機(31)電連接。
2.根據權利要求1所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，發電部(30)的端部設置有電連接插孔(33 )，顯示部(20 )的端部設置有電連接插腳(40 )，電連接插腳(40 )插接到電連接插孔(33)中，實現顯示屏(21)與摩擦發電機(31)的電連接。
3.根據權利要求2所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，電連接插腳(40)與電連接插孔(33)之間設置有將摩擦發電機(31)輸出的交流脈沖電進行整流的整流器(60)。
4.根據權利要求2或3所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，發電部(30)的端部形成有凸起部(50)，凸起部(50)的頂端設置有電連接插孔(33)，顯示部(20)的端部形成有與凸起部(50 )相對應的凹陷部(70 )，凹陷部(70 )的底端設置有電連接插腳(40 )，電連接插腳(40)與電連接插孔(33)電連接。
5.根據權利要求4所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，發電部(30)上的凸起部(50)的兩側分別形成有卡塊(32)，顯示部(20)上的凹陷部(70)的兩側形成有與卡塊(32)相對應的卡槽(22)。
6.根據權利要求2或3所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，發電部(30)的端部形成有凸起部(50)，凸起部(50)的頂端設置有電連接插孔(33)，顯示部(20)的端部形成有凸起部(80 )，凸起部(80 )的頂端設置有電連接插腳(40 )，電連接插腳(40 )與電連接插孔(33 )電連接。
7.根據權利要求6所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，發電部(30)上的摩擦發電機(31)的四周包覆設置有固定片(34)。
8.根據權利要求1所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，摩擦發電機(31)包括:依次層疊設置的第一電極(4)，第一高分子聚合物絕緣層(3)，以及第二電極(I);第一電極(4)設置在第一高分子聚合物絕緣層(3)的第一側表面上，第一高分子聚合物絕緣層(3)的第二側表面朝向第二電極(I)設置，第一電極(4 )和第二電極(I)構成摩擦發電機(31)的輸出端。
9.根據權利要求8所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，第一高分子聚合物絕緣層(3)的第二側表面上設有微納結構(2)。
10.根據權利要求9所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，摩擦發電機(31)進一步包括:設置在第二電極(I)和第一高分子聚合物絕緣層(3)之間的第二高分子聚合物絕緣層(5)，第二電極(I)設置在第二高分子聚合物絕緣層(5)的第一側表面上，第二高分子聚合物絕緣層(5)的第二側表面與第一高分子聚合物絕緣層(3)的第二側表面相對設置。
11.根據權利要求10所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，第一高分子聚合物絕緣層(3)和第二高分子聚合物絕緣層(5)相對設置的兩個面中的至少一個面上設有微納結構。
12.根據權利要求10所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，摩擦發電機(31)進一步包括:設置在第一高分子聚合物絕緣層(3)和第二高分子聚合物絕緣層(5)之間的居間薄膜層(6)，居間薄膜層(6)為聚合物薄膜層，且第一高分子聚合物絕緣層(3)相對居間薄膜層(6)的面和居間薄膜層(6)相對于第一高分子聚合物絕緣層(3)的面中的至少一個面上和/或第二高分子聚合物絕緣層(5)相對居間薄膜層(6)的面和居間薄膜層(6)相對第二高分子聚合物絕緣層(5)的面中的至少一個面上設有微納結構。
13.根據權利要求1所述的摩擦發電顯示裝置，其特征在于，摩擦發電機(31)包括:依次層疊設置的第一電極(4)，第一高分子聚合物絕緣層(3)，居間電極層(7)，第二高分子聚合物絕緣層(5)以及第二電極(I);第一電極(4)設置在第一高分子聚合物絕緣層(3)的第一側表面上，第二電極(I)設置在第二高分子聚合物絕緣層(5)的第一側表面上，居間電極層(7)設置在第一高分子聚合物絕緣層(3)的第二側表面與第二高分子聚合物絕緣層(5)的第二側表面之間，且第一高分子聚合物絕緣層(3)相對居間電極層(7)的面和居間電極層(7)相對于第一高分子聚合物絕緣層(3)的面中的至少一個面上和/或第二高分子聚合物絕緣層(5)相對居間電極層(7)的面和居間電極層(7)相對第二高分子聚合物絕緣層(5)的面中的至少一個面上設有微納結構，第一電極(4)和第二電極(I)相連后與居間電極層(7)構成摩擦發電機(31)的輸出端。
【文檔編號】G09F9/00GK203376931SQ201320291227
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年5月24日 優先權日:2013年5月24日
【發明者】徐傳毅 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司