一種無發熱的發光器件及其在可穿戴設備中的應用制造技術

本發明專利技術公開了一種無發熱的發光器件及其在可穿戴設備中的應用。該發光器件主要包括發光單元和絕緣保護單元；所述發光單元包括電子空穴傳輸單元和電子能量儲存及轉換單元，所述絕緣保護單元包括絕緣子單元和保護子單元；絕緣保護單元將發光單元密封；絕緣保護單元與發光單元之間通過高分子粘合劑相連，兩者形成納米級緊密接觸交界面。該發光器件在可穿戴設備中的應用，包括由發光單元和絕緣保護單元組成的發光器件，以及與所述發光器件結合的基質層。上述發光器件為面式發光、耗能少、均勻性好、安全性高，可調節出自然界中的所有色光；其應用于可穿戴設備后對基質層的手感不會造成明顯影響，能同時滿足美觀大方與穿戴舒適性的需求。

【技術實現步驟摘要】
一種無發熱的發光器件及其在可穿戴設備中的應用
本專利技術涉及一種發光器件及其應用，具體地說是涉及一種無發熱的發光器件及其在可穿戴設備中的應用。
技術介紹
當前，全球經濟增速放緩，傳統紡織行業普遍不景氣。急需有創新性產品提高附加值，提高市場活力。智能化可穿戴設備將紡織學科技術與電子領域技術有機結合，賦予了紡織品多種新奇的功能，刺激了消費者的購買欲望，大大提升了產品附加值，同時帶來了相關技術的跨行業融合。智能發光紡織品能大大提升紡織品的視覺感受，且滿足在特殊場合的應用，一直以來受人重視。目前，實現紡織品的發光有兩種途徑：一、長余輝陶瓷微粒發光。這也是最為傳統的方法，此種紡織品俗稱“夜光面料”是通過紡絲液添加或織物涂層方式將具有長余輝效應的陶瓷微粒結合于紡織品上，這類陶瓷微粉一般由ZnS、Cu、Mn、Co、Ag、Al等2種或多種以一定比例混合得到，也有用稀土做代替做發光涂層的。此類產品發光屬被動式發光，在光強度較高時吸收儲存光能，黑暗中釋放光能，實現夜光效果。優點在于通過涂層方式生產的產品的柔韌性和輕薄性較好，有一定的耐洗性能，且發光無需通電，安全性較高。此種紡織品已經有很多年的發展歷史，近年發光陶瓷微粒種類和技術和有一定更新，發光亮度和持續發光時間有一定增強。二、電致發光。將能發光的電器元件通過膠黏、編織、縫合、魔術貼等物理形式附著于織物表面而實現發光。此類為主動式發光，發光亮度、發光時間、發光效果有一定的可控性。現用的電器元件主要包含如下4種：發光二極管（LED），采用縫合或粘貼等形式將LED附著與紡織品上，通過合理設計電路，實現發光，此類產品生產設計較為容易，產品核心技術在于LED，使用壽命、發光亮度、發光顏色、發光穩定性、均取決于LED性能。柔性顯示屏幕，此種發光是隨著手機屏幕技術發展起來的，是將柔性屏幕通過貼合或縫制形式附著在紡織品基底上，通電發光，輔以電子顯示硬件和軟件系統，發光色彩和顯示效果豐富多彩，是一種超高端產品，屬概念性產品，近些年未見有商品化產品出現。光導纖維，聚合物光纖與傳統的玻璃光纖相比，具有良好的柔韌性和彎曲性，并且端面易加工，目前已廣泛應用于短距離通信，燈飾照明，傳感器等領域。此類發光屬于間接發光形式，將光導纖維制成紡織品，結合以合適的發光器件，將光線通過光導纖維傳導到紡織品上特定的區域，實現紡織品發光。由于光導纖維有一定的柔韌性和可紡性，能夠按照設計紡織到織物內部，具有較優的服用舒適性能，具有一定的耐久性，聚合物光纖織物與普通織物一樣具有質量輕的優點。然而，以上發光紡織品都存在一定的缺陷，對于產品檔次和附加值的提升形成了一定阻礙。具體如下：夜光紡織服裝主要的缺點是亮度較低且衰減較快，發光時間、亮度可控性不高，光色單一，不可變色，未受到市場的充分認可。LED亮度過高，點式發光，發光區域均勻，易于產生刺眼感，且功耗較高，容易發熱，存在一定的電磁波污染。LED的引入使得紡織品輕薄性和柔軟性大大下降，影響穿著舒適感，且隨衣物洗滌過程中已發生腐蝕、短路等問題，以上問題目前尚無好的解決方法。柔性顯示屏幕屬于高端電子元件，價格昂貴，且生產技術不夠成熟，現處于研發階段，短期內難以實現在發光紡織品上的產業化生產。光纖發光是通過將柔性聚合物光纖織造于紡織品上，通過與特定的光源連接將光線傳輸至發亮區域，需要配合以合適的光源，呈線形發光，同時受光纖傳導信號損失所致發光不夠均勻，另外此種光纖的熱穩定較差（≤70℃），制成的織物不能汽蒸、熨燙等，織物穿著過程中亦不能刮、劃。自“光纖發光紡織品”概念出現至今已經有20多年的歷史，至今并未真正實現產業化推廣。而智能可穿戴設備要求即能滿足紡織品基質柔韌、舒適、易打理、易裁剪等要求，同時又要充分考慮智能化功能實現過程中的安全性、穩定性等。總之，目前市場上尚缺乏真正可穿戴發光智能紡織品。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提出了一種無發熱的發光器件及其在可穿戴設備中的應用。本專利技術解決技術問題所采用的技術方案是：一種無發熱的發光器件，所述發光器件的發光圖案為面式發光；所述無發熱的發光器件主要包括發光單元和絕緣保護單元；所述發光單元包括電子空穴傳輸單元和電子能量儲存及轉換單元，所述電子空穴傳輸單元將合適電壓的交流或直流電源通過空穴的連續化傳遞，導入到電子能量儲存及轉換單元，所述電子能量儲存及轉換單元發生結構內電子轉移和材料分子內電子遷移，將電能轉化為光能；所述絕緣保護單元包括絕緣子單元和保護子單元；所述絕緣保護單元將發光單元密封；所述絕緣保護單元與發光單元之間通過高分子粘合劑相連，所述高分子粘合劑通過刷涂、滾涂、絲印、噴射、打印、熱壓或冷裱形式與發光器件的兩個單元復合；所述絕緣保護單元與發光單元之間形成納米級緊密接觸交界面。所述電子空穴傳輸單元能使得電荷按照發光面均勻且穩定傳導，其導電性能對于發光器件的發光亮度、發光壽命等都有很重要影響。其電阻（方阻）不大于200Ω，且其具有超高的耐拉伸性能，其膜層伸長比例達100%時，其電阻增加30%，當伸長回縮后，導電性能回復95%以上。其柔韌性極佳，在不影響其導電材料均勻性的前提下，能經受隨意的揉搓和按壓。其具有良好的耐溫性，溫度介于-70℃~250℃時，其電阻升高值≤20%，其柔韌性不受任何影響。所述電子能量儲存及轉換單元在通以合適電壓交流電或直流電源時，發生結構內電子轉移和材料分子內電子的遷移，而將電能轉化為光能，并且隨著電壓的變化而變化色彩。該結構采用具有一定介電性能的無機或有機粉末混合物組裝而成，為了調節發光顏色、發光亮度及發光穩定性等指標，可以將材料以一層或多層結構均勻組裝，要求粉末具備粒徑均勻，耐溶劑、耐氧化、耐高溫（150℃）、耐彎折、組裝機械強度高的性能。整個發光單元可通過改變發光單元介電常數的大小和輸入電子能量的高低，使得發光面積、發光的顏色、發光亮度、發光均勻性、發光的能耗等具有一定的可設計性。絕緣保護單元中的絕緣子單元和保護子單元，二者密切配合提供發光器件的安全性及耐用性，防止在使用過程中的靜電擊穿、折疊損壞、空氣氧化、灰塵污垢的破壞、洗滌及雨淋過程中液態水的浸濕和腐蝕。絕緣子單元方阻值≥200Ω，并具有一定的耐折疊、耐高溫特點。保護子單元提供良好的防水、防油、防物理損傷作用。絕緣保護單元使得發光器件具有良好的防水、油性能，可直接利用常規水洗條件進行洗滌。所述發光器件可以根據設計任意裁剪成各種圖案而不影響其發亮。一種無發熱的發光器件在可穿戴設備中的應用，所述可穿戴設備包括由發光單元和絕緣保護單元組成的無發熱的發光器件，以及與所述無發熱的發光器件結合的基質層；所述發光單元、絕緣保護單元及所述基質層之間通過高分子粘合劑復合，通過刷涂、絲印、噴射或打印高分子粘合劑進行結合。所述發光單元、絕緣保護單元及所述基質層還可以通過以下方式結合：首先將基質層進行平滑處理，然后利用磁控濺射工藝將發光單元以連續薄膜的形式附著在基質層上；再將所述絕緣保護單元通過刷涂、滾涂、絲印、噴射、打印、熱壓或冷裱形式與所述發光單元復合。所述基質層為具有良好柔韌性和不同粗糙程度的紡織品，包括：各種材質的機織物、針織物、無紡布；或為具有紡織品類似柔韌性、粗糙程度及毛羽表面的材料。該可穿戴設備中，發光器件具有輕薄、柔韌特點，不會對基質層本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種無發熱的發光器件，其特征在于：所述發光器件的發光圖案為面式發光；所述無發熱的發光器件主要包括發光單元和絕緣保護單元；所述發光單元包括電子空穴傳輸單元和電子能量儲存及轉換單元，所述電子空穴傳輸單元將合適電壓的交流或直流電源通過空穴的連續化傳遞，導入到電子能量儲存及轉換單元，所述電子能量儲存及轉換單元發生結構內電子轉移和材料分子內電子遷移，將電能轉化為光能；所述絕緣保護單元包括絕緣子單元和保護子單元；所述絕緣保護單元將發光單元密封；所述絕緣保護單元與發光單元之間通過高分子粘合劑相連，所述高分子粘合劑通過刷涂、滾涂、絲印、噴射、打印、熱壓或冷裱形式與發光器件的兩個單元復合；所述絕緣保護單元與發光單元之間形成納米級緊密接觸交界面。

【技術特征摘要】
1.一種無發熱的發光器件，其特征在于：所述發光器件的發光圖案為面式發光；所述無發熱的發光器件主要包括發光單元和絕緣保護單元；所述發光單元包括電子空穴傳輸單元和電子能量儲存及轉換單元，所述電子空穴傳輸單元將合適電壓的交流或直流電源通過空穴的連續化傳遞，導入到電子能量儲存及轉換單元，所述電子能量儲存及轉換單元發生結構內電子轉移和材料分子內電子遷移，將電能轉化為光能；所述絕緣保護單元包括絕緣子單元和保護子單元；所述絕緣保護單元將發光單元密封；所述絕緣保護單元與發光單元之間通過高分子粘合劑相連，所述高分子粘合劑通過刷涂、滾涂、絲印、噴射、打印、熱壓或冷裱形式與發光器件的兩個單元復合；所述絕緣保護單元與發光單元之間形成納米級緊密接觸交界面。2.如權利要求1所述的一種無發熱的發光器件，其特征在于：所述電子空穴傳輸單元的電阻（方阻）不大于200Ω；其具有超高的耐拉伸性能；所述電子空穴傳輸單元具有良好的耐溫性，溫度介于-70℃～250℃時，其電阻升高值≤20%，其柔韌性不受任何影響。3.如權利要求1所述的一種無發熱的發光器件，其特征在于：所述電子能量儲存及轉換單元采用具有一定介電性能的無機或有機粉末混合物組裝而成；所述的無機或有機粉末混合物以一層或多層結構均勻組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐菊梅，
申請(專利權)人：徐菊梅，
類型：發明
國別省市：浙江,33