摩擦发电显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种摩擦发电显示装置，该摩擦发电显示装置包括显示部（20）和发电部（30），显示部（20）上固定设置有显示屏（21），发电部（30）上固定设置有摩擦发电机（31），显示屏（21）与摩擦发电机（31）电连接。本实用新型的摩擦发电显示装置结构简单，成本消耗低，无需外接电源，实现自供电。可以制成钥匙扣、防伪显示装置及摆设玩具等，以满足使用者的相应的需求。
【专利说明】摩擦发电显示装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子显示装置，尤其涉及一种利用摩擦发电产生的电能实现电子显示的装置。
【背景技术】
[0002]目前，电子显示装置在人们生活中应用的越来越广泛，例如，为了显示广告消息、礼品信息、以及为了鉴别产品的真伪，通常在产品上设置可显示广告消息、礼品信息及防伪标识的电子显示装置。
[0003]而现有的电子显示装置普遍采用的是显示屏外接电源或充电电池的形式，其不仅内部电路结构非常复杂(如必须设置开关)、显示结果不够直观，而且由于显示屏需外接电源或充电电池，也使得装置携带极其不便、产品形状受到极大限制。此外，当使用环境中没有电能供给或充电电池电量耗尽时(如在户外使用时)，现有的电子显示装置则无法正常工作，严重影响了产品的使用效果，给消费者带来诸多不便。
[0004]下面以现有的防伪显示装置为例来具体说明。目前，市场上使用的产品防伪显示装置通常利用的是射频的方式，在这种方式中，需要设置一个用于发送识别码的电子标签，以及一个用于对识别码进行识别的电子阅读器。应注意的是，采用射频识别的方式虽然能够实现防伪的目的，但是，电路结构非常复杂，用户操作起来也不够便利，而且，对于识别结果的显示也不够直观。此外，上述方式中的电子标签和电子阅读器的形状比较固定，在形状设计以及产品安装时适应性较差，不够灵活。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便、无需外接电源、显示直观的自供电摩擦发电显示装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的摩擦发电显示装置的具体技术方案为:
[0007]一种摩擦发电显示装置，包括显示部和发电部，显示部上固定设置有显示屏，发电部上固定设置有摩擦发电机，显示屏与摩擦发电机电连接。
[0008]进一步，发电部的端部设置有电连接插孔，显示部的端部设置有电连接插脚，电连接插脚插接到电连接插孔中，实现显示屏与摩擦发电机的电连接。
[0009]进一步，电连接插脚与电连接插孔之间设置有将摩擦发电机输出的交流脉冲电进行整流的整流器。
[0010]进一步，发电部的端部形成有凸起部，凸起部的顶端设置有电连接插孔，显示部的端部形成有与凸起部相对应的凹陷部，凹陷部的底端设置有电连接插脚，电连接插脚与电连接插孔电连接。
[0011]进一步，发电部上的凸起部的两侧分别形成有卡块，显示部上的凹陷部的两侧形成有与卡块相对应的卡槽。
[0012]进一步，发电部的端部形成有凸起部，凸起部的顶端设置有电连接插孔，显示部的端部形成有凸起部，凸起部的顶端设置有电连接插脚，电连接插脚与电连接插孔电连接。
[0013]进一步，发电部上的摩擦发电机的四周包覆设置有固定片。
[0014]进一步，摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，以及第二电极；第一电极设置在第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向第二电极设置，第一电极和第二电极构成摩擦发电机的输出端。
[0015]进一步，第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上设有微纳结构。
[0016]进一步，摩擦发电机进一步包括:设置在第二电极和第一高分子聚合物绝缘层之间的第二高分子聚合物绝缘层，第二电极设置在第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置。
[0017]进一步，第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构。
[0018]进一步，摩擦发电机进一步包括:设置在第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间的居间薄膜层，居间薄膜层为聚合物薄膜层，且第一高分子聚合物绝缘层相对居间薄膜层的面和居间薄膜层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或第二高分子聚合物绝缘层相对居间薄膜层的面和居间薄膜层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构。
[0019]进一步，摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极；第一电极设置在第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，第二电极设置在第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，居间电极层设置在第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，且第一高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对于第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上和/或第二高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设有微纳结构，第一电极和第二电极相连后与居间电极层构成摩擦发电机的输出端。
[0020]本实用新型的摩擦发电显示装置结构简单，成本消耗低，无需外接电源，实现自供电。可以制成钥匙扣、防伪显示装置及摆设玩具等，以满足使用者的相应的需求。此外，本实用新型的摩擦发电显示装置的各组成部分并不限于特定的形状，根据需要可以灵活改变，具有较强的适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的摩擦发电显示装置的第一实施例的组装完成图；
[0022]图2为图1中的摩擦发电显示装置的分解图；
[0023]图3为本实用新型的摩擦发电显示装置的第二实施例的组装完成图；
[0024]图4为图3中的摩擦发电显示装置的分解图；
[0025]图5a为本实用新型的摩擦发电显示装置中的摩擦发电机的第一种结构的立体结构示意图；
[0026]图5b为图5a中的摩擦发电机的剖面结构示意图；[0027]图6为本实用新型的摩擦发电显示装置中的摩擦发电机的第二种结构的立体结构示意图；
[0028]图7为本实用新型的摩擦发电显示装置中的摩擦发电机的第三种结构的立体结构示意图；
[0029]图8为本实用新型的摩擦发电显示装置中的摩擦发电机的第四种结构的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种摩擦发电显示装置做进一步详细的描述。
[0031]如图1所示,本实用新型的摩擦发电显示装置10包括显示部20、以及与显示部20电连接的发电部30，显示部20用于显示预设的文字或图案，而发电部30则用于产生电能，为显示部20提供能量。
[0032]具体来说，本实施例中摩擦发电显示装置10的显示部20和发电部30都为矩形形状，其中，在矩形显示部20上形成有容纳槽，容纳槽内容置有矩形的显示屏21，且在矩形发电部30上也形成有容纳槽，容纳槽内则容置有矩形的摩擦发电机31，设置在显示部20上的显示屏21与设置在发电部30上的摩擦发电机31电连接。
[0033]由此，使用者可通过按压发电部30上的摩擦发电机31，使摩擦发电机31产生机械形变，从而在摩擦发电机31的电极上形成感应电荷，以产生交流脉冲电，并进一步将该交流脉冲电输送给与摩擦发电机31电连接的显示屏21，从而使显示屏21显示预设的文字或者图案。
[0034]下面一并参见图2，其描述了本实用新型的摩擦发电显示装置10的各组成部分的具体结构。其中，发电部30的端部形成有凸起部50，凸起部50的顶端设置有电连接插孔33，而显示部20的端部则形成有凹陷部70，凹陷部70的底端设置有电连接插脚40，本实施例中的显示屏21与摩擦发电机31通过电连接插孔33和电连接插脚40实现电连接。应注意的是，本实施例的摩擦发电显示装置10也可以根据需要将凸起部50设置在显示部20上，将凹陷部70设置在发电部30上，而并不局限于上面的描述。
[0035]当组装本实用新型的摩擦发电显示装置10时，可将发电部30上的凸起部50插入到显示部20上的凹陷部70中，并使凸起部50顶端的电连接插孔33与凹陷部70底端的电连接插脚40相对接，从而完成摩擦发电显示装置10的组装，以及显示部20与发电部30的电连接。当使用者按压发电部30上的摩擦发电机31时，摩擦发电机31会产生交流脉冲电，该交流脉冲电通过电连接插脚40供给显示部20上的显示屏21，使得显示屏21可以显示预设的文字或图案。
[0036]此外，参见图1和图2，为保证本实用新型的摩擦发电显示装置10组装的牢固性，以及显示部20与发电部30电连接的稳定性，本实施例中，发电部30上的凸起部50的两侧分别形成有卡块32，而显示部20上的凹陷部70的两侧则形成有与卡块32相对应的卡槽22，通过将凸起部50上的卡块32卡设于凹陷部70上的卡槽22内，可实现显示部20和发电部30的固定连接。
[0037]下面参见图3，其描述了本实用新型的摩擦发电显示装置的第二实施例。该实施例中，摩擦发电显示装置10的显示部20为矩形形状，在矩形显示部20上形成有容纳槽，容纳槽内容置有矩形的显示屏21 ;而发电部30则为圆形形状，且在圆形发电部30上也形成有容纳槽，容纳槽内容置有圆形的摩擦发电机31。此外，为保证摩擦发电机31设置的牢固性，发电部30上的摩擦发电机31的四周包覆设置有固定片34，固定片34可有效确保按压摩擦发电机31时的稳定性。
[0038]进一步，一并参见图4，本实施例中的发电部30的端部形成有凸起部50，凸起部50的顶端设置有电连接插孔33，而显示部20的端部也形成有凸起部80，凸起部80的顶端设置有电连接插脚40，本实施例中的显示屏21与摩擦发电机31通过电连接插孔33和电连接插脚40实现电连接。此外，本实施例的摩擦发电显示装置10中，在电连接插脚40与电连接插孔33之间设置有整流器60，整流器60用于将摩擦发电机31输出的交流脉冲电进行整流，得到直流电，以方便显示屏21的使用。
[0039]当组装本实用新型的摩擦发电显示装置10时，可将发电部30上的凸起部50与显示部20上的凸起部80对接，并使显示部20上的凸起部80顶端的电连接插脚40插入到发电部30上的凸起部50顶端的电连接插孔33中，且电连接插脚40与电连接插孔33之间设置有整流器60，从而完成摩擦发电显示装置10的组装，以及显示部20与发电部30的电连接。另外，在凸起部50和凸起部80对接处，可以缠绕胶带(图未示)，以使显示部20和发电部30的连接更牢固。当使用者按压发电部30上的摩擦发电机31时，摩擦发电机31会产生交流脉冲电，该交流脉冲电通过电连接插脚40输送至整流器60，经过整流器60的处理后供给显示部20上的显示屏21，使得显示屏21可以显示预设的文字或图案。
[0040]应注意的是，本实用新型的摩擦发电显示装置10中的显示部20、发电部30，以及位于显示部20上的显示屏21、发电部30上的摩擦发电机31的形状并不限于上述的矩形或圆形，根据实际需要，本实用新型的摩擦发电显示装置10的组成部件也可以为其他形状，如菱形、椭圆形等。
[0041]综上，本实用新型的摩擦发电显示装置结构简单，成本消耗低，可以制成钥匙扣、防伪显示装置及摆设玩具等，例如，根据实际需要，可使本实用新型的摩擦发电显示装置在显示屏上显示使用者的姓名、属相、联系方式、个人信息，亦或可以显示时间，产品的标识、生产信息、防伪信息等，以便在实现其特定功能的基础上，还可充分满足使用者的相应的需求。
[0042]下面将结合图5a至图8详细介绍本实用新型的摩擦发电显示装置10中的摩擦发电机31的结构和工作原理。
[0043]摩擦发电机31的第一种结构如图5a和图5b所不。图5a和图5b分别不出了摩擦发电机31的第一种结构的立体结构示意图和剖面结构示意图。该摩擦发电机31包括:依次层叠设置的第一电极4，第一高分子聚合物绝缘层3，以及第二电极I。具体地，第一电极4设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第一侧表面上；且第一高分子聚合物绝缘层3的第二侧表面与第二电极I的表面接触摩擦并在第二电极I和第一电极4处感应出电荷。因此，上述的第一电极4和第二电极I构成摩擦发电机的两个输出端。
[0044]为了提高摩擦发电机的发电能力，在第一高分子聚合物绝缘层3的第二侧表面(即相对第二电极I的面上)进一步设有微纳结构2。因此，当摩擦发电机受到挤压时，第一高分子聚合物绝缘层3与第二电极I的相对表面能够更好地接触摩擦，并在第一电极4和第二电极I处感应出较多的电荷。由于上述的第二电极I主要用于与第一高分子聚合物绝缘层3摩擦，因此，第二电极I也可以称之为摩擦电极。
[0045]上述的微纳结构2具体可以采取如下两种可能的实现方式:第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。该凹凸结构能够增加摩擦阻力，提高发电效率。所述凹凸结构能够在薄膜制备时直接形成，也能够用打磨的方法使第一高分子聚合物绝缘层的表面形成不规则的凹凸结构。具体地，该凹凸结构可以是半圆形、条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等形状的凹凸结构。第二种方式为，该微纳结构是纳米级孔状结构，此时第一高分子聚合物绝缘层所用材料优选为聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度为0.5-1.2mm (优选1.0mm)，且其相对第二电极的面上设有多个纳米孔。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为:宽度为IO-1OOnm以及深度为4_50 μ m。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些纳米孔是孔间距为2-30 μ m的均匀分布，更优选的平均孔间距为9 μ m的均匀分布。
[0046]下面具体介绍一下图5a和图5b所示的摩擦发电机的工作原理。当该摩擦发电机的各层受到挤压时，摩擦发电机中的第二电极I与第一高分子聚合物绝缘层3表面相互摩擦产生静电荷，静电荷的产生会使第一电极4和第二电极I之间的电容发生改变，从而导致第一电极4和第二电极I之间出现电势差。由于第一电极4和第二电极I作为摩擦发电机的输出端与显示屏连接，显示屏构成摩擦发电机的外电路，摩擦发电机的两个输出端之间相当于被外电路连通。当该摩擦发电机的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极和第二电极之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极和第二电极之间将再次产生反向的电势差。通过反复摩擦和恢复，就可以在外电路中形成周期性的交流脉冲电信号。
[0047]根据发明人的研究发现，金属与高分子聚合物摩擦，金属更易失去电子，因此采用金属电极与高分子聚合物摩擦能够提高能量输出。因此，相应地，在图5a和图5b所示的摩擦发电机中，第二电极由于需要作为摩擦电极(即金属)与第一高分子聚合物进行摩擦，因此其材料可以选自金属或合金，其中金属可以是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钥、鹤或钥;；合金可以是招合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、鹤合金、钥合金、银合金或钽合金。第一电极由于不需要进行摩擦，因此，除了可以选用上述罗列的第二电极的材料之外，其他能够制作电极的材料也可以应用，也就是说，第一电极除了可以选自金属或合金，其中金属可以是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钥、钨或钒；合金可以是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、钨合金、钥合金、铌合金或钽合金之外，还可以选自铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜等非金属材料。
[0048]在图5a所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与第二电极是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与第二电极的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与第二电极之间的弹性支撑臂。当外力作用于摩擦发电机时，摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与第二电极接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与第二电极分离，摩擦发电机恢复到原来的状态。
[0049]摩擦发电机的第二种结构如图6所示。图6示出了摩擦发电机的第二种结构的立体结构示意图。该摩擦发电机31包括:依次层叠设置的第一电极4，第一高分子聚合物绝缘层3，第二高分子聚合物绝缘层5以及第二电极I。具体地，第一电极4设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第一侧表面上；第二电极I设置在第二高分子聚合物绝缘层5的第一侧表面上；其中，第一高分子聚合物绝缘层3的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层5的第二侧表面接触摩擦并在第一电极4和第二电极I处感应出电荷。其中，第一电极4和第二电极I构成摩擦发电机的两个输出端。
[0050]图6所示的摩擦发电机的工作原理与图5a和图5b所示的摩擦发电机的工作原理类似。区别仅在于，当图6所示的摩擦发电机的各层受到挤压时，是由第一高分子聚合物绝缘层3与第二高分子聚合物绝缘层5的表面相互摩擦来产生静电荷的。具体为，当该摩擦发电机的各层受到挤压时，摩擦发电机中的第一高分子聚合物绝缘层3与第二高分子聚合物绝缘层5表面相互摩擦产生静电荷，静电荷的产生会使第一电极4和第二电极I之间的电容发生改变，从而导致第一电极4和第二电极I之间出现电势差。由于第一电极4和第二电极I作为摩擦发电机的输出端与显示屏连接，显示屏构成摩擦发电机的外电路，摩擦发电机的两个输出端之间相当于被外电路连通。当该摩擦发电机的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极和第二电极之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极和第二电极之间将再次产生反向的电势差。通过反复摩擦和恢复，就可以在外电路中形成周期性的交流脉冲电信号。
[0051]图6所示的摩擦发电机主要通过聚合物(第一高分子聚合物绝缘层)与聚合物(第二高分子聚合物绝缘层)之间的摩擦来产生电信号。
[0052]在这种结构中，第一电极和第二电极所用材料可以是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属可以是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钥、钨或钒；合金可以是招合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、鹤合金、钥合金、银合金或钽合金。上述两种结构中，第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层分别选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维(再生)海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、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、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的一种。其中，在第二种结构中，原则上第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层的材质可以相同，也可以不同。但是，如果两层高分子聚合物绝缘层的材质都相同，会导致摩擦起电的电荷量很小。因此优选地，第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材质不同。
[0053]在图6所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层3与第二高分子聚合物绝缘层5是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。
[0054]除了上述两种结构外，摩擦发电机还可以采用第三种结构实现，如图7所示。图7示出了摩擦发电机的第三种结构的立体结构示意图。从图中可以看出，第三种结构在第二种结构的基础上增加了一个居间薄膜层，即:第三种结构的摩擦发电机31包括依次层叠设置的第一电极4、第一高分子聚合物绝缘层3、居间薄膜层6、第二高分子聚合物绝缘层5以及第二电极I。具体地，第一电极4设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第一侧表面上；第二电极I设置在第二高分子聚合物绝缘层5的第一侧表面上，且居间薄膜层6设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第二侧表面和第二高分子聚合物绝缘层5的第二侧表面之间。其中，所述居间薄膜层6和第一高分子聚合物绝缘层3相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，和/或所述居间薄膜层6和第二高分子聚合物绝缘层5相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，关于微纳结构的具体设置方式可参照上文描述，此处不再赘述。
[0055]图7所示的摩擦发电机的材质可以参照前述的第二种结构的摩擦发电机的材质进行选择。其中，居间薄膜层也可以选自透明高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(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)中的任意一种。其中，所述第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材料优选透明高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);其中，所述居间薄膜层的材料优选聚二甲基硅氧烷(PDMS)。上述的第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层的材质可以相同，也可以不同。但是，如果三层高分子聚合物绝缘层的材质都相同，会导致摩擦起电的电荷量很小，因此，为了提高摩擦效果，居间薄膜层的材质不同于第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层，而第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材质则优选相同，这样，能减少材料种类，使本实用新型的制作更加方便。
[0056]在图7所示的实现方式中，居间薄膜层6是一层聚合物膜，因此实质上与图6所示的实现方式类似，仍然是通过聚合物(居间薄膜层)和聚合物(第二高分子聚合物绝缘层)之间的摩擦来发电的。其中，居间薄膜层容易制备且性能稳定。
[0057]如果在居间薄膜层和第一高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，在图7所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间的弹性支撑臂。当外力作用于摩擦发电机时，摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层分离，摩擦发电机恢复到原来的状态。
[0058]如果在居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构，在图7所示的结构中，第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层的外侧边缘，用于形成第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层之间的弹性支撑臂。当外力作用于摩擦发电机时，摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层分离，摩擦发电机恢复到原来的状态。[0059]可选地，弹性部件可以同时设置在居间薄膜层与第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层与第二高分子聚合物绝缘层之间。
[0060]另外，摩擦发电机还可以采用第四种结构来实现，如图8所示，包括:依次层叠设置的第一电极4，第一高分子聚合物绝缘层3，居间电极层7，第二高分子聚合物绝缘层5和第二电极I ;其中，第一电极4设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第一侧表面上；第二电极I设置在第二高分子聚合物绝缘层5的第一侧表面上，居间电极层7设置在第一高分子聚合物绝缘层3的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层5的第二侧表面之间。其中，第一高分子聚合物绝缘层3相对居间电极层7的面和居间电极层7相对第一高分子聚合物绝缘层3的面中的至少一个面上设置有微纳结构(图未示);和/或，第二高分子聚合物绝缘层5相对居间电极层7的面和居间电极层7相对第二高分子聚合物绝缘层5的面中的至少一个面上设置有微纳结构(图未示)。在这种方式中，通过居间电极层7与第一高分子聚合物绝缘层3和/或第二高分子聚合物绝缘层5之间摩擦产生静电荷，由此将在居间电极层7与第一电极4和第二电极I之间产生电势差，此时，第一电极4和第二电极I串联为摩擦发电机的一个输出端；居间电极层7为摩擦发电机的另一个输出端。
[0061]在图8所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、第一电极和第二电极的材质可以参照前述的第二种结构的摩擦发电机的材质进行选择。居间电极层可以选择导电薄膜、导电高分子、金属材料，金属材料包括纯金属和合金，纯金属选自金、银、钼、钮、招、镍、铜、钛、铬、硒、铁、猛、钥、鹤、银等，合金可以选自轻合金(招合金、钛合金、镁合金、铍合金等)、重有色合金(铜合金、锌合金、猛合金、镍合金等)、低熔点合金(铅、锡、镉、铋、铟、镓及其合金)、难熔合金(钨合金、钥合金、铌合金、钽合金等)。居间电极层的厚度优选100 μ m-500 μ m，更优选200 μ m。
[0062]如果第一高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对第一高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设置有微纳结构，在图8所示的结构中，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层的外侧边缘，用于形成第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间的弹性支撑臂。当外力作用于摩擦发电机时，摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层分离，摩擦发电机恢复到原来的状态。
[0063]如果第二高分子聚合物绝缘层相对居间电极层的面和居间电极层相对第二高分子聚合物绝缘层的面中的至少一个面上设置有微纳结构，在图8所示的结构中，第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层是正对贴合，并通过外侧边缘的胶布粘贴在一起的，但本实用新型不仅限于此。第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间可以设置有多个弹性部件，例如弹簧，这些弹簧分布在第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层的外侧边缘，用于形成第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间的弹性支撑臂。当外力作用于摩擦发电机时，摩擦发电机受到挤压，弹簧被压缩，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层接触形成摩擦界面；当外力消失时，弹簧弹起，使得第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层分离，摩擦发电机恢复到原来的状态。[0064]可选地，弹性部件可以同时设置在居间电极层与第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层之间。
[0065]以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
【权利要求】
1.一种摩擦发电显示装置，其特征在于，包括显示部(20)和发电部(30)，显示部(20)上固定设置有显示屏(21)，发电部(30)上固定设置有摩擦发电机(31)，显示屏(21)与摩擦发电机(31)电连接。
2.根据权利要求1所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，发电部(30)的端部设置有电连接插孔(33 )，显示部(20 )的端部设置有电连接插脚(40 )，电连接插脚(40 )插接到电连接插孔(33)中，实现显示屏(21)与摩擦发电机(31)的电连接。
3.根据权利要求2所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，电连接插脚(40)与电连接插孔(33)之间设置有将摩擦发电机(31)输出的交流脉冲电进行整流的整流器(60)。
4.根据权利要求2或3所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，发电部(30)的端部形成有凸起部(50)，凸起部(50)的顶端设置有电连接插孔(33)，显示部(20)的端部形成有与凸起部(50 )相对应的凹陷部(70 )，凹陷部(70 )的底端设置有电连接插脚(40 )，电连接插脚(40)与电连接插孔(33)电连接。
5.根据权利要求4所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，发电部(30)上的凸起部(50)的两侧分别形成有卡块(32)，显示部(20)上的凹陷部(70)的两侧形成有与卡块(32)相对应的卡槽(22)。
6.根据权利要求2或3所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，发电部(30)的端部形成有凸起部(50)，凸起部(50)的顶端设置有电连接插孔(33)，显示部(20)的端部形成有凸起部(80 )，凸起部(80 )的顶端设置有电连接插脚(40 )，电连接插脚(40 )与电连接插孔(33 )电连接。
7.根据权利要求6所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，发电部(30)上的摩擦发电机(31)的四周包覆设置有固定片(34)。
8.根据权利要求1所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，摩擦发电机(31)包括:依次层叠设置的第一电极(4)，第一高分子聚合物绝缘层(3)，以及第二电极(I);第一电极(4)设置在第一高分子聚合物绝缘层(3)的第一侧表面上，第一高分子聚合物绝缘层(3)的第二侧表面朝向第二电极(I)设置，第一电极(4 )和第二电极(I)构成摩擦发电机(31)的输出端。
9.根据权利要求8所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，第一高分子聚合物绝缘层(3)的第二侧表面上设有微纳结构(2)。
10.根据权利要求9所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，摩擦发电机(31)进一步包括:设置在第二电极(I)和第一高分子聚合物绝缘层(3)之间的第二高分子聚合物绝缘层(5)，第二电极(I)设置在第二高分子聚合物绝缘层(5)的第一侧表面上，第二高分子聚合物绝缘层(5)的第二侧表面与第一高分子聚合物绝缘层(3)的第二侧表面相对设置。
11.根据权利要求10所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，第一高分子聚合物绝缘层(3)和第二高分子聚合物绝缘层(5)相对设置的两个面中的至少一个面上设有微纳结构。
12.根据权利要求10所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，摩擦发电机(31)进一步包括:设置在第一高分子聚合物绝缘层(3)和第二高分子聚合物绝缘层(5)之间的居间薄膜层(6)，居间薄膜层(6)为聚合物薄膜层，且第一高分子聚合物绝缘层(3)相对居间薄膜层(6)的面和居间薄膜层(6)相对于第一高分子聚合物绝缘层(3)的面中的至少一个面上和/或第二高分子聚合物绝缘层(5)相对居间薄膜层(6)的面和居间薄膜层(6)相对第二高分子聚合物绝缘层(5)的面中的至少一个面上设有微纳结构。
13.根据权利要求1所述的摩擦发电显示装置，其特征在于，摩擦发电机(31)包括:依次层叠设置的第一电极(4)，第一高分子聚合物绝缘层(3)，居间电极层(7)，第二高分子聚合物绝缘层(5)以及第二电极(I);第一电极(4)设置在第一高分子聚合物绝缘层(3)的第一侧表面上，第二电极(I)设置在第二高分子聚合物绝缘层(5)的第一侧表面上，居间电极层(7)设置在第一高分子聚合物绝缘层(3)的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层(5)的第二侧表面之间，且第一高分子聚合物绝缘层(3)相对居间电极层(7)的面和居间电极层(7)相对于第一高分子聚合物绝缘层(3)的面中的至少一个面上和/或第二高分子聚合物绝缘层(5)相对居间电极层(7)的面和居间电极层(7)相对第二高分子聚合物绝缘层(5)的面中的至少一个面上设有微纳结构，第一电极(4)和第二电极(I)相连后与居间电极层(7)构成摩擦发电机(31)的输出端。
【文档编号】G09F9/00GK203376931SQ201320291227
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2013年5月24日
【发明者】徐传毅 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司