一种自感应节能智能发光墙纸及其应用方法与流程

本发明涉及装饰领域，尤其是一种自感应节能智能发光墙纸及其应用方法。

背景技术：

墙纸是一种被广泛使用的家居装饰材料，在家装市场上是十分成熟的产品。近年来出现的智能墙纸由于动态多变、豪华气派并能方便在不同场合营造与其相适宜的氛围，这些特点深受广大消费者喜爱。

随着智能时代的到来，智能家居越来越成为主流家装选择。智能家居的产品种类越来越多，使得智能墙纸迫切需要和其它智能家居产品进行互动，获取相关的场景信息、传感信息以便丰富智能墙纸的自适应场景切换。同时，新一代的智能墙纸应该还需要主动感知周边的环境，以便提供更好的使用体验。另一方面，进一步降低电能消耗提高发光效率也是一个关注点。满足这些要求的同时，又不能过高提高生产成本，不应采用复杂的制造工艺，以便做到物美价廉。

现有智能墙纸的系统结构中存在如下问题：

1）由于控制电路板以扫描方式进行行列控制，仅有上下电极层而缺乏晶体管层会导致在两次扫描期间上下电极层之间的电场消失。尽管发光材料的电容效应发光还会持续，但这等同于降低了占空比而使得发光的亮度大为降低。在一些特定的场景例如喜庆场景不利于使用；

2）缺乏人体感应能力，必须配合其它人体感应传感器才能进行复杂场景的状态控制，例如小夜灯功能。如果配合额外的人体感应传感器不仅增加成本还存在互连及状态传递的协议问题。而且现有的人体感应传感器都较大，难以嵌入到墙纸中；

3）缺乏反射层，发光效率比较低，不利于节能降耗；

4）缺乏网络功能，难以与其它智能家居产品进行多场景互动。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种自感应节能智能发光墙纸及其应用方法，克服现有智能墙纸方案中无法自动感应状态并调整应用场景的弊端，同时降低生产成本和使用成本，解决之前方案中电场持久性的问题从而增加发光的亮度，改善色彩饱和度等方面的不足。

本发明对上述问题主要是通过下述技术方案加以解决：

本发明是一种自感应节能智能发光墙纸，包括有防水绝缘层、分区感应电极、分区感应电极印刷连线、单层条状结构的驱动电极层、驱动电极层印刷连线、发光材料层、反射层、绝缘层、膜结构的网状晶体管层、为晶体管层供电的多层结构的印刷连线层、控制电路板、电源、智能手机APP。晶体管层位于最底层并连接到控制电路板，绝缘层位于晶体管层之上，反射层位于绝缘层之上，发光材料层位于反射层之上，驱动电极层位于发光材料层之上，驱动电极层印刷连线位于驱动电极层的边缘并将驱动电极层连接到控制电路板，分区感应电极位于驱动电极层之上，分区感应电极印刷连线位于分区感应电极的边缘并将分区感应电极连接到控制电路板，防水绝缘层位于最上方。控制电路板通过其中的wifi模块、zigbee模块或蓝牙模块等无线连接到智能家居的网络从而连接到智能手机APP，分区感应电极获取的感应数据经过控制电路板处理后将数据通过网络传递到智能手机APP，智能手机APP将相关场景控制数据及部分用户控制逻辑通过网络传递给控制电路板,控制电路板根据场景数据、感应数据及用户控制逻辑产生相应的控制信号，直接驱动驱动电极层和膜结构的网状晶体管层，产生相应电位差信号来控制发光材料每个发光单元，从而产生彩色光线图案。

按以上技术方案，所述的防水绝缘层由UV光油组成，在应用场所现场涂刷施工铺设并UV固化。

按以上技术方案，所述的分区感应电极，各分区通过分区感应电极印刷连线连接到控制电路板，控制电路板控制各分区周期性间歇导通，感应是否有人体靠近，从而产生相应的场景数据；间歇导通的占空比较低形成节能状态，特殊场景时根据控制逻辑增加占空比提升感应速度。

按以上技术方案，所述的智能手机APP控制墙纸的使用场景，包括睡眠场景、小夜灯场景、喜庆场景、巡更场景、预警场景等，并控制控制电路板的固件升级和更新。

按以上技术方案，所述的为晶体管层供电的多层结构的印刷连线层由导体材料与绝缘材料交叠交替印刷而成，最上面网状分布的焊盘结构与膜结构的网状晶体管层相连接，最底层是防水绝缘材料，侧面引出连线连接到控制电路板,根据应用场景和分区感应电极的分区感应状态控制电路板控制晶体管层的相应部分产生某种频率及占空比的交变电场与驱动电极层一起驱动发光材料发出相应的光线。

按以上技术方案，所述的膜结构的网状晶体管层由薄膜晶体管或厚膜晶体管印刷而成，其中的单器件面积远大于高成本的传统TFT结构，形成低功耗低成本高导电率特点的功率器件在导通时与驱动电极层一起产生特定频率的电场。

按以上技术方案，所述的反射层对发光材料层对应位置的发光材料所能产生的特定频率光线具有较好的反射性能；根据不同位置发光材料的不同，反射层相应位置的反射材料选择也不同。

一种自感应节能智能发光墙纸的应用方法，包括以下步骤，

步骤1：系统上电后控制电路板首先进行初始化，其后发出相应控制信息初始化分区感应电极、驱动电极层和晶体管层；

步骤2：分区感应电极探测周围的感应数据传递到控制电路板,控制电路板根据场景数据和感应数据控制驱动电极层和晶体管层显示相应的照明区域或图像；

步骤3：电路板收到智能手机APP发送来的场景信息后，根据控制逻辑改变控制信号，控制驱动电极层和晶体管层显示相应的照明区域或图像，或进行固件升级。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.增加了分区感应电极层，使得墙纸具有自感应能力从而更加智能。既具有现有智能墙纸的动态发光的作用，又能根据感应的结果营造动态的氛围，亦可以根据感应结果开关墙纸的不同区域形成节能模式；

2. 比现有智能墙纸亮度大大增加，晶体管层和反射层的引入不仅增加了占空比，也减少了光线的损失，而反射层的分区分色反射，亦有益提高色彩的饱和度；

3.各层均采用印刷工艺制作，大大降低了制造成本。

附图说明

图1是墙纸的系统结构示意图；

图2是墙纸的结构示意图；

图3是墙纸结构中的驱动电极排列示意图；

图4是墙纸感应电极分区示意图；

图中，1-防水绝缘层，2-分区感应电极，3-分区感应电极印刷连线，4-驱动电极层，5-驱动电极层印刷连线，6-发光材料层，7-反射层，8-绝缘层，9-晶体管层，10-印刷连线层，11-控制电路板，12-电源，13-智能手机APP。

具体实施方式

下面通过具体的细节实施例子，对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

请参考图1至图4，本发明是一种自感应节能智能发光墙纸，包括有防水绝缘层1、分区感应电极2、分区感应电极印刷连线3、单层条状结构的驱动电极层4、驱动电极层印刷连线5、发光材料层6、反射层7、绝缘层8、膜结构的网状晶体管层9、为晶体管层供电的多层结构的印刷连线层10、控制电路板11、电源12、智能手机APP13。晶体管层9位于最底层并连接到控制电路板11，绝缘层8位于晶体管层9之上，反射层7位于绝缘层8之上，发光材料层6位于反射层7之上，驱动电极层4位于发光材料层6之上，驱动电极层印刷连线5位于驱动电极层4的边缘并将驱动电极层4连接到控制电路板11，分区感应电极2位于驱动电极层4之上，分区感应电极印刷连线3位于分区感应电极2的边缘并将分区感应电极2连接到控制电路板11，防水绝缘层1位于最上方。控制电路板11通过其中的wifi模块、zigbee模块或蓝牙模块等无线连接到智能家居的网络从而连接到智能手机APP13，分区感应电极2获取的感应数据经过控制电路板11处理后将数据通过网络传递到智能手机APP13，智能手机APP13将相关场景控制数据及部分用户控制逻辑通过网络传递给控制电路板11,控制电路板11根据场景数据、感应数据及用户控制逻辑产生相应的控制信号，直接驱动驱动电极层4和膜结构的网状晶体管层9，产生相应电位差信号来控制发光材料每个发光单元，从而产生彩色光线图案。

优选的，所述的防水绝缘层1由UV光油组成，在应用场所现场涂刷施工铺设并UV固化。

具体的，所述的分区感应电极2，各分区通过分区感应电极印刷连线3连接到控制电路板11，控制电路板11控制各分区周期性间歇导通，感应是否有人体靠近，从而产生相应的场景数据；间歇导通的占空比较低形成节能状态，特殊场景时根据控制逻辑增加占空比提升感应速度。

具体的，所述的智能手机APP13控制墙纸的使用场景，包括睡眠场景、小夜灯场景、喜庆场景、巡更场景、预警场景等，并控制控制电路板11的固件升级和更新。

具体的，所述的为晶体管层供电的多层结构的印刷连线层10由导体材料与绝缘材料交叠交替印刷而成，最上面网状分布的焊盘结构与膜结构的网状晶体管层9相连接，最底层是防水绝缘材料，侧面引出连线连接到控制电路板11,根据应用场景和分区感应电极2的分区感应状态控制电路板11控制晶体管层9的相应部分产生某种频率及占空比的交变电场与驱动电极层4一起驱动发光材料发出相应的光线。

具体的，所述的膜结构的网状晶体管层9由薄膜晶体管或厚膜晶体管印刷而成，其中的单器件面积远大于高成本的传统TFT结构，形成低功耗低成本高导电率特点的功率器件在导通时与驱动电极层4一起产生特定频率的电场。

具体的，所述的反射层7对发光材料层6对应位置的发光材料所能产生的特定频率光线具有较好的反射性能；根据不同位置发光材料的不同，反射层7相应位置的反射材料选择也不同。

一种自感应节能智能发光墙纸的应用方法，包括以下步骤，

步骤1：系统上电后控制电路板11首先进行初始化，其后发出相应控制信息初始化分区感应电极2、驱动电极层4和晶体管层9；

步骤2：分区感应电极2探测周围的感应数据传递到控制电路板11,控制电路板11根据场景数据和感应数据控制驱动电极层4和晶体管层9显示相应的照明区域或图像；

步骤3：电路板收到智能手机APP13发送来的场景信息后，根据控制逻辑改变控制信号，控制驱动电极层4和晶体管层9显示相应的照明区域或图像，或进行固件升级。

在本发明所提出的智能发光墙纸系统中，晶体管层起着非常重要的作用。对于控制电路板来说，无论是进行逐行扫描还是隔行扫描，每次扫描期间只有一行被置高频交流点位差，这极大的影响了发光效率，使得现有的墙纸在某些喜庆等场合下显得“不够亮”。本发明将现有墙纸中的下电极层改为膜结构的网状晶体管层，可以是薄膜晶体管或者（TFT）厚膜晶体管。

需要指出的是：用于液晶显示的TFT非常昂贵，因为需要将每个TFT单元晶体管做的非常小，以便背光可以透过这些小的TFT单元而不被太多遮挡影响显示效果。本发明的网状晶体管层位于发光材料的下层，从而可以做的和对应的发光单元一样大小，并采用印刷成膜技术大大降低制造成本。这主要是因为本发明的成像原理和液晶显示器的成像原理完全不同，是自发光而不是背光透射。

为了更进一步增强发光效果，本发明还增加了一层反射层。反射层呈现点阵网状，其中的每个单元和其上的发光单元所发光线的颜色相对应，例如红光采用红色反射材料，蓝光则采用蓝色反射材料。这样的好处是图像清晰度更高，消除了边缘交叠现象，并有助于提高色彩饱和度。

实施例1：人体感应与踢脚线

为了防止感应层到控制电路板的连线在某些极端场景下产生误触，可以采用多层逻辑阻断，或者将连线及控制电路板隐藏在踢脚线中，踢脚线上加一层印刷网络屏蔽层。

实施例2：交叠印刷工艺

在本发明中由于大量采用印刷工艺来连接器件或模块，在晶体管层这种线距非常小的场景下容易造成短路。对这一部分可以进行交叠印刷，亦即先印刷一部分导体，经过干燥或固化后再在交叠边缘部分印刷一部分介电材料，干燥或固化后接着再印刷另一部分邻近导线。

本发明实施例1.节能环保防水无毒，发光效率高，使用寿命长；2.成本低，制作材料便宜；3. 采用印刷工艺的生产流程简单，生产效率高；4. 能和智能家居的其它传感机构和控制机构互联，根据场景的变化自动调整控制策略。

最后应该说明的是，本文中所描述的具体实施例子仅仅是对本发明精神作举例说明,本发明所保护的范围并不仅以上述实施方式为限，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例子做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。