一种无发热的发光器件及其在可穿戴设备中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种无发热的发光器件及其在可穿戴设备中的应用。该发光器件主要包括发光单元和绝缘保护单元；所述发光单元包括电子空穴传输单元和电子能量储存及转换单元，所述绝缘保护单元包括绝缘子单元和保护子单元；绝缘保护单元将发光单元密封；绝缘保护单元与发光单元之间通过高分子粘合剂相连，两者形成纳米级紧密接触交界面。该发光器件在可穿戴设备中的应用，包括由发光单元和绝缘保护单元组成的发光器件，以及与所述发光器件结合的基质层。上述发光器件为面式发光、耗能少、均匀性好、安全性高，可调节出自然界中的所有色光；其应用于可穿戴设备后对基质层的手感不会造成明显影响，能同时满足美观大方与穿戴舒适性的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种无发热的发光器件及其在可穿戴设备中的应用
本专利技术涉及一种发光器件及其应用，具体地说是涉及一种无发热的发光器件及其在可穿戴设备中的应用。
技术介绍
当前，全球经济增速放缓，传统纺织行业普遍不景气。急需有创新性产品提高附加值，提高市场活力。智能化可穿戴设备将纺织学科技术与电子领域技术有机结合，赋予了纺织品多种新奇的功能，刺激了消费者的购买欲望，大大提升了产品附加值，同时带来了相关技术的跨行业融合。智能发光纺织品能大大提升纺织品的视觉感受，且满足在特殊场合的应用，一直以来受人重视。目前，实现纺织品的发光有两种途径：一、长余辉陶瓷微粒发光。这也是最为传统的方法，此种纺织品俗称“夜光面料”是通过纺丝液添加或织物涂层方式将具有长余辉效应的陶瓷微粒结合于纺织品上，这类陶瓷微粉一般由ZnS、Cu、Mn、Co、Ag、Al等2种或多种以一定比例混合得到，也有用稀土做代替做发光涂层的。此类产品发光属被动式发光，在光强度较高时吸收储存光能，黑暗中释放光能，实现夜光效果。优点在于通过涂层方式生产的产品的柔韧性和轻薄性较好，有一定的耐洗性能，且发光无需通电，安全性较高。此种纺织品已经有很多年的发展历史，近年发光陶瓷微粒种类和技术和有一定更新，发光亮度和持续发光时间有一定增强。二、电致发光。将能发光的电器元件通过胶黏、编织、缝合、魔术贴等物理形式附着于织物表面而实现发光。此类为主动式发光，发光亮度、发光时间、发光效果有一定的可控性。现用的电器元件主要包含如下4种：发光二极管（LED），采用缝合或粘贴等形式将LED附着与纺织品上，通过合理设计电路，实现发光，此类产品生产设计较为容易，产品核心技术在于LED，使用寿命、发光亮度、发光颜色、发光稳定性、均取决于LED性能。柔性显示屏幕，此种发光是随着手机屏幕技术发展起来的，是将柔性屏幕通过贴合或缝制形式附着在纺织品基底上，通电发光，辅以电子显示硬件和软件系统，发光色彩和显示效果丰富多彩，是一种超高端产品，属概念性产品，近些年未见有商品化产品出现。光导纤维，聚合物光纤与传统的玻璃光纤相比，具有良好的柔韧性和弯曲性，并且端面易加工，目前已广泛应用于短距离通信，灯饰照明，传感器等领域。此类发光属于间接发光形式，将光导纤维制成纺织品，结合以合适的发光器件，将光线通过光导纤维传导到纺织品上特定的区域，实现纺织品发光。由于光导纤维有一定的柔韧性和可纺性，能够按照设计纺织到织物内部，具有较优的服用舒适性能，具有一定的耐久性，聚合物光纤织物与普通织物一样具有质量轻的优点。然而，以上发光纺织品都存在一定的缺陷，对于产品档次和附加值的提升形成了一定阻碍。具体如下：夜光纺织服装主要的缺点是亮度较低且衰减较快，发光时间、亮度可控性不高，光色单一，不可变色，未受到市场的充分认可。LED亮度过高，点式发光，发光区域均匀，易于产生刺眼感，且功耗较高，容易发热，存在一定的电磁波污染。LED的引入使得纺织品轻薄性和柔软性大大下降，影响穿着舒适感，且随衣物洗涤过程中已发生腐蚀、短路等问题，以上问题目前尚无好的解决方法。柔性显示屏幕属于高端电子元件，价格昂贵，且生产技术不够成熟，现处于研发阶段，短期内难以实现在发光纺织品上的产业化生产。光纤发光是通过将柔性聚合物光纤织造于纺织品上，通过与特定的光源连接将光线传输至发亮区域，需要配合以合适的光源，呈线形发光，同时受光纤传导信号损失所致发光不够均匀，另外此种光纤的热稳定较差（≤70℃），制成的织物不能汽蒸、熨烫等，织物穿着过程中亦不能刮、划。自“光纤发光纺织品”概念出现至今已经有20多年的历史，至今并未真正实现产业化推广。而智能可穿戴设备要求即能满足纺织品基质柔韧、舒适、易打理、易裁剪等要求，同时又要充分考虑智能化功能实现过程中的安全性、稳定性等。总之，目前市场上尚缺乏真正可穿戴发光智能纺织品。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种无发热的发光器件及其在可穿戴设备中的应用。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种无发热的发光器件，所述发光器件的发光图案为面式发光；所述无发热的发光器件主要包括发光单元和绝缘保护单元；所述发光单元包括电子空穴传输单元和电子能量储存及转换单元，所述电子空穴传输单元将合适电压的交流或直流电源通过空穴的连续化传递，导入到电子能量储存及转换单元，所述电子能量储存及转换单元发生结构内电子转移和材料分子内电子迁移，将电能转化为光能；所述绝缘保护单元包括绝缘子单元和保护子单元；所述绝缘保护单元将发光单元密封；所述绝缘保护单元与发光单元之间通过高分子粘合剂相连，所述高分子粘合剂通过刷涂、滚涂、丝印、喷射、打印、热压或冷裱形式与发光器件的两个单元复合；所述绝缘保护单元与发光单元之间形成纳米级紧密接触交界面。所述电子空穴传输单元能使得电荷按照发光面均匀且稳定传导，其导电性能对于发光器件的发光亮度、发光寿命等都有很重要影响。其电阻（方阻）不大于200Ω，且其具有超高的耐拉伸性能，其膜层伸长比例达100%时，其电阻增加30%，当伸长回缩后，导电性能回复95%以上。其柔韧性极佳，在不影响其导电材料均匀性的前提下，能经受随意的揉搓和按压。其具有良好的耐温性，温度介于-70℃~250℃时，其电阻升高值≤20%，其柔韧性不受任何影响。所述电子能量储存及转换单元在通以合适电压交流电或直流电源时，发生结构内电子转移和材料分子内电子的迁移，而将电能转化为光能，并且随着电压的变化而变化色彩。该结构采用具有一定介电性能的无机或有机粉末混合物组装而成，为了调节发光颜色、发光亮度及发光稳定性等指标，可以将材料以一层或多层结构均匀组装，要求粉末具备粒径均匀，耐溶剂、耐氧化、耐高温（150℃）、耐弯折、组装机械强度高的性能。整个发光单元可通过改变发光单元介电常数的大小和输入电子能量的高低，使得发光面积、发光的颜色、发光亮度、发光均匀性、发光的能耗等具有一定的可设计性。绝缘保护单元中的绝缘子单元和保护子单元，二者密切配合提供发光器件的安全性及耐用性，防止在使用过程中的静电击穿、折叠损坏、空气氧化、灰尘污垢的破坏、洗涤及雨淋过程中液态水的浸湿和腐蚀。绝缘子单元方阻值≥200Ω，并具有一定的耐折叠、耐高温特点。保护子单元提供良好的防水、防油、防物理损伤作用。绝缘保护单元使得发光器件具有良好的防水、油性能，可直接利用常规水洗条件进行洗涤。所述发光器件可以根据设计任意裁剪成各种图案而不影响其发亮。一种无发热的发光器件在可穿戴设备中的应用，所述可穿戴设备包括由发光单元和绝缘保护单元组成的无发热的发光器件，以及与所述无发热的发光器件结合的基质层；所述发光单元、绝缘保护单元及所述基质层之间通过高分子粘合剂复合，通过刷涂、丝印、喷射或打印高分子粘合剂进行结合。所述发光单元、绝缘保护单元及所述基质层还可以通过以下方式结合：首先将基质层进行平滑处理，然后利用磁控溅射工艺将发光单元以连续薄膜的形式附着在基质层上；再将所述绝缘保护单元通过刷涂、滚涂、丝印、喷射、打印、热压或冷裱形式与所述发光单元复合。所述基质层为具有良好柔韧性和不同粗糙程度的纺织品，包括：各种材质的机织物、针织物、无纺布；或为具有纺织品类似柔韧性、粗糙程度及毛羽表面的材料。该可穿戴设备中，发光器件具有轻薄、柔韧特点，不会对基质层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无发热的发光器件，其特征在于：所述发光器件的发光图案为面式发光；所述无发热的发光器件主要包括发光单元和绝缘保护单元；所述发光单元包括电子空穴传输单元和电子能量储存及转换单元，所述电子空穴传输单元将合适电压的交流或直流电源通过空穴的连续化传递，导入到电子能量储存及转换单元，所述电子能量储存及转换单元发生结构内电子转移和材料分子内电子迁移，将电能转化为光能；所述绝缘保护单元包括绝缘子单元和保护子单元；所述绝缘保护单元将发光单元密封；所述绝缘保护单元与发光单元之间通过高分子粘合剂相连，所述高分子粘合剂通过刷涂、滚涂、丝印、喷射、打印、热压或冷裱形式与发光器件的两个单元复合；所述绝缘保护单元与发光单元之间形成纳米级紧密接触交界面。

【技术特征摘要】
1.一种无发热的发光器件，其特征在于：所述发光器件的发光图案为面式发光；所述无发热的发光器件主要包括发光单元和绝缘保护单元；所述发光单元包括电子空穴传输单元和电子能量储存及转换单元，所述电子空穴传输单元将合适电压的交流或直流电源通过空穴的连续化传递，导入到电子能量储存及转换单元，所述电子能量储存及转换单元发生结构内电子转移和材料分子内电子迁移，将电能转化为光能；所述绝缘保护单元包括绝缘子单元和保护子单元；所述绝缘保护单元将发光单元密封；所述绝缘保护单元与发光单元之间通过高分子粘合剂相连，所述高分子粘合剂通过刷涂、滚涂、丝印、喷射、打印、热压或冷裱形式与发光器件的两个单元复合；所述绝缘保护单元与发光单元之间形成纳米级紧密接触交界面。2.如权利要求1所述的一种无发热的发光器件，其特征在于：所述电子空穴传输单元的电阻（方阻）不大于200Ω；其具有超高的耐拉伸性能；所述电子空穴传输单元具有良好的耐温性，温度介于-70℃～250℃时，其电阻升高值≤20%，其柔韧性不受任何影响。3.如权利要求1所述的一种无发热的发光器件，其特征在于：所述电子能量储存及转换单元采用具有一定介电性能的无机或有机粉末混合物组装而成；所述的无机或有机粉末混合物以一层或多层结构均匀组...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐菊梅，
申请(专利权)人：徐菊梅，
类型：发明
国别省市：浙江,33