一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置、具有其的照明裝置與顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，包括：依次層疊設(shè)置的、形狀尺寸匹配的第一基板、第一電極、第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第二電極和第二基板；連接第一基板和第二基板兩端的第一垂直支撐結(jié)構(gòu)和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)，第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于第一垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，其中，第一電極緊鄰第一基板，第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層和第二電極的第一端均固定在第一垂直支撐結(jié)構(gòu)上并且第二端均懸空。本實(shí)用新型的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置具有能源綠色清潔、產(chǎn)生交流電的頻率高、發(fā)電效率高、發(fā)電電壓高的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型還提出了具有該風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置的照明裝置和顯示裝置。
【專利說(shuō)明】—種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置、具有其的照明裝置與顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)電驅(qū)動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置、具有其的照明裝置與顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技發(fā)展，采用納米技術(shù)構(gòu)建的能量收集和轉(zhuǎn)換裝置已經(jīng)面世。王中林教授等已研發(fā)出了一種摩擦發(fā)電機(jī)，由于其環(huán)保、節(jié)能、自驅(qū)動(dòng)性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極。其中，第一電極設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，第二電極設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面接觸摩擦并在第一電極和第二電極處感應(yīng)出電荷，第一電極和第二電極構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出端。第一高分子聚合物絕緣層的材料和第二高分子聚合物絕緣層的材料為聚酰亞胺薄膜、聚烯烴類薄膜、聚酯類薄膜等，第一電極和第二電極的材料為金屬、合金、導(dǎo)電陶瓷、ITO玻璃等。
[0004]在常規(guī)應(yīng)用環(huán)境中外界擾動(dòng)頻率較低，由于上述摩擦發(fā)電機(jī)中各層材料質(zhì)量較大，跟隨運(yùn)動(dòng)頻率和幅度都比較小，只能產(chǎn)生低頻率的低壓交流電，不能直接供直流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管LED和液晶顯示屏IXD使用。如果需要供發(fā)光二極管LED照明和液晶顯示屏IXD顯示，需要另接整流電路模塊、濾波電路模塊甚至穩(wěn)壓變壓電路模塊，設(shè)備的成本、體積增加，應(yīng)用范圍有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。
[0006]為此，本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提出一種能夠提供較高頻率交流電的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置。
[0007]為此，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，包括:依次層疊設(shè)置的、形狀尺寸匹配的第一基板、第一電極、第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第二電極和第二基板；第一垂直支撐結(jié)構(gòu)，所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)連接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)，所述第二垂直支撐結(jié)構(gòu)連接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，其中，所述第一電極緊鄰所述第一基板，所述第一高分子聚合物絕緣層的第一端、所述第二高分子聚合物絕緣層的第一端和第二電極的第一端均固定在所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)上，所述第一高分子聚合物絕緣層的第二端、所述第二高分子聚合物絕緣層的第二端和第二電極的第二端均懸空。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其中第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極一端固定而另一端懸空，更容易在外界擾動(dòng)下做受迫運(yùn)動(dòng)，有效地增加了各層材料之間的發(fā)生摩擦的概率，從而提高了發(fā)電效率，也提高了產(chǎn)生的交流電的頻率。此外，由于第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于第一垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，使得第一電極、第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極的懸空端之間比固定端之間的間距更為緊湊，有利于進(jìn)一步增加各層材料之間的發(fā)生摩擦的概率，以及，層間間距減小意味著各層振動(dòng)振幅減小，在風(fēng)力作用下能量損失減小，因此第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子摩擦層更容易接觸摩擦產(chǎn)生電荷，更容易在第一電極和第二電極處感應(yīng)電荷，從而進(jìn)一步提高了發(fā)電效率和產(chǎn)生交流電的頻率。
[0009]此外，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置還可以具有如下附加技術(shù)特征:
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第二高分子聚合物絕緣層的材料為多孔紙、多孔聚酯纖維薄膜或多孔聚丙烯薄膜(PP)。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第二電極的材料為導(dǎo)電布。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第二電極的材料為包含導(dǎo)電層的柔性復(fù)合薄膜。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第二電極與所述第二高分子聚合物絕緣層形狀匹配，相互貼合，同步運(yùn)動(dòng)并且具有共同的固定端。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第一高分子聚合物絕緣層的材料為無(wú)摻雜或者摻雜有金屬氧化物納米線的聚偏氟乙烯薄膜(PVDF)、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)。
[0015]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第一高分子聚合物絕緣層的兩個(gè)側(cè)表面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微米級(jí)或納米級(jí)的微納結(jié)構(gòu)。
[0016]在本實(shí)用新型的一個(gè)不例中，所述第一電極的材料為金屬、合金、導(dǎo)電陶瓷、石墨烯、銀納米涂層或金屬氧化物中的一種或多種的組合。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)示例中，所述第一基板、第二基板、第一垂直支撐結(jié)構(gòu)和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的材料為力學(xué)剛性的亞克力、玻璃、不銹鋼、陶瓷或硬質(zhì)高分子聚合物中的一種或多種的組合。
[0018]為此，本實(shí)用新型的第二個(gè)目的在于提出一種照明裝置。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的照明裝置，包括:發(fā)光二極管；以及與所述發(fā)光二極管相連的、所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，所述風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光二極管進(jìn)行照明。
[0020]為此，本實(shí)用新型的第三個(gè)目的在于提出一種顯示裝置。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示裝置，包括:液晶顯示屏；和與所述液晶顯示屏相連的、所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，所述風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)所述液晶顯示屏進(jìn)行顯
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[0022]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置的剖面圖；和
[0026]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的照明裝置的驅(qū)動(dòng)器短路電流-時(shí)間曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順
時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0029]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0030]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0031]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置包括:依次層疊設(shè)置的、形狀尺寸匹配的第一基板100、第一電極200、第一高分子聚合物絕緣層300、第二高分子聚合物絕緣層400、第二電極500和第二基板600，第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700，和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)800。
[0032]其中，第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700連接第一基板100的第一端和第二基板600的第一端；第二垂直支撐結(jié)構(gòu)800連接第一基板100的第二端和第二基板600的第二端，并且，第二垂直支撐結(jié)構(gòu)800的長(zhǎng)度小于第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700的長(zhǎng)度。
[0033]需要說(shuō)明的是，第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)800除了可以為圖中所示的一對(duì)支撐圓柱之外，也可為板狀等其他形狀，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選用，不再贅述。
[0034]其中，第一電極200緊鄰第一基板100，第一高分子聚合物絕緣層300的第一端、第
二高分子聚合物絕緣層400的第一端和第二電極500的第一端均固定在第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700上，第一高分子聚合物絕緣層300的第二端、第二高分子聚合物絕緣層400的第二端和第二電極500的第二端均懸空。
[0035]需要說(shuō)明的是，固定方式除了可以為圖中所示的穿通固定之外，也可為末端粘接等其他形式，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選用，不再贅述。
[0036]其中，第一電極200設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層300的第一側(cè)，第二電極500設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層400的第一側(cè)。第一高分子聚合物絕緣層300的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層400的第二側(cè)表面接觸摩擦并在第一電極200和第二電極500處感應(yīng)出電荷，第一電極200和第二電極500構(gòu)成所述風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置的兩個(gè)輸出端。
[0037]由上可知，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其中第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極一端固定而另一端懸空，更容易在外界擾動(dòng)下做受迫運(yùn)動(dòng)，有效地增加了各層材料之間的發(fā)生摩擦的概率，從而提高了發(fā)電效率，也提高了產(chǎn)生的交流電的頻率。此外，由于第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于第一垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，使得第一電極、第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極的懸空端之間比固定端之間的間距更為緊湊，有利于進(jìn)一步增加各層材料之間的發(fā)生摩擦的概率，以及，層間間距減小意味著各層振動(dòng)振幅減小，在風(fēng)力作用下能量損失減小，因此第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子摩擦層更容易接觸摩擦產(chǎn)生電荷，更容易在第一電極和第二電極處感應(yīng)電荷，從而進(jìn)一步提高了發(fā)電效率和產(chǎn)生交流電的頻率。
[0038]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第一基板100、第二基板600、第一垂直支撐結(jié)構(gòu)700和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)800的材料為力學(xué)剛性的亞克力、玻璃、不銹鋼、陶瓷或硬質(zhì)高分子聚合物中的一種或多種的組合。
[0039]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第一電極200的材料為金屬、合金、導(dǎo)電陶瓷、石墨烯、銀納米涂層或金屬氧化物中的一種或多種的組合。其中金屬可為金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、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；金屬氧化物為銦錫氧化物(ΙΤ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、氟摻雜錫氧化物(FTO)等。第一電極200密度相對(duì)大且質(zhì)地相對(duì)硬，在風(fēng)力等擾動(dòng)下也很難具有較高的受迫振動(dòng)頻率，故并不設(shè)計(jì)成一端固定而另一端懸空的形式，而是固定在第一基板100之上。
[0040]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第一高分子聚合物絕緣層300的材料為無(wú)摻雜或者摻雜有金屬氧化物納米線的聚偏氟乙烯薄膜(PVDF)、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)。其中，金屬氧化物納米線可以是ZnO、ZrO2、TiO2等材料的納米線，其有助于提高摩擦生電的電壓。
[0041]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第一高分子聚合物絕緣層300的兩個(gè)側(cè)表面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微米級(jí)或納米級(jí)的微納結(jié)構(gòu)。上述的微納結(jié)構(gòu)具體可以采取如下兩種可能的實(shí)現(xiàn)方式:第一種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是微米級(jí)或納米級(jí)的非常小的凹凸結(jié)構(gòu)。該凹凸結(jié)構(gòu)能夠增加摩擦阻力，提高發(fā)電效率。該凹凸結(jié)構(gòu)能夠在薄膜制備時(shí)直接形成，也能夠用打磨的方法使高分子聚合物絕緣層的表面形成不規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)。具體地，該凹凸結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。第二種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是納米級(jí)孔狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)高分子聚合物絕緣層所用材料優(yōu)選為聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)，其厚度為0.5-1.2mm (優(yōu)選1.0mm),孔狀結(jié)構(gòu)優(yōu)選孔寬度10-100納米，深度4-50微米。該孔狀結(jié)構(gòu)也能夠增加摩擦阻力，提高發(fā)電效率。
[0042]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第二高分子聚合物絕緣層400的材料可為多孔紙、多孔聚酯纖維薄膜或多孔聚丙烯薄膜(PP)等。所謂多孔紙，即多孔的纖維素薄膜、多孔的半纖維素薄膜。第二高分子聚合物絕緣層400的多孔薄膜材料的孔徑為微米或納米級(jí)別。此類第二高分子聚合物絕緣層400具有輕、薄的優(yōu)點(diǎn)，在微小擾動(dòng)下易于產(chǎn)生受迫運(yùn)動(dòng)，從而易于與第一高分子聚合物絕緣層300產(chǎn)生相對(duì)摩擦，以及易于與第二電極500相接觸。
[0043]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第二電極500的材料為導(dǎo)電布。所謂導(dǎo)電布，即以纖維布(一般常用聚酯纖維布)經(jīng)過(guò)前置處理后施以電鍍金屬鍍層使其具有金屬特性而成為導(dǎo)電纖維布，外觀上有平紋和網(wǎng)格區(qū)分。根據(jù)導(dǎo)電材料層的不同可分為:鍍鎳導(dǎo)電布、鍍金導(dǎo)電布、鍍碳導(dǎo)電布、鋁箔纖維復(fù)合布等等。導(dǎo)電布材料的第二電極500輕薄且牢固，并且具有一定支撐強(qiáng)度，在微小擾動(dòng)下易于產(chǎn)生受迫運(yùn)動(dòng)而與第二高分子聚合物絕緣層400產(chǎn)生相接觸。
[0044]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第二電極500的材料為包含導(dǎo)電層的柔性復(fù)合薄膜。所謂包含導(dǎo)電層的柔性復(fù)合薄膜，是指能夠?qū)щ姷慕饘賹踊蚱渌麑?dǎo)電膜與有機(jī)物薄膜形成的復(fù)合薄膜。包含導(dǎo)電層的柔性復(fù)合薄膜的第二電極500同樣具有輕薄且牢固的優(yōu)點(diǎn)，也具有一定支撐強(qiáng)度，在微小擾動(dòng)下易于產(chǎn)生受迫運(yùn)動(dòng)而與第二高分子聚合物絕緣層400產(chǎn)生相接觸。
[0045]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，第二電極500與第二高分子聚合物絕緣層400形狀匹配，相互貼合，同步運(yùn)動(dòng)并且具有共同的固定端。該實(shí)施例中，第二電極500還可以起到增強(qiáng)第二高分子聚合物絕緣層400的強(qiáng)度的目的，使得風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置更加結(jié)實(shí)耐用。需要說(shuō)明的是，貼合可以是通過(guò)先分別制備第二高分子聚合物絕緣層400與第二電極500然后對(duì)二者進(jìn)行粘接，也可以采用復(fù)合制膜方法來(lái)直接形成互相貼合的第二高分子聚合物絕緣層400與第二電極500。例如:在多孔紙、多孔聚酯纖維、多孔聚丙烯薄膜(PP)上鍍金屬或其他導(dǎo)電膜以后，再沉積一層較輕薄且牢固、具有支撐力的有機(jī)物，即形成了一體化的第二高分子聚合物絕緣層400與第二電極500，其具有工藝簡(jiǎn)便、貼合緊密的優(yōu)點(diǎn)。
[0046]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置中，風(fēng)源具有一定風(fēng)速。風(fēng)源可以是自然風(fēng)源或人工風(fēng)源。風(fēng)速較大時(shí)，產(chǎn)生的交流電的頻率較高。
[0047]另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例的照明裝置，包括:發(fā)光二極管LED和本實(shí)用新型上述的任一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置。其中，LED為優(yōu)選為低功率元件。LED與風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置相連，風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)LED進(jìn)行照明。
[0048]該照明裝置中，無(wú)需額外的整流電路模塊、濾波電路模塊甚至穩(wěn)壓變壓電路模塊，風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置在合適的風(fēng)源速度條件下，可直接為L(zhǎng)ED提供頻率高于人眼辨識(shí)閃爍頻率閾值的交流電。
[0049]再一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示裝置，包括:液晶顯示屏IXD和本實(shí)用新型上述的任一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置。其中，IXD為低功率元件。IXD與風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置相連，風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)LCD進(jìn)行顯示。
[0050]該照明裝置中，無(wú)需額外的整流電路模塊、濾波電路模塊甚至穩(wěn)壓變壓電路模塊，風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置在合適的風(fēng)源速度條件下，可直接為L(zhǎng)CD提供頻率高于人眼辨識(shí)閃爍頻率閾值的交流電。
[0051]為了使相關(guān)技術(shù)人員更清晰地理解本實(shí)用新型提出的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置以及具有其的照明裝置與顯示裝置，舉例加以說(shuō)明。
[0052]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用本實(shí)用新型的聚合物材料面積為5cm*5cm的器件，在風(fēng)速30-35km/h時(shí)工作，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)9個(gè)LED燈，人眼感覺(jué)不到LED閃爍。測(cè)量得到器件的短路電流如圖3所示，交流電頻率接近100Hz，明顯超過(guò)了人眼能辨識(shí)閃爍頻率閾值，交流電壓幅值為14-20 μ A。由此可知，該照明裝置可以很好地應(yīng)用在汽車、火車、地鐵等具有一定運(yùn)行速度的交通工具上，或者應(yīng)用于我國(guó)西部、北部等常年風(fēng)速較大地區(qū)中，起到照明、顯示或信號(hào)指示作用。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0053]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 依次層疊設(shè)置的、形狀尺寸匹配的第一基板、第一電極、第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第二電極和第二基板； 第一垂直支撐結(jié)構(gòu)，所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)連接所述第一基板的第一端和所述第二基板的第一端；和 第二垂直支撐結(jié)構(gòu)，所述第二垂直支撐結(jié)構(gòu)連接所述第一基板的第二端和所述第二基板的第二端，所述第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度， 其中，所述第一電極緊鄰所述第一基板，所述第一高分子聚合物絕緣層的第一端、所述第二高分子聚合物絕緣層的第一端和第二電極的第一端均固定在所述第一垂直支撐結(jié)構(gòu)上，所述第一高分子聚合物絕緣層的第二端、所述第二高分子聚合物絕緣層的第二端和第二電極的第二端均懸空。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第二高分子聚合物絕緣層的材料為多孔紙、多孔聚酯纖維薄膜或多孔聚丙烯薄膜(PP)。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第二電極的材料為導(dǎo)電布。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第二電極的材料為包含導(dǎo)電層的柔性復(fù)合薄膜。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第二電極與所述第二高分子聚合物絕緣層形狀匹配，相互貼合，同步運(yùn)動(dòng)并且具有共同的固定端。
6.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層的材料為無(wú)摻雜或者摻雜有金屬氧化物納米線的聚偏氟乙烯薄膜(PVDF)、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)。
7.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層的兩個(gè)側(cè)表面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微米級(jí)或納米級(jí)的微納結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一電極的材料為金屬、合金、導(dǎo)電陶瓷、石墨烯、銀納米涂層或金屬氧化物中的一種或多種的組合。
9.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一基板、第二基板、第一垂直支撐結(jié)構(gòu)和第二垂直支撐結(jié)構(gòu)的材料為力學(xué)剛性的亞克力、玻璃、不銹鋼、陶瓷或硬質(zhì)高分子聚合物中的一種或多種的組合。
10.一種照明裝置，其特征在于，包括: 發(fā)光二極管；和 與所述發(fā)光二極管相連的、如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，所述風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光二極管進(jìn)行照明。
11.一種顯示裝置，其特征在于，包括: 液晶顯不屏；和 與所述液晶顯示屏相連的、如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置，所述風(fēng)力摩擦發(fā)電裝置用于驅(qū)動(dòng)所述液晶顯示屏進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】G09F9/35GK203445805SQ201320467201
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】王珊, 劉紅閣 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司